馈线自动化终端短信功能实现方案探讨

石进发

（广东电网公司佛山供电局，广东 佛山528000）

0 引言

根据我局对馈线自动化试点工程的要求，接地保护开关（看门狗）及馈线自动化联络开关应具有短信功能，以提高故障处理快速反应能力。目前，试点工程的终端设备已经安装到位，并内置GPRS无线通讯模块，而短信功能还没有得到实际应用。为了尽快实现此功能，本文对具体实施方案进行了探讨。

1 GPRS系统简介

所谓GPRS网络，其基础是GSM网络，在该网络中加入GGSN和SGSN，即可实现GPRS网络。在这种网络模式下，端到端的分组方式中能够实现用户对数据的发送以及接收。

图1为相应的总体结构图，其中，用户设备与GPRS终端相连是通过串行以及无线方式进行的；与此同时，GPRS终端还可以实现与GSM基站的通信。不同于电路交换式的数据呼叫，在GPRS的分组中，它是从基站开始的，最终发送到GPRS的服务支持节点上；SGSN与该节点实现通信功能，GGSN还可以处理相应的分组数据，处理后的数据被发送到目标网络中。Internet以及Intranet中的标识包含有移动台地址IP包，通过GGSN进行接收，最终被输送至移动台上。

图1 GPRS系统总体结构图

在GSM网络结构中，SGSN作为一个节点在网络体系中所处的层数与MSC是相同的，其与BTS相连是通过帧中继实现的；另外，其还可以实现GSM和移动台的连接，是它们之间的接口。SGSN的功能为：对移动台当前所处的位置信息进行记录，同时发送和接收移动台与GGSN之间的分组数据。

通过GPRS网连，GGSN可以成功连接到SGSN上，可以将GGSN看成是GSM网、因特网、局域网等的网关。分析GGSN实现的功能，其主要是起网关作用，因此也可以将GGSN看成是GPRS的路由器。另外，GGSN还能按协议转换GPRS中的分组数据包，将它们成功传送到TCP／IP或X.25网络中。通过对GPRS隧道协议，即GTP的利用，SGSN以及GGSN可以封装起IP和X.25分组，顺利完成相互间的数据传输。通过GI参考点，GGSN与外部的分组网络可以成功联通，对于其他GPRS网络而言，连通是通过GP接口来实现的。此外，设置2个接入点于 MS端和GPRS网络，对于Um接口而言，其主要作用是实现无线通信的接入，而对于R参考点而言，其主要作用是产生和接收相应的信息。通过Um接口，移动终端可以顺利接入GPRS PLMN中，MT和TE之间的参考点可以选择R。在此过程中，MS是由2部分组成的，分别是TE、MT，这两者通过参考点R连接成一个整体。

对于公共陆地移动网络而言，它支持GPR。当开始运行GPRS业务时，有可能涉及其他网络，此时就需要进行网络互通，GPRS的网络互通需要GI参考点以及GP接口共同实现。当移动终端具有GPRS业务功能时，其自身就带有相应的地址，如此一来，通过对数据网识别码的利用，其终端可以向GPRS终端发送相应的数据。同时，GPRS可以实现与IP的网络互通，在TCP连接中，如果需要使用数据报，GPRS可以完成对TCP／IP报头的压缩。在GSM系统中，GPRS作为一种提供分组业务的方式，其本质依然属于IP网络，因此可以将其广泛应用于IP域中，通过GSM网络，相应的移动终端可以提供寻址方案等。

2 短信转发方案1

终端通过GPRS无线通讯模块与PC机配电监控主站系统连接，主站转发短信的通讯方式。方案如图2所示。现场设备由看门狗、联络开关及终端（含GPRS模块）组成，后台软件通过IP专线与现场设备进行通信，主站软件实现对现场设备转发短信的功能，同时实现对现场设备的监控。

图2 短信转发方案1

3 短信转发方案2

终端通过短信模块发送短信，由移动网络直接发送短信给信息管理员的通讯方式。方案如图3所示。现场设备由看门狗、联络开关及终端（含短信模块）组成。信息管理员接收各终端发送的数字短信。

图3 短信转发方案2

4 方案实现的功能及特性介绍与比较

方案1：终端GPRS无线通讯＋PC机监控系统＋短信模块转发。

（1）硬件需求：PC机1台；PC机监控系统软件1套；短信转发模块1台；电信或移动运营商提供互联网通讯链路1条；固定IP地址1个；SIM卡1张／终端。（2）工程施工及安装：现场配置GPRS模块通讯参数和终端参数；装SIM卡。（3）实现功能：1）短信信息综合及转发，如“××关发生接地故障，分闸”。2）PC机监控系统无人值守，并能存储、记录历史数据，便于查询、分析，可解决因短信丢失等引起的数据缺失问题。3）实时监控，可及时了解终端、线路运行情况。4）数据转发，可向上一级主站系统转发数据信息。（4）运行维护：运行中可依据短信接收者情况灵活设置短信参数。（5）扩展性及先进性：新增终端非常容易接入此系统，系统较容易升级成更先进的配网自动化系统，功能较先进。（6）前期及运行费用：前期投入相对多点，在系统升级改造时投入相对少，运行费用一般。（7）短信应用举例：于某日16：17发生单相接地故障，××分界开关自动保护分闸。接收到的短息内容：“16：17：32××分界开关单相接地动作。××分界负荷开关变位变为分状态。”（8）运行经验：有实际运行经验，在佛山三水供电局有580台正在运行的馈线自动化开关。

方案2：现场终端带短信模块直接发送短信。

（1）硬件需求：每终端配1个短信模块，SIM卡1张。（2）工程施工及安装：现场配置短信模块通讯参数和接收短信手机号；装SIM卡。（3）实现功能：1）短信接收及发送，但接收或发送的数据都为16进制数据，在手机上显示后阅读非常困难，编写指令同样也非常困难，如终端发送告警数据为“0030004100430045”，在手机上显示成字符“0ACE”，即终端发送短信已经成功，可手机不能识别短信内容，阅读非常困难。2）如果需要做到收发短信显示为可阅读的字符串，需要手机具备通信规约识别功能。（4）运行维护：1）运行中短信接收号码变更困难。2）如果出现变更需要，须到现场为每一台终端进行更改设置，随时间的推移，可能存在短信功能实际退出运行的现象。（5）扩展性及先进性：扩展性一般，由于短信本身存在的信息丢失和延时的缺陷，系统可靠性不高，先进性一般。（6）前期及运行费用：前期投入少，运行费用一般。（7）短信应用举例：于某日16：17发生单相接地故障，××分界开关自动保护分闸。终端短信发送的数据内容：“680C0C68C40100030103000100050002D416…”；手机显示内容：乱字符（因为手机会自动把接收到的数据转换为汉字形式显示）。（8）运行经验：无。

5 结论

通过以上2种方案的分析和对比，综合衡量其优缺点，最终选择方案1。方案1尽管前期投资较大，但在后期的运行过程中其可靠性更能得到保障。

［1］陈勇，海涛.电压型馈线自动化系统［J］.电网技术，1999（7）

［2］王明俊，于尔铿，刘广.配电系统自动化及其发展［M］.北京：中国电力出版社，1998