CN102446398B

CN102446398B - 基于无线pos终端的移动抄表系统

Info

Publication number: CN102446398B
Application number: CN201110428300.6A
Authority: CN
Inventors: 曹培森; 郑志立; 郑阿建; 陈丽娟; 林挺
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Fujian Electric Power Co Ltd; Putian Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Fujian Electric Power Co Ltd; Putian Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2031-12-20
Also published as: CN102446398A

Abstract

本发明涉及一种电力系统中用于采集电表数据并进行处理的系统，特别是一种基于无线POS终端的移动抄表系统，其结构要点在于，包括有无线POS终端机、GPRS通讯系统、APN专线以及电力管理服务支撑系统，首次在电力系统中提出了移动抄表、移动收费一体化技术方案，采用现有的、技术已经很成熟的GPRS通讯系统作为数据传送通道，充分利用快速发展的GPRS专网和APN专线的移动通讯技术进行组网，解决了电力企业用电现场缴费数据通道和网络问题，提供了可靠、安全的通讯和数据传送的网络环境，对于农村或者偏远地区，交通不便，缴费困难的地方就能够提供省时、省力、抄表和缴费一体化的移动收费和移动抄表功能，实施起来简单，操作方便，实用性高。

Description

基于无线POS终端的移动抄表系统

技术领域

本发明涉及一种电力系统中用于采集电表数据并进行处理的系统，特别是一种基于无线POS终端的移动抄表系统。

背景技术

随着农村经济的发展，农村用电需求持续增长，农村电网不断发展壮大，电网技术水平的不断提升，农村供电已经成为电力系统中基层用电系统。然而，由于农村是个特殊的群体，人员分布广泛且分散，交通不便利、金融网点少、电力服务网点少，电力系统采用工作人员上门手工抄表方式，然后再回到服务网点手工录入数据，上传到电力管理服务支撑系统（上位机），根据上位机计算的电费状况，将缴费、欠费信息发送给服务网点，服务网点的工作人员再次上门分发催缴电费通知、收缴电费，或者由用户自行到服务网点缴纳电费，并记录缴纳电费数据，在服务网点上传缴纳的费用数据到上位机，完成抄表缴费。整个过程需要耗费大量的人力、物力，不论是对电力工作人员还是对于农村用户而言，都是极为不便的。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种省时省力、抄表和收费一体化、操作方便的基于无线POS终端的移动抄表系统。

本发明的目的是通过以下途径来实现的：

基于无线POS终端的移动抄表系统，其结构要点在于，包括有无线POS终端机、GPRS通讯系统、APN专线以及电力管理服务支撑系统，其中：

无线POS终端机包括有依序连接的数据输入模块，中央处理模块和通讯传送模块，GPRS通讯系统包括有GSM通讯基站、GPRS网关系统以及专用于该APN和GPRS通讯系统的复数张SIM卡，

电力管理服务支撑系统通过APN专线接入GPRS通讯系统中，电力管理服务支撑系统和每个无线POS终端机上均分配安装有一张SIM卡，每张SIM卡中均分配有移动内部固定IP地址，无线POS终端机及电力管理服务支撑系统及GPRS通讯系统之间互联设备通过该固定IP地址进行广域连接；

无线POS终端机的通讯传送模块依序通过GSM基站、GPRS网关系统与电力管理服务支撑系统进行双向传送连接。

首先，电力工作人员手持无线POS终端机，上门入户抄表，将表计值直接通过数据输入模块输入到无线POS终端机中，经过中央处理模块的处理，通过通讯传送模块将数据传送到GSM基站，GSM基站将数据发送到GPRS网关系统，完成对移动分组数据的发送和接收，然后通过APN专线发送到电力管理服务支撑系统中，电力管理服务支撑系统根据抄表数据进行计算，获得当前用户的缴费信息，并原路返回到无线POS终端机上，工作人员接收到无线POS终端机显示的缴费信息后，根据信息向用户催缴或者直接收缴费用，并现场将收缴的费用数额通过数据输入模块输入到无线POS终端机中，经由GPRS通讯系统传送到电力管理服务支撑系统中，完成抄表收费一体化作业。

所述的APN（ACCESS POINT NAME），即接入点名称,是与某个移动终端可以通信的外部网络的接入位置,它是一种建立在GPRS基础上网的组网技术，能形成网状的网络连接，通讯无中心瓶颈，构建高效的即时通讯平台，以最低成本接入、最低通讯成本提供高性能、高可靠性的企业专网的计算机网络技术，它是解决网络安全传输的最高效、最节省的组网技术。

GPRS---General Packet Radio Service，通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以“分组”的形式传送资料到用户手上。使用了GPRS后，数据实现分组发送和接收，用户就可以总是在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。并且GPRS网络由移动运营商负责维护，节省了通信的维护费用。

本发明所述的基于无线POS终端的移动抄表系统是一种抄收一体化系统，电力管理服务支撑系统为抄收一体化服务器平台。所有的移动终端——无线POS终端机都采用内网固定IP的组网方式实现网络数据传输。电力管理服务支撑系统与移动公司互联路由设备之间采用GRE隧道。移动公司为该系统分配专用的APN，专用于该APN和GPRS通讯系统的SIM卡仅用于开通该专用的APN，而限制使用其他的APN，且抄收一体化服务器平台对SIM卡及各个网点进行一对一绑定，然后给专用SIM卡分配移动内部固定IP地址。这样无线POS终端机和服务支撑系统之间可以采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。

本发明的创新点在于，首次在电力系统中提出了移动抄表、移动收费一体化技术方案，数据传送通道采用现有的、技术已经很成熟的GPRS通讯系统，充分利用快速发展的GPRS专网和APN专线的移动通讯技术进行组网，解决了电力企业用电现场缴费数据通道和网络问题，提供了可靠、安全的通讯和数据传送，只要有GSM信号的地方，无论距离多远，都能实现可靠通信，因此对于农村或者偏远地区，交通不便，缴费困难的地方就能够提供省时、省力、抄表和缴费一体化的移动收费和移动抄表功能。由于是基于成熟的GPRS通讯系统，因此实施起来简单，操作方便，实用性高。

本发明可以进一步具体为：

GPRS网关系统包括有GPRS服务支持节点和GPRS网关支持节点，基站数据首先发送到GPRS服务支持节点，该节点把数据进行封装，并与GPRS网关支持节点进行通讯，GPRS网关支持节点对分组数据进行相应处理，再通过APN专线发送到电力管理服务支撑系统。

GPRS服务支持节点的缩写简称为SGSN，GPRS网关支持节点的缩写简称为GGSN。SGSN是GSM网络结构中的一个节点，它是GSM网络与无线POS终端机之间的接口。SGSN主要作用是记录无线POS终端机的当前位置信息，并且在无线POS终端机和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。SGSN和GGSN利用GPRS隧道协议(GTP)对IP或X.25分组进行封装，实现二者之间的数据传输。

无线POS终端机还包括有通道检测模块，其与中央处理模块连接。

通道检测模块在设定间隔时间内定时向电力管理服务支撑系统发送通道测试信息。若系统在规定时间内没有收到无线POS终端机的信息，则认为该连接不可靠，自动断开当前连接。下次通信之前无线POS终端机需要重新申请连接，从而可以保证信道的可靠性。此种组网方案无论实时性，安全性和稳定性都达到了系统数据传输的技术要求，是最佳的组网方案。

无线POS终端机还包括有打印模块，其与中央处理模块连接。

在进行移送收费时，通常需要提供票据给用户，因此有必要在无线POS终端机上配置打印模块，实现打印功能，另外，现场进行抄表数据的上传、费用数据的下载也会需要打印抄表单据，以当场提供给用户，因此打印模块的设置为抄表、收费一体化技术方案提供了后台支持和服务。

电力管理服务支撑系统还包括有系统验证模块，其基于系统存储器中所存储的各个SIM卡信息、网点编号数据以及验证码生成器作为基准校验装置，接收来自各个无线POS终端机发送来的信息进行验证。

工作人员在利用无线POS机登陆充值系统时，首先根据SIM卡自带的信息进行登录，系统验证模块根据其基准校验装置中的SIM卡信息进行首次验证，然后必须再输入自己网点编号并进行验证，完成二次验证，一旦二次验证通过，系统验证模块中的验证码生成器会生成一个验证码，该码与前两次验证数据进行绑定，然后再将该验证码短信到指定的移动电话，由工作人员在无线POS机上输入短信验证码，系统验证模块收到该短信验证码后，根据存储的生成的验证码进行校对，完成第三次验证成功后才能进入充值系统，否则无法登陆充值系统，减免了系统接入的安全风险，保证了系统和信息的安全。

综上所述，本发明提供了一种基于无线POS终端的移动抄表系统，首次在电力系统中提出了移动抄表、移动收费一体化技术方案，突破金融机构电费代存代缴时空限制和用电现场数据传输技术关键难题，采用现有的、技术已经很成熟的GPRS通讯系统作为数据传送通道，充分利用快速发展的GPRS专网和APN专线的移动通讯技术进行组网，解决了电力企业用电现场缴费数据通道和网络问题，提供了可靠、安全的通讯和数据传送的网络环境，对于农村或者偏远地区，交通不便，缴费困难的地方就能够提供省时、省力、抄表和缴费一体化的移动收费和移动抄表功能，拓宽了用户缴费渠道，对于金融网点缺乏的边远山区的供电所电费回收和优质服务水平的提升具有特别重要的意义。由于是基于成熟的GPRS通讯系统，因此实施起来简单，操作方便，实用性高。

附图说明

图1所示为本发明所述基于无线POS终端的移动抄表系统的框架结构示意图。

图2所示为本发明所述无线POS终端机的硬件模块组成结构示意图。

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

具体实施例

最佳实施例：

参照附图1，基于无线POS终端的移动抄表系统，包括有无线POS终端机、GPRS通讯系统、APN专线以及电力管理服务支撑系统，其中：

无线POS终端机包括有中央处理模块、以及分别与该中央处理模块连接的数据输入模块、通道检测模块、打印模块、显示模块和通讯传送模块（参照附图2），通道检测模块与通讯传送模块连接。无线POS终端机在现有技术中是一种银联用移动收费设备，采用银联固有的网络系统进行传送，本发明是无线POS终端机可借鉴该银联用POS机，并在其基础上增加通道检测模块、可安装SIM卡的通讯传送模块，设置基于GPRS通讯系统的各种模块和参数。

电力管理服务支撑系统根据实际要求可分级为：抄收一体化系统主站、地市前置机、省电力主机。一体化系统主站与地市前置机之间采用短连接方式，利用SOCKET通讯服务，实现数据包的传输，地市前置机与省电费空中充前置机利用TUXDOU通讯服务，实现数据包的传输。

GPRS通讯系统包括有GSM通讯基站、GPRS网关系统（包括GPRS服务支持节点SGSN和GPRS网关支持节点GGSN）以及专用于该APN和GPRS通讯系统的复数张SIM卡，电力管理服务支撑系统通过APN专线接入GPRS通讯系统中，电力管理服务支撑系统和每个无线POS终端机上均分配安装有一张SIM卡，每张SIM卡中均分配有移动内部固定IP地址，无线POS终端机及电力管理服务支撑系统及GPRS通讯系统之间互联设备通过该固定IP地址进行广域连接；

系统采用基于GPRS的无线POS组网技术，由无线POS终端机采集交易数据，通过GSM基站转发到GPRS网关系统；GPRS网关系统处理后通过APN专线转发到抄收一体化系统主站的网关机；网关机对数据处理后发到地市前置机（一般是电业局POS前置机）；前置机处理后发到省电力主机处理；省电力主机将处理结果按原路返回无线POS。整个通信过程是：POS←→基站←→GPRS网关(SGSN和GGSN)←→无线网关机（抄收一体化系统主站）←→电业局前置←→省电力主机）。

在操作实例中，电力管理服务支撑系统通过一条2M APN专线接入移动公司的GPRS通讯系统中，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接,实现移动GPRS专网和APN专用通道建设，解决了系统数据通道和网络问题。同时，系统使用的移动SIM卡是具有GPRS专网的SIM卡,与普通移动SIM卡不同，它具有固定的IP,安装在无线POS终端上,通过无线POS机程序实现自动拨号,进入与其IP段配套的专网和APN专用通道,实现与部署在电业局一体化系统主站连接。

由于本发明所述的移动抄表系统关系着资金传送安全要求，因此采用开发式平台结构，独立分布式体系结构设计，分别从物理安全、网络安全、应用安全、系统安全等方面构件了系统安全体系。首先，电力管理服务支撑系统首先将应用在内、外网进行有机剥离，通过防火墙配置，只有专用IP才能接入，并对其开放专用端口连接，实现数据传输。其次，所有无线POS终端机接入采用多重验证机制。所有无线POS终端机开机时必须输入本机登陆密码，进行第一次验证，一旦登陆密码错误三次，无线POS终端机自动关闭，无法登陆。同时，在地市前置机的系统管理一体化平台上对SIM卡与网点编号绑定，每次完成登陆验证后利用无线POS终端机登陆充值系统时，必须再输入自己网点编号并进行验证，完成二次验证，一旦二次验证通过，系统自动发送一个验证码短信到指定的移动电话，在无线POS终端机上输入短信验证码，完成第三次验证成功后才能进入充值系统，否则无法登陆充值系统，减免了系统接入的安全风险，保证了系统和信息的安全。

除了GPRS通讯系统外，还可以选择CDMA通讯系统，3G通讯系统等现有成熟的移动通讯系统作为本发明数据通道及组网结构的基础。

抄表员可以在抄表现场，使用无线POS 终端机上的GPRS功能，通过APN网络，将抄表户的详细数据下载到无线POS 终端机，先用无线POS 终端机简便的查找方式查到该抄表户资料，然后将表示数输入到无线POS 终端机中，并现场计算当月电费，预通知客户当月电费情况。无线POS 终端机能显示表号、表位、户名、用户性质、表型、上月抄码、本月抄码、本月消费量、抄表状态等各种用户信息，方便抄表员现场查看。用户如有用电疑问或用量异常，可及时为用户提供查询服务和掌握用户用电情况，能够显著提高抄表质量和抄表效率。抄表员通过无线POS终端（移动抄表机）完成抄表工作后，无需将抄表机带回电业局进行数据导入，直接通过POS终端的GPRS信道功能，将抄表获得数据直接通过移动网络，上传到数据中心，抄表质量复核人员利用SG186系统的功能自动调用数据中心抄表数据，并进行复核计算，实现移动抄表。

之后抄表员可以在抄表现场，使用无线POS 终端上的GPRS功能，通过APN网络，将抄表户的欠费数据实时下载到移动抄表机，并现场打印简易欠费通知单，实现移动催费功能，然后根据用户现场缴纳的费用，输入无线POS终端机，然后通过GPRS通讯网络上传到省电力主机中，完成移动缴费。

本发明未述部分与现有技术相同。

Claims

1.基于无线POS终端的移动抄表系统，其特征在于，包括有无线POS终端机、GPRS通讯系统、APN专线以及电力管理服务支撑系统，其中：无线POS终端机包括有依序连接的数据输入模块，中央处理模块和通讯传送模块，GPRS通讯系统包括有GSM通讯基站、GPRS网关系统以及专用于该GPRS通讯系统和移动公司为该移动抄表系统分配专用APN的复数张SIM卡，电力管理服务支撑系统通过APN专线接入GPRS通讯系统中，电力管理服务支撑系统和每个无线POS终端机上均分配安装有一张SIM卡，每张SIM卡中均分配有移动内部固定IP地址，无线POS终端机及电力管理服务支撑系统及GPRS通讯系统之间互联设备通过该固定IP地址进行广域连接；无线POS终端机的通讯传送模块依序通过GSM基站、GPRS网关系统与电力管理服务支撑系统进行双向传送连接； GPRS网关系统包括有GPRS服务支持节点和GPRS网关支持节点，基站数据首先发送到GPRS服务支持节点，该节点把数据进行封装，并与GPRS网关支持节点进行通讯，GPRS网关支持节点对分组数据进行相应处理，再通过APN专线发送到电力管理服务支撑系统；

无线POS终端机还包括有通道检测模块，其与中央处理模块连接；通道检测模块在设定间隔时间内定时向电力管理服务支撑系统发送通道测试信息；若电力管理服务支撑系统在规定时间内没有收到无线POS终端机的信息，则认为无线POS终端机与电力管理服务支撑系统的双向传送连接不可靠，自动断开当前连接；下次通信之前无线POS终端机需要重新申请连接；

电力管理服务支撑系统还包括有系统验证模块，其基于系统存储器中所存储的各个SIM卡信息、网点编号数据以及验证码生成器作为基准校验装置，接收来自各个无线POS终端机发送来的信息进行验证：工作人员在利用无线POS机登陆充值系统时，首先根据SIM卡自带的信息进行登录，系统验证模块根据其基准校验装置中的SIM卡信息进行首次验证，然后再输入自己网点编号并进行验证，完成二次验证，一旦二次验证通过，系统验证模块中的验证码生成器会生成一个验证码，该验证码与前两次验证数据进行绑定，然后再将该验证码短信到指定的移动电话，由工作人员在无线POS机上输入短信验证码，系统验证模块收到该短信验证码后，根据存储的生成的验证码进行校对，完成第三次验证成功后才能进入充值系统。

2.根据权利要求1所述的基于无线POS终端的移动抄表系统，其特征在于，无线POS终端机还包括有打印模块，其与中央处理模块连接。