引論：我們?yōu)槟砹?3篇自動(dòng)抄表技術(shù)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫(xiě)作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

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電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)是將電能計(jì)量數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸和處理的系統(tǒng)。它克服了傳統(tǒng)人工抄表模式的低效率和不確定性，推進(jìn)了電能管理現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。

1電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)

典型的電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)主要由前端采集子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)和中心處理子系統(tǒng)等三部分組成，如圖1所示。

1.1前端采集子系統(tǒng)

按照采集數(shù)據(jù)的方式不同，電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)可分為本地自動(dòng)抄表系統(tǒng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)兩種。

本地自動(dòng)抄表系統(tǒng)的電能表一般加裝紅外轉(zhuǎn)換裝置，把電量轉(zhuǎn)換為紅外信號(hào)，抄表時(shí)操作人員到現(xiàn)場(chǎng)使用便攜式抄表微型計(jì)算機(jī)，非接觸性地讀取數(shù)據(jù)。

遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)由電子式電能表或加裝了光電轉(zhuǎn)換器的機(jī)電脈沖式電能表構(gòu)成系統(tǒng)的最前端，它們把用戶的用電量以電脈沖的形式傳遞給上一級(jí)數(shù)據(jù)采集裝置。目前實(shí)際應(yīng)用的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)大多采用兩級(jí)式數(shù)據(jù)匯集結(jié)構(gòu)，即由安裝于用戶生活小區(qū)單元的采集器收集十幾到幾十個(gè)電能表的讀數(shù)，而安裝在配電變壓器下的集中器則負(fù)責(zé)定期從采集器讀取數(shù)據(jù)。

1.2通信子系統(tǒng)

通信子系統(tǒng)是把數(shù)據(jù)傳送到控制中心的信道。為了適應(yīng)不同的環(huán)境條件以及成本要求，通信子系統(tǒng)的構(gòu)成有多種方案。按照通信介質(zhì)的不同，通信子系統(tǒng)主要有光纖傳輸、無(wú)線傳輸、電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸?shù)人姆N。

光纖通信具有頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)以及抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，適合上層通信網(wǎng)的要求。但因其安裝結(jié)構(gòu)受限制且成本高，故很少在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中使用。

無(wú)線通信適用于用戶分散且范圍廣的場(chǎng)合，在某個(gè)頻點(diǎn)上以散射通信方式進(jìn)行無(wú)線通信。其優(yōu)點(diǎn)是傳輸頻帶較寬，通信容量較大(可與幾千個(gè)電能表通信)，通信距離遠(yuǎn)(幾十千米，也可通過(guò)中繼站延伸)。目前，GPRS無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)為無(wú)線抄表系統(tǒng)的實(shí)施提供了高效、便捷、可靠的數(shù)據(jù)通道。主要缺點(diǎn)是需申請(qǐng)頻點(diǎn)使用權(quán)，且如果頻點(diǎn)選擇不合理，相鄰信道會(huì)相互干擾。

租用電話線通信是利用電話網(wǎng)絡(luò)，在數(shù)據(jù)的發(fā)出和接收端分別加裝調(diào)制解調(diào)器。該方法的數(shù)據(jù)傳輸率較高且可靠性好，投資少；不足之處是線路通信時(shí)間較長(zhǎng)(通常需幾秒甚至幾十秒)。

低壓電力線載波通信利用低壓電力線作為系統(tǒng)前端的數(shù)據(jù)傳輸信道。其基本原理是：在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先將數(shù)據(jù)調(diào)制到高頻載波上，經(jīng)功率放大后耦合到電力線上。此高頻信號(hào)經(jīng)電力線路傳輸?shù)浇邮辗剑邮諜C(jī)通過(guò)耦合電路將高頻信號(hào)分離，濾去干擾信號(hào)后放大，再經(jīng)解調(diào)電路還原成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。電力線載波直接利用配電網(wǎng)絡(luò)，免去了租用線路或占用頻段等問(wèn)題，降低了抄表成本，有利于運(yùn)營(yíng)管理，發(fā)展前景十分廣闊。但是，如何抑制電力線上的干擾，提高通信可靠性仍是亟待解決的問(wèn)題。

1.3中心處理子系統(tǒng)

中心處理子系統(tǒng)主要由中心處理工作站以及相應(yīng)的軟件構(gòu)成，是整個(gè)電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的最上層，所有用戶的用電信息通過(guò)信道匯集到這里，管理人員利用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析，作出相應(yīng)的決策。如果硬件允許，還可直接向下級(jí)集中器或電能表發(fā)出指令，從而對(duì)用戶的用電行為實(shí)施控制，如停、送電遠(yuǎn)程操作。

2電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1電能表

傳感器、自動(dòng)化儀表以及集成電路技術(shù)的發(fā)展，使得無(wú)論是機(jī)電脈沖式還是電子式電能表已能夠較好地滿足當(dāng)今電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的需要。預(yù)計(jì)今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的終端采集裝置將以機(jī)電脈沖式電能表和電子式電能表兩種儀表為主。

2.2采集器和集中器

采集器和集中器是匯聚電能表電量數(shù)據(jù)的裝置，由單片機(jī)、存儲(chǔ)器和接口電路等構(gòu)成，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了較成熟的產(chǎn)品。

2.3通信信道

通信子系統(tǒng)是電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)中的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)通信方式的選取要綜合考慮地理環(huán)境特點(diǎn)、用戶用電行為、技術(shù)水平、管理體制和投資成本等因素。國(guó)內(nèi)外對(duì)于不同通信方式各有側(cè)重，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)于電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的研究起步較早，電力系統(tǒng)包括配電網(wǎng)絡(luò)較規(guī)范、完備，所以低壓電力線載波技術(shù)被廣泛應(yīng)用；在我國(guó)，受條件所限，較多使用電話線通信。近來(lái)，隨著對(duì)擴(kuò)頻技術(shù)研究的深入，低壓電力線載波中干擾大的問(wèn)題逐步得到解決，因此，低壓電力線載波通信方式在電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)中的應(yīng)用有逐步推廣的趨勢(shì)。

3電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)

3.1電力線載波通信

電力線載波通信，是將信息調(diào)制為高頻信號(hào)(一般為50～500kHz)并疊加在電力線路上進(jìn)行通信的技術(shù)。其優(yōu)勢(shì)是利用電力線作為通信信道，不必另外鋪設(shè)通信信道，大大節(jié)省投資，維護(hù)工作量少，可靈活實(shí)現(xiàn)“即插即用”。目前，國(guó)內(nèi)10kV以上電壓等級(jí)的高壓電力線載波技術(shù)已經(jīng)較成熟，但低壓電力網(wǎng)絡(luò)上的載波通信還未能達(dá)到令人滿意的水平，這在一定程度上制約了電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)在我國(guó)的實(shí)際應(yīng)用。

3.2無(wú)線擴(kuò)頻通信

擴(kuò)頻技術(shù)是一種無(wú)線通信方式，把發(fā)送的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)，以擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，通過(guò)相關(guān)接收，用相同的頻碼序列解擴(kuò)，最后經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)出原始信息。擴(kuò)頻通信距離一般可達(dá)幾十千米，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于抗干擾能力較強(qiáng)，因此具有較強(qiáng)的安全保密性。擴(kuò)頻技術(shù)在電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的典型應(yīng)用方式是：采集器通過(guò)電力線載波把數(shù)據(jù)傳至集中器，再由設(shè)置在集中器附近的擴(kuò)頻電臺(tái)把數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理站的接收電臺(tái)。

3.3復(fù)合通信

在應(yīng)用于電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)中的所有通信模式中，各種通信模式都有優(yōu)缺點(diǎn)，任何一種采用單一通信技術(shù)的方案均很難完全滿足需要。為解決這類矛盾，提出了復(fù)合通信方案。

復(fù)合通信方案是在自動(dòng)抄表的不同通信階段采用不同的通信方式，組成實(shí)現(xiàn)電能自動(dòng)抄表的復(fù)合通信網(wǎng)絡(luò)。在數(shù)據(jù)傳輸量不太大、傳輸距離較近的底層數(shù)據(jù)采集階段(電能表到采集器，采集器到集中器)，可以采用如紅外、低壓電力線載波甚至點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式；而在集中器到中央處理站段，則可采用電纜、電話線或無(wú)線通信等。選擇什么樣的復(fù)合方式，需根據(jù)實(shí)際情況統(tǒng)籌考慮。混合使用的各種通信方式之間要有很好的相容性，不能相互干擾，這其中涉及到運(yùn)籌學(xué)、最優(yōu)規(guī)劃等方面的研究與設(shè)計(jì)。

3.4自動(dòng)抄表的安全性

自動(dòng)抄表的安全性主要包括自動(dòng)抄表過(guò)程的安全性和中心處理子系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全性。電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的抄表過(guò)程是分散的采集器、集中器與中心處理站間交換數(shù)據(jù)的過(guò)程。通信中既要保證所抄數(shù)據(jù)的安全、可靠傳輸，又必須確保中心處理子系統(tǒng)不會(huì)受到來(lái)自傳輸網(wǎng)絡(luò)的意外攻擊。

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一、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)存在的問(wèn)題

1、在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展中，遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)體系并沒(méi)有引入各種先進(jìn)的技術(shù)，導(dǎo)致該項(xiàng)技術(shù)在運(yùn)用的過(guò)程中存在著安全性的問(wèn)題，不利于供電企業(yè)對(duì)電力的管理。

2、在采用該項(xiàng)技術(shù)的過(guò)程中，由于工作人員并沒(méi)有將其與技術(shù)終端或者機(jī)械表相互融會(huì)連接，導(dǎo)致設(shè)備在采集信息或數(shù)據(jù)的過(guò)程中不夠準(zhǔn)確，影響到供電企業(yè)的管理。

3、在變電站安裝電表或者其他設(shè)備的過(guò)程中，由于技術(shù)人員沒(méi)有按照規(guī)定要求進(jìn)行安裝，導(dǎo)致該體系在應(yīng)用過(guò)程中極容易受到信息的干擾，導(dǎo)致供電企業(yè)的電力管理水平無(wú)法提高。

4、在對(duì)該體系設(shè)置的過(guò)程中，由于采集信息的工作面設(shè)置相對(duì)比較狹小，很多因素并沒(méi)有引入到該體系當(dāng)中，最終可能導(dǎo)致線損現(xiàn)象，較大了電能的消耗。

二、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1、不斷完善變電站遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表體系

（1）在實(shí)際工作中，如果需要新建立變電站，那么我們需要考慮到遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表體系的建立，然后在變電站中設(shè)置相應(yīng)的電能表以及計(jì)量設(shè)備，以便于供電企業(yè)的管理。

（2）為了供電企業(yè)對(duì)電力的合理管理，管理人員或者技術(shù)人員需要根據(jù)實(shí)際情況采用粉筆更換的形式將電能表轉(zhuǎn)變?yōu)槿娮邮蕉喙δ茈娔鼙恚瑢⒃居?jì)量方式為三相三線轉(zhuǎn)變?yōu)槿?xiàng)思想。這樣可以提高計(jì)量設(shè)備的精準(zhǔn)度，方便供電企業(yè)的統(tǒng)一管理。

（3）在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，技術(shù)人員可以在相應(yīng)的位置設(shè)置防火墻，這樣可以保證電力輸送的安全性，防止采集的數(shù)據(jù)受到其他方面的干擾。

2、建立大用戶和配電變臺(tái)自動(dòng)抄表體系

由于受到條件的限制，面對(duì)大客戶是計(jì)量設(shè)備并不具有綜合性特征，因此在配電網(wǎng)的各個(gè)分散區(qū)域并沒(méi)有安裝電話，因此我們必須要從當(dāng)前的實(shí)際情況出發(fā)，采用與配電變壓器相適應(yīng)的技術(shù)來(lái)采集數(shù)據(jù)，然后每隔500～3000m設(shè)置一個(gè)智能電表數(shù)據(jù)采集器，以此來(lái)采集多個(gè)電表上的數(shù)據(jù)。在配變帶能表與電力采集器之間，我們可以設(shè)置一個(gè)微波通信無(wú)線抄表器，通過(guò)設(shè)定時(shí)間來(lái)將數(shù)據(jù)或者而信息進(jìn)行傳遞。在安裝采集器的過(guò)程中，我們不僅可以采用GPRS無(wú)線網(wǎng)，還可以采用有限電話網(wǎng)來(lái)傳輸信息或者數(shù)據(jù)。

3、建設(shè)居民集中抄表系統(tǒng)

結(jié)合電表的樣式以及裝設(shè)體系的差異，使用不一樣的終端措施。比如在分散的區(qū)域以及舊有的居住區(qū)中通過(guò)電表來(lái)分層次的設(shè)置，其采集終端數(shù)據(jù)信息可利用載波方式傳輸?shù)郊衅鳎欢碌木用裥^(qū)已經(jīng)要求電能表全部采用一樓集中裝設(shè)模式，故可以應(yīng)用485數(shù)據(jù)線連接方式傳輸?shù)郊衅鳎@著的提升了信息傳遞的穩(wěn)定性。臺(tái)區(qū)與主站的通信方式可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況和地區(qū)通信業(yè)特點(diǎn)選擇有線電話撥號(hào)或GPRS方式。

三、關(guān)于科技在使用中面對(duì)的不利現(xiàn)象和具體的處理方法

1、技術(shù)、設(shè)備

當(dāng)前遠(yuǎn)抄等使用的科技和裝置的單位不一致，此時(shí)面對(duì)著體系的維護(hù)和使用非常不集中的狀態(tài)，不具有綜合的信息應(yīng)用區(qū)域，此時(shí)就導(dǎo)致體系無(wú)法有效的體現(xiàn)出其應(yīng)有的意義和價(jià)值。

處理方法。要在其使用的體系中明確一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，把別的應(yīng)用融匯到該體系里面，生成了全方位的體系，和信息體系等無(wú)法有效的連接，不能夠?qū)⑿畔R總分析，線損也可實(shí)現(xiàn)分電壓等級(jí)、分線分臺(tái)區(qū)的分別統(tǒng)計(jì)分析和匯總，此時(shí)體系就可以為銷(xiāo)售管控工作貢獻(xiàn)力量。

2、采集終端

自動(dòng)抄表采集終端采用全電子式電能表的適應(yīng)環(huán)境能力還不能完全達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求。根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電子戶外式多功能電能表工作條件為-25～55℃，極限工作條件為-25～60℃，其對(duì)于我們國(guó)家很多區(qū)域的天氣都非常的適宜，不過(guò)在北方，如果氣溫大于設(shè)定的活動(dòng)狀態(tài)的話，就會(huì)使得屏幕的活動(dòng)終止，使得零件受損。在不斷的擴(kuò)張應(yīng)用區(qū)域的時(shí)候，外界的情況不斷的變多，針對(duì)過(guò)低溫度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工作條件以下時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的電能表停滯，應(yīng)該做好一定的準(zhǔn)備，防范在此過(guò)程中造成數(shù)據(jù)損失。

3、通信方式

通信措施有好處也有壞處，不能夠單純的注重方式的一致性。在具體的使用中，因?yàn)槠涿嫦虺鞘幸约案鱾€(gè)不一樣的地區(qū)，像是移動(dòng)網(wǎng)等都面對(duì)著不能夠整體覆蓋的問(wèn)題，此時(shí)要結(jié)合所在區(qū)域的具體狀態(tài)來(lái)分析，要積極的分析所有方式的優(yōu)勢(shì)和缺陷，使用復(fù)合通信的措施來(lái)開(kāi)展活動(dòng)。

通信系統(tǒng)主體一般主要有光纖傳輸、無(wú)線傳輸電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸4種。對(duì)于前一種來(lái)講，它有著非常多的優(yōu)勢(shì)，比如頻帶較寬，傳輸?shù)乃俾史浅？欤揖嚯x遠(yuǎn)，能夠有效的應(yīng)對(duì)干擾，適合上方網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展規(guī)定，不過(guò)由于該項(xiàng)安裝會(huì)受到成本等的影響，所以只是設(shè)置于變電站中。對(duì)于第二類來(lái)說(shuō)，它適合用到顧客不一致，而且區(qū)域很是寬泛的地方，它的優(yōu)勢(shì)是頻帶非常寬，而且通信的總數(shù)較多，間距遠(yuǎn)，它的缺陷是要申請(qǐng)相關(guān)的權(quán)限，假如使用不當(dāng)?shù)脑挘浇男诺罆?huì)互相的擾動(dòng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展中，配電網(wǎng)系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，電力輸送的范圍也越來(lái)越廣，此時(shí)供電企業(yè)要想對(duì)電力進(jìn)行全面管理顯然是不大可能的。據(jù)此，供電企業(yè)需要從實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)企業(yè)的特點(diǎn)來(lái)引入各種新技術(shù)與新設(shè)備，從而提高供電企業(yè)的管理水平。遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)是供電企業(yè)管理電力的一個(gè)有效方式，該項(xiàng)技術(shù)能夠有效的提高企業(yè)的管理水平以及綜合效益。但是在實(shí)際工作中，這項(xiàng)技術(shù)仍然存在著較多的問(wèn)題。導(dǎo)致管理人員不得不采取措施進(jìn)行解決。通過(guò)上述，對(duì)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)的現(xiàn)狀以及存在問(wèn)題進(jìn)行了淺要分析，然后提出了相應(yīng)的解決措施，相信在日后的社會(huì)發(fā)展中，該項(xiàng)技術(shù)將對(duì)不斷完善，從而更好的應(yīng)用在供電企業(yè)中。

參考文獻(xiàn)

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進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，國(guó)家電網(wǎng)公司進(jìn)入世界五百?gòu)?qiáng)前十名。使得我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)有了飛速的發(fā)展，隨著目前我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)體制改革深入進(jìn)行發(fā)展，使得電力設(shè)備企業(yè)供應(yīng)商對(duì)目前電力設(shè)備的需求與供應(yīng)情況有了相對(duì)較高的要求和嚴(yán)格的目標(biāo)。對(duì)線路的選擇規(guī)劃以及用電負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)制定高標(biāo)準(zhǔn)要求。不僅能夠完善當(dāng)前電廠和電站的產(chǎn)業(yè)需求！

1 系統(tǒng)概述

系統(tǒng)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括無(wú)線抄表器部分、通信部分以及電力局抄表中心管理端軟件部分。論文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)避免了大規(guī)模更換電表，既滿足了無(wú)線抄表的功能同時(shí)也符合當(dāng)下綠色經(jīng)濟(jì)的理念，使縣鄉(xiāng)一級(jí)供電公司節(jié)約了資金并且可以節(jié)約了大量的人力物力。為將來(lái)大規(guī)模的電表產(chǎn)業(yè)升級(jí)做好了鋪墊，減少了不必要的電表更換。等新一代智能電表成熟后，在進(jìn)行統(tǒng)一的升級(jí)換代。

在基于GPRS抄表器下的無(wú)線遠(yuǎn)抄系統(tǒng)中首先通過(guò)抄表器進(jìn)行電表表碼的采集，采集后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到抄表器內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后通過(guò)抄表器內(nèi)部GPRS模塊將數(shù)據(jù)上發(fā)直電力局抄表中心。電力局后臺(tái)控制中心與中國(guó)移動(dòng)直接通過(guò)專線進(jìn)行連接，采用內(nèi)外網(wǎng)結(jié)合的使用。采用GPRS的WAP接入點(diǎn)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，和通信的流暢。電力局后臺(tái)服務(wù)器中心在與各個(gè)終端GPRS Modem之間長(zhǎng)時(shí)間不傳送數(shù)據(jù)時(shí)，GPRS網(wǎng)絡(luò)仍可保持此Modem與業(yè)務(wù)中心永遠(yuǎn)在線相連接。在GGSN不支持此功能時(shí)，要求通信終端在被GPRS網(wǎng)絡(luò)激活后，立即發(fā)起PDP上下文激活請(qǐng)求。

2 系統(tǒng)主要流程

2.1 紅外抄錄流程

在進(jìn)入系統(tǒng)后進(jìn)行抄表，系統(tǒng)將自動(dòng)組幀發(fā)射抄表幀，電表收到數(shù)據(jù)后返回表碼，抄表器程序?qū)?shù)據(jù)解析后，將表碼值存入抄表器內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2.2 GPRS數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳

在進(jìn)入系統(tǒng)后首先需要進(jìn)行GPRS模塊的激活，激活后將需要上傳的數(shù)據(jù)打包數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)在APN中發(fā)送到電力局抄表中心的前置機(jī)，電力局抄表中心前置機(jī)將數(shù)據(jù)解壓處理后將指令發(fā)到電力局抄表中心數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處理，將用戶提交的信息記錄到電力局抄表中心的數(shù)據(jù)庫(kù)里，再將確認(rèn)上傳成功的信息結(jié)果返到前置機(jī)后經(jīng)前置機(jī)打包壓縮后在經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)到抄表器上，在wince系統(tǒng)上經(jīng)程序分析解壓把數(shù)據(jù)在界面上顯示上傳成功。

3 無(wú)線抄表器設(shè)計(jì)

3.1 處理器

抄表器終端處理器采用Samsung公司S3c2410，ARM920T內(nèi)核體系，高達(dá)400MHz的工作頻率，16KB的 I—Cache和16k B的 D—Cache，具有MMU虛擬存儲(chǔ)器管理、支持 STN&TFT的LCD控制器、3個(gè)UART、2個(gè)USB接口、117個(gè)通用 I/O端口、4通道DMA、日歷和時(shí)鐘功能的RTC、片內(nèi)PLL時(shí)鐘發(fā)生器，支持JTAG等下載仿真調(diào)試，是一款低價(jià)格、低功耗、高性能的ARM處理器芯片。在抄表器中處理器起到了核心作用，為整個(gè)抄表器提供運(yùn)算、存儲(chǔ)功能。

3.2 GPRS模塊

GPRS網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)有 GSM 網(wǎng)絡(luò)中增加一些節(jié)點(diǎn)（ 如：GGS N和 S GS N） 實(shí)現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)中還引入了下列新的網(wǎng)絡(luò)接口：主干網(wǎng)接口。用于各種GGSN之間； Gb， BSS和SGNS之間的接口；Gr，SGSN和HL之間的接口；不同的GSM網(wǎng)絡(luò)（不同的 PLMN）之間的接口； Gs，SGSN和MSC之間的接口。

3.3 紅外模塊

抄表器中使用的紅外芯片型號(hào)為BC7210，支持主流DL/T645和NEC兩種編碼方式，用戶可選擇使用或不使用用戶碼（Customer Code，或稱地址碼），用戶碼可由外接電阻/二極管設(shè)置，并行/串行兩種輸出方式，兼容SPI/UART兩種串行輸出方式（UART波特率為9600），采用數(shù)字濾波技術(shù)，高抗干擾，無(wú)誤碼，接收有效指示輸出，低成本，SO20封裝。其與MCU連接示意圖如下：

4 結(jié)束語(yǔ)

論文所設(shè)計(jì)無(wú)線抄表系統(tǒng)，通過(guò)抄表器采集電表的內(nèi)容分析存儲(chǔ)后上傳到縣鄉(xiāng)電力所控制中心，其再將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和存儲(chǔ)，并且經(jīng)過(guò)縣鄉(xiāng)電力所控制中心可以將信息下發(fā)控制遠(yuǎn)程設(shè)備的使用，充分利用電力自動(dòng)化保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，以及節(jié)約資金保證電力資源的節(jié)約。

篇4

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，電力企業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，供電系統(tǒng)除了要滿足電力供應(yīng)以外，還要加強(qiáng)電能的計(jì)量管理工作，以便適應(yīng)電力企業(yè)的發(fā)展效率，保證電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，滿足電氣企業(yè)精細(xì)化的要求，以適應(yīng)現(xiàn)代化買(mǎi)方市場(chǎng)的轉(zhuǎn)變。電力計(jì)量設(shè)備可以滿足實(shí)時(shí)監(jiān)控、電量分析預(yù)測(cè)、遠(yuǎn)方抄表、防竊電報(bào)警等工作，可以為電費(fèi)和電價(jià)的智能管理提供技術(shù)保障，協(xié)調(diào)電氣企業(yè)與用戶之間的關(guān)系。對(duì)于電力企業(yè)而言，電能計(jì)量管理工作是電力企業(yè)管理的主要分支工作之一，可以保證電量計(jì)量的準(zhǔn)確和統(tǒng)一，指導(dǎo)電力企業(yè)進(jìn)行準(zhǔn)確的生產(chǎn)。

1 電能計(jì)量工作的發(fā)展

在信息化發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，人們的生活與信息有著密切的關(guān)系，電能計(jì)量系統(tǒng)也逐漸的呈現(xiàn)出信息化的發(fā)展模式，為了指導(dǎo)整個(gè)社會(huì)合理科學(xué)的用電，電能計(jì)量系統(tǒng)也逐漸根據(jù)用戶的需求變化對(duì)用戶的用電進(jìn)行分時(shí)段的計(jì)價(jià)，保證用戶可以避開(kāi)用電的高峰，實(shí)現(xiàn)用電費(fèi)用的節(jié)約目的。根據(jù)電能計(jì)量系統(tǒng)的特點(diǎn)來(lái)看，整個(gè)系統(tǒng)中主要包含三個(gè)方面的內(nèi)容，一是電能采集與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整合；而是使用什么樣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的數(shù)據(jù)傳輸；三是如何對(duì)電能表進(jìn)行全面集中的控制和管理。隨著科技水平的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外電能計(jì)量系統(tǒng)逐漸朝著信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

電能計(jì)量管理在國(guó)外的發(fā)展較早，英國(guó)早在1992年就已經(jīng)建立了集開(kāi)發(fā)、供售、數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算、賬單的計(jì)算于一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，法國(guó)和北歐四國(guó)在1995年，西班牙、德國(guó)、比利時(shí)在1997年，意大利在1999年已經(jīng)全部完成了用戶電能表的電子化。我國(guó)的電能計(jì)量管理系統(tǒng)與2002年開(kāi)始發(fā)展，當(dāng)時(shí)，隨著省以及跨省電網(wǎng)市場(chǎng)的發(fā)展，我國(guó)各省以及跨省電網(wǎng)關(guān)口表已經(jīng)逐漸更新為電子式的多功能電能表，華東和沿海等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)配合分時(shí)電價(jià)的實(shí)施，開(kāi)始將大、中容量住戶的電能表更換為電子式的多功能電能表，截止到2002年底，用于居民住宅安裝的單相電子式電能表已經(jīng)超過(guò)了31%，達(dá)到國(guó)際水平的要求，近些年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展，電能計(jì)量管理工作也得到了迅速的發(fā)展，在我國(guó)大中城市已基本實(shí)現(xiàn)普及。加強(qiáng)電能計(jì)量管理是節(jié)約能源的重要體現(xiàn)。近年來(lái)，水資源和能源呈現(xiàn)出全球化的匱乏趨勢(shì)，整個(gè)社會(huì)對(duì)于節(jié)能減排的要求也越來(lái)越高，作為電力供應(yīng)單位，電力企業(yè)應(yīng)該積極的相應(yīng)國(guó)家號(hào)召，做好節(jié)能減排工作，加快計(jì)量設(shè)備的更新速度，加大對(duì)計(jì)量工作人員的技術(shù)和素質(zhì)培訓(xùn)，加深對(duì)電力系統(tǒng)計(jì)量技術(shù)的改革，節(jié)約電力企業(yè)的成本，提高經(jīng)營(yíng)管理帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，減少不必要的資源浪費(fèi)，節(jié)約不必要的資源輸出，為節(jié)能減排做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

2 供電系統(tǒng)做好電能計(jì)量管理工作的要點(diǎn)

2.1 消除電能計(jì)量管理工作中的盲點(diǎn)

由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡，各個(gè)地區(qū)電力企業(yè)的發(fā)展水平和有所不同，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)早已實(shí)現(xiàn)了電能智能管理，但是一些經(jīng)濟(jì)落后的地區(qū)，由于資金因素的限制，尚未將電能計(jì)量管理系統(tǒng)應(yīng)用到工作中來(lái)，電能的消耗也無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確的計(jì)算。此外，一些變電所使用的電容器有功電量，一般不納入計(jì)量中，這便是計(jì)量工作中的盲點(diǎn)；同時(shí)，對(duì)于一些低壓計(jì)量的銅鐵損，電力部門(mén)往往是按照當(dāng)月用戶用電量的比飼以及變壓器的型號(hào)來(lái)增收，實(shí)際上，這種計(jì)算方法并不科學(xué)，也缺乏公平性。因此，在未來(lái)階段下，一方面國(guó)家要加大經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)電力企業(yè)的資金投入，另一方面電力企業(yè)要加強(qiáng)電能計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè)，全面消除電能計(jì)量管理工作中的盲點(diǎn)。

2.2 推廣高可靠性、高精度的電能計(jì)量設(shè)備

作為電力供應(yīng)的單位，供電企業(yè)應(yīng)該積極的使用高可靠性、高精度的電能計(jì)量設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的精確計(jì)量，減少以及消除供電企業(yè)在用電量計(jì)算方面存在的誤差，保證計(jì)量工作可以順利的進(jìn)行，為此，可以推廣電子式多功能的電能表，目前，電子式多功能電能表在世界各個(gè)國(guó)家均已經(jīng)得到了全面的推廣，電網(wǎng)關(guān)口一般使用0.5或者0.2級(jí)表，工商用戶則使用0.5、0.2或者1級(jí)表，這類電表的功能比較全面，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)功和有功的功能，還可以提現(xiàn)出負(fù)荷曲線的變化以及需求量的變化，此外，電子式多功能電能表還具有通信接口和分時(shí)計(jì)量接口，計(jì)量方式安全、可靠，可以為供電系統(tǒng)的精確計(jì)算提供有效的保障。

2.3 引入自動(dòng)抄表系統(tǒng)，解決抄表問(wèn)題

近年來(lái)，隨著階梯式電價(jià)收費(fèi)制度的實(shí)施，抄表的工作量也逐漸增加，這就給電費(fèi)的結(jié)算以及抄表工作帶來(lái)了一定的難度，為了解決這一問(wèn)題，必須要推廣和使用質(zhì)量可靠的自動(dòng)化抄表系統(tǒng)，自動(dòng)化抄表系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以解決抄表難的問(wèn)題，也可以提高抄表的準(zhǔn)確性。自動(dòng)化抄表系統(tǒng)的功能十分強(qiáng)大，不僅可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化抄表，也具有可靠性高的特點(diǎn)，同時(shí)還兼具通信同能，在溫差較大的環(huán)境下也可以克服傳統(tǒng)感應(yīng)系統(tǒng)超差以及精度變化大的缺點(diǎn)，此外，自動(dòng)抄表系統(tǒng)中還帶有保護(hù)和遙控功能，徹底解決了抄表難的問(wèn)題。

2.4 開(kāi)展反竊電技術(shù)的應(yīng)用，完善用電管理

除了上述的工作以外，電力企業(yè)還要加強(qiáng)對(duì)電能量的實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集系統(tǒng)的建設(shè)，逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)大中用戶的遠(yuǎn)方抄表、實(shí)時(shí)監(jiān)控、電量分析預(yù)測(cè)等目標(biāo)，同時(shí)，要積極的開(kāi)展防竊電監(jiān)控工作，為階梯化電價(jià)制度的實(shí)施提供完善的技術(shù)保障。此外，要注意到，隨著近年來(lái)農(nóng)網(wǎng)改造的完成，用電市場(chǎng)得到進(jìn)一步的擴(kuò)展，竊電現(xiàn)象也不僅僅存在于農(nóng)村中，也蔓延到城市之中，猖獗的竊電行為嚴(yán)重的影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。因此，應(yīng)該對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行合理的改造，全面的推行反竊電技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)計(jì)量裝置的管理工作，建立好完善的電能計(jì)量稽查制度，推廣使用帶有反竊電功能的互感器、電能儀器設(shè)備，并做好相關(guān)的防護(hù)措施，使反竊電工作由傳統(tǒng)的被動(dòng)地位轉(zhuǎn)化為主動(dòng)地位。

3 結(jié)語(yǔ)

電能計(jì)量是電力企業(yè)基礎(chǔ)性的生產(chǎn)工作，涉及著各個(gè)方面的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，隨著科技水平的發(fā)展，電能計(jì)量管理系統(tǒng)也在不斷的完善，同時(shí)，供電系統(tǒng)的電能計(jì)量工作是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工作，供電企業(yè)必須認(rèn)真的對(duì)待，電力企業(yè)的計(jì)量人員也要正確的對(duì)待電能計(jì)量工作，積極的學(xué)習(xí)新技術(shù)，了解電能計(jì)量工作的進(jìn)行，保障供電安全，在保證電能計(jì)量準(zhǔn)確性的同時(shí)為國(guó)家的節(jié)能減排工作作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

【1】康念標(biāo)：供電系統(tǒng)電能計(jì)量方法及對(duì)節(jié)能降耗的作用[期刊論文]，中國(guó)城市經(jīng)濟(jì),2011，09(15)

【2】周尚禮，伍少成，陳蔚文，葉瑞貞：能計(jì)量管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[期刊論文]，電測(cè)與儀表，2009，01（25）

篇5

引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，將眾多的計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、處理已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。自動(dòng)抄表（the Automatic Meter Reading）技術(shù)，簡(jiǎn)稱AMR，得益于八十年代的計(jì)算機(jī)技術(shù)，正成為抄表技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 電力集中抄表系統(tǒng)的構(gòu)成

本文提出的電力集中抄表系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)如圖1所示：第一層是主站服務(wù)器，其主要作用是負(fù)責(zé)存儲(chǔ)多功能電表的數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制等功能。服務(wù)器安裝在客戶服務(wù)中心的抄表主站通過(guò)GPRS/GSM來(lái)查收各個(gè)多功能電表的相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)。第二層是集中器，集中器通過(guò)GPRS/GSM與主站服務(wù)器相連，通過(guò)CAN總線與第三層的采集終端相連。主要有兩項(xiàng)任務(wù)：一是完成與采集器的數(shù)據(jù)通信工作，向采集器下達(dá)電量數(shù)據(jù)凍結(jié)命令，定時(shí)循環(huán)接收采集器的電量數(shù)據(jù)，或根據(jù)系統(tǒng)要求接收某個(gè)電表或某組電表的數(shù)據(jù)。另外的任務(wù)就是根據(jù)系統(tǒng)要求完成與主站服務(wù)器的通信，將用戶用電數(shù)據(jù)等主站需要的信息傳送到主站數(shù)據(jù)庫(kù)中。第三層是采集器。在采集器中嵌入了各種標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種各樣電表的采集。采集器可同時(shí)采集、存儲(chǔ)64塊電表的數(shù)據(jù)，采集器除了完成電表的電量數(shù)據(jù)采集工作以外，還要根據(jù)系統(tǒng)的要求完成與集中器之間的數(shù)據(jù)通信，將需要傳送的電量數(shù)據(jù)送到集中器中。系統(tǒng)信道包括GPRS/GSM 無(wú)線通信、CAN 總線。主站服務(wù)器與集中器之間的GPRS/GSM 無(wú)線通信，集中器與采集器之間采用CAN 總線通信。通過(guò)GPRS/GSM無(wú)線通信，能夠及時(shí)、方便地進(jìn)行系統(tǒng)的遠(yuǎn)程信息傳輸，與主站服務(wù)器實(shí)現(xiàn)信息交換；每臺(tái)集中器通過(guò)CAN總線，可以管理最多110 個(gè)采集器(CAN 節(jié)點(diǎn))。

圖1 基于ARM 的CAN 總線的電力集中抄表系統(tǒng)示意圖

2 CAN 總線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 CAN 總線簡(jiǎn)介

CAN(ControllerArea Network)即控制器局域網(wǎng)，CAN總線是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。它最早是由德國(guó)Bosch公司推出的，CAN通信協(xié)議是一種用于汽車(chē)內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。作為一種技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能完善、成本合理的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊控制方式，CAN總線已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。論文參考網(wǎng)。例如，在汽車(chē)電子、自動(dòng)控制、智能大廈、電子系統(tǒng)、安防監(jiān)控等各領(lǐng)域中，CAN總線具有不可比擬的優(yōu)越性。本設(shè)計(jì)給出CAN總線節(jié)點(diǎn)方案。它采用內(nèi)置多路CAN總線控制器LPC2294作為主控制器，使得該節(jié)點(diǎn)體積小、功耗低、抗干擾性好，因而特別適用于汽車(chē)、工業(yè)控制以及醫(yī)療系統(tǒng)和容錯(cuò)維護(hù)總線中。

2.2 CAN節(jié)點(diǎn)硬件電路組成

CAN節(jié)點(diǎn)硬件電路如圖2所示，由ARM微控制器LPC2294、CAN總線收發(fā)器TJA1050T、高速光耦6N137和電源隔離模塊B0505S等組成。

圖2 CAN節(jié)點(diǎn)硬件電路原理框圖

(1)控制器特點(diǎn)

本設(shè)計(jì)選用的LPC2294是PHILIPS公司新推出的一款功能強(qiáng)大的超低功耗的具有ARM7TDMI內(nèi)核的32位微控制器。論文參考網(wǎng)。論文參考網(wǎng)。144腳封裝、兩個(gè)32位定時(shí)器、八路10位ADC、四路CAN通道和PWM通道以及多達(dá)九個(gè)的外部中斷，內(nèi)部嵌入256K字節(jié)高速Flash存儲(chǔ)器和16K字節(jié)靜態(tài)RAM，包含76（使用了外部存儲(chǔ)器）～112（單片）個(gè)GPIO口。如此豐富的片上資源完全可以滿足一般的工業(yè)控制的需要，同時(shí)還可以減少系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。另外，LPC2294支持JTAG實(shí)時(shí)仿真和跟蹤、128位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)，使32位代碼能夠在高達(dá)60MHz的操作頻率下運(yùn)行。LPC2294內(nèi)部集成有四路CAN控制器：符合CAN規(guī)范CAN2.0B,ISO 11989-1標(biāo)準(zhǔn)：總線數(shù)據(jù)波特度均可達(dá)1Mbps；可訪問(wèn)32位的寄存器和RAM；全局驗(yàn)收過(guò)濾器可識(shí)別幾乎所有總線的11位和29位Rx標(biāo)識(shí)符；驗(yàn)收過(guò)濾器為選擇的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符提供了FullCAN-style自動(dòng)接收功能。作為本設(shè)計(jì)的核心部件，LPC2294不僅擔(dān)起主控制器的作用，同時(shí)還作為CAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)控制器，與網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與交換。

(2)收發(fā)器特點(diǎn)

收發(fā)器TJA1050T是CAN協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，它與“ISO 11898”標(biāo)準(zhǔn)完全兼容。CANH和CANL理想配合，可使電磁輻射減到更低。除此之外，TJA1050T不上電時(shí)，總線呈現(xiàn)無(wú)源特性，這使得TJA1050T在性能上大大優(yōu)于以前的CAN總線收發(fā)器。TJA1050T有兩種工作模式：高速模式和靜音模式（它們由引腳“S”來(lái)控制）。在高速模式中，總線輸出信號(hào)有固定的斜率，并且以盡量快的速度切換。高速模式適用于最大位速度和最大總線長(zhǎng)度的情況，而且此時(shí)其收發(fā)器循環(huán)延遲最小。靜音模式時(shí)發(fā)送器是禁能的。它不管TxD的輸入信號(hào)。靜音模式可以防止CAN控制器不受控制時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊造成堵塞。

3 CAN 總線通信系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于LPC2294微處理器來(lái)說(shuō)，CAN控制器完全是基于事件觸發(fā)的，即在本身狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，CAN控制器會(huì)把狀態(tài)變化的結(jié)果告訴微處理器。因此中心微處理器可以采用中斷的方式或者輪詢的方式對(duì)CAN控制器做出相應(yīng)的處理。各CAN節(jié)點(diǎn)按規(guī)定格式和周期發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，同時(shí)根據(jù)需要各取所需報(bào)文。對(duì)于接收數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)采用中斷的方式實(shí)現(xiàn)，一旦中斷發(fā)生，即將接收的數(shù)據(jù)裝載到相應(yīng)的報(bào)文寄存器中。此時(shí)利用屏蔽濾波寄存器對(duì)接收?qǐng)?bào)文的標(biāo)識(shí)符和預(yù)先在接收緩沖器初始化時(shí)設(shè)定的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行有選擇地逐位比較，只有標(biāo)識(shí)符匹配的報(bào)文才能進(jìn)入接收緩沖器，那些不符合要求的報(bào)文將被屏蔽于接收緩沖器外，從而減輕CPU處理報(bào)文的負(fù)擔(dān)。

3.1 CAN 控制器初始化

初始化CAN控制器的操作包括：硬件使能、軟件復(fù)位、設(shè)置報(bào)警界限、設(shè)置總線波特率、設(shè)置中斷工作方式、設(shè)置驗(yàn)收濾波器工作方式、設(shè)置工作模式并啟動(dòng)CAN等。初始化程序如下：

HwEnCAN(CanNum)；//硬件使能，CanNum=0～3，指四路CAN控制器

SofiRstCAN(CanNum)；//軟件復(fù)位寄存器

CANEWL(CanNum).Bits.EWL_BIT=USE_EWL_CAN[CanNum]；//設(shè)錯(cuò)誤警告界限

CANBTR(CanNum).Word=USE_BTR CAN[CanNum]；//初始化波特率

VICDefVectAddr=(UINT32)CANIntPrg；//初始化中斷為非向量中斷

VICIntEnable |=(1<<19)|(1<<(20+CanNum))|(1<<(26+CanNum))；

CANIER(CanNum)．Word= USE_INT_CAN[CanNum]；

CANAFMR.Bits.AccBP_ BIT=1；//配置驗(yàn)收濾波器(旁路狀態(tài)，即屏蔽驗(yàn)收濾波器)

CANMOD(CanNum).Bits.TPM_BIT=USE_TPMCAN[CanNum]；//初始化工作模式

CANMOD(CanNum).Bits.LOM_BIT=USE_MOD_CAN[CanNum];

SoftEnCAN(CanNum)；//啟動(dòng)CAN

3.2 數(shù)據(jù)發(fā)送

將待發(fā)送的數(shù)據(jù)打包成符合CAN協(xié)議的幀格式后，便可寫(xiě)入發(fā)送緩沖區(qū)，并啟動(dòng)發(fā)送。在寫(xiě)發(fā)送緩沖區(qū)前必須查詢其狀態(tài)。LPC2294中的每個(gè)CAN控制器有三個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)，它們的狀態(tài)可通過(guò)查詢CANSR得知。只有當(dāng)其中有空閑的發(fā)送緩沖區(qū)時(shí)才可將數(shù)據(jù)寫(xiě)入。在發(fā)送大量數(shù)據(jù)時(shí)，這一步顯得尤其重要，否則發(fā)送可靠性將不能保證。啟動(dòng)發(fā)送成功后，只能通過(guò)查詢CANGSR的TCS位或配合發(fā)送成功中斷來(lái)判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功。

3.3 數(shù)據(jù)接收

接收數(shù)據(jù)可采用查詢方式或中斷方式。在某一段時(shí)間內(nèi)，CAN總線并不總是在活動(dòng)，為了提高效率，可采用中斷方式。在初始化程序中必須使能接收中斷。在中斷服務(wù)子程序中，讀取CANICR，判斷是否有接收中斷標(biāo)志，有則讀取接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。為了防止接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)溢出，可開(kāi)辟一個(gè)循環(huán)接收數(shù)據(jù)隊(duì)列來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，主程序則通過(guò)查詢?cè)撽?duì)列來(lái)獲得總線數(shù)據(jù)。

4 總結(jié)

基于ARM 的CAN 總線的電力集中抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和抗干擾性，該系統(tǒng)的樣機(jī)正在進(jìn)行掛網(wǎng)測(cè)試，以期通過(guò)研究和改進(jìn)，進(jìn)一步提高程序的通信處理、糾錯(cuò)和容錯(cuò)能力。

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篇6

1 電力企業(yè)抄表管理的重要性和抄表現(xiàn)狀

1.1 抄表是抄表員對(duì)所有計(jì)費(fèi)電能表利用各種抄表方式定期進(jìn)行電量的抄錄。抄表工作是抄核收中的基礎(chǔ)工序，抄錄的電量不僅是供電企業(yè)按時(shí)將電費(fèi)回收并及時(shí)上繳的依據(jù)，也是考核供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(如線損率、供電成本等I各行業(yè)用電量統(tǒng)計(jì)分析以及計(jì)算客戶的單位產(chǎn)品電耗和市場(chǎng)分析預(yù)測(cè)的依據(jù)。抄表的質(zhì)量，直接關(guān)系到電力企業(yè)的電費(fèi)能否準(zhǔn)確、及時(shí)核算與回收上繳，關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.2 在進(jìn)行抄表工作的時(shí)候，相關(guān)的工作人員要使用各種抄表的方式來(lái)對(duì)用戶的電能使用情況進(jìn)行計(jì)量，抄表工作的質(zhì)量會(huì)直接影響用戶的電費(fèi)收繳工作，因此，一定要保證其準(zhǔn)確性。同時(shí)，抄表所記錄的數(shù)據(jù)也是后續(xù)審核、收費(fèi)以及營(yíng)銷(xiāo)等工作的主要依據(jù)，其時(shí)效性和準(zhǔn)確性同等重要。

1.3 隨著電力市場(chǎng)發(fā)展環(huán)境的變化，現(xiàn)在的抄表方式越來(lái)越不能滿足環(huán)境的變化，同時(shí)在進(jìn)行抄表的時(shí)候也出現(xiàn)了很多的問(wèn)題，其中最重要的就是工作效率低，比較明顯的是在電費(fèi)計(jì)算、審核、線損控制、營(yíng)銷(xiāo)分析以及用電分析方面都是存在著一定的滯后性。

1.5 抄表工作涉及的信息量是非常大的，在進(jìn)行工作的時(shí)候要定期對(duì)各個(gè)地區(qū)的用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時(shí)對(duì)出現(xiàn)的換表和變更電表情況導(dǎo)致的拆回電量也要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。抄表人員工作量大，時(shí)間緊迫，估抄、漏抄和錯(cuò)抄等情況時(shí)有發(fā)生。

1.6 抄表人員的綜合素質(zhì)有待提高。抄表業(yè)務(wù)員素質(zhì)低，在進(jìn)行抄表的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作，導(dǎo)致電表?yè)p壞。其次，抄表核實(shí)工作做得不到位。甚至有的抄表員與用戶相互勾結(jié)，出現(xiàn)故意損壞電表的情況，這樣就會(huì)使得用戶的電費(fèi)無(wú)法進(jìn)行回收，使電力企業(yè)受到嚴(yán)重的損失。

2 加強(qiáng)企業(yè)抄表管理

2.1 明確抄表要求，主要有以下幾點(diǎn)：

(1)現(xiàn)場(chǎng)抄表一定要根據(jù)規(guī)定日期抄表到位，不可估抄。由于客戶原因未能如期抄表時(shí)，應(yīng)通知客戶待期補(bǔ)抄。在不能約時(shí)補(bǔ)抄的條件下，可與客戶協(xié)商暫按前月實(shí)用電量或本月用電情況預(yù)收本月電費(fèi)，等下次抄表時(shí)一并結(jié)清。

(2)第一次抄表的新客戶，要認(rèn)真核對(duì)戶號(hào)、戶名、電能表的廠名、表號(hào)、安培數(shù)、指示數(shù)、倍率等，在核對(duì)相符后，才能抄表。

(3)抄表時(shí)要巡視電能表運(yùn)行情況。檢查電能表有無(wú)異常，并記錄下異常情況，如電能表停轉(zhuǎn)、卡字、跳字、倒轉(zhuǎn)等。若抄表時(shí)遇到表計(jì)故障，要填寫(xiě)業(yè)務(wù)工作票進(jìn)行換表處理，同時(shí)在抄表卡上注明“表計(jì)故障”。

(4)抄表時(shí)如果發(fā)現(xiàn)表計(jì)故障、計(jì)量不準(zhǔn)時(shí)，要了解表計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)及用電情況，并對(duì)本月電費(fèi)可暫按上月電量預(yù)收，在表計(jì)故障消除后根據(jù)情況重新計(jì)算電費(fèi)。

(5)檢查客戶計(jì)費(fèi)電能表或互感器配置是否科學(xué)，用電設(shè)備能否滿足申請(qǐng)容量。

(6)檢查是否有違約用電和竊電。若發(fā)生客戶有違約竊電行為，要填寫(xiě)“用電異常報(bào)告單”。

(7)如果發(fā)現(xiàn)客戶用電量有較大幅度變化時(shí)，要及時(shí)了解原因，并在抄表卡上注明。

2.2 加強(qiáng)抄表審核力度，建立激勵(lì)約束機(jī)制

抄表管理部門(mén)要設(shè)立專門(mén)的審核機(jī)構(gòu)，隨時(shí)對(duì)抄表人員的工作進(jìn)行抽查、審核，確保抄表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。建立激勵(lì)約束機(jī)制，形成專門(mén)的考核流程。按照“權(quán)責(zé)明確、績(jī)效掛鉤”的原則，根據(jù)每月工作完成情況。在工資中予以兌現(xiàn)，做到指標(biāo)層層分解、層層落實(shí)；同時(shí)加大獎(jiǎng)懲力度，做到了重獎(jiǎng)不心疼，重罰不手軟，工作業(yè)績(jī)突出的人員多抄表、抄好表，而工作完成不好的則削減抄表戶數(shù)，使抄表人員既有壓力又有動(dòng)力。極大地激發(fā)了全員工作的主觀能動(dòng)性。

2.3 流動(dòng)管理崗位輪換

為有效的改善抄表工作質(zhì)量，應(yīng)定期對(duì)每名抄表員的抄表區(qū)域進(jìn)行調(diào)整。在各個(gè)分局范圍內(nèi)每月輪換變化，并形成每月小調(diào)整，全年大循環(huán)的抄表格局。這樣可以打破固定抄表中的弊端，減少抄表人員與用戶的相互勾結(jié)，有利于抄表員之間相互監(jiān)督，還能有效提高工作質(zhì)量和工作透明度。抄表人員之間可以就在某一區(qū)域發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行交流，更加有效解決抄表中的異常現(xiàn)象。

2.4 利用高科技智能自動(dòng)化抄表方式替代人工抄表方式

(1)傳統(tǒng)人工手抄表方式。抄表人員赴客戶處到客戶裝表處把電能表顯示的數(shù)據(jù)抄寫(xiě)記錄在抄表卡上。

隨著用電用戶的不斷增長(zhǎng)，農(nóng)網(wǎng)、城網(wǎng)的不斷改造，電表的需求量不斷增加，所需的抄表人員越來(lái)越多，抄表工作量過(guò)于繁重，人工抄表已經(jīng)難以滿足電力事業(yè)的發(fā)展。隨著抄表技術(shù)的發(fā)展，抄表方式也在不斷改進(jìn)，目前主要有以下幾種方式：

(2)利用抄表微機(jī)進(jìn)行抄表。抄表微機(jī)(抄表器)是一種專門(mén)用于抄錄電能表示數(shù)的微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)錄人終端。它由抄表員隨身攜帶，到每戶把電能表示數(shù)抄錄下來(lái)，并輸人與此相關(guān)的信息。抄錄工作結(jié)束后通過(guò)數(shù)據(jù)通信接口把抄錄的數(shù)據(jù)及相關(guān)信息傳送到計(jì)算機(jī)，再通過(guò)計(jì)算程序計(jì)算出客戶各種電量、電費(fèi)。使用抄表微機(jī)不但能取代原有的抄表上，使抄表速度、準(zhǔn)確程度都有較大程度的提高，還能節(jié)省原來(lái)人工數(shù)據(jù)整理的工作程序，消除抄錄數(shù)據(jù)輸人的瓶頸問(wèn)題和抄錄數(shù)據(jù)錄人出錯(cuò)的可能性，使得電費(fèi)管理的效率大幅提高。抄表微機(jī)要按數(shù)據(jù)釆集錄人的方式進(jìn)行，一般分為手工鍵人式抄表微機(jī)和遠(yuǎn)紅外線式抄表微機(jī)。

(3)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表方式。抄表人員在遠(yuǎn)離客戶表計(jì)的辦公地點(diǎn)處釆集電能表數(shù)據(jù)，電能表與遠(yuǎn)處抄表人員辦公地點(diǎn)之間的通信，釆用電纜、光纖、電話、無(wú)線電、手機(jī)或電力線路載波等手段實(shí)現(xiàn)。除了釆用專門(mén)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表外，也可利用負(fù)荷控制系實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表。

因此要大力推行智能自動(dòng)抄表，用戶用電量會(huì)自動(dòng)抄取。有利于提高供電公司的服務(wù)質(zhì)量，避免了人工抄表的種種弊端。

2.5 以人為本，加強(qiáng)抄表人員的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)培訓(xùn)

用戶用電量的抄錄是抄表人員的主要工作，抄表人員是電力企業(yè)的一線員工，他們的工作質(zhì)量會(huì)直接影響電力企業(yè)的電費(fèi)回收工作，同時(shí)對(duì)電力企業(yè)的形象也會(huì)有很大的影響。定期對(duì)工作人員進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)，這樣能夠更好的提高抄表人員的工作能力，也能提高抄表人員的職業(yè)道德。

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前的抄表手段決定了當(dāng)前的管理方式。社會(huì)在發(fā)展，技術(shù)在進(jìn)步，供電企業(yè)在創(chuàng)新。根據(jù)供電市場(chǎng)的不斷變化，供電企業(yè)不斷更新抄表技術(shù)，采用現(xiàn)代化的抄表技術(shù)和抄表手段，比如實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中自動(dòng)抄表，將不斷改善現(xiàn)有抄表方式的弊端，也是供電企業(yè)提升管理水平的重要內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)

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1．2　用電客戶也可以籍此直觀方便的查看自己的用電情況，比如查詢峰、平、谷段的電量、電價(jià)，剩余電費(fèi)、時(shí)間等信息，明明白白消費(fèi)。同時(shí)，隨著國(guó)家差異化電價(jià)的實(shí)施，用電客戶更可以根據(jù)自己的用電情況，合理調(diào)配使用電能，節(jié)約開(kāi)支，從而在整體上優(yōu)化配置了電力資源，提高了我國(guó)的電能使用效率。

1．3　智能電表可以在相關(guān)設(shè)備的配合下，對(duì)用戶及時(shí)報(bào)警電費(fèi)余額不足等等，避免不必要的停電損失。

1．4　用戶可以通過(guò)諸如工商銀行自助繳費(fèi)查詢終端等多種途徑便捷繳費(fèi)，而且只需插入充值后的購(gòu)電卡就可以自主恢復(fù)供電。

1．5　隨著科技發(fā)展，智能家庭逐漸建立起來(lái)，智能電表更是不可或缺的基礎(chǔ)性儀器。智能電表配合智能電網(wǎng)，可以縮小因輸配電原因?qū)е碌碾娔苜|(zhì)量問(wèn)題，與此同時(shí)還能縮小因線路故障、諧波源導(dǎo)致的電能質(zhì)量困擾。便于為用戶提供優(yōu)質(zhì)的電能供應(yīng)。

2　GPRS遠(yuǎn)程集中智能抄表系統(tǒng)是可行性方案

2．1　遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)勢(shì)應(yīng)運(yùn)而生

我國(guó)傳統(tǒng)的用電管理制度已不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的要求，國(guó)務(wù)院于1993年2月了《電網(wǎng)調(diào)度管理?xiàng)l例》，其中明確指出要盡快對(duì)用電進(jìn)行自動(dòng)化管理，并撥款支持電力部門(mén)進(jìn)行技術(shù)改造。1995年4月電力部又提出電價(jià)分時(shí)段計(jì)費(fèi)。1995年5月起，深圳特區(qū)報(bào)連續(xù)發(fā)表了多篇關(guān)于“電怪圈”的報(bào)導(dǎo)，各界人士強(qiáng)烈要求抄表到戶，取消中間收費(fèi)階層，強(qiáng)化用電管理。2014年1月1日，浙江省《浙江省計(jì)量監(jiān)督管理?xiàng)l例》正式施行。隨著人們生活條件的改善，各種計(jì)量收費(fèi)裝置進(jìn)入千家萬(wàn)戶，遠(yuǎn)程抄表不僅要求能抄電、水、氣表，所有涉及到計(jì)量收費(fèi)的裝置都有自動(dòng)抄表和自動(dòng)收費(fèi)的要求。而這些計(jì)量裝置只要配備合適的傳感器．都可以接進(jìn)一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)度和通信單元，實(shí)行遠(yuǎn)程抄表。

2．2　GPRS遠(yuǎn)程集中智能抄表系統(tǒng)是現(xiàn)階段成熟的遠(yuǎn)程集中抄表方案

隨著無(wú)線通信數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，無(wú)線遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表已成為發(fā)展的話然趨勢(shì)，其應(yīng)用領(lǐng)域極為廣闊。目前基于儀器、儀表分布點(diǎn)多面廣，其遠(yuǎn)程抄表大多仍沿用有線傳輸方式，線路維護(hù)量很大。由于電話線公用，通訊時(shí)經(jīng)常發(fā)生沖突，既影響了數(shù)據(jù)的傳輸，也對(duì)電調(diào)部門(mén)的正常工作造成了干擾．并且此種方式對(duì)通訊部門(mén)程控交換機(jī)正常、穩(wěn)定的運(yùn)行也有一定的影響。為保證傳輸質(zhì)量，若采用專線方式，投資成本太高。現(xiàn)階段，出現(xiàn)了GPRS遠(yuǎn)程集中智能抄表系統(tǒng)，利用GPRS無(wú)線數(shù)字網(wǎng)的通訊方式，很好地解決了遠(yuǎn)程抄表的瓶頸問(wèn)題。使用GPRS無(wú)線組網(wǎng)方案，數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分組發(fā)送和接收，用戶就可以總是在線且按流量計(jì)費(fèi)，降低了服務(wù)成本。

2．3　GPRS遠(yuǎn)程集中智能抄表系統(tǒng)使用中要注意的問(wèn)題

2．3．1　選好位置安裝集中器，有效避免GPRS信號(hào)不穩(wěn)定

GPRS信號(hào)容易受到天氣因素以及周?chē)h(huán)境的影響，表現(xiàn)為信號(hào)不穩(wěn)定，乃至沒(méi)有信號(hào)，這無(wú)疑將導(dǎo)致抄表波動(dòng)乃至抄表失敗。為此，可以選擇GPRS信號(hào)好、周?chē)蓴_信號(hào)源少的位置來(lái)安裝集中器。

2．3．2　加強(qiáng)施工管理，確保Rs485通信準(zhǔn)確無(wú)誤

同一表箱內(nèi)485通信線，如果接反或者接觸不良，其中一個(gè)接點(diǎn)接觸不良，也將導(dǎo)致其后的所有電能表采集失敗，這是施工中必須特別注意的問(wèn)題。PRS遠(yuǎn)程集中智能抄表系統(tǒng)施工中，必須加強(qiáng)施工管理，要求施工人員認(rèn)真核對(duì)485通信線的線序，原則上同一表箱內(nèi)485通信線不允許開(kāi)斷施工。如確需開(kāi)斷，則必須將進(jìn)同一接線孔的兩根線擰緊為一根。RS一485通信線還應(yīng)盡量遠(yuǎn)離交流電源線及其他干擾源。

2．3．3　精細(xì)施工，解決低壓載波通信問(wèn)題

低壓載波通信技術(shù)是自動(dòng)抄表系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。但是在實(shí)際應(yīng)用中，存在載波通信信號(hào)易受干擾，集中器和采集器、采集器和電能表載波模塊不匹配等問(wèn)題。低壓載波通信在遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的主要問(wèn)題是：通信信道不穩(wěn)定，通信時(shí)好時(shí)壞。這主要是由于低壓電力線載波通道衰減較大、時(shí)變性及干擾大引起的。解決方法：①因?yàn)樵胄旁吹倪h(yuǎn)近對(duì)通信質(zhì)量的影響最大，所以在無(wú)法改變距離的情況下，要在通信接收處加裝隔離作用較好的阻波器。②清理優(yōu)化低壓配電網(wǎng)，縮短供電徑。③在以后的工程實(shí)施中，可考慮在小區(qū)電表箱與配電變壓器之間預(yù)埋一通信專用電纜，提高采集器與集中器之間的通信能力。

2．3．4　做好與營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)系統(tǒng)換表流程的銜接，確保采集檔案完整

當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)換表業(yè)務(wù)完成后，須在營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)系統(tǒng)處理?yè)Q表流程；并在采集系統(tǒng)手工更新該客戶的采集檔案信息，才能采集新表數(shù)據(jù)。因各種原因未及時(shí)更新采集檔案或采集檔案更新有誤，導(dǎo)致遠(yuǎn)程集中抄表失敗。解決方法：①加強(qiáng)業(yè)務(wù)管理，要求在完成營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)系統(tǒng)換表流程的同時(shí)，完成采集檔案更新，并進(jìn)行手工采集測(cè)試，確保采集成功。②采集運(yùn)維人員須定期或不定期關(guān)注日采集成功率情況，發(fā)現(xiàn)采集異常，就及時(shí)匯報(bào)處理。③完善營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)換表流程完成后，自動(dòng)更新采集系統(tǒng)檔案。

3　以發(fā)展的眼光看待智能電表推動(dòng)電力企業(yè)抄表方式的改革

就目前來(lái)看，我國(guó)的智能電表集中度不高。目前國(guó)內(nèi)有多家企業(yè)涉足生產(chǎn)智能電表，但其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有完全統(tǒng)一。為規(guī)范市場(chǎng)，調(diào)整產(chǎn)業(yè)，引導(dǎo)和推動(dòng)科技進(jìn)步，國(guó)家電網(wǎng)計(jì)量中心牽頭承擔(dān)的《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)》及《智能電能表》系列標(biāo)準(zhǔn)修訂工作已正式啟動(dòng)。智能電表和遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)是信息化技術(shù)快速發(fā)展的最新成果，電力企業(yè)以此為契機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中抄表，并推動(dòng)電力企業(yè)整個(gè)業(yè)務(wù)的改造和優(yōu)化，提高企業(yè)管理水平和服務(wù)質(zhì)量。

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篇8

1、引言

目前，在我國(guó)的電力、燃?xì)狻⒆詠?lái)水行業(yè)，大部分仍然采用無(wú)線遠(yuǎn)程集抄和手持抄表機(jī)的人工抄表模式，隨著手機(jī)設(shè)備和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，近幾年國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了手機(jī)抄表系統(tǒng)，一般基于WINCE操作系統(tǒng)，這種手機(jī)抄表系統(tǒng)實(shí)際上是人工抄表、手工錄入到手機(jī)中、再通過(guò)GPRS上傳到主臺(tái)系統(tǒng)，這種方式實(shí)現(xiàn)抄表的系統(tǒng)是純軟件的系統(tǒng)，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正意義上的硬件自動(dòng)抄表。本研究提供一種用于電能表的智能手機(jī)藍(lán)牙紅外抄表的系統(tǒng)方法，該方法使用現(xiàn)有市面上普通的智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表的抄讀和設(shè)置，消除了必須用專用手抄器設(shè)備才能對(duì)表計(jì)進(jìn)行抄讀和設(shè)置的傳統(tǒng)觀念；同時(shí)開(kāi)發(fā)出的手機(jī)軟件能夠在各種相同手機(jī)操作系統(tǒng)的手機(jī)上使用。能為電力企業(yè)帶來(lái)最直接的效果降低企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本，而且方便簡(jiǎn)潔，不僅從界面美觀上，還從易用性方面都大大高于原有的手持掌機(jī)。

2、藍(lán)牙通信介紹

藍(lán)牙（Bluetooth）是由東芝、愛(ài)立信、IBM、Intel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無(wú)線數(shù)字通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它最初的目標(biāo)是取有的掌上電腦、移動(dòng)電話等各種數(shù)字設(shè)備上的有結(jié)電纜連接，實(shí)現(xiàn)最高數(shù)據(jù)傳輸速度1Mb/s（有效傳輸速度為721kb/s）、最大傳輸距離為10米，用戶不必經(jīng)過(guò)申請(qǐng)便可利用2.4GHz的ISM（工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻帶，在其上設(shè)立79個(gè)帶寬為1MHz的信道，用每秒鐘切換1600次的頻率、滾齒方式的頻譜擴(kuò)散技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電波的收發(fā)。能在包括移動(dòng)電話、PDA、無(wú)線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交換。利用“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信。

自從1998年由以上公司共同提出藍(lán)牙通信標(biāo)準(zhǔn)以后，各大公司都加大了對(duì)藍(lán)牙的投資力度，藍(lán)牙興趣小組不斷壯大，通過(guò)藍(lán)牙認(rèn)證的產(chǎn)品也越來(lái)越多，各類測(cè)試設(shè)備也日趨成熟。從目前的應(yīng)用來(lái)看，藍(lán)牙的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小、功率低、無(wú)線、低成本和自動(dòng)化，還可通過(guò)其他方式無(wú)線纜傳輸數(shù)據(jù)，包括“紅外線通信”，因此其應(yīng)用已不局限于計(jì)算機(jī)外設(shè)，幾乎可以被集成到任何數(shù)字設(shè)備中。

3、紅外線通信介紹

紅外線是波長(zhǎng)在750nm至1mm之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見(jiàn)光，是一種人的眼睛看不到的光線。由于紅外線的波長(zhǎng)較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以更適合應(yīng)用在需要短距離無(wú)線通訊的場(chǎng)合，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直線數(shù)據(jù)傳輸

表計(jì)紅外是以傳統(tǒng)紅外通信的原理制作的，利用波長(zhǎng)為900nm～1000nm的紅外波作為信息的載體,發(fā)射裝置把二進(jìn)制信號(hào)經(jīng)過(guò)38.4KHZ高頻調(diào)制后發(fā)送出去，接收裝置把接收的紅外高頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)為原來(lái)信息的一種通信傳輸方式。其中調(diào)制方式是為脈時(shí)調(diào)制（通過(guò)改變脈沖串之間時(shí)間間隔調(diào)制信號(hào)PPM）。

4、智能手機(jī)Android操作系統(tǒng)

目前，智能手機(jī)主要有五大操作系統(tǒng)，分別為：諾基亞的Symbian平臺(tái)、微軟的Windows Mobile平臺(tái)、Linux平臺(tái)、谷歌的Android平臺(tái)，以及蘋(píng)果iPhone的Mac平臺(tái)。2008年6月諾基亞收購(gòu)了Symbian之后，手機(jī)廠商、芯片廠商、運(yùn)營(yíng)商都將目標(biāo)鎖定在開(kāi)源操作系統(tǒng)，手機(jī)操作平臺(tái)之間的競(jìng)爭(zhēng)也愈演愈烈。

Symbian不開(kāi)放核心代碼，Linux由計(jì)算機(jī)的Linux操作系統(tǒng)演變而來(lái)，開(kāi)放源代碼，但有一些先天不足，iPhone應(yīng)用程序要經(jīng)過(guò)蘋(píng)果的批準(zhǔn)才可以在應(yīng)用商店中銷(xiāo)售，微軟的Windows Mobile操作系統(tǒng)要收取手機(jī)廠商8-15美元的軟件使用費(fèi)，而且還有一個(gè)致命的缺陷，就是運(yùn)行速度和人性化操作都不理想。

谷歌的Android手機(jī)操作系統(tǒng)是基于Linux的開(kāi)源手機(jī)平臺(tái)，由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面、應(yīng)用軟件組成，是第一個(gè)完全定制、免費(fèi)、開(kāi)放的手機(jī)平臺(tái)，使用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)且支持多種硬件設(shè)備。Android 平臺(tái)在系統(tǒng)框架上采用獨(dú)到設(shè)計(jì)，在整體規(guī)劃上考量了相當(dāng)廣的層面，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建構(gòu),個(gè)人/第三方開(kāi)發(fā)軟件，從系統(tǒng)平臺(tái)到實(shí)際應(yīng)用都開(kāi)放。在第三方軟件開(kāi)發(fā)方面，Android 計(jì)劃除了制定系統(tǒng)架構(gòu)外，還針對(duì)這個(gè)平臺(tái)提供了完善的軟件開(kāi)發(fā)工具與環(huán)境，在IDE上采用了開(kāi)放式開(kāi)發(fā)平臺(tái)Eclipse，在該IDE上建構(gòu)了Android專屬的plugin。另外還以自由軟件QEMU為基礎(chǔ)提供了Android平臺(tái)專屬的Emulator，讓個(gè)人/第三方軟件商迅速開(kāi)發(fā)軟件，無(wú)需依靠實(shí)際硬件開(kāi)發(fā)軟件。

5、方案詳述

本論文提供一種用于電能表的智能手機(jī)藍(lán)牙紅外抄表的系統(tǒng)方法，該方法使用現(xiàn)有市面上普通的Android智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表的抄讀和設(shè)置。

本方案提供的這種用于電能表的智能手機(jī)藍(lán)牙紅外抄表方法，包括藍(lán)牙轉(zhuǎn)紅外模塊、智能手機(jī)抄表單元兩個(gè)部分。其中藍(lán)牙轉(zhuǎn)紅外模塊由藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口、然后串口轉(zhuǎn)紅外組成，波特率可根據(jù)電能表情況進(jìn)行調(diào)節(jié)；智能手機(jī)抄表單元采用手機(jī)智能操作系統(tǒng)，與藍(lán)牙轉(zhuǎn)紅外模塊間采用藍(lán)牙進(jìn)行通訊，共同完成對(duì)電能表的抄讀和設(shè)置。本發(fā)明能替代原有的手持抄表單元。

5.1 智能手機(jī)抄表單元完成對(duì)電能表的抄讀和設(shè)置過(guò)程

(1)由智能手機(jī)抄表單元根據(jù)抄讀或設(shè)置內(nèi)容組織數(shù)據(jù)幀；(2)智能手機(jī)抄表單元將組織好的數(shù)據(jù)幀通過(guò)藍(lán)牙通道發(fā)送給藍(lán)牙轉(zhuǎn)紅外模塊；(3)藍(lán)牙轉(zhuǎn)紅外模塊將接收過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)按照電能表的波特率以紅外方式發(fā)送給電能表；(4)電能表接收到藍(lán)牙轉(zhuǎn)紅外模塊傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理后返回?cái)?shù)據(jù)幀通過(guò)紅外發(fā)送給藍(lán)牙轉(zhuǎn)紅外模塊；(5)藍(lán)牙轉(zhuǎn)紅外模塊將電能表返回的數(shù)據(jù)幀通過(guò)藍(lán)牙轉(zhuǎn)發(fā)給智能手機(jī)抄表單元進(jìn)行處理。

5.2 技術(shù)方案圖

5.3 藍(lán)牙轉(zhuǎn)紅外模塊

藍(lán)牙轉(zhuǎn)紅外模塊是電能表與智能手機(jī)之間的通信橋梁，能夠?qū)⒅悄苁謾C(jī)傳過(guò)來(lái)的藍(lán)牙信號(hào)轉(zhuǎn)換為電能表識(shí)別的紅外信號(hào)，同時(shí)也能將電能表傳過(guò)來(lái)的紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換為智能手機(jī)能識(shí)別的藍(lán)牙信號(hào)。

該模塊采用藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口，再由串口轉(zhuǎn)紅外的方法，其串口波特率可以根據(jù)電能表的需求情況通過(guò)AT命令進(jìn)行修改。該模塊為手機(jī)抄讀和設(shè)置電能表的關(guān)鍵設(shè)備。

藍(lán)牙轉(zhuǎn)紅外模塊，包括弱電主供電回路、藍(lán)牙模塊電路、紅外接收電路、紅外發(fā)送電路。

模塊功能圖如下：

紅外發(fā)送電路和紅外接收電路完成與電能表之間的信息交互，通過(guò)紅外信號(hào)對(duì)電能表進(jìn)行645等多種協(xié)議操作。

藍(lán)牙模塊電路為本模塊的核心，它提供對(duì)外的藍(lán)牙連接通道，支持藍(lán)牙串行協(xié)議(Bluetooth Serial Port Profile)服務(wù)，完成將藍(lán)牙信息轉(zhuǎn)換為串口信息。該模塊可以通過(guò)AT命令實(shí)現(xiàn)對(duì)串口參數(shù)（波特率、校驗(yàn)位、停止位）、藍(lán)牙主被方式、連接密碼等進(jìn)行設(shè)置。

藍(lán)牙模塊電路采用BTM0704C2P藍(lán)牙內(nèi)嵌模塊，有效距離為10米，實(shí)現(xiàn)協(xié)議包括LM、LC、L2cap、SDP、RFCOMM，支持藍(lán)牙串行協(xié)議(Bluetooth Serial Port Profile)服務(wù)，兼容藍(lán)牙 2.1+EDR 規(guī)范。該模塊可以通過(guò)AT命令實(shí)現(xiàn)對(duì)串口參數(shù)（波特率、校驗(yàn)位、停止位）、藍(lán)牙主被方式、連接密碼等進(jìn)行設(shè)置。

弱電主供電回路提供給藍(lán)牙模塊電路、紅外接收電路和紅外發(fā)送電路所需要的弱電供電，弱電主供電回路中的電源管理芯片采用的是超低功耗DC-DC芯片S-812C33BMC，使之產(chǎn)生3.3V電壓給系統(tǒng)供電。紅外發(fā)送調(diào)制時(shí)鐘采用74HC00和電阻電容組成的38KHz振蕩電路。紅外接收頭采用HM338/IRM38BL接收管，紅外發(fā)送管采用AT203。

5.4 手機(jī)抄表軟件說(shuō)明

手機(jī)抄表單元就是安裝了手機(jī)抄表軟件程序的智能手機(jī)，手機(jī)抄表軟件采用Android系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)，軟件包括三個(gè)大的功能：建立通信通道、表計(jì)抄讀和設(shè)置、數(shù)據(jù)后期處理。

目前智能手機(jī)基本上都帶有藍(lán)牙功能，手機(jī)抄表軟件首先開(kāi)啟藍(lán)牙、使用手機(jī)自帶的藍(lán)牙功能與藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊完成藍(lán)牙配對(duì)，這樣就建立了與藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊的通訊通道，然后根據(jù)表計(jì)的協(xié)議生成不同的指令流、將指令流下發(fā)到藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊并接收返回的數(shù)據(jù)流，最后軟件還可以對(duì)抄讀和設(shè)置日志數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)或者上傳到服務(wù)器等。

5.4.1 手機(jī)抄表軟件功能圖如下：

5.4.2 手機(jī)抄表軟件使用說(shuō)明

(1)連接藍(lán)牙。選擇連接藍(lán)牙圖標(biāo)，在彈出窗口中掃描藍(lán)牙設(shè)備，并進(jìn)行連接。

(2)抄讀。首先選擇抄讀方案，手工輸入表地址或者自動(dòng)識(shí)別表地址，點(diǎn)擊方案中的一項(xiàng)或按方案自動(dòng)抄讀。

(3)查詢。點(diǎn)擊抄讀查詢或設(shè)置查詢可以查詢?cè)O(shè)置的內(nèi)容或查詢的內(nèi)容。

(4)數(shù)據(jù)上傳。點(diǎn)擊數(shù)據(jù)上傳圖標(biāo)上傳抄讀和設(shè)置數(shù)據(jù)。

6、結(jié)語(yǔ)

由于采取通用的智能手機(jī)平臺(tái)，不依賴硬件設(shè)備，不需要定制產(chǎn)品，只要是采用相同的手機(jī)操作系統(tǒng)程序代碼就可以通用；

只需要額外加一個(gè)藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表的抄讀和設(shè)置，而且該模塊不依賴手機(jī)產(chǎn)品，也是一個(gè)很通用化的產(chǎn)品；

智能手機(jī)平臺(tái)在編程工具方面都具有很好的擴(kuò)展性，故本發(fā)明在功能上擴(kuò)展性強(qiáng)；智能手機(jī)平臺(tái)在通信通道上有較強(qiáng)的延伸性，故能夠依靠本特點(diǎn)搭建很好的解決方案，如和主臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信等。

參考文獻(xiàn)

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[2]姚昱昱,劉衛(wèi)國(guó).Android的架構(gòu)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究.《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用》,2008第11期.

[3]韓超,梁泉.Android系統(tǒng)級(jí)深入開(kāi)發(fā)――移植與調(diào)試.電子工業(yè)出版社,2011年02月.

篇9

集中抄表系統(tǒng)是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的開(kāi)放式系統(tǒng)，采集器通過(guò)電能表的通信接口采集電量數(shù)據(jù)，并通過(guò)一定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸?shù)焦╇娖髽I(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，做為電費(fèi)結(jié)算的依據(jù)。目前大多數(shù)居民集中居住區(qū)都已經(jīng)安裝了集中抄表系統(tǒng)，并投入使用，大大降低了抄表人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，和人為因素造成的抄表誤差。本文對(duì)集中抄表系統(tǒng)提出一些設(shè)計(jì)改進(jìn)，使其能增加實(shí)時(shí)電壓監(jiān)測(cè)、故障報(bào)修、信息、電費(fèi)控制等功能，提高電力營(yíng)銷(xiāo)信息化程度。

2集中抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2系統(tǒng)的組成

從上面的結(jié)構(gòu)圖可以看出集中抄表系統(tǒng)是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的開(kāi)放式系統(tǒng)，主要有三個(gè)部分：分別是硬件部分、軟件平臺(tái)、數(shù)據(jù)傳輸。各個(gè)部分都具有較強(qiáng)的兼容性、移置性、升級(jí)性和可維護(hù)性，方便進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和性能改進(jìn)。同時(shí)各個(gè)部分的升級(jí)換代和功能擴(kuò)充都很方便，無(wú)需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做大的改動(dòng)。

2.3硬件部分

原來(lái)的集中抄表系統(tǒng)硬件部分只有數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)集中器，我擴(kuò)充設(shè)計(jì)了電壓監(jiān)測(cè)模塊、控電模塊和顯示模塊。

數(shù)據(jù)采集器：數(shù)據(jù)采集器能通過(guò)485總線與電能表建立數(shù)據(jù)通信連接，并針對(duì)不同的電能表型號(hào)，自動(dòng)選擇合適的通訊規(guī)約，實(shí)時(shí)自動(dòng)采集各個(gè)用戶的用電數(shù)據(jù)，并將采集到的信息發(fā)送到數(shù)據(jù)集中器。

數(shù)據(jù)集中器：數(shù)據(jù)集中器的主要功能就是將采集器采集到的電能信息數(shù)據(jù)，和其他硬件模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，防止數(shù)據(jù)在傳輸中發(fā)生改變。

電壓監(jiān)測(cè)模塊：電壓監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)傳感器和電壓采樣線對(duì)用戶電能表的電壓實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)鍘。并經(jīng)模數(shù)電路轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息，然后將采集的電壓數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)集中器內(nèi)。可以監(jiān)測(cè)相對(duì)地、相對(duì)相、相對(duì)零等電壓，以及電壓的異常波動(dòng)。電壓采樣由于采用了光電隔離措施，能有效的避免強(qiáng)電串入弱電對(duì)人身安全帶來(lái)的威脅，和防止設(shè)備的損壞。

控電模塊：控電模塊是帶復(fù)式控制功能的開(kāi)關(guān)組合模塊，主要功能是對(duì)用戶的電源實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，能根據(jù)系統(tǒng)操作員的指令自動(dòng)切斷或投入用戶的電源。要求切斷容量適合，并且?guī)щ娮詣?dòng)復(fù)位功能。

顯示模塊：顯示模塊是能顯示點(diǎn)陣漢字的信息顯示屏，可以安裝在數(shù)據(jù)采集器上，它的主要功能是顯示各種用電信息，如電費(fèi)金額、電壓信息、欠費(fèi)信息、停電通知和故障信息等等。

2.4軟件平臺(tái)

軟件部分由應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、硬件支撐平臺(tái)組成。其中應(yīng)用軟件負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行日常管理操作；數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的交換、引用、索引；支撐平臺(tái)負(fù)責(zé)硬件部分的運(yùn)行、維護(hù)。我主要在應(yīng)用軟件中增加了故障報(bào)警功能、信息功能、控電操作功能。

應(yīng)用軟件：系統(tǒng)管理軟件已封裝成標(biāo)準(zhǔn)的ActiveX控件，可以方便的與供電公司電力營(yíng)銷(xiāo)管理系統(tǒng)連接。

數(shù)據(jù)庫(kù)：通過(guò)采用CIGS中間層可以使應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，維護(hù)簡(jiǎn)單易行。CICS其全稱是CustomerInformationControlSystem，即客戶信息控制系統(tǒng)。CICS通過(guò)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)從主數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得資源，建立在操作系統(tǒng)、1SO的分布式計(jì)算環(huán)境和Encina服務(wù)上。

硬件支撐平臺(tái)：硬件支撐平臺(tái)采用了固化核心和遠(yuǎn)程程序下載技術(shù)，基于BIOS的硬件結(jié)構(gòu)，使得軟件功能的升級(jí)擴(kuò)充都無(wú)需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，可以在遠(yuǎn)程操作端自動(dòng)完成。

2.5數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸部分主要負(fù)責(zé)建立硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)鏈路，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸、發(fā)送，并確保傳輸快速準(zhǔn)確。原先的設(shè)計(jì)有PLC、485、以太網(wǎng)和手機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)技術(shù)發(fā)展，我對(duì)3G技術(shù)在集中抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用，做了簡(jiǎn)單的介紹和預(yù)想。

電力載波：電力線載波PowerLineCarrier，簡(jiǎn)稱PLC是電力系統(tǒng)特有的通信方式，它是利用現(xiàn)有電力線，通過(guò)載渡方式高速傳輸模擬或數(shù)字信號(hào)的技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)是使用電力線作為傳輸介質(zhì)，不需要線路投資。但是缺點(diǎn)是由于配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔作用，所以PLC只能用在同一配變的供電區(qū)域內(nèi)。

RS－485：RS－485是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，具有接線簡(jiǎn)單，傳輸距離長(zhǎng)(最大傳輸距離約為1219米)的優(yōu)點(diǎn)，但是傳輸速度低，只能用于抄表采集模塊之間的通信。

以太網(wǎng)：以太網(wǎng)采用拓?fù)淇偩€結(jié)構(gòu)，具有傳輸速度高，連接方便，通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是在電纜供電的小區(qū)內(nèi)只能在地下電纜管線內(nèi)走線，施工難度大，日常維護(hù)困難。

無(wú)線方式：主要有GPRS、CDMA兩種技術(shù)，GPRS、CDMA都是無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，利用移動(dòng)手機(jī)的本站發(fā)射信號(hào)。所以在構(gòu)建集中抄表系統(tǒng)時(shí)。不必重新建設(shè)機(jī)站，也不需要中繼器，組網(wǎng)簡(jiǎn)單，建設(shè)費(fèi)用低，可以適合各種施工地形，減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的維護(hù)。

3G是英文3rdGeneration的縮寫(xiě)，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)1G和2G主要是提升了傳輸速度，3G技術(shù)在室內(nèi)、室外和行車(chē)的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié)／每秒)、384kbps(千字節(jié)／每秒)以致144kbps的傳輸速度。目前3c技術(shù)蓬勃發(fā)展，將來(lái)極有可能代替GPRS和CDMA成為尤線數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹髁Γ袁F(xiàn)在也應(yīng)當(dāng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊預(yù)留3G升級(jí)接口，一旦技術(shù)成熟就可以立即向3G過(guò)渡。

3集中抄表系統(tǒng)在電力營(yíng)銷(xiāo)管理的應(yīng)用

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)電力的需求已經(jīng)不僅僅滿足于有電用，良好的供電質(zhì)量和服務(wù)水平，成為社會(huì)對(duì)供電企業(yè)的新要求。在電力營(yíng)銷(xiāo)的發(fā)展過(guò)程中，原來(lái)以用電管理為主的職能正逐漸向用電服務(wù)為主的方向過(guò)渡，供電企業(yè)為提高供電質(zhì)量和服務(wù)水平，必需要有一套完善的電力營(yíng)銷(xiāo)管理系統(tǒng)，對(duì)用戶的用電狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握低壓配電網(wǎng)的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)異常供電和異常線損、定位電網(wǎng)故障，杜絕供電隱患。但是目前用電監(jiān)控裝置只是以低壓電網(wǎng)中的配變和單位用戶專變?yōu)楸O(jiān)測(cè)對(duì)象，對(duì)廣大的居民用電狀況沒(méi)有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制的能力。

現(xiàn)階段集中抄表系統(tǒng)的建設(shè)相當(dāng)于在居民用戶端與供電企業(yè)之間架設(shè)起一條信息高速公路，但這條信息高速公路設(shè)計(jì)是單向的，只能將數(shù)據(jù)信息從用戶端上傳至供電企業(yè)。但是通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，我們完全可以把它建設(shè)成雙向傳輸?shù)男畔⒏咚俟罚眠@條數(shù)據(jù)鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)雙向的信息交換，從而為居民用戶提供豐富的用電服務(wù)。對(duì)集中抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)主要通過(guò)增加硬件組合模塊和軟件分析操作模塊，使其能實(shí)現(xiàn)以下幾種功能：

自動(dòng)分辨故障類型，發(fā)生缺相、接地、缺零、電表燒壞等故障時(shí)。彈出報(bào)修信息，自動(dòng)生成報(bào)修單。

自動(dòng)控制用戶欠費(fèi)，對(duì)欠費(fèi)用戶遠(yuǎn)程操作停電，發(fā)送欠費(fèi)通知信息。

自動(dòng)停電通知，告知用戶最新的用電信息。

篇10

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，又被稱作電力負(fù)荷控制系統(tǒng)，是將現(xiàn)代化管理、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等多門(mén)學(xué)科技術(shù)融為一體的系統(tǒng)，其主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)電力負(fù)荷的監(jiān)測(cè)以及管理的一個(gè)完整集成系統(tǒng)。它能有效實(shí)施對(duì)電力負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，改善電負(fù)荷特性曲線，降低用電高峰和低峰的谷差，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的最佳分布，最大程度的減小損失，最終提高從發(fā)電、供電到用電設(shè)備的利用率，對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)施節(jié)約型國(guó)家具有重大的意義。

1 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的電力負(fù)荷管理系統(tǒng)一般由控制管理中心、通信通道和若干個(gè)用戶終端組成，其中還包括著若干個(gè)中接點(diǎn)，組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，即SCADA （Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

1.1 控制管理中心

控制管理中心居于整個(gè)系統(tǒng)的核心地位，是整個(gè)系統(tǒng)的大腦和指揮中心，它主要由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和控制部分組成，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)部分主要包括：服務(wù)器、工作站、人機(jī)交換界面（顯示器），打印設(shè)備，集線器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，控制部分主要包括數(shù)據(jù)傳輸信道機(jī)以及電源組成。在圖一中主要是指：數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、前置機(jī)、應(yīng)用工作站等設(shè)備。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要作用是數(shù)據(jù)管理，即對(duì)信息進(jìn)行分類匯總和統(tǒng)計(jì)處理，進(jìn)而保證整個(gè)數(shù)據(jù)的安全可靠。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的配置可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷管理需求大小來(lái)進(jìn)行實(shí)際配置，但數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器必須進(jìn)行雙熱機(jī)備份。

Web服務(wù)器主要作用是提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)公布用電信息，同時(shí)用戶也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)即時(shí)了解自己的用電情況，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)催繳電費(fèi)的功能。

應(yīng)用服務(wù)器的作用是給各種應(yīng)用服務(wù)，諸如數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)、計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等提供支撐。

前置機(jī)的主要作用是管理系統(tǒng)應(yīng)用與用戶終端之間的數(shù)據(jù)交換，具體包括數(shù)據(jù)的接受與采集、存儲(chǔ)以及主服務(wù)器命令的組合、傳輸和用戶終端數(shù)據(jù)的回收、解釋工作。因此，前置機(jī)又被稱為數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的配置可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷管理需求大小來(lái)進(jìn)行實(shí)際配置，但數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器必須進(jìn)行雙熱機(jī)備份。

應(yīng)用工作站的主要功能是起到一個(gè)自動(dòng)宏的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的遠(yuǎn)程操作管理、用戶終端信息采集管理、負(fù)荷管理系統(tǒng)綜合應(yīng)用管理以及數(shù)據(jù)分析等功能[1]。

1.2 通信信道

通信通道，顧名思義，指的是系統(tǒng)的通訊線路，主要作用是用來(lái)在管理中心和系統(tǒng)管理終端傳遞信息，通信信道的傳遞質(zhì)量對(duì)于系統(tǒng)功能有著很大影響。

通信質(zhì)量的好壞受到諸多條件的影響，比如地理、氣候、環(huán)境等，一般情況下我們采用GPRS進(jìn)行通信。在系統(tǒng)中，GPRS模塊一般由CPU、無(wú)線通信模塊、SIM卡插槽、擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等部分組成[2]，其優(yōu)點(diǎn)是主要由移動(dòng)公司負(fù)責(zé)維護(hù)，成本低，網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)，但是在一些山區(qū)部分，數(shù)據(jù)損失率較高，因此需要增加部分中繼站以提高數(shù)據(jù)的傳輸效果，但是某個(gè)中繼站如果收到不可抗力的作用，很有可能導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓。

“十一五”以來(lái)，我國(guó)充分增強(qiáng)了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，當(dāng)前，我國(guó)固話網(wǎng)絡(luò)以及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基本上已經(jīng)覆蓋95%以上的國(guó)土面積，因此我們可以采用將有線通信技術(shù)與無(wú)線通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)的通信模式。

1.3 用戶終端

用戶終端主要是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)用戶數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)采集，它主要包括信息采集模塊和數(shù)據(jù)傳輸線路組成，能夠?qū)崟r(shí)采集到用戶的用電信息、電量情況、電量記錄數(shù)據(jù)，供電情況等各項(xiàng)用電數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線路傳送到系統(tǒng)管理中心。

2 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的主要功能

2.1 數(shù)據(jù)采集和即時(shí)處理功能

整個(gè)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)最主要的功能之一就是數(shù)據(jù)采集功能和即時(shí)處理，系統(tǒng)通過(guò)用戶終端，實(shí)時(shí)采集負(fù)荷數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)、電量計(jì)數(shù)等負(fù)荷管理數(shù)據(jù)，進(jìn)而生成每天、每月的負(fù)荷管理特性曲線，總計(jì)有功和無(wú)功電能量曲線等，為電力管理部門(mén)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析提供決策的依據(jù)。終端數(shù)據(jù)采集的來(lái)源主要是依據(jù)電能表脈沖輸出、門(mén)接點(diǎn)、輸出（計(jì)量表計(jì)、交流采樣裝置或其他智能裝置）、開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)等[3]。

2.2 數(shù)據(jù)的記錄保存功能

在實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集之后，就要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，保存的主要數(shù)據(jù)有每日、每月的三相電壓、有功電能示值、無(wú)功電能示值、三相電流、任務(wù)點(diǎn)數(shù)據(jù)以及報(bào)警事件等數(shù)據(jù)。

2.3 負(fù)荷控制、預(yù)測(cè)分析功能

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的另外一個(gè)重要功能就是實(shí)現(xiàn)對(duì)功率設(shè)定值的閉環(huán)控制調(diào)節(jié)、用電量設(shè)定值的閉環(huán)控制調(diào)節(jié)以及遙控等多種控制方式，在超過(guò)設(shè)定值范圍的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)以往數(shù)據(jù)進(jìn)行做出相應(yīng)反應(yīng)，如自動(dòng)斷電或者繼電保護(hù)等。

負(fù)荷預(yù)測(cè)分析功能的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)就是豐富的用戶用電數(shù)據(jù)，有了大量的用戶數(shù)據(jù)就可以根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行專家系統(tǒng)判斷，自動(dòng)對(duì)下一階段用戶用電水平進(jìn)行評(píng)估分析，并及時(shí)作出預(yù)測(cè)分析。

2.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表功能

遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表實(shí)現(xiàn)了抄表的自動(dòng)化，其利用電子計(jì)量表的功能，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄、采集，并通過(guò)電力負(fù)荷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信信道資源和終端設(shè)備，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行模憧梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表功能；同時(shí)，系統(tǒng)定時(shí)采集的數(shù)據(jù)也會(huì)暫時(shí)存儲(chǔ)在用戶終端中，并做到間段校正，減小誤差。與傳統(tǒng)的人工抄表相比，最大程度上地避免了人工抄表帶了的漏抄、錯(cuò)抄等問(wèn)題，也從根本上杜絕了竊電行為的發(fā)生。

2.5 事件記錄分類功能

根據(jù)事先設(shè)定的事件的重要性，可以將電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的事件重要性分為重要事件和一般事件，同時(shí)分類記錄。

2.6 安全保護(hù)功能

用戶終端必須在和管理中心保持正常通信連接的狀態(tài)下，終端信息才能得到存儲(chǔ)以及采集，用戶終端在控制中心程序設(shè)定無(wú)通信狀態(tài)下，自動(dòng)進(jìn)入保電時(shí)間，在控制中心解除鎖定后，自動(dòng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。

2.7 本地系統(tǒng)管理

負(fù)荷管理系統(tǒng)提供分級(jí)管理權(quán)限。負(fù)荷管理系統(tǒng)對(duì)提供終端的數(shù)據(jù)包括用戶檔案的錄入、終端配置參數(shù)、控制參數(shù)和限值參數(shù)的設(shè)置以及查詢等；系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)通信設(shè)備的管理，主要是指通信信道管理、中繼站管理以及參數(shù)配置等；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)，對(duì)終端、主站和中繼站的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行顯示、統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)事件進(jìn)行自動(dòng)記錄；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種數(shù)據(jù)不同采集方式的采集，實(shí)現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、及時(shí)性、完整性以及可靠性。通過(guò)系統(tǒng)提供的多功能的負(fù)荷監(jiān)控手段，可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)用戶負(fù)荷，并根據(jù)需要進(jìn)行有效控制。另外，系統(tǒng)還能進(jìn)行負(fù)荷數(shù)據(jù)的深層次綜合運(yùn)用，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)開(kāi)放和數(shù)據(jù)共享。

3 結(jié)語(yǔ)

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的，不斷發(fā)展的系統(tǒng)，在這里我們僅僅是講述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)的主要功能，對(duì)于我們實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的全程自動(dòng)化運(yùn)行還尚欠火候，我們可以推斷，電力負(fù)荷管理系統(tǒng)會(huì)朝以下幾個(gè)方向發(fā)展。

3.1 系統(tǒng)通信技術(shù)多樣化

在傳統(tǒng)系統(tǒng)中我們一般采用GPRS，但是在以后的系統(tǒng)中，隨著數(shù)字通信技術(shù)的不斷發(fā)展，通信手段必將多樣化，信號(hào)更強(qiáng)，保密性更好是一個(gè)良好的發(fā)轉(zhuǎn)方向。

3.2 專家系統(tǒng)應(yīng)用更加廣泛

未來(lái)系統(tǒng)更加智能化，專家化，一個(gè)完整的系統(tǒng)必將是一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的問(wèn)題，由計(jì)算機(jī)分析，采用一個(gè)更加有效的控制策略，即專家系統(tǒng)。

3.3 用戶終端更加多元化

一個(gè)開(kāi)放性的終端，將實(shí)現(xiàn)每個(gè)家庭，每個(gè)用戶的實(shí)時(shí)管理，人機(jī)交換操作，以達(dá)到節(jié)約電能，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)運(yùn)行效果。

參考文獻(xiàn)

[1]董高原.電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].碩士學(xué)位論文，華北電力大學(xué)，2006（1）.

[2]張睿.電力負(fù)荷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011（2）.

篇11

電力線通信有無(wú)可比擬的網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢(shì)，我國(guó)擁有全世界排名第二的電力輸電線路，擁有用電用戶超過(guò)10億，居民家里誰(shuí)都離不開(kāi)電力線；顯然連接這10億用戶的既存電力線是提供上網(wǎng)服務(wù)的巨大物質(zhì)基礎(chǔ)。在廣闊的農(nóng)村地區(qū)，特別是那些電話網(wǎng)絡(luò)不太發(fā)達(dá)的地區(qū)，PLC更有用武之地，畢竟電力網(wǎng)規(guī)模之大是任何網(wǎng)都不可比擬的。雖然這些地區(qū)上網(wǎng)短期需求量并不大，市場(chǎng)發(fā)展成熟較慢，但會(huì)存在電力線上網(wǎng)先入為主的局面，對(duì)PLC的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和擴(kuò)展非常有利。

電力線通信可充分利用現(xiàn)有低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，不需要任何新的線路鋪設(shè)，隨意接入，簡(jiǎn)單方便的安裝設(shè)備及使用方式，節(jié)約了資源和費(fèi)用，無(wú)需挖溝和穿墻打洞，避免了對(duì)建筑物和公共設(shè)施的破壞，同時(shí)也節(jié)省了人力，共享互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接，高通訊速率可達(dá)141Mbps（將未通過(guò)升級(jí)設(shè)備可達(dá)200Mbps）。PLC調(diào)制解調(diào)器放置在用戶家中，局端設(shè)備放置在樓宇配電室內(nèi)，隨著上游芯片廠商14M產(chǎn)品技術(shù)相對(duì)成熟。PLC設(shè)備整體投入不斷下降，據(jù)調(diào)查當(dāng)前14M的PLCModem產(chǎn)品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平，而局端設(shè)備則更便宜。由于一般一個(gè)局端拖帶PLC調(diào)制解調(diào)器的規(guī)模為20-30臺(tái)，因此隨著用戶的增長(zhǎng)，局端設(shè)備可以隨時(shí)動(dòng)態(tài)增加，這一點(diǎn)對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，不必在設(shè)備采購(gòu)初期投入巨大的資金。因此也有寬帶網(wǎng)絡(luò)接入最后一公里最具競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案之稱。

電力線通信的缺點(diǎn)

傳輸帶寬的問(wèn)題。PLC與電話線上網(wǎng)從本質(zhì)上講并沒(méi)有區(qū)別，都是利用銅線作為傳輸媒質(zhì)，銅線上網(wǎng)的最大問(wèn)題是不能解決傳輸帶寬問(wèn)題。雖然14M的產(chǎn)品已經(jīng)成熟，但電力線上網(wǎng)是共享帶寬，若同一地區(qū)多個(gè)用戶同時(shí)上網(wǎng)則數(shù)據(jù)傳輸速度將會(huì)相應(yīng)降低，如何保證用戶能夠獲得足夠帶寬成為挑戰(zhàn)噪聲安全性問(wèn)題。由于電力網(wǎng)使用的大多是非屏蔽線，用它來(lái)傳輸數(shù)據(jù)不可避免的會(huì)形成電磁輻射，從而會(huì)對(duì)其它無(wú)線通信，如公安部門(mén)或軍事部門(mén)的通信造成干擾；再次電力線上網(wǎng)存在不穩(wěn)定的問(wèn)題，家用電器產(chǎn)生的電磁波對(duì)通信產(chǎn)生干擾，時(shí)常會(huì)發(fā)生一些不可預(yù)知的錯(cuò)誤。與信號(hào)潔凈特性恒定的Ethernet電纜相比，電力線上接入了很多電器，這些電器任何時(shí)候都可以插入或拆開(kāi)，并機(jī)或關(guān)閉電源。因而導(dǎo)致電力線的特性不斷變化，影響網(wǎng)速。

衰減問(wèn)題。與以太網(wǎng)接入或者ADSL接入不同，盡管PLC接入可以選擇家庭內(nèi)任意電力插座聯(lián)接到Internet，但是就目前而言，由于衰減因素仍然存在，不同接入點(diǎn)的帶寬是不一樣的，如果家庭比較大，那么在最遠(yuǎn)處接入，帶寬衰減將非常明顯。其次大部分情況下，PLC數(shù)據(jù)需要通過(guò)電表傳輸，帶寬往往在這里產(chǎn)生非常大的衰減，這成為PLC的技術(shù)瓶頸之一，有專家表示主要問(wèn)題在于電表的設(shè)計(jì)，而不是PLC自身的技術(shù)因素，但由于電表是既有產(chǎn)品，不可能對(duì)其大規(guī)模換用，所以只能通過(guò)PLC產(chǎn)品自身技術(shù)來(lái)克服PLC衰減問(wèn)題。

篇12

Keywords: low voltage set copy; Detection device

中圖分類號(hào)：TU71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

0 引 言

由于缺乏相應(yīng)的軟、硬件測(cè)試手段，無(wú)法模擬現(xiàn)場(chǎng)的各種工況，難以發(fā)現(xiàn)低壓集抄系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量隱患，亟需研制一種面向低壓集抄系統(tǒng)的檢測(cè)裝置，對(duì)低壓集抄系統(tǒng)各組件的功能和性能進(jìn)行一體化測(cè)試。

1 技術(shù)方案

1．1 檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)

采用一柜一掛表架的分體式結(jié)構(gòu)，數(shù)字信號(hào)源、功率放大器、標(biāo)準(zhǔn)電能表裝在柜中，其余部分不在掛表架中。掛表架采用兩排結(jié)構(gòu)，上排設(shè)置12個(gè)單相電能表表位，下排設(shè)置2個(gè)集中器位、2個(gè)采集器位、3個(gè)三相電能表表位。電流接線采用壓接式，其余采用插座接線的方式。三相平衡設(shè)計(jì)。總體框圖如圖l所示。每個(gè)電能表位置提供1個(gè)電能表校驗(yàn)脈沖輸入接

圖1檢測(cè)裝置總體框圖

口，1個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入接口，2~RS485通信接口。配置各類專用的虛擬電能表，支持通過(guò)RS485和電力線載波接口與集中器和采集器的通訊，并且可根據(jù)用戶需要，擴(kuò)充支持微功耗無(wú)線和藍(lán)牙方式。配置測(cè)試各種集中器所需的以太網(wǎng)、RS232接口、GPRS／CDMA調(diào)制解調(diào)器、PSTN調(diào)制解調(diào)器和PSTN換機(jī)。

1．2 檢測(cè)裝置具備的功能

檢測(cè)裝置不僅可按照集中器上行通信規(guī)約和電能表通信規(guī)約進(jìn)行系統(tǒng)通信規(guī)約的檢測(cè)，而且可以對(duì)集中器、采集器、用戶電能表等設(shè)備實(shí)時(shí)走字，測(cè)試集抄系統(tǒng)運(yùn)行工況。能對(duì)集中器、采集器、用戶電能表進(jìn)行時(shí)鐘準(zhǔn)確度測(cè)試。能依據(jù)GPS時(shí)鐘對(duì)集中器、采集器、用戶電能表進(jìn)行授時(shí)。

采用數(shù)字化程控信號(hào)源，模擬出集抄系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，通過(guò)加快時(shí)鐘節(jié)拍，利用虛擬電能表產(chǎn)生測(cè)試所需的電能表數(shù)據(jù)，配合可設(shè)置的測(cè)試策略，使得系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)的測(cè)試時(shí)間大為縮短，提高測(cè)試效率。

2 硬件單元

檢測(cè)系統(tǒng)主要由數(shù)字信號(hào)源、功率放大器、標(biāo)準(zhǔn)電能表、誤差處理系統(tǒng)、虛擬多功能電能表、GPS時(shí)鐘頻率源、功耗測(cè)試儀、運(yùn)行環(huán)境模擬電路、通信線路、IDE測(cè)試環(huán)境和PC機(jī)等組成。

2．1 分布式MCU控制系統(tǒng)

整個(gè)檢測(cè)裝置屬于一個(gè)分布式控制系統(tǒng)，是多個(gè)MCU系統(tǒng)的集成，核心主控CPU由PC機(jī)承擔(dān)，裝置控制部分MCU的通信關(guān)系如圖2所示。

圖2 控制部分CPU通信關(guān)系圖

DSP信號(hào)源的MCU為T(mén)MS320F2407A；控制及通信部分的MCU為P89LV51RB2，通過(guò)外擴(kuò)四路UART接口分別連接輸入脈沖切換電路、表位485接線切換電路、誤差處理電路和標(biāo)準(zhǔn)表。電表485通信板的MCU為AT89S52。

以上各功能模塊之間通過(guò)RS232C和CAN總線進(jìn)行通信。

2．2 高精度數(shù)字信號(hào)源

采用高速DSP和高速D／A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)直接波形輸出，波形輸出的工作過(guò)程完全由DSP程序和算法控制，當(dāng)DSP收到需要調(diào)節(jié)輸出量的指令后，重新計(jì)算和刷新該量的輸出量波形表，采用AD587來(lái)保證參考電壓的穩(wěn)定。并根據(jù)l6位A／D轉(zhuǎn)換器的高精度輸入采樣值進(jìn)行分析調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。利用DSP強(qiáng)大的實(shí)時(shí)運(yùn)算能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)源的各種功能，包括諧波、升降控制、相控波形和波群控制、電壓跌落和中斷等功能。

2．3 功率放大器

采用成熟穩(wěn)定的工頻精密AB類功率放大器，它是專門(mén)為放大校驗(yàn)用電壓、電流信號(hào)設(shè)計(jì)的電路，具有較窄的通頻帶(40Hz-lkHz)，輸大的時(shí)間常數(shù)和輸深的反饋量，適合放大穩(wěn)態(tài)信號(hào)，具有很高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。

功放管采用的是10對(duì)安森美公司的MJ15024和MJ15025，主要通過(guò)精確設(shè)計(jì)和升流器(升壓器)的匹配、繼電器動(dòng)作時(shí)序、末級(jí)輸出管的過(guò)流保護(hù)、反電勢(shì)吸收等來(lái)保證可靠性。若發(fā)生電壓短路和電流開(kāi)路，則輸入波形和輸出波形有較大的差值，反映在差值檢測(cè)電路上，就能輸出保護(hù)信號(hào)給CPU，CPU就能進(jìn)行相應(yīng)的操作實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

2．4 測(cè)試方式切換電路

由于既具有電力線載波集抄測(cè)試功能，又具有電能表誤差測(cè)試功能。因而檢測(cè)裝置須對(duì)單相電能表校表狀態(tài)、三相電能表校表狀態(tài)、集抄系統(tǒng)測(cè)試狀態(tài)進(jìn)行切換。同時(shí)依照集中器、采集器、電能表之間的接線和從屬關(guān)系，也經(jīng)由切換電路進(jìn)行設(shè)置。運(yùn)行環(huán)境模擬切換電路主要分兩部分，如圖3所示。

圖3 測(cè)試方式切換電路框圖

2．4．1 電壓、電流接線方式切換

通過(guò)四常開(kāi)四常閉的220V接觸器切換電路實(shí)現(xiàn)：

(1)抄表系統(tǒng)測(cè)試時(shí)所有電壓接通，使載波通道可以建立物理連接；

(2)校表狀態(tài)時(shí)，隔離電壓互感器接入，電流回路串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)高精度誤差測(cè)試。

2．4．2 小信號(hào)切換

通過(guò)小信號(hào)繼電器切換電路，選擇用戶電能表或虛擬電能表的RS485接口與選定的集中器、采集器相連。

2．5 時(shí)鐘頻率源

GPS衛(wèi)星上都安裝有銫原子鐘，因而具有很高的頻率準(zhǔn)確度和時(shí)間準(zhǔn)確度，本裝置的GPS接收模塊采用RS232與PC機(jī)相聯(lián)， 通訊協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)的NMEA-0183。對(duì)GPS接收模塊送出的內(nèi)容進(jìn)行解碼，就可以得到所需的時(shí)鐘信息，可以用于對(duì)外接設(shè)備進(jìn)行授時(shí)和比對(duì)，授時(shí)精度

2．6 通信電路

由兩塊8口的MOXA工業(yè)級(jí)多串口卡、RS232-RS485轉(zhuǎn)換電路、PSTN交換機(jī)、PSTN調(diào)制解調(diào)器、GPRS調(diào)制解調(diào)器、以太網(wǎng)交換機(jī)等組成。

3 測(cè)試原理

測(cè)試方法有實(shí)際運(yùn)行方式與虛擬運(yùn)行方式兩種。

3．1 實(shí)際運(yùn)行方式

檢測(cè)裝置提供了12只單相電能表位置和3只三相電能表位置，并提供2只采集器位置和2只集中器位置，通過(guò)不同的連接線配置測(cè)試所需的應(yīng)用環(huán)境，通過(guò)軟件控制信號(hào)源的電壓、電流、相位，測(cè)試軟件通過(guò)GPRS無(wú)線公網(wǎng)對(duì)集中器抄讀電能表運(yùn)行數(shù)據(jù)，完成集抄系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行方式的測(cè)試。

3．2 虛擬運(yùn)行方式

檢測(cè)裝置用軟件模擬現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的電能表，通過(guò)集中器、采集器與虛擬電能表進(jìn)行通信，虛擬電能表的數(shù)據(jù)通信協(xié)議遵循DL／T645規(guī)約。完成集抄系統(tǒng)虛擬運(yùn)行方式的測(cè)試。

虛擬電能表硬件部分，通過(guò)共6個(gè)串行口與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。其中2個(gè)串行口轉(zhuǎn)換成RS485接口用于模擬臺(tái)區(qū)總表，接人到集中器臺(tái)區(qū)總表接口；2個(gè)串行口轉(zhuǎn)換成RS485接口用于模擬用戶RS485電能表，接入到采集器的RS485口；另2個(gè)串行口分別通過(guò)青島東軟的PRO-II型抄控器和北京曉程的DEMO-PL3201調(diào)試器轉(zhuǎn)換成兩種不同的載波接口，用于模擬用戶載波電能表，接入到集中器的電源線。

用虛擬電能表軟件包模擬l至n塊電能表，通過(guò)當(dāng)前調(diào)置的電壓電流和相位值，縮放比率，起始時(shí)間等參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行走字。

試驗(yàn)時(shí)發(fā)送消息，調(diào)用計(jì)電量子程序，計(jì)時(shí)終止時(shí)，再發(fā)送消息，關(guān)閉計(jì)電量子程序，如果是運(yùn)行期間跳過(guò)某個(gè)階段，只需再加送一次結(jié)束時(shí)間，虛擬電能表會(huì)自動(dòng)計(jì)算跳過(guò)的某個(gè)階段的電量，并實(shí)現(xiàn)電量的累加，使得在現(xiàn)場(chǎng)需運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間，在虛擬電能表模塊可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成。還可以通過(guò)時(shí)鐘加速運(yùn)轉(zhuǎn)方法進(jìn)行加速走字，加速的電量自動(dòng)計(jì)算更新。

4 結(jié)束語(yǔ)

檢測(cè)裝置提供集中器上行通信、集中器下行通信的通信方式。

參考文獻(xiàn)：

篇13

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-2374(2009)19-0035-02

隨著電力負(fù)載的急劇增長(zhǎng),傳統(tǒng)的抄表方式越來(lái)越困難,基于此國(guó)內(nèi)外提出了一種無(wú)線抄表技術(shù)來(lái)取代傳統(tǒng)的抄表方式。但目前流行的紅外線和GPRS無(wú)線抄表技術(shù)都存在著傳輸距離短、付費(fèi)使用頻段等缺點(diǎn),本文運(yùn)用基于2.4GHz免費(fèi)通信頻段的Zigbee技術(shù)作為無(wú)線抄表系統(tǒng)的下位機(jī)采抄和傳輸工具,利用ARMLinux嵌入式系統(tǒng)對(duì)采抄的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,最終實(shí)現(xiàn)了一套完整的無(wú)線抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。圖1為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖:

一、Zigbee系統(tǒng)對(duì)電表電量采集的實(shí)現(xiàn)

(一)硬件設(shè)計(jì)

Zigbee系統(tǒng)在本設(shè)計(jì)中主要分為終端設(shè)備和網(wǎng)關(guān)設(shè)備兩部分,其中終端設(shè)備就是完成對(duì)電表數(shù)據(jù)的采抄工作,具體實(shí)現(xiàn)框圖見(jiàn)圖1。該部分是由單相電子式電能表和工控?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器及MG2455模塊三部分組成的。

ZigbeeMG2455芯片是由韓國(guó)Radio Pulse公司生產(chǎn)的,具有增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的8051單片機(jī)特性,同時(shí)內(nèi)置了ZigBee協(xié)議棧,有極高的接受靈敏度和抗干擾性能、支持?jǐn)?shù)字化的接受信號(hào)強(qiáng)度指示器、超低功耗、電流消耗小、鏈路質(zhì)量指示和傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。單相電子式電能表為哈爾濱電表儀器廠有限公司生產(chǎn)的DDS105型單相電子式電能表,該電表采用大規(guī)模集成電路,并采用SMT工藝,具有可靠性高、負(fù)載能力強(qiáng)、功耗低及便于監(jiān)控等特點(diǎn)。而系統(tǒng)使用的工控?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器是深圳和鑫有限公司生產(chǎn)的HXSP-2108B有源接口轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器主要完成RS485接口協(xié)議與RS232接口協(xié)議的轉(zhuǎn)換,具有極高的轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性。

(二)軟件設(shè)計(jì)

圖2為Zigbee終端與電表通信的軟件設(shè)計(jì)流程圖。由電表和無(wú)線收發(fā)模塊組成的數(shù)據(jù)終端設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)中起著命令的接受和數(shù)據(jù)的采集傳輸?shù)淖饔谩＝K端設(shè)備的主要工作過(guò)程如下:首先對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化,也就是對(duì)MG2455模塊進(jìn)行初始化,其工作包括定義系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)、工作頻率、電源管理方式、ZigBee網(wǎng)絡(luò)層和MAC層的參數(shù)及I/O接口和外設(shè)的初始化。然后進(jìn)入尋找網(wǎng)絡(luò)階段,即尋找上位機(jī)。如果在其信號(hào)所覆蓋的范圍內(nèi)有網(wǎng)絡(luò)存在并符合判斷信息即加入到該網(wǎng)絡(luò)。最后進(jìn)入到等待命令狀態(tài),若沒(méi)有接收到命令,則終端系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)。

二、ARM與Zigbee系統(tǒng)的通信

作為ARM與Zigbee系統(tǒng)通信的主要媒介,串口可以完成幾乎所有指令的收發(fā),雖然目前在ARM和Zigbee系統(tǒng)的通信方面還有諸如利用GPIO和SPI協(xié)議實(shí)現(xiàn),但作為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)都最為常見(jiàn)的串口還是可以在短距離和低傳輸速率的領(lǐng)域中擁有極高的適用性。

(一)硬件設(shè)計(jì)

本部分主要是利用RS-232接口實(shí)現(xiàn)ARM嵌入式系統(tǒng)與Zigbee無(wú)線系統(tǒng)的連接進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的功能,通過(guò)ARM板載的SP3232E芯片和Zigbee無(wú)線系統(tǒng)上的MAX3221芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)的通信。由于采用了常見(jiàn)的串口作為通信媒介,簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)。作為接收命令端的Zigbee系統(tǒng)由于采用的是8051為內(nèi)核的CPU,因此時(shí)刻處于等待命令狀態(tài)。作為上位機(jī)的ARMS3C2410系統(tǒng)植入了Linux操作系統(tǒng),當(dāng)運(yùn)行了串口實(shí)現(xiàn)程序后,就可向Zigbee系統(tǒng)發(fā)出采抄電表的命令。因此本部分主要的軟件實(shí)現(xiàn)就是Linux系統(tǒng)下的串口實(shí)現(xiàn)程序的設(shè)計(jì)。

(二)軟件設(shè)計(jì)

因?yàn)閆igbeeMG2455為本設(shè)計(jì)的下位機(jī),因此軟件設(shè)計(jì)主要集中在對(duì)ARM板載的SP3222E芯片的實(shí)現(xiàn)和Linux操作系統(tǒng)串口程序的實(shí)現(xiàn)上。因?yàn)槟壳癓inux內(nèi)核無(wú)論是2.4.x還是2.6.x系列內(nèi)核都對(duì)串口有很好的支持性,因此在Linux對(duì)串口驅(qū)動(dòng)上的實(shí)現(xiàn)就極為簡(jiǎn)單,這也是本實(shí)驗(yàn)選擇串口作為通訊媒介的一個(gè)主要原因,可以極大的簡(jiǎn)化后期的維護(hù),有利于推廣。

Linux串口實(shí)現(xiàn)程序主要是對(duì)Termios結(jié)構(gòu)體進(jìn)行設(shè)置,該結(jié)構(gòu)體主要完成對(duì)串口波特率、字符大小等進(jìn)行設(shè)置,該結(jié)構(gòu)體主要是對(duì)Linux下的/dev/ttySx設(shè)備文件進(jìn)行設(shè)置的,當(dāng)設(shè)置好后即可發(fā)送初始化的命令和等待接收命令。具體流程如圖4所示:

三、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)與測(cè)試結(jié)果

對(duì)于本抄表系統(tǒng)的測(cè)試是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部環(huán)境中進(jìn)行的,其中一個(gè)房間內(nèi)放置了一臺(tái)電腦和ARMS3C2410開(kāi)發(fā)系統(tǒng)作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備,兩個(gè)終端設(shè)備以及驗(yàn)證終端設(shè)備數(shù)據(jù)的電腦分別安放在兩個(gè)不同的地點(diǎn)且工作運(yùn)轉(zhuǎn)良好。當(dāng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送讀取表的正向有功總電能的命令時(shí),系統(tǒng)總是能及時(shí)快速的把命令傳遞給終端設(shè)備,并把終端設(shè)備傳回來(lái)的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。經(jīng)過(guò)數(shù)十次反復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)M抄收,發(fā)現(xiàn)電表上顯示的數(shù)據(jù)同終端驗(yàn)證電腦上顯示的數(shù)據(jù),及ARMS3C2410開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致。證明該系統(tǒng)在小范圍內(nèi)的運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定。

四、總結(jié)

實(shí)驗(yàn)證明,該設(shè)計(jì)可以完全實(shí)現(xiàn)無(wú)線抄表功能,同時(shí)軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)方便、能獲得滿意的數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確率和數(shù)據(jù)傳輸速率、低成本、低功耗,適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。在其他需要無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域內(nèi)也具有極高的適用性。

參考文獻(xiàn)

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