CN203759860U - 一种智能gprs服务端集中器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能GPRS服务端集中器，包括微处理器MCU，连接于微处理器MCU的GPRS模块、人机界面模块、存储单元模块、电源模块、LED状态模块、通信模块；本实用新型采用了一种智能GPRS服务端集中器，利用智能电网现有的集抄装置与设备，在不增加硬件成本的前提下，通过配置智能集中器的GPRS模块，实现以智能集中器为服务端，后台主站和手持设备为客户端，改变了现有电网单一的点对点组网方式，实现了多点传输的组网方式。组网各设备终端能够互相访问、查询，使数据的共享达到最大化，极大提高了对数据的采集和分析的有效性和及时性，还能够解决人工现场估抄的问题。

Description

一种智能GPRS服务端集中器

技术领域

本实用新型涉及低压台区电力集抄系统数据通信领域，更具体的是指一种智能GPRS服务端集中器。

背景技术

目前在低压台区电力集抄系统中，智能集中器终端与主站进行数据通信基本是以PSTN、Ethernet、GPRS/CDMA、CSD、Radio等通信方式，但结合实际情况和通信效率，目前集抄系统中还是以GPRS无线通信为主要的通信方式。GPRS无线通信是以数据流量收费，保持永久在线，能为集抄系统提供一种高效、低成本的数据传送模式，且具备及时、准确处理数据的能力。

现有的智能集中器终端与后台主站的GPRS无线通信的方式为：以智能集中器终端为GPRS客户端，与后台主站为GPRS服务端进行组网通信。

只能做到点对点的组网方式进行数据通信。在这样的组网方式下其它集抄设备（如手持终端PDA或其它后台主站）无法直接集成或访问智能集中器终端，只能靠间接的方式通过后台主站转发进行数据的访问和查询，从而导致数据获取不及时，得不到有效的处理。更关键的是通过间接方式向后台查询相关数据，只能得到部分数据，而获取不了原始数据，并且不利于以后的维护和扩展。

另外一种情况是，部分智能集中器终端采用双GPRS方案，其中一个GPRS模块作为客户端与专网后台主站服务器通信，功能主要是传输集抄系统的参数和电能数据。另外一个GPRS模块也是作为客户端与公网调试主站相连，主要用于终端的调试、维护工作。这种组网方式表面上是把终端实现一对二的方式，既实现了专网主站的通信功能，又实现了公网主站的维护调试的功能。但从客观上分析，可知此组网方式一个集中器终端占用了两个GPRS模块，从而会使用两张SIM卡。这种组网方式不符合国家电网或南方电网的相关要求，不但明显增加了集中器终端的成本，而且对于SIM卡的维护费用也大大增加。

综上所述，随着时代的发展，对集中器终端的功能要求日益增大。对于现有的两种组网方式都未能满足现有集抄功能不断升级的需求，而且不利于扩展。在集抄产品不断更新换代的功能需求下，迫使智能集抄集中器终端的无线传输的组网方式实现多对一、多点传输的功能要求。但对现有的方案设计和产品来说要实现这一组网方式，目前是一项难题。

实用新型内容

为解决上述现有技术中的缺陷，以及智能电网对智能集中器提出更高的功能需求，本实用新型提供了一种智能GPRS服务端集中器，实现了以智能集中器为服务端，多个后台主站系统和手持设备为客户端的组网方式，能够利用GPRS无线网络进行同时访问和查询数据的功能，使网内对数据的获取和分析的共享达到最大化，极大提高数据的有效性、实时性。

为解决上述技术问题，本实用新型方案包括：一种智能GPRS服务端集中器，其特征在于，包括微处理器MCU、GPRS模块、人机界面模块、存储单元模块、电源模块、LED状态模块、通信模块，所述的GPRS模块、人机界面模块、存储单元模块、LED状态模块、通信模块分别与微处理器MCU连接实现数据通信的目的，所述的电源模块为智能GPRS服务端集中器提供电力供应。

进一步的，所述的GPRS模块还包括GPRS微型控制芯片单元、串口单元、天线单元、电源单元、信号状态单元、SIM卡单元、数据收发状态单元；所述的电源单元为GPRS模块提供电力供应，所述的串口单元与所述的微处理器MCU模块通过TTL电平相连，所述的天线单元还包括安装有增强型天线。

进一步的，所述的GPRS模块与所述的微处理器MCU能够通过GPRS无线APN专有网络配置与后台主站、手持设备、工作人员手机、用电客户手机组成多对一、多点传输的组网方式，其中所述的智能GPRS服务端集中器为网络服务端，所述的手持设备和后台主站为网络客户端。所述的后台主站、手持设备通过GPRS无线APN网络与智能GPRS服务端集中器相连。

进一步的，所述的GPRS模块与所述的微处理器MCU能够通过GPRS无线APN专有网络配置与后台主站、手持设备、工作人员手机、用电客户手机组成多对一、多点传输的组网方式，其配置流程包括以下步骤：

(1) 模块初始化；

(2) 上网模式选择与配置；

(3) 设备通信参数的处理；

(4) 通过GPRS网络接收、发送数据；

(5) 接收、发送SMS短消息。

进一步的，所述的SIM卡单元还安装有APN专网SIM卡，通过专网SIM卡能够发送或接收SMS短消息，其中SMS短消息还包括以下两种模式：

(1)通过SMS短消息发送或者接收网内各设备的通信参数；

(2)通过SMS短消息有条件地向工作人员或用电客户发送电量、电费、停电及过载信息，同时也支持具有一定权限的工作人员通过SMS短消息发送相关的操作命令。

进一步的，所述的人机界面模块还包括按键电路和LCD液晶屏。

进一步的，所述的存储单元模块还包括FLASH和 EEPORM。

进一步的，所述的通信模块还包括RS485接口通信、电力载波通信、RS232通信、红外通信、以太网通信、USB通信。

上述技术方案具有如下有益效果：

该实用新型采用了一种智能GPRS服务端集中器，利用智能电网现有的集抄装置与设备，以及不增加硬件成本的前提下。通过配置智能集中器的GPRS模块，实现以智能集中器为服务端，后台主站或手持设备为客户端，改变了现有电网单一的点对点组网方式，实现了多点传输的组网方式，不但能降低投资成本，还能够解决人工现场估抄的问题。

组网各设备终端能够互相访问、查询，使数据的共享达到最大化，极大提高了对数据的采集和分析的有效性和及时性。智能GPRS服务端集中器还能够利用GPRS模块发送SMS短消息到工作人员或用电客户的手机，可以有条件地向工作人员或者用量客户发送电量、电费、停电及过载信息。使低压集抄平台实现更加人性化的设计，更能满足工作人员和用电客户的需求。同时也支持具有一定权限的工作人员通过SMS短消息发送相关的操作命令。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型智能GPRS服务端集中器的网络组网方式拓扑图；

图2为本实用新型智能GPRS服务端集中器的结构示意图；

图3为本实用新型的GPRS模块结构示意图；

图4为本实用新型配置智能集中器为服务端的程序流程图；

图5为本实用新型智能GPRS服务端集中器发送数据的程序流程图；

图6为本实用新型智能GPRS服务端集中器接收数据的程序流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实施例包括以下步骤：

步骤一：配置组网方式

本实用新型的组网方式实施例请参阅附图1，其中图1为本实用新型实施例提供的一种智能GPRS服务端集中器的网络组网方式拓扑图，包括智能GPRS服务端集中器101，手持设备102，后台主站103，工作人员手机104以及用电客户手机105。

本组网方式分为两种通信模式：

(1) GPRS网络通信

其中智能GPRS服务端集中器101通过GPRS无线专有网络与移动基站链路连接，再通过基站与手持设备102、后台主站103相连，其中可以同时支持n( n的取值视不同GPRS模块厂家而定，一般情况下最多6个)个手持设备102和后台主站103，实现多对一，多点传输的组网模式，实现永久在线的连接模式，达到集抄数据的共享达到最大化，网内各设备可以相互获取和查询数据；

需要说明的是本实用新型的组网方式都是基于APN专有网络进行链路连接，具有唯一的APN名称。另外每个手持设备102、后台主站103在APN专网模式中都有唯一的IP地址和端口。智能GPRS服务端集中器101和手持设备102中的SIM卡具有唯一的卡号；

(2) SMS短消息通信

智能GPRS服务端集中器101当采集存在异常时或根据不同客户的扩展功能需求可通过GPRS模块发送SMS短消息到工作人员手机104或用电客户手机105，更有利于工作人员以及用电客户掌握第一信息。

步骤二： 网内设备参数设置

如附图2所示为本实用新型的智能GPRS服务端集中器的结构示意图，其包括微处理器MCU201、GPRS模块202、人机界面模块203、存储单元模块204、电源模块205、LED状态模块206、通信模块207。其中电源模块205为整个智能GPRS服务端集中器提供电力供应，微处理器MCU201通过TTL电平串口与GPRS模块202进行连接，实现智能GPRS服务端集中器与主站或手持设备进行上行通信。

其中网内各设备的通信参数(APN名称、IP地址、端口号、SIM卡号)通过所述的人机界面模块203或通过所述的通信模块207输入到智能GPRS服务端集中器，然后保存到所述的存储单元模块204中，也可供其它后台主站和手持设备查询或更改，从所述的LED状态模块206可观察智能GPRS服务端集中器与所述的GPRS模块202通信的状态。

步骤三： 配置GPRS通信模块

请参阅附图3，其包括GPRS微型控制芯片301、串口单元302、天线单元303、电源单元304、信号状态单元305、SIM卡单元306、数据收发状态单元307组成。其中所述的电源单元304为整个GPRS模块提供电力供应，所述的串口单元302采用TTL电平接口与智能GPRS服务端集中器的微处理器MCU进行通信连接。

所述的天线单元303还包括接入GPRS模块的增强型天线，能够提高整个通信信号强度。而所述的SIM卡单元306为整个通信提供可靠的通信保障，安装具有专有网络的SIM卡。另外所述的信号状态单元305、数据收发状态单元307可观察智能GPRS服务端集中器在整个通信时期的GPRS信号状态以及上行和下行通信的数据收发状态。

步骤四： 链接GPRS网络，进行数据通信

请参阅附图4，链接GPRS网络，进行数据通信主要分为以下几个部分，具体配置程序流程请查阅附图4：

(1) 模块初始化

附图2所述的微处理器MCU201通过附图3所述的串口单元302与附图3所述的GPRS微型控制芯片301，利用AT指令对其进行初始化，其初始化还包括上电初始化、SMS短消息初始化。

(2) 上网模式选择与配置

对GPRS模块进行初始化以后，通过选择上网模式为服务端Server模式，然后再根据设置上网协议（TCP/IP或者UDP协议）和端口号进行配置，读取并保存GPRS模块的本地IP地址和端口，从而进行注册连接。

(3) 设备通信参数的处理

设备的通信参数包括IP地址、端口号和SIM卡号。本实用新型对通信参数的处理有两种方法：其中一种方法是通过人工设置，因为在APN专网内，所发行的每张SIM卡都具有唯一的IP地址、端口号和SIM卡号。所以可在现场安装测试或者通过后台主站把网内设备的通信参数设置给智能GPRS服务端集中器。

另外一种方法是通过发送SMS短消息给网内其它通信设备的GPRS模块，接收方收到SMS短消息进行验证合法后，再通过SMS短消息把通信参数返回给发送方，从而获取了网内其它通信设备的通信参数。

(4) 通过GPRS网络接收、发送数据

当智能GPRS服务端集中器注册连接上网后，则可选择发送数据的任务，具体程序流程可参阅图5，当智能GPRS服务端集中器有数据发送时，产生发送事件，从而选择接收方，根据接收方的通信参数进行配置，然后申请发送，进行发送数据。

当客户端后台主站或手持设备要求访问、查询智能GPRS服务端集中器时，会产生发送事件到GPRS网络，智能GPRS服务端集中器接收到客户端的事件时，会主动验证发送方的权限，验证合法后再读取发送方的通信参数，最后读取数据内容，按照具体的数据命令作出响应，具体程序流程可参阅图6。

(5) 接收、发送SMS短消息

智能GPRS服务端集中器在上电初始化以后，就可以进行接收和发送SMS短消息。本实用新型的内容还包括利用SMS短消息，可以有条件地向工作人员或者用电客户发送电量、电费、停电及过载信息，同时也支持具有一定权限的工作人员通过SMS短消息发送相关的操作命令。

本实用新型实现方法简单、有效，在不增加任何硬件成本的基础上通过配置智能GPRS服务端集中器实现多对一、多点传输的组网方式，使网内数据的共享达到最大化，不但能降低投资成本，还能够解决人工现场估抄的问题。

Claims (10)

1.一种智能GPRS服务端集中器，其特征在于，包括：

智能GPRS服务端集中器、手持设备、后台主站、工作人员手机、用电客户手机通过GPRS无线APN专有网络配置组成多对一、多点传输的网络组网方式，其中所述的智能GPRS服务端集中器为网络服务端，所述的手持设备和后台主站为网络客户端；

所述的智能GPRS服务端集中器还包括能够通过APN专网SIM卡发送SMS短消息到所述的工作人员手机和用电客户手机。

2.如权利要求1所述的智能GPRS服务端集中器，其特征在于，所述智能GPRS服务端集中器、手持设备、后台主站、工作人员手机、用电客户手机通过GPRS无线APN专有网络配置组成多对一，多点传输的网络组网方式，其配置流程还包括以下步骤：

(1) 模块初始化；

(2) 上网模式选择与配置；

(3) 设备通信参数的处理；

(4) 通过GPRS网络接收、发送数据；

(5) 接收、发送SMS短消息。

3.如权利要求1所述的智能GPRS服务端集中器，其特征在于，所述智能GPRS服务端集中器还包括微处理器MCU、GPRS模块、人机界面模块、存储单元模块、电源模块、LED状态模块、通信模块。

4.如权利要求3所述的智能GPRS服务端集中器，其特征在于，所述的GPRS模块还包括GPRS微型控制芯片、串口单元、天线单元、电源单元、信号状态单元、SIM卡单元、数据收发状态单元；所述的串口单元与权利要求3所述的微处理器MCU模块通过TTL电平相连。

5.如权利要求4所述的智能GPRS服务端集中器，其特征在于，所述的天线单元还包括安装有增强型天线。

6.如权利要求4所述的智能GPRS服务端集中器，其特征在于，所述的SIM卡单元还包括安装有APN专网SIM卡。

7.如权利要求6所述的智能GPRS服务端集中器，其特征在于，通过所述的APN专网SIM卡还能够发送或接收SMS短消息，其中SMS短消息还包括以下两种模式：

(1)通过SMS短消息发送或者接收网内各设备的通信参数；

(2)通过SMS短消息有条件地向工作人员或用电客户发送电量、电费、停电及过载信息，同时也支持具有一定权限的工作人员通过SMS短消息发送相关的操作命令。

8.如权利要求3所述的智能GPRS服务端集中器，其特征在于，所述的人机界面模块还包括按键电路和LCD液晶屏。

9.如权利要求3所述的智能GPRS服务端集中器，其特征在于，所述的存储单元模块还包括FLASH和 EEPORM。

10.如权利要求3所述的智能GPRS服务端集中器，其特征在于，所述的通信模块还包括RS485接口通信、电力载波通信、RS232通信、红外通信、以太网通信、USB通信。