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[摘 要]该系统主要由数据采集模块、GPRS通讯模块和数据处理模块等组成。数据采集模块获取RTK流动站采集到的数据，经过转换和处理后的数据再由GPRS模块接入Internet网络发送到数据处理中心。
[关键词]GPRS；电力勘测；远程监测
中图分类号：TN949.6+91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0256-02
0 引言
近年来，随着信息技术和网络技术在电力系统的广泛应用，电网企业的信息化建设取得了长足发展。传统的电力勘测设计大多采用纸质化模式，不精确，效率低。尤其在地形复杂、气候恶劣的环境，设计一条线路往往耗费大量的人力、物力、财力。基于此种现状，本文提出采用GPRS作为无线通讯媒介的实时监测和控制电力信息勘测的电力勘测远程控制系统。该系统是利用先进的测报技术、计算机技术以及网络技术建设的一种集采集、传输、存储、显示、分析于一体的实时监测系统。通过无线网络将采集信息传送到信息服务中心。
GPRS（General Packet Radio Service）是通用分组无线服务技术的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。具有实时在线、按量计费、快速登录、实时传输等特点。而且其本身就是一个分组型数据网，支持TCP/IP协议，可直接与Internet网互通，理论上可以提供最高171.2kb/s的传输速率，广泛应用在无线数据传输领域。
1 系统总体架构
该系统是基于GPRS的远程控制系统，由数据获取单元、数据传输单元、数据处理单元三个单元组成，其结构图如图1所示。
（1）数据获取单元：利用RTK流动站采集定位点信息，作业人员手持RTK流动站在现场勘测，同时分析、处理、记录采集数据。通过串口通信方式将处理后的数据发送给GPRS模块，GRRS模块把数据发送到GPRS网中。数据服务中心通过任何方式上网，只要拥有固定IP地址，就可以通过GPRS网把数据传送到数据服务中心。
（2）数据传输单元：GPRS网络提供数据服务中心与现场终端之间的通信通道，利用GPRS网络实时将采集信息发送到数据服务中心。
（3）数据处理单元：数据服务中心一方面利用GPRS网络与现场终端进行双向通信，一方面利用GIS技术为用户提供一个可视化界面，并对接收到的数据分析、显示和存储。 GIS技术将地理空间信息库和系统数据分布特征相关联，实现数据信息的交互和共享，形成电力勘测远程控制应用平台。
2 终端控制设计
远程终端按功能可分为现场数据采集模块和GPRS远程通信模块。终端利用RTK流动站获取采集点信息，采集的数据经过分析处理后通过串口传送到GPRS模块中；GPRS模块呼叫数据服务中心建立通信通道，通过GPRS网络将数据送入因特网，实现电力线信息的实时传输和远程监控。
终端控制程序在WindowsCE下采用C++语言编写，采用模块化结构程序设计，其流程图如图2所示：
2.1 程序功能介绍
启动程序后先初始化串口，对串口的设置包括串口号、波特率、校验位、停止位等。本系统根据与GPRS模块通信协议的约定，波特率为9600bps，1位停止位，无校验位。上电后向GPRS模块发送基本设置命令，即连接模式、用户名、用户密码、接入方式等。设置好参数后建立线程连接数据服务中心，将数据服务中心的IP地址和端口号写入配置文件，每次启动程序时读取IP地址和端口号进行连接。如果连接成功则连接线程等待，主线程获取数据并对数据分析处理，处理后的数据通过串口写入GPRS网络并存储到自定义格式文件中。重复以上步骤直至系统退出。
3 GPRS通信模块设计
本设计的数据采集终端和数据服务中心之间的通信选择TCP协议作为传输协议。TCP（Transmission Control Protocol）傳输控制协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议，可以保证数据传输的可靠性。GPRS通过接入Internet网络实现数据的发送与接收。而终端入网、通道连接与数据交互则由终端串口和GPRS模块串口通过相应的AT指令交互完成。AT（Attention）指令集是从终端设备（TE）或数据终端设备（DTE）向终端适配器（TA）或数据电路终端设备（DEC）发送的。下面对SOCKET通信中的要用到的一些AT命令进行说明。
（1）参数设置
T^SICS=0，conType，gprs0 //连接模式为0，选择连接方式为GPRS
AT^SICS=0，user，cm //设置用户名
AT^SICS=0，passwd，gprs //设置密码
AT^SICS=0，apn，cmnet //选择接入APN为CMNET，APN由移动公司提供
AT^SISS=1，srvType，socket //Internet服务选用Socket
AT^SISS=1，conId，0 //Internet连接模式标识符为0
（2）通道连接
AT^SISS=1，address，"socktcp：//123.14.139.243？？：10000"
123.14.139.243为数据服务中心的IP地址（输入实际情况IP地址），10000为端口号（由数据服务中心监听SOCKET设置的端口号决定）如果连接成功，数据服务中心程序接收到终端连接的连接信息，建立通信通道。
（3）数据发送
AT^SISO=1 // 打开TCP连接，开始收发数据
AT^SISW=1，1000，//发送1000字节数据的长度
先发送数据的长度，然后将数据写入串口 （4）读串口数据
AT^SISR=1，1500//读取1500字节长度的数据
建立一个读取数据线程，循环读取串口的数据，并分析处理收到的数据
（5）关闭SOCKET通道
AT^SISC=1//关闭SOCKET通道
以上系统流程是使用AT^SICS指令建立网络连接，使用AT^SISS指令建立Internet服务模式，使用AT^SICO指令开启Internet服务，使用AT^SICW指令写入数据，使用AT^SICR指令读取数据，使用AT^SICC关闭服务连接通道。
4 数据服务中心设计
数据服务中心只要通过宽带、ISDN、ADSL任意一种方式上网并且拥有固定IP即可，系统在WindowsXp或以上版本系统下运行，其软件流程结构图如图4所示：
4.1 系统结构
（1）数据处理模块：数据处理模块是基于Microsoft公司的Microsoft Visual Studio 2008采用C++编写的，利用地理信息系统（GIS）实现输电线路全景设计管理。
（2） 网络模块：网络模块利用基于TCP/IP协议的SOCKET编程实现数据的发送与接收。网络结构采用完成端口模型，完成端口是Windows系统下性能最好的I/O模型，它避免了大量用户并发时原有模型采用的方式，极大的提高了程序的并行处理能力。
（3）数据存储模块：数据库程序采用Microsoft SQL Server 2000编写。
4.2 系统概述
启动程序后首先建立一个监听套接字，设置端口号与IP地址并将其与监听套接字绑定。然后建立终端连接请求线程和数据接收线程，连接请求线程开始等待终端连接，请求到来后将连接终端信息加入客户端管理链表，继续等待终端连接。数据请求线程等待终端发送数据，数据到来后对数据进行分析、处理。最后将处理后的数据显示到用户界面上并写入数據库。重复以上步骤直至系统退出。
5 结束语
本文介绍了电力勘测传输系统终端GPRS和数据服务中心的设计与实现，避免了用户传统的纸质化地图的作业方式，减少了勘测次数。利用本系统可实现准确定位、实时交互、分段勘测设计。提高了勘测效率，减少了劳动强度。特别适用于地形复杂、环境恶劣的场合。而且由于GPRS网络的覆盖范围广、可靠性高、费用低廉等特点，该系统在电力勘测设计中具有广阔的应用前景（如图3）。
参考文献
[1] 叶力勤，罗飞，配电变压器参数的GPRS网络远程监测系统，2003
[2] 崔秀玉，王志勇，王成祥. GPRS技术在电力系统通信中的应用.电力系统通信，2004，25（8）：3-4.
[3] 刘淑荣，腾召胜，严性平，张向程. 基于MC55的电力负荷管理终端设计， 2008
[4] 余琴，赵振华.基于GPRS的SOCKET通信的应用研究， 2005
[关键词]GPRS；电力勘测；远程监测
中图分类号：TN949.6+91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0256-02
0 引言
近年来，随着信息技术和网络技术在电力系统的广泛应用，电网企业的信息化建设取得了长足发展。传统的电力勘测设计大多采用纸质化模式，不精确，效率低。尤其在地形复杂、气候恶劣的环境，设计一条线路往往耗费大量的人力、物力、财力。基于此种现状，本文提出采用GPRS作为无线通讯媒介的实时监测和控制电力信息勘测的电力勘测远程控制系统。该系统是利用先进的测报技术、计算机技术以及网络技术建设的一种集采集、传输、存储、显示、分析于一体的实时监测系统。通过无线网络将采集信息传送到信息服务中心。
GPRS（General Packet Radio Service）是通用分组无线服务技术的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。具有实时在线、按量计费、快速登录、实时传输等特点。而且其本身就是一个分组型数据网，支持TCP/IP协议，可直接与Internet网互通，理论上可以提供最高171.2kb/s的传输速率，广泛应用在无线数据传输领域。
1 系统总体架构
该系统是基于GPRS的远程控制系统，由数据获取单元、数据传输单元、数据处理单元三个单元组成，其结构图如图1所示。
（1）数据获取单元：利用RTK流动站采集定位点信息，作业人员手持RTK流动站在现场勘测，同时分析、处理、记录采集数据。通过串口通信方式将处理后的数据发送给GPRS模块，GRRS模块把数据发送到GPRS网中。数据服务中心通过任何方式上网，只要拥有固定IP地址，就可以通过GPRS网把数据传送到数据服务中心。
（2）数据传输单元：GPRS网络提供数据服务中心与现场终端之间的通信通道，利用GPRS网络实时将采集信息发送到数据服务中心。
（3）数据处理单元：数据服务中心一方面利用GPRS网络与现场终端进行双向通信，一方面利用GIS技术为用户提供一个可视化界面，并对接收到的数据分析、显示和存储。 GIS技术将地理空间信息库和系统数据分布特征相关联，实现数据信息的交互和共享，形成电力勘测远程控制应用平台。
2 终端控制设计
远程终端按功能可分为现场数据采集模块和GPRS远程通信模块。终端利用RTK流动站获取采集点信息，采集的数据经过分析处理后通过串口传送到GPRS模块中；GPRS模块呼叫数据服务中心建立通信通道，通过GPRS网络将数据送入因特网，实现电力线信息的实时传输和远程监控。
终端控制程序在WindowsCE下采用C++语言编写，采用模块化结构程序设计，其流程图如图2所示：
2.1 程序功能介绍
启动程序后先初始化串口，对串口的设置包括串口号、波特率、校验位、停止位等。本系统根据与GPRS模块通信协议的约定，波特率为9600bps，1位停止位，无校验位。上电后向GPRS模块发送基本设置命令，即连接模式、用户名、用户密码、接入方式等。设置好参数后建立线程连接数据服务中心，将数据服务中心的IP地址和端口号写入配置文件，每次启动程序时读取IP地址和端口号进行连接。如果连接成功则连接线程等待，主线程获取数据并对数据分析处理，处理后的数据通过串口写入GPRS网络并存储到自定义格式文件中。重复以上步骤直至系统退出。
3 GPRS通信模块设计
本设计的数据采集终端和数据服务中心之间的通信选择TCP协议作为传输协议。TCP（Transmission Control Protocol）傳输控制协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议，可以保证数据传输的可靠性。GPRS通过接入Internet网络实现数据的发送与接收。而终端入网、通道连接与数据交互则由终端串口和GPRS模块串口通过相应的AT指令交互完成。AT（Attention）指令集是从终端设备（TE）或数据终端设备（DTE）向终端适配器（TA）或数据电路终端设备（DEC）发送的。下面对SOCKET通信中的要用到的一些AT命令进行说明。
（1）参数设置
T^SICS=0，conType，gprs0 //连接模式为0，选择连接方式为GPRS
AT^SICS=0，user，cm //设置用户名
AT^SICS=0，passwd，gprs //设置密码
AT^SICS=0，apn，cmnet //选择接入APN为CMNET，APN由移动公司提供
AT^SISS=1，srvType，socket //Internet服务选用Socket
AT^SISS=1，conId，0 //Internet连接模式标识符为0
（2）通道连接
AT^SISS=1，address，"socktcp：//123.14.139.243？？：10000"
123.14.139.243为数据服务中心的IP地址（输入实际情况IP地址），10000为端口号（由数据服务中心监听SOCKET设置的端口号决定）如果连接成功，数据服务中心程序接收到终端连接的连接信息，建立通信通道。
（3）数据发送
AT^SISO=1 // 打开TCP连接，开始收发数据
AT^SISW=1，1000，//发送1000字节数据的长度
先发送数据的长度，然后将数据写入串口 （4）读串口数据
AT^SISR=1，1500//读取1500字节长度的数据
建立一个读取数据线程，循环读取串口的数据，并分析处理收到的数据
（5）关闭SOCKET通道
AT^SISC=1//关闭SOCKET通道
以上系统流程是使用AT^SICS指令建立网络连接，使用AT^SISS指令建立Internet服务模式，使用AT^SICO指令开启Internet服务，使用AT^SICW指令写入数据，使用AT^SICR指令读取数据，使用AT^SICC关闭服务连接通道。
4 数据服务中心设计
数据服务中心只要通过宽带、ISDN、ADSL任意一种方式上网并且拥有固定IP即可，系统在WindowsXp或以上版本系统下运行，其软件流程结构图如图4所示：
4.1 系统结构
（1）数据处理模块：数据处理模块是基于Microsoft公司的Microsoft Visual Studio 2008采用C++编写的，利用地理信息系统（GIS）实现输电线路全景设计管理。
（2） 网络模块：网络模块利用基于TCP/IP协议的SOCKET编程实现数据的发送与接收。网络结构采用完成端口模型，完成端口是Windows系统下性能最好的I/O模型，它避免了大量用户并发时原有模型采用的方式，极大的提高了程序的并行处理能力。
（3）数据存储模块：数据库程序采用Microsoft SQL Server 2000编写。
4.2 系统概述
启动程序后首先建立一个监听套接字，设置端口号与IP地址并将其与监听套接字绑定。然后建立终端连接请求线程和数据接收线程，连接请求线程开始等待终端连接，请求到来后将连接终端信息加入客户端管理链表，继续等待终端连接。数据请求线程等待终端发送数据，数据到来后对数据进行分析、处理。最后将处理后的数据显示到用户界面上并写入数據库。重复以上步骤直至系统退出。
5 结束语
本文介绍了电力勘测传输系统终端GPRS和数据服务中心的设计与实现，避免了用户传统的纸质化地图的作业方式，减少了勘测次数。利用本系统可实现准确定位、实时交互、分段勘测设计。提高了勘测效率，减少了劳动强度。特别适用于地形复杂、环境恶劣的场合。而且由于GPRS网络的覆盖范围广、可靠性高、费用低廉等特点，该系统在电力勘测设计中具有广阔的应用前景（如图3）。
参考文献
[1] 叶力勤，罗飞，配电变压器参数的GPRS网络远程监测系统，2003
[2] 崔秀玉，王志勇，王成祥. GPRS技术在电力系统通信中的应用.电力系统通信，2004，25（8）：3-4.
[3] 刘淑荣，腾召胜，严性平，张向程. 基于MC55的电力负荷管理终端设计， 2008
[4] 余琴，赵振华.基于GPRS的SOCKET通信的应用研究， 2005