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摘要：本文根据作者多年工作经验，对无线通信中的防窃电技术进行了简要阐述，仅供同行参考。
关键词：无线通信；通用分组无线业务；防窃电
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-256-01
引言
防窃电系统是利用GPRS无线数据通信技术，用电监视仪数据信息和数字图像信息进行传输，综合多种技术获取窃电现场证据，能及时发现窃电行为或计量故障，并发出报警提示，达到增强防窃电目的；
日前，最常见的窃电方法有电流型窃电、电压型窃电、相角型窃电、不经过电表窃电等。 在正常运行过程中，窃电行为使电力运营公司损失了巨额电费收入，干扰了正常的供用电秩序，电能损失还增大了线损，增加了其他合法用户的负担，并可能引发安全事故，甚至造成人员伤亡，影响电网的安全运行和社会稳定。窃电现象一直困扰着电力部门，不少科研单位都在致力于防窃电的研究。
日前，防窃电技术已经取得了一定成果，在一定程度上实现了防窃电功能，但往往是只能监测到某一种或兀种窃电行为，而对五花八门的窃电手段则无能为力。防窃电电表还存在着不同程度的缺陷，容易造成错判和误判，给合法用户造成不便和经济损失，容易引起纠纷。多数防窃电电表依靠电表的电流变小、电压降低或相角变化来判别“窃电”。不少类型防窃电电表在出现这些变化时，让电表指针走数加快，作为对“窃电用户”的惩罚。
1 GPRS技术
1.1 GPRS技术概述
通用分组无线业务（GPRS，General Packet Radio Serveic）是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。
GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、频带、突发结构、跳频规则以及TDM A帧结构，这种新的分组数据倘酋与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统（BSS）从一开始就可提供全而的GPRS覆盖。
GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。“时时在线”、按流量计费，即按照接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量时不收费用。特别适用于频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。
GPRS理论带宽可达171.2 Kbit/s，实际应用带宽大约为40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于Internet连接、数据传输等应用，具有广泛的应用前景。现今，许多半导体厂家将复杂的TCP/IP协议嵌入到GPRS模块中，从而简化了应用。因此，利用GPRS传输防窃电数据，无疑是个很好的选择。
1.2 GPRS组网方式
GPRS数据中心接八方式有多种，结合GPRS的特点以及本系统的具体要求，综合考虑业务数据量、时延、可靠性要求、数据保密性、网络状况，本系统采用企业公网组网方式。
企业公网组网方式，适合连续的小数据量或突发陛大数据量传输，具有“时时在线”、可靠性好、网络覆盖而积广等优点。中心站配置固定的IP地址，而远程终端实行动态的IP地址分配，每个远端模块有—个固定的ID号。远程终端开机后，主动连接服务器，终端模块自动获得IP地址，并主动上报到服务器。如有异常倩况发现，用电监视仪数据以及图片数据等，通过终端主动上报到中心站。服务器可根据板块的ID号识别用户，向在线终端发送抄表等其他命令。
2系统组成
2.1整体方案设计
本系统大致分为远程终端和监控中心2部分。系统利用GPRS无线数据通信技术，把远程终端的用电监视仪数据和图像数据传送到监控中心，实现窃电现场证据的获取，增加了防窃电的手段，并提高了这项工作的准确度和实效性。系统同时还可将远程终端的抄表数据透明地传输给抄表计费中心。
考虑到远程终端最终还接入Internet网，选择内嵌Tcp/IP协议栈的GPRS模块。采用带有2个串口的单片机（串口0作为数据采集串口，串口1用于把数据发送到GPRS模块）。由于要采集3种不同数据，故单片机的串口0还需要扩展出3个串口。
单片机采集复用器扩展出来的3个串口的数据，一旦检测到这些数据提小的窃电情况，如相电压降低、相电流减少、电流线序或相序发生改变等异常隋况，就将主动上报到监控中心，监控中心将其记录人数据库，并依瞻异常隋况采取相应措施。
2.2开箱检测设计
电表箱的图像捕捉，只有在开箱时才会发生。那么单片机是如仲置过I/O口，获知开箱动作。
正常情况下，电表箱关闭，单片机I/O口相当于悬空状态，为高电平。开箱后，I/O变为接地状态为低电平，从而监测出开箱动作。程序设计中，采用定时器定时查询I/O的电平状况。红外遥控开关用来.监测开箱操作的有效与否，如果是合法开箱，即通过红外遥控器发出密码，红外接收电路使红外电子遥控开关断开，开箱监测无效，不需进行图像捕捉；否则红外电子遥控开关接地，程序将启动摄像头进行拍照。
3软件设计
3.1远程终端模块设计
GPRS远端模块软件采用C51语言编写。在程序编写和调试之前，必须首先开通GPRS业务。其主要過程是先初始化单片机，再启动GPRS，接着测试GPRS运行是否正常。如果非正常则停止GPRS后重新启动，再判断，直到GPRS正常运行，再对GPRS进行初始化。
然后根据各个指拨开关所连接的I/O口状态设置单片机串口1和GPRS串口的通信速率，以及单片机串口0与复用器之间的通信速率。
设置好波特率之后，单片机控制GPRS进行激活、连接服务器、建立GPRS数掳通信链路。在数据链路建立后，就可以相互传输了。单片机首先开始等待中断事件的到来，定时查询开箱动作，并根据相应的事件做相应的处理。
3.2监控中心程序设计
本系统监控中心，采用VB进行开发。监控中心与远程终端的数据传输，采用Winsock控件来实现。监控中心作为—个服务器端来开发，因此，它的计算机必须配有网卡。在拥有相应权限的用户正确登录以后 监控中心启动Socket滥听，等待远程终端的连接。当中心收到连接请求后，建立GPRS通信链路，这样就可以在监控中心和远程终端之间相互输数据。而原来负责监听的Socket仍继续进行监听。
结束语
本文提出了—种基于GPRS无线图像传输技术的防窃电系统，既利用了传统的防窃电方法，还提供了图像监控，能实时地对电表箱的开启进行监控，及时无误地发现窃电行为或计量故障，并给出报警提示，将窃电损失降低到最小，减少了国家财产损失、保证了人员的安全。另外，本系统还为抄表数据提供了透明传输通道。
关键词：无线通信；通用分组无线业务；防窃电
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-256-01
引言
防窃电系统是利用GPRS无线数据通信技术，用电监视仪数据信息和数字图像信息进行传输，综合多种技术获取窃电现场证据，能及时发现窃电行为或计量故障，并发出报警提示，达到增强防窃电目的；
日前，最常见的窃电方法有电流型窃电、电压型窃电、相角型窃电、不经过电表窃电等。 在正常运行过程中，窃电行为使电力运营公司损失了巨额电费收入，干扰了正常的供用电秩序，电能损失还增大了线损，增加了其他合法用户的负担，并可能引发安全事故，甚至造成人员伤亡，影响电网的安全运行和社会稳定。窃电现象一直困扰着电力部门，不少科研单位都在致力于防窃电的研究。
日前，防窃电技术已经取得了一定成果，在一定程度上实现了防窃电功能，但往往是只能监测到某一种或兀种窃电行为，而对五花八门的窃电手段则无能为力。防窃电电表还存在着不同程度的缺陷，容易造成错判和误判，给合法用户造成不便和经济损失，容易引起纠纷。多数防窃电电表依靠电表的电流变小、电压降低或相角变化来判别“窃电”。不少类型防窃电电表在出现这些变化时，让电表指针走数加快，作为对“窃电用户”的惩罚。
1 GPRS技术
1.1 GPRS技术概述
通用分组无线业务（GPRS，General Packet Radio Serveic）是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。
GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、频带、突发结构、跳频规则以及TDM A帧结构，这种新的分组数据倘酋与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统（BSS）从一开始就可提供全而的GPRS覆盖。
GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。“时时在线”、按流量计费，即按照接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量时不收费用。特别适用于频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。
GPRS理论带宽可达171.2 Kbit/s，实际应用带宽大约为40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于Internet连接、数据传输等应用，具有广泛的应用前景。现今，许多半导体厂家将复杂的TCP/IP协议嵌入到GPRS模块中，从而简化了应用。因此，利用GPRS传输防窃电数据，无疑是个很好的选择。
1.2 GPRS组网方式
GPRS数据中心接八方式有多种，结合GPRS的特点以及本系统的具体要求，综合考虑业务数据量、时延、可靠性要求、数据保密性、网络状况，本系统采用企业公网组网方式。
企业公网组网方式，适合连续的小数据量或突发陛大数据量传输，具有“时时在线”、可靠性好、网络覆盖而积广等优点。中心站配置固定的IP地址，而远程终端实行动态的IP地址分配，每个远端模块有—个固定的ID号。远程终端开机后，主动连接服务器，终端模块自动获得IP地址，并主动上报到服务器。如有异常倩况发现，用电监视仪数据以及图片数据等，通过终端主动上报到中心站。服务器可根据板块的ID号识别用户，向在线终端发送抄表等其他命令。
2系统组成
2.1整体方案设计
本系统大致分为远程终端和监控中心2部分。系统利用GPRS无线数据通信技术，把远程终端的用电监视仪数据和图像数据传送到监控中心，实现窃电现场证据的获取，增加了防窃电的手段，并提高了这项工作的准确度和实效性。系统同时还可将远程终端的抄表数据透明地传输给抄表计费中心。
考虑到远程终端最终还接入Internet网，选择内嵌Tcp/IP协议栈的GPRS模块。采用带有2个串口的单片机（串口0作为数据采集串口，串口1用于把数据发送到GPRS模块）。由于要采集3种不同数据，故单片机的串口0还需要扩展出3个串口。
单片机采集复用器扩展出来的3个串口的数据，一旦检测到这些数据提小的窃电情况，如相电压降低、相电流减少、电流线序或相序发生改变等异常隋况，就将主动上报到监控中心，监控中心将其记录人数据库，并依瞻异常隋况采取相应措施。
2.2开箱检测设计
电表箱的图像捕捉，只有在开箱时才会发生。那么单片机是如仲置过I/O口，获知开箱动作。
正常情况下，电表箱关闭，单片机I/O口相当于悬空状态，为高电平。开箱后，I/O变为接地状态为低电平，从而监测出开箱动作。程序设计中，采用定时器定时查询I/O的电平状况。红外遥控开关用来.监测开箱操作的有效与否，如果是合法开箱，即通过红外遥控器发出密码，红外接收电路使红外电子遥控开关断开，开箱监测无效，不需进行图像捕捉；否则红外电子遥控开关接地，程序将启动摄像头进行拍照。
3软件设计
3.1远程终端模块设计
GPRS远端模块软件采用C51语言编写。在程序编写和调试之前，必须首先开通GPRS业务。其主要過程是先初始化单片机，再启动GPRS，接着测试GPRS运行是否正常。如果非正常则停止GPRS后重新启动，再判断，直到GPRS正常运行，再对GPRS进行初始化。
然后根据各个指拨开关所连接的I/O口状态设置单片机串口1和GPRS串口的通信速率，以及单片机串口0与复用器之间的通信速率。
设置好波特率之后，单片机控制GPRS进行激活、连接服务器、建立GPRS数掳通信链路。在数据链路建立后，就可以相互传输了。单片机首先开始等待中断事件的到来，定时查询开箱动作，并根据相应的事件做相应的处理。
3.2监控中心程序设计
本系统监控中心，采用VB进行开发。监控中心与远程终端的数据传输，采用Winsock控件来实现。监控中心作为—个服务器端来开发，因此，它的计算机必须配有网卡。在拥有相应权限的用户正确登录以后 监控中心启动Socket滥听，等待远程终端的连接。当中心收到连接请求后，建立GPRS通信链路，这样就可以在监控中心和远程终端之间相互输数据。而原来负责监听的Socket仍继续进行监听。
结束语
本文提出了—种基于GPRS无线图像传输技术的防窃电系统，既利用了传统的防窃电方法，还提供了图像监控，能实时地对电表箱的开启进行监控，及时无误地发现窃电行为或计量故障，并给出报警提示，将窃电损失降低到最小，减少了国家财产损失、保证了人员的安全。另外，本系统还为抄表数据提供了透明传输通道。