摘要：电力系统的运行状态以及运行安全对我国各行各业的生产运行有着重要作用。传统的电力设施维护方案主要依靠人工定期的巡查与维护，由于电力线路覆盖广，大多分布在野外，环境复杂多样，加大了巡检的难度，很难在第一时间内发现电力设施存在的问题及隐患。随着我国对电力需求的不断加大以及大容量、高电压系统的不断发展，采用怎样的方式能够保证电力系统的稳定运行，已经成为我们重点关注的问题。所以，人们采用了基于GPRS技术的远程电力在线监测系统对电路系统进行维护，该技术在电力系统维护工作中有着突出的表现。本则针对这个技术进行了分析和讨论。
关键词：GPRS技术；远程电力；在线监测系统
过去，由于技术的限制，电力系统往往由人工定期巡检的方式进行维护，电力部门很难获得及时准确的电力系统运行信息，并且人工检测维护工作具有很大的危险性，而且许多的监测现场复杂多样，且地方偏远，工作量相对较高，很难满足电力发展的实际需求。而随着通讯技术的发展，电力系统的维护已经运用上远程控制监测设备，该技术的运用能够帮助电力部门了解实时的设备运转情况，并且能及时发现系统存在的异常和隐患，为后续的维修工作提供可靠的资料。
一、GPRS技术
GPRS能够有效增强数据速率，并能对信道进行捆绑，这种技术能够达到高速接入的效果。目前，GPRS技术能够实现一个载频或八个信道的捆绑，并让每个信道能够达到14.4kbps的传输率，最大能够达到115.2kbps的传输率。GPRS技术的运用能够实现一个用户使用多种通道，或多个用户使用一个通道的功能；另外，该技术还能有效降低接受信息或者不发送信息时的资源占用率，可见，GPRS技术能够有效缩短建立用户所用的时长，甚至能够保证用户永久在线；数据传输量是GPRS计算方式的基础，这种方法能够有效降低监测成本。总的来说，GPRS技术接入时间较短、传输速率较高、能充分利用现有资源等优势；由于GPRS技术支持IP和X2.5协议，该技术还能为我们提供在线功能。总的来说，GPRS技术本身能够为用户提供更多的便利，提高了服务器的使用效率，降低系统的操作难度[1]。
二、基于GPRS技术的远程电力在线监测系统
（一）总体设计GPRS通讯系统
在对GPRS通讯系统进行设计之前，需要充分了解系统的整体特征，在适当的部位融入GPRS技术。一般采用的设计思路是，将GPRS终端通过GPRS网连接到虚拟专用网VPN中，并设置符合需求的APN服务器，这种方式主要为了能够将客户端通讯服务和APN服务器通讯协议连接起来，从而实现客户端和终端的有效交换。建立采集终端GPRS模块通道以及抄表站系统通讯模块是上述系统设计工作的关键所在，在这种设计中，由专用VPN服务器来连接虚拟专用网VPN，主站模块和GPRS模块都可以通过直接连接在这个服务器，实现终端与主站之间的有效连接[2]。
GPRS通讯模块是融入GPRS技术的远程电力在线监测系统的主要结构，客户端和采集端的数据主要通过这个模块进行发送和接收，相应的IP地址也能通过该模块得以合理分配，并给IP地址分配一个或多个RS232接口。在正常情况下，GPRS通讯模块会为了建立相应的Socket连接主动向中心服务器发出连接申请。此外，相关通道的运转情况也能被GPRS通讯模块检测到，如果在检测过程中发现问题，会自动切断相关通道；为了保证正常通讯，也会重新对系统发出连接申请。客户端的主要作用是管理电能表客户，专用VPN服务器会在收到客户服务器对其发出的申请后，建立起相应的Socket连接。另外，客户端与GPRS通讯系统通过利用虚拟连接，实现数据的交换以及数据的读取。值得一提的是，客户端服务器同样能够检测通道运转情况。总的来说，这种点对点的方式，能够实现一点对多点的检测方式，客户端也可以实现单独连接通信。其中VPN服务器的主要作用则是存储转发来自GPRS设备和客户端前置机交换的信息，为实现两者间的实时通讯提供条件[3]。
由于系统使用的是移动公司的专用VPN网络，所以能够有效阻挡部分非法入侵用户对系统的攻击，从而保证了系统的安全运转。总的来说，GPRS技术在远程电力在线监测系统中的运用能够有效提高系统的安全性[4]。
（二）通讯系统硬件结构
iAPX2986处理器R80286-8是GPRS终端主要应用的CPU设备。该处理器集成了十三万个晶体管，能利用二十四位和十六位两种地址总线，频率最高能够达到20MHz；主要存在保护模式和实模式两种工作方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆R80286处理器在保护模式下，能够在形成异常处理机制的同时直接访问内部存在的16M字节，也可以直接访问内部已经被限制的1M字节，内部更多的内存也会通过利用XMS或EMS映射出来[5]。
CNS91-900是GPRS通讯模块主要运用的硬件，其核心是利用基带状态机。另外，还需要与其他模块进行有机的结合，并将IP/TCP协作线合理镶嵌在GPRS终端内部。实际上，数据会通过硬件打包为IP/TCP数据包，并通过数据转换变为GORS数据表，再通过无线链路传输到数据交换中心。GPRS数据包能够被无线数据交换中心剥离出来，然后处理后的数据通过网关再传输到专用APN服务器中，最后由通讯中心将接收的数据包还原为原始数据[6]。
（三）实现中心软件系统
终端设备和后台系统主要通过通讯中心连接在一起，并实现数据的交换。通过通讯中心中的域名，能够借助终端设备和后台系统的作用接入通讯中心，连接建立完成后，就可以根据实际规则对SOCKET的交换数据进行设定。
顺畅的通道和安全可靠的数据交换过程，是系统稳定运行的重要保障。一般来说，要保障终端设备和连接中心SCOKET之间以及GPRS通道的通畅。终端设备和连接中心SCOKET之间的通畅是保证GPRS通道通畅的基础。所以，在通讯系统软件设计的过程中，需要重点对前者进行检测，以保证整个系统稳定的信息传输。一般来说，如果一个通道出现一段时间的空闲，就会导致系统的异常，所以就需要发送联络信号确认系统运行状况；如果信号接收正常，就能确定系统运行状态时正常的。DES加密算法是通讯系统常用的算法，该算法能够保证数据的安全传输，也能保证数据的完整性和可靠性，对于部分无法校验或者不可校验的数据包，需要重新进行检测。
三、ZigBee技术与GPRS技术的融合
随着数据无线传输技术的发展，ZigBee技术进入了人们的视野，该技术主要应用于近距离、低频率电子设备间的数据传输。
电力系统中各个单元内部的信息采集工作可以由ZigBee模块完成，ZigBee模块采集到的信息在信息汇总设备处理后，通过GPRS技术传输到上层系统，这是ZigBee技术与GPRS技术的融合的基本模式。
两种技术的融合，在很大程度上对线路进行了简化，降低了电力在线监测系统的建设成本；并且ZigBee技术支持大量上网节点以及多种网上拓扑，电力部门可以将电力系统根据设备功能细化成不同单元，各个单元中ZigBee模块采集到的信息分别传输至GPRS系统中；通过分析不同电力单元ZigBee模块上传的信息，能够快速确定故障位置。
由于ZigBee技术具有大规模组网能力，电力在线监测系统的覆盖范围能够得到有效拓展，再配合上GPRS技术稳定的信息传输能力，电力在线监测系统将变得更为可靠。在GPRS系统中，ZigBee技术的运用，也让电力在线监测系统变得更为灵活，远程控制能力变得更为强大。
四、总结
综上所述，GPRS技术在电力远程在线监测系统运用中发挥着越来越重要的作用，在实现计量仪表管理网络化的同时，大大提升了电力系统管理效率，并简化了远程监测工作，将现场设备的状态数据安全可靠、低成本地传送到监控中心进行分析，让抄录数据变得更为简单高效，同时也给电力管理人员提供了具有时效性的设备运行数据。总的来说，通过运用准确、高效、安全的GPRS技术，大大提高了电力系统监测数据的质量，提高了系统管理水平，保证了用电安全。并随着此技术的不断成熟，推广至各个领域。
参考文献
[1]陈媛媛,戈庆长,杨士东,都为杰,黄昱昊.GPRS技术在电力配电线路故障监测系统中的应用分析[J].自动化应用,2019(02):141-143.
[2]高婷慧.电力调度通信系统GPRS技术的运用和优化[J].煤,2018,27 (09):105-106.
[3]董谨.浅析GPRS技术在电力数据采集终端的应用[J].山东工业技术, 2018(17):131.
[4]李毅超.GPRS技术在计量自动化系统的应用研究[J].中国高新科技,2018(02):71-73.
[5]蒋逸.GPRS技术在电力配电线路故障监测系统中的应用[J].工程技术研究,2017(12):86+110.
[6]何妮婷.电力系统通信中GPRS技术的应用研究[J].企业技术开发, 2017,36(07):78-79.
论文作者:赵雪辰,杨万里
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
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