GPRS節能減排無線應用解決方案

一、節能減排的基本概念

節能減排指的是減少能源浪費和降低廢氣排放。 我國“十一五”規劃綱要提出，“十一五”期間單位國內生產總值能耗降低20％左右、主要污染物排放總量減少10％。這是貫徹落實科學發展觀、構建社會主義和諧社會的重大舉措；是建設資源節約型、環境友好型社會的必然選擇；是推進經濟結構調整，轉變增長方式的必由之路；是維護中華民族長遠利益的必然要求。

二、目前實現節能減排目標面臨的嚴峻形勢

當前，實現節能減排目標面臨的形勢十分嚴峻。2006年以來，全國上下加強了節能減排工作，國務院發布了加強節能工作的決定，制定了促進節能減排的一系列政策措施，各地區、各部門相繼做出了工作部署，節能減排工作取得了積極進展。但是，2006年全國沒有實現年初確定的節能降耗和污染減排的目標，加大了“十一五”后四年節能減排工作的難度。更為嚴峻的是，2007年一季度，工業特別是高耗能、高污染行業增長過快，占全國工業能耗和二氧化硫排放近70％的電力、鋼鐵、有色、建材、石油加工、化工等

六大行業增長20．6％，同比加快6．6個百分點。與此同時，各方面工作仍存在認識不到位、責任不明確、措施不配套、政策不完善、投入不落實、協調不得力等問題。這種狀況如不及時扭轉，不僅2007年節能減排工作難以取得明顯進展，“十一五”節能減排的

總體目標也將難以實現。國家統計局的初步統計數據表明，2007年中國能源消費總量比2006年增長7.8%。2007年我國能源消費總量26.5億噸標準煤，增幅略有回落，比2006年增幅下降了1.5個百分點。但同時，我國能源消費總量仍然龐大，節能減排形勢依然嚴峻。

三、我國節能減排的目標任務和總體要求

國務院印發的發展改革委會同有關部門制定的《節能減排綜合性工作方案》，明確了２０１０年中國實現節能減排的目標任務和總體要求。

《方案》指出，到２０１０年，中國萬元國內生產總值能耗將由２００５年的１．２２噸標準煤下降到１噸標準煤以下，降低２０％左右；單位工業增加值用水量降低３０％。“十一五”期間，中國主要污染物排放總量減少１０％，到２０１０年，二氧化硫排放量由２００５年的２５４９萬噸減少到２２９５萬噸，化學需氧量（ＣＯＤ）由１４１４萬噸減少到１２７３萬噸；全國設市城市污水處理率不低于７０％，工業固體廢物綜合利用率達到６０％以上。

四、節能減排的具體實施措施

1.首先控制增量，調整和優化結構。要控制高耗能、高污染行業過快增長，加快淘汰落后生產能力，完善促進產業結構調整的政策措施，積極推進能源結構調整，促進服務業和高技術產業加快發展。

　　2.加大投入，全面實施重點工程。加快實施十大重點節能工程。實施水資源節約項目。加快水污染治理工程建設。推動燃煤電廠二氧化硫治理。多渠道籌措節能減排資金。

　　3.創新模式，加快發展循環經濟。深化循環經濟試點，推進資源綜合利用，推進垃圾資源化利用，全面推進清潔生產。

　　4.依靠科技，加快技術開發和推廣。加快節能減排技術研發，加快節能減排技術產業化示范和推廣，加快建立節能減排技術服務體系，推進環保產業健康發展，加強國際交流合作。

　　5.夯實基礎，強化節能減排管理。建立政府節能減排工作問責制，建立和完善節能減排指標體系、監測體系和考核體系。

　　6.健全法制，加大監督檢查執法力度。完善節能和環保標準，開展節能減排專項執法檢查。

　　7.完善政策，形成激勵和約束機制。積極穩妥推進資源性產品價格改革，完善有利于節能減排的財政政策，實行有利于節能減排的稅收政策。

　　8.加強宣傳，提高全民節約意識。

9.政府帶頭，發揮節能表率作用。

五、移動GPRS無線數據傳輸的原理及系統構成

從目前的無線傳輸通信市場來看,主流的通信方式有如下幾種:微波傳輸,電臺傳輸,有線傳輸,無線傳輸四大類.四種傳輸方式的優缺點如下表：

GPRS是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現有GSM系統上發展出來的一種新的承載業務，目的是為GSM 用戶提供分組形式的數據業務。具有覆蓋面廣，高效、低成本的特點。GPRS 是一種新的移動數據通信業務，在移動用戶和數據網絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP 或X.25 服務。GPRS 采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源被有效的利用，數據傳輸速率高達160Kbps。使用 GPRS 技術實現數據分組發送和接收，用戶永遠在線且按流量計費，大大降低了服務成本。

中國移動GPRS系統可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業務平臺上構建行業信息采集傳輸系統，實現信息采集點的無線數據傳輸具有可充分利用現有網絡，縮短建設周期，降低建設成本的優點，而且設備安裝方便、維護簡單。

整個系統網絡層次從底層逐級向上可分為現場層、網絡傳輸層和中心監控層三個層次。

現場層包括數據采集傳輸儀和各種監測、采樣設備。完成數據采集、存儲、發送及命令接收等方面的功能。

網絡傳輸層指用于實現數據傳輸的網絡實體，我們采用GPRS無線通訊方式。

中心監控層即監控中心監控平臺。它通過網絡傳輸層和現場層相互通訊，交換數據、指令下達，以實現對現場層的集中遠程監控。

六、目前各行業無線GPRS應用解決方案

為積極響應我國“十一五”規劃綱要中“節能減排”口號，中國移動通信集團目前針對環保行業、通信基站動力環境監測、新能源應用、三表抄表等方面，結合自身優勢網絡資源，提出對應的行業應用解決方案：污染源在線自動監測系統、基站電能管理控制系統、太陽能供電遠程管理控制系統、水電氣表行業大客戶遠程集抄管理控制系統。

6.1 環境污染源在線自動監測系統

針對環境監控的切實需求，本“污染源在線自動監控系統”通過對環境監測、無線通訊、數據庫、計算機網絡等現代科技的專業整合，能夠對工業污染源、大氣環境及地表水質等進行自動化監控及綜合信息管理。整個系統包括水質監測（主要監測指標為COD、氨氮、PH、流量等）、煙氣監測（主要 監測指標為SO2、粉塵、流速等）、視頻監控、污染治理設施監控四大部分。

該系統可對主要污染治理設施運行情況進行在線監控、并對污染源排放情況及污染源排放總量進行監控，監控數據自動傳輸到環保局監控中心；由監控中心的計算機進行數據匯總、整理和綜合分析，以便監控中心及時作出管理決策，增加管理力度。

該系統還可通過PDA手機下載監控數據，隨時隨地掌握各污染處理設施運行狀態以及污染源排放情況。也可根據需要將報警信息自動發送到相關人員的手機上。

該系統主要由污染源現場機和MRM 6155 GPRS無線數傳終端及監控中心組成。基于中國移動的GPRS無線網絡，能夠自動長期連續監測記錄以電機為動力的各種 污染治理設施的運行狀態，能夠將COD、氨氮、PH、流量、SO2 等自動監測儀器的數據實時傳輸到監控中心，具有高性能、高可靠性及抗干擾能力強等特點，具有遠程診斷、測試、監管功能，滿足環保監控中心與監控點之間的數 據采集和控制。

6.2 通信基站電能管理控制系統

一直以來對通信基站的用電管理普遍不太重視，電費結算主要依靠工人抄表和電力局直接劃帳的方式，但實際上基站用電的成本及相關費用支出已經成為公司十分重要的成本支出，每年費用逐年增加。由于基站分布廣、供電來源多元化及用電現場的多樣性，加之日常對用電成本的管理依據是按電度表的示度電量據實結算，用電現場的電表是電費結算的唯一依據，而它在用電管理中的真實性、準確性、實時性、可靠性及存在的諸多問題都缺乏有效的科學的手段進行監督，給用電管理工作帶來了很大的難度。

移動公司加強基站用電管理，實現節能降費將成為今后十分重要的管理工作。建立一支敬業可靠的管理隊伍外，更主要是依靠科學技術手段，能對電表實施遠程數據采集、抄收、監測的用電綜合管理系統。通過系統對數據的科學分析、分類整理，形成相應的管理報表，同時制定相應的有針對性的管理制度，以達到節能降費的目的。

該套遠程供電監控系統，對于各個基站的供電情況進行全自動實時監控。能完好解決如下問題：

1） 人工監控所不能解決的供電不正常情況下的報警問題

對于停電情況必須及時報警，這樣才能及時檢修排除供電故障，提高管理水平。

2） 節約運行成本的問題

① 用先進的技術手段減少人力，提高勞動生產率，節約人力和車輛成本支出；

② 合理安排空調起停和溫度設置；

③ 合理安排IC卡充值時間和金額

④ 及時發現偷電行為，減少不正常支出

⑤ 與電業局進行對帳，避免由于電業局抄表錯誤造成的額外費用支出

該套遠程全自動基站供電監測系統采用電能電子計量技術、遠程無線數據傳輸技術、現場數據處理控制技術、軟件技術、系統集成技術等多項高新技術構成。

圖1 GPRS基站供電遠程監測系統框圖

圖2 基站內監測設備連接框圖

系統安裝以后可以有效降低空調的不必要開啟，節約了能源，為緩解電力緊張狀況做出貢獻；同時對環境保護做出貢獻。

6.3 太陽能供電遠程管理控制系統

兩次石油危機推動能源價格大幅上升，而化石能源的日漸枯竭使得開發替代能源的工作逐漸提到日程上來。作為無污染、儲量最豐富的可再生能源，太陽能的開發利用逐漸受到各方重視。

本系統對太陽能供電系統進行遠程管理，通過GSM短信方式實現遠程供電、斷電及定時控制的功能。并提供PC機遠程控制軟件。

該控制器置于用電設備、蓄電池組、市電網系統之中，并經通信基站與總控制中心進行信息交互，該裝置包括有：信息采集模塊、信號處理模塊、緩存器、中央控制單元、Ｉ／Ｏ接口、通信模塊、光伏轉化模塊及提供光能能源的太陽光，是集太陽光能轉化為電能、智能輸出電能、智能變壓變流于一體的控制器。本發明的效果是該控制器滿足了海洋航標燈供電、通信基站設備供電等遠離市電網的特殊環境下的電能源供應，實現了對太陽光能的接收、采集、能量照度分析、轉換為電能。該控制器可以多臺組成配電系統網絡及監控網絡，相互協調工作，協作處理事故。該控制器還配置固定的ＩＰ地址，使總控制中心可以對太陽能智能控制器及其控制下的用電設備進行遙測、遙控、遙訊和遙調等。

目前被大規模采用的可再生能源發電形式有水能、風能、太陽能，就成本來看，太陽能發電成本最高，是火力發電的5 倍以上。但太陽能發電也有其他發電形式不具備的優勢：較之燃煤、燃油等化石發電，太陽能和風能、水能屬于可再生能源，而化石能源面臨二氧化碳排放等環境問題；根據BP 公布的R/P 值（石油實際蘊藏量/開采量）為40 年，化石能源的耗竭并不遙遠；

水電和風電較之太陽能發電的劣勢在于地域限制。水電站必須建在大江大河之上、風電場必須建在常年相對穩定的風場上；

太陽能發電無污染、無地域限制，適合高原、沙漠等日照充足但水源不足或者聯網不便的地區；而其配置靈活的特性使得它成為城市居民戶用或者聯網使用的首選。

目前太陽能電池應用范圍主要還是在戶用并網以及居民用離網領域，但隨著各國對光伏電站補貼政策的到位，未來光伏電站的比例將逐漸提高，逐漸與戶用并網及居民離網并重。

6．4 水電氣表行業大客戶遠程集抄管理控制系統

大口徑表一般應用于工業、商用大用戶或小區總表，這些表計往往具有如下特點：

1、 用量大、流速快；

2、 費用價格高；

3、 工作環境惡劣，負荷大；

4、 一旦總表表故障損失極大；

5、 由于總表的安裝環境特殊，抄表困難，總表故障更無法監控。

實時監控這些總表的流量和工作狀態，對降低燃氣費流失，提高回收率能夠起到極大的作用。可大大減少抄表人員的工作強度、提高工作效率，實時查詢表計數據，實時監控表計故障，解決因情況特殊無法抄表問題，提高表的抄到率，徹底解決抄表難的問題。

七、 總論

我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環境代價，經濟發展與資源環境的矛盾日趨尖銳，群眾對環境污染問題反應強烈。這種狀況與經濟結構不合理、增長方式粗放直接相關。不加快調整經濟結構、轉變增長方式，資源支撐不住，環境容納不下，社會承受不起，經濟發展難以為繼。只有堅持節約發展、清潔發展、安全發展，才能實現經濟又好又快發展。同時，溫室氣體排放引起全球氣候變暖，備受國際社會廣泛關注。進一步加強節能減排工作，也是應對全球氣候變化的迫切需要。