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摘要：本文主要介绍了一种基于GPRS的网络配变监测管理系统的总体设计方案，包括系统的网络拓扑结构、功能模块和数据库结构，以及系统所采用的软件平台和基本技术。最后介绍了基于C/S、B/S体系结构相结合的系统软件部分的设计和实现。
关键词：配变监测；GPRS；C/S；B/S
1 引言
GPRS（General Packet Radio Service）是一种新的无线通讯方式，可提供三类交互式业务：端到端分组传输模式下数据业务的发送和接收、点对点和点对多点两种方式的承载业务、补充业务。GPRS核心网络采用IP技术，一方面可与高速发展的IP网实现无缝连接。对用户而言，可以一直保持在连接状态，而收费不是按时而是按数据流量进行收费，因此GPRS特别适合移动互联网的数据传输，GPRS的产生推动了移动互联网的发展和实用化。另一方面可顺应通信网的分组化发展趋势，在GPRS核心网基础上逐步向第三代移动通信核心网演进。因此，GPRS实时、高速、准确、经济的特点使它非常适合配电监测系统中的数据传输业务。
2 总体方案设计
本系统划分为三个功能模块，数据采集部分、数据传输部分和数据管理部分。
2.1 数据采集模块
每台配电变压器上都装有数据采集终端，终端通过下行RS-485接口采集到外配的三相多功能表中的数据，利用GPRS网络将数据上传。数据终端采集到的信息包括：电能数据采集和计量、开关量采集、异常情况数据采集、无功补偿装置的数据等，同时采集各公用、专用配电变压器的进线、出线各端的电能量。通过数据分析，可以及时了解配电变压器的负荷情况及用户的用电情况，为实现电能计量收费、台区考核、线损分析等提供基础数据。
2.2 数据传输模块
2.2.1 通信方式选择
本系统的数据通信方式选用GPRS方式。传统的配变监测系统的无线传输方式大部分选择GSM方式，而GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。
2.2.2 通信服务器功能描述
通信服务器的功能主要包括：管理各数据终端和客户端的信息，包括IP地址、终端号、SIM卡号等信息，管理各终端运行状态；将终端采集的数据及时地发送到客户端并存储到数据库服务器，以备随时查询之需；将客户端发送的命令按照规约发送给相应的配变终端，完成通信调度。当终端出现异常情况时，可将报警数据及时上传，起到实时监控的作用。
2.2.3 通信流程描述
由客户端发出命令，通过通信服务器将命令转发给数据采集终端，终端采集后的数据通过GPRS通道上传给通信服务器，通信服务器按协议将数据解包后返还给相应的客户端。
2.3 数据管理模块
2.3.1 概述
系统采用星形拓扑结构，服务器和客户机均采用10M/100M自适应网卡，可以满足用户实时数据传输要求和外部数据浏览的需要。服务器和交换机放在控制中心，各个客户机及通信服务器通过局域网连接数据服务器。整个网络基于TCP/IP协议，浏览器/服务器（Browser/Server，简称B/S）结构采用利用Internet虚拟专网（VPN）。
2.3.2 数据管理系统软件
数据管理部分包括数据分析及数据维护包括查询和打印数据报表、数据曲线图，维护设备信息，其中包括添加、删除线路、变压器、电表等工作，以及报警信息处理等。以及通过浏览器查询各个终端采集的数据，察看信息。
3 系统软件的设计与实现
3.1 开发模式
系统的软件部分，主要考虑客户机/服务器模式（Client/Server，简称C/S）和B/S模式。基于操作者权限的不同，决定采用C/S和B/S模式相结合的方式。一般用户只是浏览和查询数据、录入工作比较少，采用B/S模式比较合适。而对于管理员级用户则需要较快的存储速度和较多的录入，采用C/S结构。
3.2 系统软件平台及采用技术
本系统中服务器端采用Windows 2000 Server作为网络操作系统，由于该网络操作系统安全可靠，操作简单方便，所以非常适合局域网。
与Windows 2000 同为微软系列的SQL Server 2000 自然成为了数据库管理系统的首选，它们都是微软系列的产品，搭配在一起相得益彰，紧密集成。客户端软件的程序开发语言选择DELPHI，浏览器端开发语言选择JAVA，通信服务程序的开发工具选择VC++，采用ADO数据访问技术对数据库访问。
对于只有浏览数据权限的一般用户，应用B/S模式进行设计，采用三层式程序架构（3 Tire Client/Server）。第一层客户机负责向Web服务器发出请求，处理针对用户的输入和输出；第二层的Web服务器是连接客户机和数据库服务器的纽带，它以动态链接库的形式存在，负责建立实际的数据库的连接，根据用户的请求通过OLE DB 与相应的后台数据库相连，通过数据库访问组件ADO（ActiveX Data Objects）完成对数据库的操作，并把结果返给客户端；第三层的数据库服务器则执行真正的数据库操作。
对于有信息维护的管理员级用户，应用C/S模式进行设计，直接将用户的请求通过ADO数据访问技术与数据库的交互，完成对数据库的操作，或将其要求直接发送给通信服务器，由前置机完成数据交互任务。从而快速响应用户的要求。
3.3 数据库设计
依据数据库结构及具体业务需求和查询需求，系统功能设计有用户权限管理、数据库系统维护、数据维护等。
3.3.1 用户权限管理
用户权限管理是数据库系统安全的保证，这一模块包括两部分内容。其一为数据库服务器端的权限设定和管理，这是要由数据库系统管理员根据用户情况，用人工设定的，具体的权限管理机制是由数据库DBMS本身来完成的；其二为客户端用户权限的管理，客户端的用户权限管理是基于服务器端的权限管理的，客户端编写的权限管理代码是以服务器端为依据的。其主要实现功能包括：用户账户创建（由有权限的系统管理员创建）、账户权限修改及删除（由有权限的系统管理员创建）、账户名称及密码修改（用户自行修改）、用户查询等。
3.3.2 数据库系统维护
数据库系统的维护主要包括：数据库及数据卸载，或者叫数据库备份和恢复，以及数据库运行状况监视等。
3.3.3 数据维护
数据维护主要有数据插入、修改、删除等功能。要注意几项要点：保证对数据库中所有库表建立数据维护模块；各数据维护模块间应条理清晰；注意建立各库表间的关联机制，在数据维护过程中系统自动保证数据的完整性；对有限度值的数据项，应建立相应的合理性约束。
4结束语
相对于GSM通信方式，GPRS更适合数据传输，可以大大提高数据传输速率。另外，随着Internet/Intranet技术的不断发展，尤其是基于WEB的信息发布和检索技术，导致了整个应用系统的体系结构从C/S的主从结构向灵活的多级分布结构转变。本系统采用基于GPRS网络的C/S和B/S模式相结合的方式，既能保证数据采集的是实行性和可靠性，降低通信成本，又能为用户提供熟悉的界面，用户能够方便地上网浏览信息，增强了系统的可操作性。
参考文献：
[1]华锦明，金松.基于GPRS的配变监测管理系统的设计[J].数字技术与应用，2017（08）：149-150.
[2]眭波.基于GPRS的配变监测系统研究[J].科技传播，2013，5（21）：208-209.
基金项目：
南京南瑞集团公司《智能电网可信通信网云服务》科技项目资助。
论文作者:张军1,吴俊兴1,胡杨1,戴和原2
论文发表刊物:《河南电力》2018年13期
论文发表时间:2018/12/27
标签：数据论文; 数据库论文; 终端论文; 服务器论文; 用户论文; 通信论文; 系统论文; 《河南电力》2018年13期论文;