引論：我們?yōu)槟砹?3篇自動抄表技術論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，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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電能計量自動抄表系統(tǒng)是將電能計量數據自動采集、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，推進了電能管理現代化的發(fā)展進程。
1電能計量自動抄表系統(tǒng)的構成和特點
典型的電能計量自動抄表系統(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)
按照采集數據的方式不同，電能計量自動抄表系統(tǒng)可分為本地自動抄表系統(tǒng)和遠程自動抄表系統(tǒng)兩種。
本地自動抄表系統(tǒng)的電能表一般加裝紅外轉換裝置，把電量轉換為紅外信號，抄表時操作人員到現場使用便攜式抄表微型計算機，非接觸性地讀取數據。
遠程自動抄表系統(tǒng)由電子式電能表或加裝了光電轉換器的機電脈沖式電能表構成系統(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數據采集裝置。目前實際應用的遠程自動抄表系統(tǒng)大多采用兩級式數據匯集結構，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電能表的讀數，而安裝在配電變壓器下的集中器則負責定期從采集器讀取數據。
1.2通信子系統(tǒng)
通信子系統(tǒng)是把數據傳送到控制中心的信道。為了適應不同的環(huán)境條件以及成本要求，通信子系統(tǒng)的構成有多種方案。按照通信介質的不同，通信子系統(tǒng)主要有光纖傳輸、無線傳輸、電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸等四種。
光纖通信具有頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠以及抗干擾性強等特點，適合上層通信網的要求。但因其安裝結構受限制且成本高，故很少在自動抄表系統(tǒng)中使用。
無線通信適用于用戶分散且范圍廣的場合，在某個頻點上以散射通信方式進行無線通信。其優(yōu)點是傳輸頻帶較寬，通信容量較大(可與幾千個電能表通信)，通信距離遠(幾十千米，也可通過中繼站延伸)。目前，GPRS無線通信網絡為無線抄表系統(tǒng)的實施提供了高效、便捷、可靠的數據通道。主要缺點是需申請頻點使用權，且如果頻點選擇不合理，相鄰信道會相互干擾。
租用電話線通信是利用電話網絡，在數據的發(fā)出和接收端分別加裝調制解調器。該方法的數據傳輸率較高且可靠性好，投資少；不足之處是線路通信時間較長(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)前端的數據傳輸信道。其基本原理是：在發(fā)送數據時，先將數據調制到高頻載波上，經功率放大后耦合到電力線上。此高頻信號經電力線路傳輸到接收方，接收機通過耦合電路將高頻信號分離，濾去干擾信號后放大，再經解調電路還原成二進制數字信號。電力線載波直接利用配電網絡，免去了租用線路或占用頻段等問題，降低了抄表成本，有利于運營管理，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的軟件構成，是整個電能計量自動抄表系統(tǒng)的最上層，所有用戶的用電信息通過信道匯集到這里，管理人員利用軟件對數據進行匯總和分析，作出相應的決策。如果硬件允許，還可直接向下級集中器或電能表發(fā)出指令，從而對用戶的用電行為實施控制，如停、送電遠程操作。
2電能計量自動抄表技術的現狀
2.1電能表
傳感器、自動化儀表以及集成電路技術的發(fā)展，使得無論是機電脈沖式還是電子式電能表已能夠較好地滿足當今電能計量自動抄表技術的需要。預計今后相當一段時間內，電能計量自動抄表系統(tǒng)的終端采集裝置將以機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據的裝置，由單片機、存儲器和接口電路等構成，現在已經出現了較成熟的產品。
2.3通信信道
通信子系統(tǒng)是電能計量自動抄表技術中的關鍵。數據通信方式的選取要綜合考慮地理環(huán)境特點、用戶用電行為、技術水平、管理體制和投資成本等因素。國內外對于不同通信方式各有側重，在西方發(fā)達國家，對于電能計量自動抄表技術的研究起步較早，電力系統(tǒng)包括配電網絡較規(guī)范、完備，所以低壓電力線載波技術被廣泛應用；在我國，受條件所限，較多使用電話線通信。近來，隨著對擴頻技術研究的深入，低壓電力線載波中干擾大的問題逐步得到解決，因此，低壓電力線載波通信方式在電能計量自動抄表技術中的應用有逐步推廣的趨勢。
3電能計量自動抄表技術的熱點和發(fā)展趨勢
3.1電力線載波通信
電力線載波通信，是將信息調制為高頻信號(一般為50～500kHz)并疊加在電力線路上進行通信的技術。其優(yōu)勢是利用電力線作為通信信道，不必另外鋪設通信信道，大大節(jié)省投資，維護工作量少，可靈活實現“即插即用”。目前，國內10kV以上電壓等級的高壓電力線載波技術已經較成熟，但低壓電力網絡上的載波通信還未能達到令人滿意的水平，這在一定程度上制約了電能計量自動抄表技術在我國的實際應用。
3.2無線擴頻通信
擴頻技術是一種無線通信方式，把發(fā)送的信息轉換為數字信號，然后由擴頻碼發(fā)生器產生的擴頻碼序列去調制數字信號，以擴展信號的頻譜，通過相關接收，用相同的頻碼序列解擴，最后經信息解調，恢復出原始信息。擴頻通信距離一般可達幾十千米，其最大的優(yōu)點在于抗干擾能力較強，因此具有較強的安全保密性。擴頻技術在電能計量自動抄表系統(tǒng)的典型應用方式是：采集器通過電力線載波把數據傳至集中器，再由設置在集中器附近的擴頻電臺把數據發(fā)送給中央處理站的接收電臺。
3.3復合通信
在應用于電能計量自動抄表系統(tǒng)中的所有通信模式中，各種通信模式都有優(yōu)缺點，任何一種采用單一通信技術的方案均很難完全滿足需要。為解決這類矛盾，提出了復合通信方案。
復合通信方案是在自動抄表的不同通信階段采用不同的通信方式，組成實現電能自動抄表的復合通信網絡。在數據傳輸量不太大、傳輸距離較近的底層數據采集階段(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對點的通信方式；而在集中器到中央處理站段，則可采用電纜、電話線或無線通信等。選擇什么樣的復合方式，需根據實際情況統(tǒng)籌考慮?；旌鲜褂玫母鞣N通信方式之間要有很好的相容性，不能相互干擾，這其中涉及到運籌學、最優(yōu)規(guī)劃等方面的研究與設計。
3.4自動抄表的安全性
自動抄表的安全性主要包括自動抄表過程的安全性和中心處理子系統(tǒng)的計算機網絡安全性。電能計量自動抄表系統(tǒng)的抄表過程是分散的采集器、集中器與中心處理站間交換數據的過程。通信中既要保證所抄數據的安全、可靠傳輸，又必須確保中心處理子系統(tǒng)不會受到來自傳輸網絡的意外攻擊。
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一、遠程自動抄表技術存在的問題
1、在當前的社會發(fā)展中，遠程自動抄表技術體系并沒有引入各種先進的技術，導致該項技術在運用的過程中存在著安全性的問題，不利于供電企業(yè)對電力的管理。
2、在采用該項技術的過程中，由于工作人員并沒有將其與技術終端或者機械表相互融會連接，導致設備在采集信息或數據的過程中不夠準確，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備的過程中，由于技術人員沒有按照規(guī)定要求進行安裝，導致該體系在應用過程中極容易受到信息的干擾，導致供電企業(yè)的電力管理水平無法提高。
4、在對該體系設置的過程中，由于采集信息的工作面設置相對比較狹小，很多因素并沒有引入到該體系當中，最終可能導致線損現象，較大了電能的消耗。
二、遠程自動抄表技術的現狀及發(fā)展趨勢
1、不斷完善變電站遠程自動抄表體系
（1）在實際工作中，如果需要新建立變電站，那么我們需要考慮到遠程自動抄表體系的建立，然后在變電站中設置相應的電能表以及計量設備，以便于供電企業(yè)的管理。
（2）為了供電企業(yè)對電力的合理管理，管理人員或者技術人員需要根據實際情況采用粉筆更換的形式將電能表轉變?yōu)槿娮邮蕉喙δ茈娔鼙恚瑢⒃居嬃糠绞綖槿嗳€轉變?yōu)槿椝枷?。這樣可以提高計量設備的精準度，方便供電企業(yè)的統(tǒng)一管理。
（3）在配電網系統(tǒng)中，技術人員可以在相應的位置設置防火墻，這樣可以保證電力輸送的安全性，防止采集的數據受到其他方面的干擾。
2、建立大用戶和配電變臺自動抄表體系
由于受到條件的限制，面對大客戶是計量設備并不具有綜合性特征，因此在配電網的各個分散區(qū)域并沒有安裝電話，因此我們必須要從當前的實際情況出發(fā)，采用與配電變壓器相適應的技術來采集數據，然后每隔500～3000m設置一個智能電表數據采集器，以此來采集多個電表上的數據。在配變帶能表與電力采集器之間，我們可以設置一個微波通信無線抄表器，通過設定時間來將數據或者而信息進行傳遞。在安裝采集器的過程中，我們不僅可以采用GPRS無線網，還可以采用有限電話網來傳輸信息或者數據。
3、建設居民集中抄表系統(tǒng)
結合電表的樣式以及裝設體系的差異，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)中通過電表來分層次的設置，其采集終端數據信息可利用載波方式傳輸到集中器；而新的居民小區(qū)已經要求電能表全部采用一樓集中裝設模式，故可以應用485數據線連接方式傳輸到集中器，顯著的提升了信息傳遞的穩(wěn)定性。臺區(qū)與主站的通信方式可根據網絡覆蓋情況和地區(qū)通信業(yè)特點選擇有線電話撥號或GPRS方式。
三、關于科技在使用中面對的不利現象和具體的處理方法
1、技術、設備
當前遠抄等使用的科技和裝置的單位不一致，此時面對著體系的維護和使用非常不集中的狀態(tài)，不具有綜合的信息應用區(qū)域，此時就導致體系無法有效的體現出其應有的意義和價值。
處理方法。要在其使用的體系中明確一個關鍵點，把別的應用融匯到該體系里面，生成了全方位的體系，和信息體系等無法有效的連接，不能夠將信息匯總分析，線損也可實現分電壓等級、分線分臺區(qū)的分別統(tǒng)計分析和匯總，此時體系就可以為銷售管控工作貢獻力量。
2、采集終端
自動抄表采集終端采用全電子式電能表的適應環(huán)境能力還不能完全達到實際應用要求。根據電力行業(yè)標準規(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℃，其對于我們國家很多區(qū)域的天氣都非常的適宜，不過在北方，如果氣溫大于設定的活動狀態(tài)的話，就會使得屏幕的活動終止，使得零件受損。在不斷的擴張應用區(qū)域的時候，外界的情況不斷的變多，針對過低溫度超過標準工作條件以下時可能會出現的電能表停滯，應該做好一定的準備，防范在此過程中造成數據損失。
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，因為其面向城市以及各個不一樣的地區(qū)，像是移動網等都面對著不能夠整體覆蓋的問題，此時要結合所在區(qū)域的具體狀態(tài)來分析，要積極的分析所有方式的優(yōu)勢和缺陷，使用復合通信的措施來開展活動。
通信系統(tǒng)主體一般主要有光纖傳輸、無線傳輸電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸4種。對于前一種來講，它有著非常多的優(yōu)勢，比如頻帶較寬，傳輸的速率非?？?，而且距離遠，能夠有效的應對干擾，適合上方網絡的發(fā)展規(guī)定，不過由于該項安裝會受到成本等的影響，所以只是設置于變電站中。對于第二類來說，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)勢是頻帶非常寬，而且通信的總數較多，間距遠，它的缺陷是要申請相關的權限，假如使用不當的話，附近的信道會互相的擾動。
四、結束語
在當前的社會發(fā)展中，配電網系統(tǒng)越來越復雜，電力輸送的范圍也越來越廣，此時供電企業(yè)要想對電力進行全面管理顯然是不大可能的。據此，供電企業(yè)需要從實際情況出發(fā)，根據企業(yè)的特點來引入各種新技術與新設備，從而提高供電企業(yè)的管理水平。遠程自動抄表技術是供電企業(yè)管理電力的一個有效方式，該項技術能夠有效的提高企業(yè)的管理水平以及綜合效益。但是在實際工作中，這項技術仍然存在著較多的問題。導致管理人員不得不采取措施進行解決。通過上述，對遠程自動抄表技術的現狀以及存在問題進行了淺要分析，然后提出了相應的解決措施，相信在日后的社會發(fā)展中，該項技術將對不斷完善，從而更好的應用在供電企業(yè)中。
參考文獻
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進入二十一世紀以后，國家電網公司進入世界五百強前十名。使得我國電力產業(yè)有了飛速的發(fā)展，隨著目前我國國家電網體制改革深入進行發(fā)展，使得電力設備企業(yè)供應商對目前電力設備的需求與供應情況有了相對較高的要求和嚴格的目標。對線路的選擇規(guī)劃以及用電負荷的標準制定高標準要求。不僅能夠完善當前電廠和電站的產業(yè)需求！
1 系統(tǒng)概述
系統(tǒng)所設計系統(tǒng)包括無線抄表器部分、通信部分以及電力局抄表中心管理端軟件部分。論文所設計系統(tǒng)避免了大規(guī)模更換電表，既滿足了無線抄表的功能同時也符合當下綠色經濟的理念，使縣鄉(xiāng)一級供電公司節(jié)約了資金并且可以節(jié)約了大量的人力物力。為將來大規(guī)模的電表產業(yè)升級做好了鋪墊，減少了不必要的電表更換。等新一代智能電表成熟后，在進行統(tǒng)一的升級換代。
在基于GPRS抄表器下的無線遠抄系統(tǒng)中首先通過抄表器進行電表表碼的采集，采集后將數據存儲到抄表器內部數據庫中，然后通過抄表器內部GPRS模塊將數據上發(fā)直電力局抄表中心。電力局后臺控制中心與中國移動直接通過專線進行連接，采用內外網結合的使用。采用GPRS的WAP接入點保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，和通信的流暢。電力局后臺服務器中心在與各個終端GPRS Modem之間長時間不傳送數據時，GPRS網絡仍可保持此Modem與業(yè)務中心永遠在線相連接。在GGSN不支持此功能時，要求通信終端在被GPRS網絡激活后，立即發(fā)起PDP上下文激活請求。
2 系統(tǒng)主要流程
2.1 紅外抄錄流程
在進入系統(tǒng)后進行抄表，系統(tǒng)將自動組幀發(fā)射抄表幀，電表收到數據后返回表碼，抄表器程序將數據解析后，將表碼值存入抄表器內數據庫中。
2.2 GPRS數據遠傳
在進入系統(tǒng)后首先需要進行GPRS模塊的激活，激活后將需要上傳的數據打包數據通過GPRS網絡在APN中發(fā)送到電力局抄表中心的前置機，電力局抄表中心前置機將數據解壓處理后將指令發(fā)到電力局抄表中心數據庫進行處理，將用戶提交的信息記錄到電力局抄表中心的數據庫里，再將確認上傳成功的信息結果返到前置機后經前置機打包壓縮后在經過網絡發(fā)到抄表器上，在wince系統(tǒng)上經程序分析解壓把數據在界面上顯示上傳成功。
3 無線抄表器設計
3.1 處理器
抄表器終端處理器采用Samsung公司S3c2410，ARM920T內核體系，高達400MHz的工作頻率，16KB的 I—Cache和16k B的 D—Cache，具有MMU虛擬存儲器管理、支持 STN&TFT的LCD控制器、3個UART、2個USB接口、117個通用 I/O端口、4通道DMA、日歷和時鐘功能的RTC、片內PLL時鐘發(fā)生器，支持JTAG等下載仿真調試，是一款低價格、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，為整個抄表器提供運算、存儲功能。
3.2 GPRS模塊
GPRS網絡是在現有 GSM 網絡中增加一些節(jié)點（ 如：GGS N和 S GS N） 實現的，結構中還引入了下列新的網絡接口：主干網接口。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網絡（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），采用數字濾波技術，高抗干擾，無誤碼，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 結束語
論文所設計無線抄表系統(tǒng)，通過抄表器采集電表的內容分析存儲后上傳到縣鄉(xiāng)電力所控制中心，其再將數據進行分析和存儲，并且經過縣鄉(xiāng)電力所控制中心可以將信息下發(fā)控制遠程設備的使用，充分利用電力自動化保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，以及節(jié)約資金保證電力資源的節(jié)約。
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近年來，隨著經濟和社會的發(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以外，還要加強電能的計量管理工作，以便適應電力企業(yè)的發(fā)展效率，保證電力企業(yè)的經濟效益，滿足電氣企業(yè)精細化的要求，以適應現代化買方市場的轉變。電力計量設備可以滿足實時監(jiān)控、電量分析預測、遠方抄表、防竊電報警等工作，可以為電費和電價的智能管理提供技術保障，協調電氣企業(yè)與用戶之間的關系。對于電力企業(yè)而言，電能計量管理工作是電力企業(yè)管理的主要分支工作之一，可以保證電量計量的準確和統(tǒng)一，指導電力企業(yè)進行準確的生產。
1 電能計量工作的發(fā)展
在信息化發(fā)展的現代社會，人們的生活與信息有著密切的關系，電能計量系統(tǒng)也逐漸的呈現出信息化的發(fā)展模式，為了指導整個社會合理科學的用電，電能計量系統(tǒng)也逐漸根據用戶的需求變化對用戶的用電進行分時段的計價，保證用戶可以避開用電的高峰，實現用電費用的節(jié)約目的。根據電能計量系統(tǒng)的特點來看，整個系統(tǒng)中主要包含三個方面的內容，一是電能采集與計算機系統(tǒng)的整合；而是使用什么樣的方式來實現對電能的數據傳輸；三是如何對電能表進行全面集中的控制和管理。隨著科技水平的進步，國內外電能計量系統(tǒng)逐漸朝著信息化、智能化和網絡化的方向發(fā)展。
電能計量管理在國外的發(fā)展較早，英國早在1992年就已經建立了集開發(fā)、供售、數據的采集、計算、賬單的計算于一體的數據采集系統(tǒng)，法國和北歐四國在1995年，西班牙、德國、比利時在1997年，意大利在1999年已經全部完成了用戶電能表的電子化。我國的電能計量管理系統(tǒng)與2002年開始發(fā)展，當時，隨著省以及跨省電網市場的發(fā)展，我國各省以及跨省電網關口表已經逐漸更新為電子式的多功能電能表，華東和沿海等經濟發(fā)達的地區(qū)配合分時電價的實施，開始將大、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超過了31%，達到國際水平的要求，近些年來，隨著社會的發(fā)展，電能計量管理工作也得到了迅速的發(fā)展，在我國大中城市已基本實現普及。加強電能計量管理是節(jié)約能源的重要體現。近年來，水資源和能源呈現出全球化的匱乏趨勢，整個社會對于節(jié)能減排的要求也越來越高，作為電力供應單位，電力企業(yè)應該積極的相應國家號召，做好節(jié)能減排工作，加快計量設備的更新速度，加大對計量工作人員的技術和素質培訓，加深對電力系統(tǒng)計量技術的改革，節(jié)約電力企業(yè)的成本，提高經營管理帶來的經濟效益，減少不必要的資源浪費，節(jié)約不必要的資源輸出，為節(jié)能減排做出應有的貢獻。
2 供電系統(tǒng)做好電能計量管理工作的要點
2.1 消除電能計量管理工作中的盲點
由于我國經濟發(fā)展的不平衡，各個地區(qū)電力企業(yè)的發(fā)展水平和有所不同，經濟發(fā)達的地區(qū)早已實現了電能智能管理，但是一些經濟落后的地區(qū)，由于資金因素的限制，尚未將電能計量管理系統(tǒng)應用到工作中來，電能的消耗也無法實現精確的計算。此外，一些變電所使用的電容器有功電量，一般不納入計量中，這便是計量工作中的盲點；同時，對于一些低壓計量的銅鐵損，電力部門往往是按照當月用戶用電量的比飼以及變壓器的型號來增收，實際上，這種計算方法并不科學，也缺乏公平性。因此，在未來階段下，一方面國家要加大經濟欠發(fā)達地區(qū)電力企業(yè)的資金投入，另一方面電力企業(yè)要加強電能計量系統(tǒng)的建設，全面消除電能計量管理工作中的盲點。
2.2 推廣高可靠性、高精度的電能計量設備
作為電力供應的單位，供電企業(yè)應該積極的使用高可靠性、高精度的電能計量設備，實現對電能的精確計量，減少以及消除供電企業(yè)在用電量計算方面存在的誤差，保證計量工作可以順利的進行，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國家均已經得到了全面的推廣，電網關口一般使用0.5或者0.2級表，工商用戶則使用0.5、0.2或者1級表，這類電表的功能比較全面，可以實現無功和有功的功能，還可以提現出負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計量接口，計量方式安全、可靠，可以為供電系統(tǒng)的精確計算提供有效的保障。
2.3 引入自動抄表系統(tǒng)，解決抄表問題
近年來，隨著階梯式電價收費制度的實施，抄表的工作量也逐漸增加，這就給電費的結算以及抄表工作帶來了一定的難度，為了解決這一問題，必須要推廣和使用質量可靠的自動化抄表系統(tǒng)，自動化抄表系統(tǒng)的應用不僅可以解決抄表難的問題，也可以提高抄表的準確性。自動化抄表系統(tǒng)的功能十分強大，不僅可以實現自動化抄表，也具有可靠性高的特點，同時還兼具通信同能，在溫差較大的環(huán)境下也可以克服傳統(tǒng)感應系統(tǒng)超差以及精度變化大的缺點，此外，自動抄表系統(tǒng)中還帶有保護和遙控功能，徹底解決了抄表難的問題。
2.4 開展反竊電技術的應用，完善用電管理
除了上述的工作以外，電力企業(yè)還要加強對電能量的實時監(jiān)控和采集系統(tǒng)的建設，逐漸實現對大中用戶的遠方抄表、實時監(jiān)控、電量分析預測等目標，同時，要積極的開展防竊電監(jiān)控工作，為階梯化電價制度的實施提供完善的技術保障。此外，要注意到，隨著近年來農網改造的完成，用電市場得到進一步的擴展，竊電現象也不僅僅存在于農村中，也蔓延到城市之中，猖獗的竊電行為嚴重的影響著供電企業(yè)的經濟利益。因此，應該對供電系統(tǒng)進行合理的改造，全面的推行反竊電技術，加強對計量裝置的管理工作，建立好完善的電能計量稽查制度，推廣使用帶有反竊電功能的互感器、電能儀器設備，并做好相關的防護措施，使反竊電工作由傳統(tǒng)的被動地位轉化為主動地位。
3 結語
電能計量是電力企業(yè)基礎性的生產工作，涉及著各個方面的社會效益和經濟效益，隨著科技水平的發(fā)展，電能計量管理系統(tǒng)也在不斷的完善，同時，供電系統(tǒng)的電能計量工作是一項綜合性很強的工作，供電企業(yè)必須認真的對待，電力企業(yè)的計量人員也要正確的對待電能計量工作，積極的學習新技術，了解電能計量工作的進行，保障供電安全，在保證電能計量準確性的同時為國家的節(jié)能減排工作作出應有的貢獻。
參考文獻：
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篇5
引言
隨著計算機技術和通信技術的迅速發(fā)展，將眾多的計量點數據進行采集、傳輸、處理已經成為現實。自動抄表（the Automatic Meter Reading）技術，簡稱AMR，得益于八十年代的計算機技術，正成為抄表技術的發(fā)展趨勢。
1 電力集中抄表系統(tǒng)的構成
本文提出的電力集中抄表系統(tǒng)采用三層體系結構如圖1所示：第一層是主站服務器，其主要作用是負責存儲多功能電表的數據、實現對儀表的遠程監(jiān)控、遠程控制等功能。服務器安裝在客戶服務中心的抄表主站通過GPRS/GSM來查收各個多功能電表的相關數據和參數。第二層是集中器，集中器通過GPRS/GSM與主站服務器相連，通過CAN總線與第三層的采集終端相連。主要有兩項任務：一是完成與采集器的數據通信工作，向采集器下達電量數據凍結命令，定時循環(huán)接收采集器的電量數據，或根據系統(tǒng)要求接收某個電表或某組電表的數據。另外的任務就是根據系統(tǒng)要求完成與主站服務器的通信，將用戶用電數據等主站需要的信息傳送到主站數據庫中。第三層是采集器。在采集器中嵌入了各種標準通信規(guī)約，可實現對各種各樣電表的采集。采集器可同時采集、存儲64塊電表的數據，采集器除了完成電表的電量數據采集工作以外，還要根據系統(tǒng)的要求完成與集中器之間的數據通信，將需要傳送的電量數據送到集中器中。系統(tǒng)信道包括GPRS/GSM 無線通信、CAN 總線。主站服務器與集中器之間的GPRS/GSM 無線通信，集中器與采集器之間采用CAN 總線通信。通過GPRS/GSM無線通信，能夠及時、方便地進行系統(tǒng)的遠程信息傳輸，與主站服務器實現信息交換；每臺集中器通過CAN總線，可以管理最多110 個采集器(CAN 節(jié)點)。
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)設計
2.1 CAN 總線簡介
CAN(ControllerArea Network)即控制器局域網，CAN總線是國際上應用最廣泛的現場總線之一。它最早是由德國Bosch公司推出的，CAN通信協議是一種用于汽車內部測量與執(zhí)行部件之間的數據通信協議。作為一種技術先進、可靠性高、功能完善、成本合理的遠程網絡通訊控制方式，CAN總線已被廣泛應用于各個自動化控制系統(tǒng)中。論文參考網。例如，在汽車電子、自動控制、智能大廈、電子系統(tǒng)、安防監(jiān)控等各領域中，CAN總線具有不可比擬的優(yōu)越性。本設計給出CAN總線節(jié)點方案。它采用內置多路CAN總線控制器LPC2294作為主控制器，使得該節(jié)點體積小、功耗低、抗干擾性好，因而特別適用于汽車、工業(yè)控制以及醫(yī)療系統(tǒng)和容錯維護總線中。
2.2 CAN節(jié)點硬件電路組成
CAN節(jié)點硬件電路如圖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)點硬件電路原理框圖
(1)控制器特點
本設計選用的LPC2294是PHILIPS公司新推出的一款功能強大的超低功耗的具有ARM7TDMI內核的32位微控制器。論文參考網。論文參考網。144腳封裝、兩個32位定時器、八路10位ADC、四路CAN通道和PWM通道以及多達九個的外部中斷，內部嵌入256K字節(jié)高速Flash存儲器和16K字節(jié)靜態(tài)RAM，包含76（使用了外部存儲器）～112（單片）個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，同時還可以減少系統(tǒng)硬件設計的復雜度。另外，LPC2294支持JTAG實時仿真和跟蹤、128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構，使32位代碼能夠在高達60MHz的操作頻率下運行。LPC2294內部集成有四路CAN控制器：符合CAN規(guī)范CAN2.0B,ISO 11989-1標準：總線數據波特度均可達1Mbps；可訪問32位的寄存器和RAM；全局驗收過濾器可識別幾乎所有總線的11位和29位Rx標識符；驗收過濾器為選擇的標準標識符提供了FullCAN-style自動接收功能。作為本設計的核心部件，LPC2294不僅擔起主控制器的作用，同時還作為CAN網絡的節(jié)點控制器，與網絡中的其它節(jié)點實現數據傳輸與交換。
(2)收發(fā)器特點
收發(fā)器TJA1050T是CAN協議控制器和物理總線之間的接口，它與“ISO 11898”標準完全兼容。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，總線呈現無源特性，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”來控制）。在高速模式中，總線輸出信號有固定的斜率，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度的情況，而且此時其收發(fā)器循環(huán)延遲最小。靜音模式時發(fā)送器是禁能的。它不管TxD的輸入信號。靜音模式可以防止CAN控制器不受控制時對網絡通訊造成堵塞。
3 CAN 總線通信系統(tǒng)軟件設計
對于LPC2294微處理器來說，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，CAN控制器會把狀態(tài)變化的結果告訴微處理器。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CAN控制器做出相應的處理。各CAN節(jié)點按規(guī)定格式和周期發(fā)送數據到總線上，同時根據需要各取所需報文。對于接收數據，本系統(tǒng)采用中斷的方式實現，一旦中斷發(fā)生，即將接收的數據裝載到相應的報文寄存器中。此時利用屏蔽濾波寄存器對接收報文的標識符和預先在接收緩沖器初始化時設定的標識符進行有選擇地逐位比較，只有標識符匹配的報文才能進入接收緩沖器，那些不符合要求的報文將被屏蔽于接收緩沖器外，從而減輕CPU處理報文的負擔。
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、軟件復位、設置報警界限、設置總線波特率、設置中斷工作方式、設置驗收濾波器工作方式、設置工作模式并啟動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)；//軟件復位寄存器
CANEWL(CanNum).Bits.EWL_BIT=USE_EWL_CAN[CanNum]；//設錯誤警告界限
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；//配置驗收濾波器(旁路狀態(tài)，即屏蔽驗收濾波器)
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CAN
3.2 數據發(fā)送
將待發(fā)送的數據打包成符合CAN協議的幀格式后，便可寫入發(fā)送緩沖區(qū)，并啟動發(fā)送。在寫發(fā)送緩沖區(qū)前必須查詢其狀態(tài)。LPC2294中的每個CAN控制器有三個發(fā)送緩沖區(qū)，它們的狀態(tài)可通過查詢CANSR得知。只有當其中有空閑的發(fā)送緩沖區(qū)時才可將數據寫入。在發(fā)送大量數據時，這一步顯得尤其重要，否則發(fā)送可靠性將不能保證。啟動發(fā)送成功后，只能通過查詢CANGSR的TCS位或配合發(fā)送成功中斷來判斷數據是否發(fā)送成功。
3.3 數據接收
接收數據可采用查詢方式或中斷方式。在某一段時間內，CAN總線并不總是在活動，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。在中斷服務子程序中，讀取CANICR，判斷是否有接收中斷標志，有則讀取接收緩沖區(qū)數據。為了防止接收緩沖區(qū)數據溢出，可開辟一個循環(huán)接收數據隊列來暫時存儲數據，主程序則通過查詢該隊列來獲得總線數據。
4 總結
基于ARM 的CAN 總線的電力集中抄表系統(tǒng)的數據通信具有很強的實時性、可靠性和抗干擾性，該系統(tǒng)的樣機正在進行掛網測試，以期通過研究和改進，進一步提高程序的通信處理、糾錯和容錯能力。
參考文獻
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篇6
1 電力企業(yè)抄表管理的重要性和抄表現狀
1.1 抄表是抄表員對所有計費電能表利用各種抄表方式定期進行電量的抄錄。抄表工作是抄核收中的基礎工序，抄錄的電量不僅是供電企業(yè)按時將電費回收并及時上繳的依據，也是考核供電企業(yè)經濟指標(如線損率、供電成本等I各行業(yè)用電量統(tǒng)計分析以及計算客戶的單位產品電耗和市場分析預測的依據。抄表的質量，直接關系到電力企業(yè)的電費能否準確、及時核算與回收上繳，關系到企業(yè)的經濟效益和社會效益。
1.2 在進行抄表工作的時候，相關的工作人員要使用各種抄表的方式來對用戶的電能使用情況進行計量，抄表工作的質量會直接影響用戶的電費收繳工作，因此，一定要保證其準確性。同時，抄表所記錄的數據也是后續(xù)審核、收費以及營銷等工作的主要依據，其時效性和準確性同等重要。
1.3 隨著電力市場發(fā)展環(huán)境的變化，現在的抄表方式越來越不能滿足環(huán)境的變化，同時在進行抄表的時候也出現了很多的問題，其中最重要的就是工作效率低，比較明顯的是在電費計算、審核、線損控制、營銷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，在進行工作的時候要定期對各個地區(qū)的用電量進行統(tǒng)計，同時對出現的換表和變更電表情況導致的拆回電量也要進行統(tǒng)計。抄表人員工作量大，時間緊迫，估抄、漏抄和錯抄等情況時有發(fā)生。
1.6 抄表人員的綜合素質有待提高。抄表業(yè)務員素質低，在進行抄表的時候，經常會出現錯誤的操作，導致電表損壞。其次，抄表核實工作做得不到位。甚至有的抄表員與用戶相互勾結，出現故意損壞電表的情況，這樣就會使得用戶的電費無法進行回收，使電力企業(yè)受到嚴重的損失。
2 加強企業(yè)抄表管理
2.1 明確抄表要求，主要有以下幾點：
(1)現場抄表一定要根據規(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，應通知客戶待期補抄。在不能約時補抄的條件下，可與客戶協商暫按前月實用電量或本月用電情況預收本月電費，等下次抄表時一并結清。
(2)第一次抄表的新客戶，要認真核對戶號、戶名、電能表的廠名、表號、安培數、指示數、倍率等，在核對相符后，才能抄表。
(3)抄表時要巡視電能表運行情況。檢查電能表有無異常，并記錄下異常情況，如電能表停轉、卡字、跳字、倒轉等。若抄表時遇到表計故障，要填寫業(yè)務工作票進行換表處理，同時在抄表卡上注明“表計故障”。
(4)抄表時如果發(fā)現表計故障、計量不準時，要了解表計運轉及用電情況，并對本月電費可暫按上月電量預收，在表計故障消除后根據情況重新計算電費。
(5)檢查客戶計費電能表或互感器配置是否科學，用電設備能否滿足申請容量。
(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“用電異常報告單”。
(7)如果發(fā)現客戶用電量有較大幅度變化時，要及時了解原因，并在抄表卡上注明。
2.2 加強抄表審核力度，建立激勵約束機制
抄表管理部門要設立專門的審核機構，隨時對抄表人員的工作進行抽查、審核，確保抄表數據的準確性。建立激勵約束機制，形成專門的考核流程。按照“權責明確、績效掛鉤”的原則，根據每月工作完成情況。在工資中予以兌現，做到指標層層分解、層層落實；同時加大獎懲力度，做到了重獎不心疼，重罰不手軟，工作業(yè)績突出的人員多抄表、抄好表，而工作完成不好的則削減抄表戶數，使抄表人員既有壓力又有動力。極大地激發(fā)了全員工作的主觀能動性。
2.3 流動管理崗位輪換
為有效的改善抄表工作質量，應定期對每名抄表員的抄表區(qū)域進行調整。在各個分局范圍內每月輪換變化，并形成每月小調整，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，有利于抄表員之間相互監(jiān)督，還能有效提高工作質量和工作透明度。抄表人員之間可以就在某一區(qū)域發(fā)現的問題進行交流，更加有效解決抄表中的異?，F象。
2.4 利用高科技智能自動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據抄寫記錄在抄表卡上。
隨著用電用戶的不斷增長，農網、城網的不斷改造，電表的需求量不斷增加，所需的抄表人員越來越多，抄表工作量過于繁重，人工抄表已經難以滿足電力事業(yè)的發(fā)展。隨著抄表技術的發(fā)展，抄表方式也在不斷改進，目前主要有以下幾種方式：
(2)利用抄表微機進行抄表。抄表微機(抄表器)是一種專門用于抄錄電能表示數的微型計算機數據錄人終端。它由抄表員隨身攜帶，到每戶把電能表示數抄錄下來，并輸人與此相關的信息。抄錄工作結束后通過數據通信接口把抄錄的數據及相關信息傳送到計算機，再通過計算程序計算出客戶各種電量、電費。使用抄表微機不但能取代原有的抄表上，使抄表速度、準確程度都有較大程度的提高，還能節(jié)省原來人工數據整理的工作程序，消除抄錄數據輸人的瓶頸問題和抄錄數據錄人出錯的可能性，使得電費管理的效率大幅提高。抄表微機要按數據釆集錄人的方式進行，一般分為手工鍵人式抄表微機和遠紅外線式抄表微機。
(3)遠程自動抄表方式。抄表人員在遠離客戶表計的辦公地點處釆集電能表數據，電能表與遠處抄表人員辦公地點之間的通信，釆用電纜、光纖、電話、無線電、手機或電力線路載波等手段實現。除了釆用專門的遠程抄表系統(tǒng)實現遠方抄表外，也可利用負荷控制系實現遠方抄表。
因此要大力推行智能自動抄表，用戶用電量會自動抄取。有利于提高供電公司的服務質量，避免了人工抄表的種種弊端。
2.5 以人為本，加強抄表人員的綜合業(yè)務素質培訓
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，他們的工作質量會直接影響電力企業(yè)的電費回收工作，同時對電力企業(yè)的形象也會有很大的影響。定期對工作人員進行業(yè)務培訓，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 結束語
當前的抄表手段決定了當前的管理方式。社會在發(fā)展，技術在進步，供電企業(yè)在創(chuàng)新。根據供電市場的不斷變化，供電企業(yè)不斷更新抄表技術，采用現代化的抄表技術和抄表手段，比如實現遠程集中自動抄表，將不斷改善現有抄表方式的弊端，也是供電企業(yè)提升管理水平的重要內容。
參考文獻
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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，剩余電費、時間等信息，明明白白消費。同時，隨著國家差異化電價的實施，用電客戶更可以根據自己的用電情況，合理調配使用電能，節(jié)約開支，從而在整體上優(yōu)化配置了電力資源，提高了我國的電能使用效率。
1．3 智能電表可以在相關設備的配合下，對用戶及時報警電費余額不足等等，避免不必要的停電損失。
1．4 用戶可以通過諸如工商銀行自助繳費查詢終端等多種途徑便捷繳費，而且只需插入充值后的購電卡就可以自主恢復供電。
1．5 隨著科技發(fā)展，智能家庭逐漸建立起來，智能電表更是不可或缺的基礎性儀器。智能電表配合智能電網，可以縮小因輸配電原因導致的電能質量問題，與此同時還能縮小因線路故障、諧波源導致的電能質量困擾。便于為用戶提供優(yōu)質的電能供應。
2 GPRS遠程集中智能抄表系統(tǒng)是可行性方案
2．1 遠程抄表系統(tǒng)勢應運而生
我國傳統(tǒng)的用電管理制度已不適應經濟蓬勃發(fā)展的要求，國務院于1993年2月了《電網調度管理條例》，其中明確指出要盡快對用電進行自動化管理，并撥款支持電力部門進行技術改造。1995年4月電力部又提出電價分時段計費。1995年5月起，深圳特區(qū)報連續(xù)發(fā)表了多篇關于“電怪圈”的報導，各界人士強烈要求抄表到戶，取消中間收費階層，強化用電管理。2014年1月1日，浙江省《浙江省計量監(jiān)督管理條例》正式施行。隨著人們生活條件的改善，各種計量收費裝置進入千家萬戶，遠程抄表不僅要求能抄電、水、氣表，所有涉及到計量收費的裝置都有自動抄表和自動收費的要求。而這些計量裝置只要配備合適的傳感器．都可以接進一個統(tǒng)一的計度和通信單元，實行遠程抄表。
2．2 GPRS遠程集中智能抄表系統(tǒng)是現階段成熟的遠程集中抄表方案
隨著無線通信數字網絡的發(fā)展，無線遠程自動抄表已成為發(fā)展的話然趨勢，其應用領域極為廣闊。目前基于儀器、儀表分布點多面廣，其遠程抄表大多仍沿用有線傳輸方式，線路維護量很大。由于電話線公用，通訊時經常發(fā)生沖突，既影響了數據的傳輸，也對電調部門的正常工作造成了干擾．并且此種方式對通訊部門程控交換機正常、穩(wěn)定的運行也有一定的影響。為保證傳輸質量，若采用專線方式，投資成本太高?，F階段，出現了GPRS遠程集中智能抄表系統(tǒng)，利用GPRS無線數字網的通訊方式，很好地解決了遠程抄表的瓶頸問題。使用GPRS無線組網方案，數據實現分組發(fā)送和接收，用戶就可以總是在線且按流量計費，降低了服務成本。
2．3 GPRS遠程集中智能抄表系統(tǒng)使用中要注意的問題
2．3．1 選好位置安裝集中器，有效避免GPRS信號不穩(wěn)定
GPRS信號容易受到天氣因素以及周圍環(huán)境的影響，表現為信號不穩(wěn)定，乃至沒有信號，這無疑將導致抄表波動乃至抄表失敗。為此，可以選擇GPRS信號好、周圍干擾信號源少的位置來安裝集中器。
2．3．2 加強施工管理，確保Rs485通信準確無誤
同一表箱內485通信線，如果接反或者接觸不良，其中一個接點接觸不良，也將導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題。PRS遠程集中智能抄表系統(tǒng)施工中，必須加強施工管理，要求施工人員認真核對485通信線的線序，原則上同一表箱內485通信線不允許開斷施工。如確需開斷，則必須將進同一接線孔的兩根線擰緊為一根。RS一485通信線還應盡量遠離交流電源線及其他干擾源。
2．3．3 精細施工，解決低壓載波通信問題
低壓載波通信技術是自動抄表系統(tǒng)的關鍵技術。但是在實際應用中，存在載波通信信號易受干擾，集中器和采集器、采集器和電能表載波模塊不匹配等問題。低壓載波通信在遠程自動抄表實際運行中出現的主要問題是：通信信道不穩(wěn)定，通信時好時壞。這主要是由于低壓電力線載波通道衰減較大、時變性及干擾大引起的。解決方法：①因為噪信源的遠近對通信質量的影響最大，所以在無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，縮短供電徑。③在以后的工程實施中，可考慮在小區(qū)電表箱與配電變壓器之間預埋一通信專用電纜，提高采集器與集中器之間的通信能力。
2．3．4 做好與營銷業(yè)務系統(tǒng)換表流程的銜接，確保采集檔案完整
當前現場換表業(yè)務完成后，須在營銷業(yè)務系統(tǒng)處理換表流程；并在采集系統(tǒng)手工更新該客戶的采集檔案信息，才能采集新表數據。因各種原因未及時更新采集檔案或采集檔案更新有誤，導致遠程集中抄表失敗。解決方法：①加強業(yè)務管理，要求在完成營銷業(yè)務系統(tǒng)換表流程的同時，完成采集檔案更新，并進行手工采集測試，確保采集成功。②采集運維人員須定期或不定期關注日采集成功率情況，發(fā)現采集異常，就及時匯報處理。③完善營銷系統(tǒng)功能，實現換表流程完成后，自動更新采集系統(tǒng)檔案。
3 以發(fā)展的眼光看待智能電表推動電力企業(yè)抄表方式的改革
就目前來看，我國的智能電表集中度不高。目前國內有多家企業(yè)涉足生產智能電表，但其執(zhí)行標準并沒有完全統(tǒng)一。為規(guī)范市場，調整產業(yè)，引導和推動科技進步，國家電網計量中心牽頭承擔的《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)》及《智能電能表》系列標準修訂工作已正式啟動。智能電表和遠程集中抄表系統(tǒng)是信息化技術快速發(fā)展的最新成果，電力企業(yè)以此為契機，實現遠程集中抄表，并推動電力企業(yè)整個業(yè)務的改造和優(yōu)化，提高企業(yè)管理水平和服務質量。
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篇8
1、引言
目前，在我國的電力、燃氣、自來水行業(yè)，大部分仍然采用無線遠程集抄和手持抄表機的人工抄表模式，隨著手機設備和通訊技術的不斷發(fā)展，近幾年國內出現了手機抄表系統(tǒng)，一般基于WINCE操作系統(tǒng)，這種手機抄表系統(tǒng)實際上是人工抄表、手工錄入到手機中、再通過GPRS上傳到主臺系統(tǒng)，這種方式實現抄表的系統(tǒng)是純軟件的系統(tǒng)，并沒有實現真正意義上的硬件自動抄表。本研究提供一種用于電能表的智能手機藍牙紅外抄表的系統(tǒng)方法，該方法使用現有市面上普通的智能手機實現對電能表的抄讀和設置，消除了必須用專用手抄器設備才能對表計進行抄讀和設置的傳統(tǒng)觀念；同時開發(fā)出的手機軟件能夠在各種相同手機操作系統(tǒng)的手機上使用。能為電力企業(yè)帶來最直接的效果降低企業(yè)的經營成本，而且方便簡潔，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。
2、藍牙通信介紹
藍牙（Bluetooth）是由東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無線數字通信的技術標準。它最初的目標是取有的掌上電腦、移動電話等各種數字設備上的有結電纜連接，實現最高數據傳輸速度1Mb/s（有效傳輸速度為721kb/s）、最大傳輸距離為10米，用戶不必經過申請便可利用2.4GHz的ISM（工業(yè)、科學、醫(yī)學）頻帶，在其上設立79個帶寬為1MHz的信道，用每秒鐘切換1600次的頻率、滾齒方式的頻譜擴散技術來實現電波的收發(fā)。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信。
自從1998年由以上公司共同提出藍牙通信標準以后，各大公司都加大了對藍牙的投資力度，藍牙興趣小組不斷壯大，通過藍牙認證的產品也越來越多，各類測試設備也日趨成熟。從目前的應用來看，藍牙的最大優(yōu)點是體積小、功率低、無線、低成本和自動化，還可通過其他方式無線纜傳輸數據，包括“紅外線通信”，因此其應用已不局限于計算機外設，幾乎可以被集成到任何數字設備中。
3、紅外線通信介紹
紅外線是波長在750nm至1mm之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。由于紅外線的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以更適合應用在需要短距離無線通訊的場合，進行點對點的直線數據傳輸
表計紅外是以傳統(tǒng)紅外通信的原理制作的，利用波長為900nm～1000nm的紅外波作為信息的載體,發(fā)射裝置把二進制信號經過38.4KHZ高頻調制后發(fā)送出去，接收裝置把接收的紅外高頻信號進行解調為原來信息的一種通信傳輸方式。其中調制方式是為脈時調制（通過改變脈沖串之間時間間隔調制信號PPM）。
4、智能手機Android操作系統(tǒng)
目前，智能手機主要有五大操作系統(tǒng)，分別為：諾基亞的Symbian平臺、微軟的Windows Mobile平臺、Linux平臺、谷歌的Android平臺，以及蘋果iPhone的Mac平臺。2008年6月諾基亞收購了Symbian之后，手機廠商、芯片廠商、運營商都將目標鎖定在開源操作系統(tǒng)，手機操作平臺之間的競爭也愈演愈烈。
Symbian不開放核心代碼，Linux由計算機的Linux操作系統(tǒng)演變而來，開放源代碼，但有一些先天不足，iPhone應用程序要經過蘋果的批準才可以在應用商店中銷售，微軟的Windows Mobile操作系統(tǒng)要收取手機廠商8-15美元的軟件使用費，而且還有一個致命的缺陷，就是運行速度和人性化操作都不理想。
谷歌的Android手機操作系統(tǒng)是基于Linux的開源手機平臺，由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面、應用軟件組成，是第一個完全定制、免費、開放的手機平臺，使用Java語言開發(fā)且支持多種硬件設備。Android 平臺在系統(tǒng)框架上采用獨到設計，在整體規(guī)劃上考量了相當廣的層面，系統(tǒng)開發(fā)建構,個人/第三方開發(fā)軟件，從系統(tǒng)平臺到實際應用都開放。在第三方軟件開發(fā)方面，Android 計劃除了制定系統(tǒng)架構外，還針對這個平臺提供了完善的軟件開發(fā)工具與環(huán)境，在IDE上采用了開放式開發(fā)平臺Eclipse，在該IDE上建構了Android專屬的plugin。另外還以自由軟件QEMU為基礎提供了Android平臺專屬的Emulator，讓個人/第三方軟件商迅速開發(fā)軟件，無需依靠實際硬件開發(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藍牙紅外抄表的系統(tǒng)方法，該方法使用現有市面上普通的Android智能手機實現對電能表的抄讀和設置。
本方案提供的這種用于電能表的智能手機藍牙紅外抄表方法，包括藍牙轉紅外模塊、智能手機抄表單元兩個部分。其中藍牙轉紅外模塊由藍牙轉串口、然后串口轉紅外組成，波特率可根據電能表情況進行調節(jié)；智能手機抄表單元采用手機智能操作系統(tǒng)，與藍牙轉紅外模塊間采用藍牙進行通訊，共同完成對電能表的抄讀和設置。本發(fā)明能替代原有的手持抄表單元。
5.1 智能手機抄表單元完成對電能表的抄讀和設置過程
(1)由智能手機抄表單元根據抄讀或設置內容組織數據幀；(2)智能手機抄表單元將組織好的數據幀通過藍牙通道發(fā)送給藍牙轉紅外模塊；(3)藍牙轉紅外模塊將接收過來的數據按照電能表的波特率以紅外方式發(fā)送給電能表；(4)電能表接收到藍牙轉紅外模塊傳過來的數據，進行處理后返回數據幀通過紅外發(fā)送給藍牙轉紅外模塊；(5)藍牙轉紅外模塊將電能表返回的數據幀通過藍牙轉發(fā)給智能手機抄表單元進行處理。
5.2 技術方案圖
5.3 藍牙轉紅外模塊
藍牙轉紅外模塊是電能表與智能手機之間的通信橋梁，能夠將智能手機傳過來的藍牙信號轉換為電能表識別的紅外信號，同時也能將電能表傳過來的紅外信號轉換為智能手機能識別的藍牙信號。
該模塊采用藍牙轉串口，再由串口轉紅外的方法，其串口波特率可以根據電能表的需求情況通過AT命令進行修改。該模塊為手機抄讀和設置電能表的關鍵設備。
藍牙轉紅外模塊，包括弱電主供電回路、藍牙模塊電路、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，通過紅外信號對電能表進行645等多種協議操作。
藍牙模塊電路為本模塊的核心，它提供對外的藍牙連接通道，支持藍牙串行協議(Bluetooth Serial Port Profile)服務，完成將藍牙信息轉換為串口信息。該模塊可以通過AT命令實現對串口參數（波特率、校驗位、停止位）、藍牙主被方式、連接密碼等進行設置。
藍牙模塊電路采用BTM0704C2P藍牙內嵌模塊，有效距離為10米，實現協議包括LM、LC、L2cap、SDP、RFCOMM，支持藍牙串行協議(Bluetooth Serial Port Profile)服務，兼容藍牙 2.1+EDR 規(guī)范。該模塊可以通過AT命令實現對串口參數（波特率、校驗位、停止位）、藍牙主被方式、連接密碼等進行設置。
弱電主供電回路提供給藍牙模塊電路、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，使之產生3.3V電壓給系統(tǒng)供電。紅外發(fā)送調制時鐘采用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 手機抄表軟件說明
手機抄表單元就是安裝了手機抄表軟件程序的智能手機，手機抄表軟件采用Android系統(tǒng)進行研發(fā)，軟件包括三個大的功能：建立通信通道、表計抄讀和設置、數據后期處理。
目前智能手機基本上都帶有藍牙功能，手機抄表軟件首先開啟藍牙、使用手機自帶的藍牙功能與藍牙轉串口模塊完成藍牙配對，這樣就建立了與藍牙轉串口模塊的通訊通道，然后根據表計的協議生成不同的指令流、將指令流下發(fā)到藍牙轉串口模塊并接收返回的數據流，最后軟件還可以對抄讀和設置日志數據進行查詢統(tǒng)計或者上傳到服務器等。
5.4.1 手機抄表軟件功能圖如下：
5.4.2 手機抄表軟件使用說明
(1)連接藍牙。選擇連接藍牙圖標，在彈出窗口中掃描藍牙設備，并進行連接。
(2)抄讀。首先選擇抄讀方案，手工輸入表地址或者自動識別表地址，點擊方案中的一項或按方案自動抄讀。
(3)查詢。點擊抄讀查詢或設置查詢可以查詢設置的內容或查詢的內容。
(4)數據上傳。點擊數據上傳圖標上傳抄讀和設置數據。
6、結語
由于采取通用的智能手機平臺，不依賴硬件設備，不需要定制產品，只要是采用相同的手機操作系統(tǒng)程序代碼就可以通用；
只需要額外加一個藍牙轉串口模塊就可以實現對電能表的抄讀和設置，而且該模塊不依賴手機產品，也是一個很通用化的產品；
智能手機平臺在編程工具方面都具有很好的擴展性，故本發(fā)明在功能上擴展性強；智能手機平臺在通信通道上有較強的延伸性，故能夠依靠本特點搭建很好的解決方案，如和主臺系統(tǒng)進行數據通信等。
參考文獻
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[3]韓超,梁泉.Android系統(tǒng)級深入開發(fā)――移植與調試.電子工業(yè)出版社,2011年02月.
篇9
集中抄表系統(tǒng)是一個結構化的開放式系統(tǒng)，采集器通過電能表的通信接口采集電量數據，并通過一定的網絡設備傳輸到供電企業(yè)數據庫中，做為電費結算的依據。目前大多數居民集中居住區(qū)都已經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強度，和人為因素造成的抄表誤差。本文對集中抄表系統(tǒng)提出一些設計改進，使其能增加實時電壓監(jiān)測、故障報修、信息、電費控制等功能，提高電力營銷信息化程度。
2集中抄表系統(tǒng)結構和工作原理
2.1系統(tǒng)結構圖
2.2系統(tǒng)的組成
從上面的結構圖可以看出集中抄表系統(tǒng)是一個結構化的開放式系統(tǒng)，主要有三個部分：分別是硬件部分、軟件平臺、數據傳輸。各個部分都具有較強的兼容性、移置性、升級性和可維護性，方便進行二次開發(fā)和性能改進。同時各個部分的升級換代和功能擴充都很方便，無需對整個系統(tǒng)做大的改動。
2.3硬件部分
原來的集中抄表系統(tǒng)硬件部分只有數據采集器和數據集中器，我擴充設計了電壓監(jiān)測模塊、控電模塊和顯示模塊。
數據采集器：數據采集器能通過485總線與電能表建立數據通信連接，并針對不同的電能表型號，自動選擇合適的通訊規(guī)約，實時自動采集各個用戶的用電數據，并將采集到的信息發(fā)送到數據集中器。
數據集中器：數據集中器的主要功能就是將采集器采集到的電能信息數據，和其他硬件模塊采集的數據傳輸到數據庫，并對傳送的數據進行校驗，防止數據在傳輸中發(fā)生改變。
電壓監(jiān)測模塊：電壓監(jiān)測模塊通過傳感器和電壓采樣線對用戶電能表的電壓實施實時監(jiān)鍘。并經模數電路轉換為數據信息，然后將采集的電壓數據發(fā)送到數據集中器內。可以監(jiān)測相對地、相對相、相對零等電壓，以及電壓的異常波動。電壓采樣由于采用了光電隔離措施，能有效的避免強電串入弱電對人身安全帶來的威脅，和防止設備的損壞。
控電模塊：控電模塊是帶復式控制功能的開關組合模塊，主要功能是對用戶的電源實現遠程控制，能根據系統(tǒng)操作員的指令自動切斷或投入用戶的電源。要求切斷容量適合，并且?guī)щ娮詣訌臀还δ堋?/p>
顯示模塊：顯示模塊是能顯示點陣漢字的信息顯示屏，可以安裝在數據采集器上，它的主要功能是顯示各種用電信息，如電費金額、電壓信息、欠費信息、停電通知和故障信息等等。
2.4軟件平臺
軟件部分由應用軟件、數據庫、硬件支撐平臺組成。其中應用軟件負責對系統(tǒng)進行日常管理操作；數據庫負責采集數據的交換、引用、索引；支撐平臺負責硬件部分的運行、維護。我主要在應用軟件中增加了故障報警功能、信息功能、控電操作功能。
應用軟件：系統(tǒng)管理軟件已封裝成標準的ActiveX控件，可以方便的與供電公司電力營銷管理系統(tǒng)連接。
數據庫：通過采用CIGS中間層可以使應用系統(tǒng)結構清晰，維護簡單易行。CICS其全稱是CustomerInformationControlSystem，即客戶信息控制系統(tǒng)。CICS通過關系數據庫從主數據庫中獲得資源，建立在操作系統(tǒng)、1SO的分布式計算環(huán)境和Encina服務上。
硬件支撐平臺：硬件支撐平臺采用了固化核心和遠程程序下載技術，基于BIOS的硬件結構，使得軟件功能的升級擴充都無需進行現場維護，可以在遠程操作端自動完成。
2.5數據傳輸
數據傳輸部分主要負責建立硬件設備之間的數據鏈路，將采集到的數據傳輸、發(fā)送，并確保傳輸快速準確。原先的設計有PLC、485、以太網和手機無線網絡。根據技術發(fā)展，我對3G技術在集中抄表系統(tǒng)中的應用，做了簡單的介紹和預想。
電力載波：電力線載波PowerLineCarrier，簡稱PLC是電力系統(tǒng)特有的通信方式，它是利用現有電力線，通過載渡方式高速傳輸模擬或數字信號的技術。優(yōu)點是使用電力線作為傳輸介質，不需要線路投資。但是缺點是由于配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以PLC只能用在同一配變的供電區(qū)域內。
RS－485：RS－485是串行數據接口標準，具有接線簡單，傳輸距離長(最大傳輸距離約為1219米)的優(yōu)點，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：以太網采用拓撲總線結構，具有傳輸速度高，連接方便，通用性強的特點。缺點是在電纜供電的小區(qū)內只能在地下電纜管線內走線，施工難度大，日常維護困難。
無線方式：主要有GPRS、CDMA兩種技術，GPRS、CDMA都是無線通信網絡，利用移動手機的本站發(fā)射信號。所以在構建集中抄表系統(tǒng)時。不必重新建設機站，也不需要中繼器，組網簡單，建設費用低，可以適合各種施工地形，減少網絡設備的維護。
3G是英文3rdGeneration的縮寫，指第三代移動通信技術。相對1G和2G主要是提升了傳輸速度，3G技術在室內、室外和行車的環(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技術蓬勃發(fā)展，將來極有可能代替GPRS和CDMA成為尤線數據傳輸的主力，所以現在也應當對網絡傳輸模塊預留3G升級接口，一旦技術成熟就可以立即向3G過渡。
3集中抄表系統(tǒng)在電力營銷管理的應用
隨著人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求已經不僅僅滿足于有電用，良好的供電質量和服務水平，成為社會對供電企業(yè)的新要求。在電力營銷的發(fā)展過程中，原來以用電管理為主的職能正逐漸向用電服務為主的方向過渡，供電企業(yè)為提高供電質量和服務水平，必需要有一套完善的電力營銷管理系統(tǒng)，對用戶的用電狀態(tài)進行實時監(jiān)測，及時掌握低壓配電網的運行情況，發(fā)現異常供電和異常線損、定位電網故障，杜絕供電隱患。但是目前用電監(jiān)控裝置只是以低壓電網中的配變和單位用戶專變?yōu)楸O(jiān)測對象，對廣大的居民用電狀況沒有實時監(jiān)測、控制的能力。
現階段集中抄表系統(tǒng)的建設相當于在居民用戶端與供電企業(yè)之間架設起一條信息高速公路，但這條信息高速公路設計是單向的，只能將數據信息從用戶端上傳至供電企業(yè)。但是通過對該系統(tǒng)進行設計改進，我們完全可以把它建設成雙向傳輸的信息高速公路，利用這條數據鏈路來實現雙向的信息交換，從而為居民用戶提供豐富的用電服務。對集中抄表系統(tǒng)的設計改進主要通過增加硬件組合模塊和軟件分析操作模塊，使其能實現以下幾種功能：
自動分辨故障類型，發(fā)生缺相、接地、缺零、電表燒壞等故障時。彈出報修信息，自動生成報修單。
自動控制用戶欠費，對欠費用戶遠程操作停電，發(fā)送欠費通知信息。
自動停電通知，告知用戶最新的用電信息。
篇10
電力負荷管理系統(tǒng)，又被稱作電力負荷控制系統(tǒng)，是將現代化管理、信息技術、自動化技術等多門學科技術融為一體的系統(tǒng)，其主要功能是實現對電力負荷的監(jiān)測以及管理的一個完整集成系統(tǒng)。它能有效實施對電力負荷的實時監(jiān)測，改善電負荷特性曲線，降低用電高峰和低峰的谷差，實現電力負荷的最佳分布，最大程度的減小損失，最終提高從發(fā)電、供電到用電設備的利用率，對于提高經濟效益，實施節(jié)約型國家具有重大的意義。
1 電力負荷管理系統(tǒng)的結構
傳統(tǒng)的電力負荷管理系統(tǒng)一般由控制管理中心、通信通道和若干個用戶終端組成，其中還包括著若干個中接點，組成一個數據采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，即SCADA （Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，其結構如圖1所示[1]。
1.1 控制管理中心
控制管理中心居于整個系統(tǒng)的核心地位，是整個系統(tǒng)的大腦和指揮中心，它主要由計算機網絡和控制部分組成，計算機網絡部分主要包括：服務器、工作站、人機交換界面（顯示器），打印設備，集線器等網絡設備等，控制部分主要包括數據傳輸信道機以及電源組成。在圖一中主要是指：數據庫服務器、Web服務器、應用服務器、前置機、應用工作站等設備。
數據庫服務器主要作用是數據管理，即對信息進行分類匯總和統(tǒng)計處理，進而保證整個數據的安全可靠。數據庫服務器的配置可以根據實際負荷管理需求大小來進行實際配置，但數據庫服務器必須進行雙熱機備份。
Web服務器主要作用是提供網絡服務功能，通過網絡公布用電信息，同時用戶也可以通過網絡即時了解自己的用電情況，同時也實現催繳電費的功能。
應用服務器的作用是給各種應用服務，諸如數據訪問服務、計算機聯網等提供支撐。
前置機的主要作用是管理系統(tǒng)應用與用戶終端之間的數據交換，具體包括數據的接受與采集、存儲以及主服務器命令的組合、傳輸和用戶終端數據的回收、解釋工作。因此，前置機又被稱為數據采集服務器。數據采集服務器的配置可以根據實際負荷管理需求大小來進行實際配置，但數據庫服務器必須進行雙熱機備份。
應用工作站的主要功能是起到一個自動宏的作用，實現對數據庫服務器的遠程操作管理、用戶終端信息采集管理、負荷管理系統(tǒng)綜合應用管理以及數據分析等功能[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，通信信道的傳遞質量對于系統(tǒng)功能有著很大影響。
通信質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進行通信。在系統(tǒng)中，GPRS模塊一般由CPU、無線通信模塊、SIM卡插槽、擴展數據存儲器等部分組成[2]，其優(yōu)點是主要由移動公司負責維護，成本低，網絡強，但是在一些山區(qū)部分，數據損失率較高，因此需要增加部分中繼站以提高數據的傳輸效果，但是某個中繼站如果收到不可抗力的作用，很有可能導致系統(tǒng)的癱瘓。
“十一五”以來，我國充分增強了基礎設施建設，當前，我國固話網絡以及移動通信網絡基本上已經覆蓋95%以上的國土面積，因此我們可以采用將有線通信技術與無線通信技術有機結合起來的通信模式。
1.3 用戶終端
用戶終端主要是實現實時對用戶數據的監(jiān)測以及數據采集，它主要包括信息采集模塊和數據傳輸線路組成，能夠實時采集到用戶的用電信息、電量情況、電量記錄數據，供電情況等各項用電數據，進而通過數據傳輸線路傳送到系統(tǒng)管理中心。
2 電力負荷管理系統(tǒng)的實現的主要功能
2.1 數據采集和即時處理功能
整個電力負荷管理系統(tǒng)最主要的功能之一就是數據采集功能和即時處理，系統(tǒng)通過用戶終端，實時采集負荷數據、工況數據、電量計數等負荷管理數據，進而生成每天、每月的負荷管理特性曲線，總計有功和無功電能量曲線等，為電力管理部門進行預測分析提供決策的依據。終端數據采集的來源主要是依據電能表脈沖輸出、門接點、輸出（計量表計、交流采樣裝置或其他智能裝置）、開關輔助觸點等[3]。
2.2 數據的記錄保存功能
在實現對數據的采集之后，就要對采集到的數據進行保存，保存的主要數據有每日、每月的三相電壓、有功電能示值、無功電能示值、三相電流、任務點數據以及報警事件等數據。
2.3 負荷控制、預測分析功能
電力負荷管理系統(tǒng)的另外一個重要功能就是實現對功率設定值的閉環(huán)控制調節(jié)、用電量設定值的閉環(huán)控制調節(jié)以及遙控等多種控制方式，在超過設定值范圍的時候，系統(tǒng)會自動根據以往數據進行做出相應反應，如自動斷電或者繼電保護等。
負荷預測分析功能的實現基礎就是豐富的用戶用電數據，有了大量的用戶數據就可以根據以往經驗進行專家系統(tǒng)判斷，自動對下一階段用戶用電水平進行評估分析，并及時作出預測分析。
2.4 遠程自動抄表功能
遠程自動抄表實現了抄表的自動化，其利用電子計量表的功能，自動實現數據的記錄、采集，并通過電力負荷系統(tǒng)的數據通信信道資源和終端設備，將采集到的數據傳輸到控制中心，便可以實現遠程自動抄表功能；同時，系統(tǒng)定時采集的數據也會暫時存儲在用戶終端中，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、錯抄等問題，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
根據事先設定的事件的重要性，可以將電力負荷管理系統(tǒng)的事件重要性分為重要事件和一般事件，同時分類記錄。
2.6 安全保護功能
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以及采集，用戶終端在控制中心程序設定無通信狀態(tài)下，自動進入保電時間，在控制中心解除鎖定后，自動恢復到正常狀態(tài)。
2.7 本地系統(tǒng)管理
負荷管理系統(tǒng)提供分級管理權限。負荷管理系統(tǒng)對提供終端的數據包括用戶檔案的錄入、終端配置參數、控制參數和限值參數的設置以及查詢等；系統(tǒng)能夠實現對通信設備的管理，主要是指通信信道管理、中繼站管理以及參數配置等；系統(tǒng)實現對運行狀況監(jiān)測，對終端、主站和中繼站的運行狀態(tài)進行顯示、統(tǒng)計分析，對事件進行自動記錄；系統(tǒng)實現對多種數據不同采集方式的采集，實現電能量數據采集的準確性、及時性、完整性以及可靠性。通過系統(tǒng)提供的多功能的負荷監(jiān)控手段，可以動態(tài)監(jiān)測用戶負荷，并根據需要進行有效控制。另外，系統(tǒng)還能進行負荷數據的深層次綜合運用，并實現數據開放和數據共享。
3 結語
電力負荷管理系統(tǒng)是一個開放的，不斷發(fā)展的系統(tǒng)，在這里我們僅僅是講述了系統(tǒng)的結構以及實現的主要功能，對于我們實現電力負荷的全程自動化運行還尚欠火候，我們可以推斷，電力負荷管理系統(tǒng)會朝以下幾個方向發(fā)展。
3.1 系統(tǒng)通信技術多樣化
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，隨著數字通信技術的不斷發(fā)展，通信手段必將多樣化，信號更強，保密性更好是一個良好的發(fā)轉方向。
3.2 專家系統(tǒng)應用更加廣泛
未來系統(tǒng)更加智能化，專家化，一個完整的系統(tǒng)必將是一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)運營中出現的問題，由計算機分析，采用一個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
一個開放性的終端，將實現每個家庭，每個用戶的實時管理，人機交換操作，以達到節(jié)約電能，實現最優(yōu)運行效果。
參考文獻
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篇11
電力線通信有無可比擬的網絡覆蓋優(yōu)勢，我國擁有全世界排名第二的電力輸電線路，擁有用電用戶超過10億，居民家里誰都離不開電力線；顯然連接這10億用戶的既存電力線是提供上網服務的巨大物質基礎。在廣闊的農村地區(qū)，特別是那些電話網絡不太發(fā)達的地區(qū)，PLC更有用武之地，畢竟電力網規(guī)模之大是任何網都不可比擬的。雖然這些地區(qū)上網短期需求量并不大，市場發(fā)展成熟較慢，但會存在電力線上網先入為主的局面，對PLC的長遠發(fā)展和擴展非常有利。
電力線通信可充分利用現有低壓配電網絡基礎設施，不需要任何新的線路鋪設，隨意接入，簡單方便的安裝設備及使用方式，節(jié)約了資源和費用，無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公共設施的破壞，同時也節(jié)省了人力，共享互聯網絡連接，高通訊速率可達141Mbps（將未通過升級設備可達200Mbps）。PLC調制解調器放置在用戶家中，局端設備放置在樓宇配電室內，隨著上游芯片廠商14M產品技術相對成熟。PLC設備整體投入不斷下降，據調查當前14M的PLCModem產品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平，而局端設備則更便宜。由于一般一個局端拖帶PLC調制解調器的規(guī)模為20-30臺，因此隨著用戶的增長，局端設備可以隨時動態(tài)增加，這一點對于運營商來說，不必在設備采購初期投入巨大的資金。因此也有寬帶網絡接入最后一公里最具競爭力的解決方案之稱。
電力線通信的缺點
傳輸帶寬的問題。PLC與電話線上網從本質上講并沒有區(qū)別，都是利用銅線作為傳輸媒質，銅線上網的最大問題是不能解決傳輸帶寬問題。雖然14M的產品已經成熟，但電力線上網是共享帶寬，若同一地區(qū)多個用戶同時上網則數據傳輸速度將會相應降低，如何保證用戶能夠獲得足夠帶寬成為挑戰(zhàn)噪聲安全性問題。由于電力網使用的大多是非屏蔽線，用它來傳輸數據不可避免的會形成電磁輻射，從而會對其它無線通信，如公安部門或軍事部門的通信造成干擾；再次電力線上網存在不穩(wěn)定的問題，家用電器產生的電磁波對通信產生干擾，時常會發(fā)生一些不可預知的錯誤。與信號潔凈特性恒定的Ethernet電纜相比，電力線上接入了很多電器，這些電器任何時候都可以插入或拆開，并機或關閉電源。因而導致電力線的特性不斷變化，影響網速。
衰減問題。與以太網接入或者ADSL接入不同，盡管PLC接入可以選擇家庭內任意電力插座聯接到Internet，但是就目前而言，由于衰減因素仍然存在，不同接入點的帶寬是不一樣的，如果家庭比較大，那么在最遠處接入，帶寬衰減將非常明顯。其次大部分情況下，PLC數據需要通過電表傳輸，帶寬往往在這里產生非常大的衰減，這成為PLC的技術瓶頸之一，有專家表示主要問題在于電表的設計，而不是PLC自身的技術因素，但由于電表是既有產品，不可能對其大規(guī)模換用，所以只能通過PLC產品自身技術來克服PLC衰減問題。
篇12
Keywords: low voltage set copy; Detection device
中圖分類號：TU71文獻標識碼：A 文章編號：
0 引 言
由于缺乏相應的軟、硬件測試手段，無法模擬現場的各種工況，難以發(fā)現低壓集抄系統(tǒng)的產品質量隱患，亟需研制一種面向低壓集抄系統(tǒng)的檢測裝置，對低壓集抄系統(tǒng)各組件的功能和性能進行一體化測試。
1 技術方案
1．1 檢測裝置的結構
采用一柜一掛表架的分體式結構，數字信號源、功率放大器、標準電能表裝在柜中，其余部分不在掛表架中。掛表架采用兩排結構，上排設置12個單相電能表表位，下排設置2個集中器位、2個采集器位、3個三相電能表表位。電流接線采用壓接式，其余采用插座接線的方式。三相平衡設計?？傮w框圖如圖l所示。每個電能表位置提供1個電能表校驗脈沖輸入接
圖1檢測裝置總體框圖
口，1個時鐘信號輸入接口，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，并且可根據用戶需要，擴充支持微功耗無線和藍牙方式。配置測試各種集中器所需的以太網、RS232接口、GPRS／CDMA調制解調器、PSTN調制解調器和PSTN換機。
1．2 檢測裝置具備的功能
檢測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)約進行系統(tǒng)通信規(guī)約的檢測，而且可以對集中器、采集器、用戶電能表等設備實時走字，測試集抄系統(tǒng)運行工況。能對集中器、采集器、用戶電能表進行時鐘準確度測試。能依據GPS時鐘對集中器、采集器、用戶電能表進行授時。
采用數字化程控信號源，模擬出集抄系統(tǒng)運行環(huán)境，通過加快時鐘節(jié)拍，利用虛擬電能表產生測試所需的電能表數據，配合可設置的測試策略，使得系統(tǒng)歷史數據的測試時間大為縮短，提高測試效率。
2 硬件單元
檢測系統(tǒng)主要由數字信號源、功率放大器、標準電能表、誤差處理系統(tǒng)、虛擬多功能電能表、GPS時鐘頻率源、功耗測試儀、運行環(huán)境模擬電路、通信線路、IDE測試環(huán)境和PC機等組成。
2．1 分布式MCU控制系統(tǒng)
整個檢測裝置屬于一個分布式控制系統(tǒng)，是多個MCU系統(tǒng)的集成，核心主控CPU由PC機承擔，裝置控制部分MCU的通信關系如圖2所示。
圖2 控制部分CPU通信關系圖
DSP信號源的MCU為TMS320F2407A；控制及通信部分的MCU為P89LV51RB2，通過外擴四路UART接口分別連接輸入脈沖切換電路、表位485接線切換電路、誤差處理電路和標準表。電表485通信板的MCU為AT89S52。
以上各功能模塊之間通過RS232C和CAN總線進行通信。
2．2 高精度數字信號源
采用高速DSP和高速D／A轉換器實現直接波形輸出，波形輸出的工作過程完全由DSP程序和算法控制，當DSP收到需要調節(jié)輸出量的指令后，重新計算和刷新該量的輸出量波形表，采用AD587來保證參考電壓的穩(wěn)定。并根據l6位A／D轉換器的高精度輸入采樣值進行分析調整，以實現閉環(huán)控制。利用DSP強大的實時運算能力，實現數字信號源的各種功能，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，它是專門為放大校驗用電壓、電流信號設計的電路，具有較窄的通頻帶(40Hz-lkHz)，輸大的時間常數和輸深的反饋量，適合放大穩(wěn)態(tài)信號，具有很高的穩(wěn)定性和準確度。
功放管采用的是10對安森美公司的MJ15024和MJ15025，主要通過精確設計和升流器(升壓器)的匹配、繼電器動作時序、末級輸出管的過流保護、反電勢吸收等來保證可靠性。若發(fā)生電壓短路和電流開路，則輸入波形和輸出波形有較大的差值，反映在差值檢測電路上，就能輸出保護信號給CPU，CPU就能進行相應的操作實現保護。
2．4 測試方式切換電路
由于既具有電力線載波集抄測試功能，又具有電能表誤差測試功能。因而檢測裝置須對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)測試狀態(tài)進行切換。同時依照集中器、采集器、電能表之間的接線和從屬關系，也經由切換電路進行設置。運行環(huán)境模擬切換電路主要分兩部分，如圖3所示。
圖3 測試方式切換電路框圖
2．4．1 電壓、電流接線方式切換
通過四常開四常閉的220V接觸器切換電路實現：
(1)抄表系統(tǒng)測試時所有電壓接通，使載波通道可以建立物理連接；
(2)校表狀態(tài)時，隔離電壓互感器接入，電流回路串聯，實現高精度誤差測試。
2．4．2 小信號切換
通過小信號繼電器切換電路，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確度和時間準確度，本裝置的GPS接收模塊采用RS232與PC機相聯， 通訊協議是標準的NMEA-0183。對GPS接收模塊送出的內容進行解碼，就可以得到所需的時鐘信息，可以用于對外接設備進行授時和比對，授時精度
2．6 通信電路
由兩塊8口的MOXA工業(yè)級多串口卡、RS232-RS485轉換電路、PSTN交換機、PSTN調制解調器、GPRS調制解調器、以太網交換機等組成。
3 測試原理
測試方法有實際運行方式與虛擬運行方式兩種。
3．1 實際運行方式
檢測裝置提供了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，通過不同的連接線配置測試所需的應用環(huán)境，通過軟件控制信號源的電壓、電流、相位，測試軟件通過GPRS無線公網對集中器抄讀電能表運行數據，完成集抄系統(tǒng)實際運行方式的測試。
3．2 虛擬運行方式
檢測裝置用軟件模擬現場運行的電能表，通過集中器、采集器與虛擬電能表進行通信，虛擬電能表的數據通信協議遵循DL／T645規(guī)約。完成集抄系統(tǒng)虛擬運行方式的測試。
虛擬電能表硬件部分，通過共6個串行口與外部進行數據交換。其中2個串行口轉換成RS485接口用于模擬臺區(qū)總表，接人到集中器臺區(qū)總表接口；2個串行口轉換成RS485接口用于模擬用戶RS485電能表，接入到采集器的RS485口；另2個串行口分別通過青島東軟的PRO-II型抄控器和北京曉程的DEMO-PL3201調試器轉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，通過當前調置的電壓電流和相位值，縮放比率，起始時間等參數自動進行走字。
試驗時發(fā)送消息，調用計電量子程序，計時終止時，再發(fā)送消息，關閉計電量子程序，如果是運行期間跳過某個階段，只需再加送一次結束時間，虛擬電能表會自動計算跳過的某個階段的電量，并實現電量的累加，使得在現場需運行很長時間，在虛擬電能表模塊可以在較短的時間內完成。還可以通過時鐘加速運轉方法進行加速走字，加速的電量自動計算更新。
4 結束語
檢測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：
篇13
文獻標識碼:A
文章編號:1009-2374(2009)19-0035-02
隨著電力負載的急劇增長,傳統(tǒng)的抄表方式越來越困難,基于此國內外提出了一種無線抄表技術來取代傳統(tǒng)的抄表方式。但目前流行的紅外線和GPRS無線抄表技術都存在著傳輸距離短、付費使用頻段等缺點,本文運用基于2.4GHz免費通信頻段的Zigbee技術作為無線抄表系統(tǒng)的下位機采抄和傳輸工具,利用ARMLinux嵌入式系統(tǒng)對采抄的數據進行匯總,最終實現了一套完整的無線抄表系統(tǒng)的設計。圖1為系統(tǒng)實現框圖:
一、Zigbee系統(tǒng)對電表電量采集的實現
(一)硬件設計
Zigbee系統(tǒng)在本設計中主要分為終端設備和網關設備兩部分,其中終端設備就是完成對電表數據的采抄工作,具體實現框圖見圖1。該部分是由單相電子式電能表和工控數據轉換器及MG2455模塊三部分組成的。
ZigbeeMG2455芯片是由韓國Radio Pulse公司生產的,具有增強標準的8051單片機特性,同時內置了ZigBee協議棧,有極高的接受靈敏度和抗干擾性能、支持數字化的接受信號強度指示器、超低功耗、電流消耗小、鏈路質量指示和傳輸距離遠等特點。單相電子式電能表為哈爾濱電表儀器廠有限公司生產的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、負載能力強、功耗低及便于監(jiān)控等特點。而系統(tǒng)使用的工控數據轉換器是深圳和鑫有限公司生產的HXSP-2108B有源接口轉換器,該轉換器主要完成RS485接口協議與RS232接口協議的轉換,具有極高的轉換穩(wěn)定性。
(二)軟件設計
圖2為Zigbee終端與電表通信的軟件設計流程圖。由電表和無線收發(fā)模塊組成的數據終端設備在整個系統(tǒng)中起著命令的接受和數據的采集傳輸的作用。終端設備的主要工作過程如下:首先對節(jié)點進行初始化,也就是對MG2455模塊進行初始化,其工作包括定義系統(tǒng)的時鐘信號、工作頻率、電源管理方式、ZigBee網絡層和MAC層的參數及I/O接口和外設的初始化。然后進入尋找網絡階段,即尋找上位機。如果在其信號所覆蓋的范圍內有網絡存在并符合判斷信息即加入到該網絡。最后進入到等待命令狀態(tài),若沒有接收到命令,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協議實現,但作為硬件設計和軟件設計都最為常見的串口還是可以在短距離和低傳輸速率的領域中擁有極高的適用性。
(一)硬件設計
本部分主要是利用RS-232接口實現ARM嵌入式系統(tǒng)與Zigbee無線系統(tǒng)的連接進而實現網關設備的功能,通過ARM板載的SP3232E芯片和Zigbee無線系統(tǒng)上的MAX3221芯片來實現串行數據的通信。由于采用了常見的串口作為通信媒介,簡化了硬件設計。作為接收命令端的Zigbee系統(tǒng)由于采用的是8051為內核的CPU,因此時刻處于等待命令狀態(tài)。作為上位機的ARMS3C2410系統(tǒng)植入了Linux操作系統(tǒng),當運行了串口實現程序后,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現就是Linux系統(tǒng)下的串口實現程序的設計。
(二)軟件設計
因為ZigbeeMG2455為本設計的下位機,因此軟件設計主要集中在對ARM板載的SP3222E芯片的實現和Linux操作系統(tǒng)串口程序的實現上。因為目前Linux內核無論是2.4.x還是2.6.x系列內核都對串口有很好的支持性,因此在Linux對串口驅動上的實現就極為簡單,這也是本實驗選擇串口作為通訊媒介的一個主要原因,可以極大的簡化后期的維護,有利于推廣。
Linux串口實現程序主要是對Termios結構體進行設置,該結構體主要完成對串口波特率、字符大小等進行設置,該結構體主要是對Linux下的/dev/ttySx設備文件進行設置的,當設置好后即可發(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)的實驗與測試結果
對于本抄表系統(tǒng)的測試是在實驗室內部環(huán)境中進行的,其中一個房間內放置了一臺電腦和ARMS3C2410開發(fā)系統(tǒng)作為網關設備,兩個終端設備以及驗證終端設備數據的電腦分別安放在兩個不同的地點且工作運轉良好。當網關設備發(fā)送讀取表的正向有功總電能的命令時,系統(tǒng)總是能及時快速的把命令傳遞給終端設備,并把終端設備傳回來的數據顯示出來。經過數十次反復驗證實驗模擬抄收,發(fā)現電表上顯示的數據同終端驗證電腦上顯示的數據,及ARMS3C2410開發(fā)系統(tǒng)的數據一致。證明該系統(tǒng)在小范圍內的運行相對穩(wěn)定。
四、總結
實驗證明,該設計可以完全實現無線抄表功能,同時軟硬件設計簡單實現方便、能獲得滿意的數據傳輸準確率和數據傳輸速率、低成本、低功耗,適于大規(guī)模推廣應用。在其他需要無線數據傳輸的領域內也具有極高的適用性。
參考文獻
[1]羅亮,等.ZigBee技術在ARM數控系統(tǒng)組網中的應用[J].兵工自動化,2008,(7).
