畢業(yè)設計（論文）基于單片機的電力線遠程抄表系統(tǒng)設計

1、畢業(yè)設計（論文）基于單片機的電力線遠程抄表系統(tǒng)設計學 院 年級專業(yè) 電子信息工程4班 學生姓名 指導教師 專業(yè)負責人 答辯日期 2007年6月24日畢業(yè)設計任務書學院：里仁 系級教學單位：電子與通信工程學號學生姓名專 業(yè)班 級電信4班題目題目名稱基于單片機的電力線遠程抄表系統(tǒng)設計題目類型工程設計題目性質實際題目來源實際主要內容 在深入學習單片機及其接口電路的基礎上，設計電力載波遠程抄表系統(tǒng)。系統(tǒng)由單片機、傳感器、脈沖整形計數(shù)、看門狗、e2prom、電力載波傳輸模塊等電路組成。要求設計硬件電路圖及系統(tǒng)軟件?；疽?. cpu采用89c51或89c20512. 電力載波傳輸模塊可考慮選用st75

2、36、p300等3. 考慮系統(tǒng)的抗干擾措施，采用crc校驗或其他檢錯方法。參考資料st7536數(shù)據手冊單片機原理與應用中國期刊全文數(shù)據庫及google等網絡資源周 次14周58周912周1316周1718周應完成的內容查閱資料熟悉內容方案設計電路設計完善設計軟件編程撰寫論文指導教師：練秋生職稱：副教授07年3月20日系級教學單位審批： 年 月 日摘 要隨著國民經濟和電力事業(yè)的迅速發(fā)展，一戶一表制已基本普及，企業(yè)級的電力負荷監(jiān)測、控制系統(tǒng)已在一些地區(qū)投入使用，取得了較好的效果。但低壓電力用戶由于數(shù)量多，地域分布廣，電力公司的抄表工作量相當大。因此采用新的技術手段，利用本地和遠程自動抄表技術，完成

3、自動抄表并達到實時監(jiān)控電能表計的目的，同時減少人工上門抄表、數(shù)據輸入等繁雜又容易出錯的勞動，提高工作效率，真正做到用電管理自動化，遠程集中抄表系統(tǒng)就成為電力公司解決抄表問題的一種選擇。本文旨在提供一種利用低壓電力供電網絡、低成本、高可靠地實現(xiàn)公共事業(yè)收費自動化和小區(qū)物業(yè)管理智能化的技術應用。本文討論了數(shù)據采集器和數(shù)據集中器的軟硬件設計，并對低壓電力線網絡的特性等進行了分析。在分析擴頻通信的基本原理的基礎上，較詳細地介紹了電力載波遠程抄表系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案，包括硬件模塊和管理軟件。關鍵詞低壓電力線網絡 集中抄表 集中器 遠程抄表abstractwith the development of ec

4、onomy, the consumption of electrical power has greatly increased. because of the great amount and widespread of the power consumers, the workload of meter reading becomes burdensome. remote concentrated meter reading system is a good solution for this problem. amrs can help us reduce the workload of

5、 meter reading improve work efficiency and realize the management automatization.technique of transmitting data via power line(pl)，a new technique developed in recent years，is used to automotive the free collecting system in public service and the management of uptown service o this article discusse

6、d the advantage,disadvantage and the current state of the power line carrier communication. the advantage，method and current state of using spread spectrum technique in power line communication are discussed. then the characteristic of low voltage power network was also compendious analyzed 。 in thi

7、s paper, after introducing the principle of ssc, design of hardware and software of the system are been discussed. the system has been put into use, the result has proved its high stability and reliability.keywords low voltage power network; collect meter reading system; collector; remote meter read

8、ing目 錄摘 要iabstractii第1章 緒論11.1課題背景11.1.1遠程抄表系統(tǒng)的研究背景11.1.2智能遠程抄表系統(tǒng)21.1.3遠程抄表采用低壓電力線載波通信網21.2國內外技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢31.3論文的主要內容4第2章 遠程自動抄表系統(tǒng)的構成及功能52.1遠程抄表系統(tǒng)的構成52.2系統(tǒng)工作原理62.2.1集中器62.2.2數(shù)據采集終端.82.2.3載波電表102.2.4主站122.3 本章小結.13第3章 系統(tǒng)硬件設計153.1對主要單片機的介紹153.2數(shù)據采集器173.3數(shù)據集中器193.4 本章小結19第4章 系統(tǒng)的軟件設計214.1 數(shù)據采集器的軟件設計214.1

9、.1 主程序214.1.2數(shù)據采集與處理子程序214.2 數(shù)據集中器的軟件設計254.2.1主程序設計264.2.2電源管理程序的設計274.3 本章小結.27結 論29參考文獻31附錄133附錄239附錄343附錄457致謝59第1章 緒論1.1課題背景1.1.1遠程抄表系統(tǒng)的研究背景從十九世紀七十年代貝爾發(fā)明電話到今天信息高速公路的建設，一百多年來，通信技術己經發(fā)生了翻天覆地的變化，特別是近年來，隨著微電子技術和計算機技術的高速發(fā)展，通信技術更是日新月異。迅速發(fā)展的通信技術已經成為人們生活不可缺少的一部分1。隨著城鄉(xiāng)電網改造工程的深入和電力市場改革的深化，要求用電管理、配電管理實現(xiàn)智能化、

10、自動化和科學化，配電網的自動抄表系統(tǒng)是用電營業(yè)管理自動化的一個重要手段和組成部分。通過自動抄表可以實現(xiàn)自動、集中、定時地抄錄各用戶的電量，迅速統(tǒng)計低壓實時線損，通過銀行向各用戶自動完成轉賬收款、電費結算，為供電部門的用電監(jiān)察提供服務。當配網電力市場開放時，提供更多的戶信息和市場信息。因此自動抄表系統(tǒng)是邁向配電自動化的第一步。遠程集中抄表技術是利用現(xiàn)代通信技術和計算機技術，結合電能表技術，實現(xiàn)電力企業(yè)減人增效、提高經濟效益的技術措施和手段。集中抄表的媒介可以有低壓電力線、雙絞線、同軸電纜等。目前，大部分建筑物內的防火、防盜、空調等系統(tǒng)都是基于雙絞線、同軸電纜或光纜等物理媒介進行通信的。這些通信線

11、路，雖然通信容量較大，但造價高、維護難，尤其對老建筑物的改造更加不易。相反只要有建筑就會有電力線，利用電力線進行通信可以大大地減少投資和對線路的維護成本，電力線自動抄表系統(tǒng)的成本低，免去了重新架設線路的麻煩，而且可最大限度地發(fā)揮電力系統(tǒng)的優(yōu)勢。電力部門利用電力線傳輸數(shù)據可達到“四遙”水平，即遙測,遙信、遙控、遙調，這樣可節(jié)約大量的人力、物力和財力。因此，電力線遠程抄表是最符合電力系統(tǒng)特點的自動抄表方案，本論文將詳細論述關鍵部分的工作原理.1.1.2智能遠程抄表系統(tǒng)智能遠程抄表系統(tǒng)基本解決了人工抄表和一般自動抄表系統(tǒng)的難題，不但能夠實現(xiàn)水、電、氣表的遠程查抄、計量和收費等功能，還具有通斷控制功能

12、(控制中心需取得通斷控制的合法權限)，同時在系統(tǒng)中增加了各種防護措施，包括防斷線、防強磁干擾、防開啟等，能夠自動檢測斷線、強磁干擾、非法檢修等狀態(tài)，并由管理中心計算機顯示2。此外智能采集器預留多個數(shù)字采集端口，可采集住戶的若干報警信息并通過軟件處理報警信息，為其他系統(tǒng)的集成進入(如安全防護系統(tǒng))留有接口。智能遠程抄表系統(tǒng)的優(yōu)越性在于:只要有用水、電、氣的地方，就需要計費結算，通過集中計費系統(tǒng)，可以在不必進入住戶住宅的情況下實現(xiàn)完整、合理的分攤與結算，并降低抄取數(shù)據的費用;由于從讀數(shù)設備到帳單打印全部采用嚴密的電子數(shù)據傳輸，避免了人為讀數(shù)錯誤，增強用戶對計費計算的信任度，避免了煩瑣的走訪式抄表，

13、減少了對用戶的干擾。1.1.3遠程抄表采用低壓電力線載波通信網自動抄表系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)，有很多方式,本論文采用低壓電力載波通信方式.低壓電力線載波通信網,利用低壓電力線作為amr系統(tǒng)的底層數(shù)據通道運行成本低,無疑是很方便的。其通信的基本原理如圖1-1所示。數(shù)字終端數(shù)字終端調制調制放大放大濾波濾波耦合變壓器耦合變壓器圖 1-1低壓電力線載波通信基本原理 220v ac在發(fā)送數(shù)據時，發(fā)送器先將數(shù)據調制到一高頻載波上，再經過功率放大后通過藕合電路藕合到電力線上。信號頻帶一般為50khz-300khz，峰值電壓不超過l0v，因此不會對電力線路造成不良影響。此高頻信號經線路傳輸?shù)浇邮辗?，接收機通過藕合電

14、路將高頻信號分離出來，濾去干擾信號后放大，再經解調電路還原成二進制數(shù)字信號。低壓電力線載波通信網的系統(tǒng)結構同rs-485系統(tǒng)結構，采用總線結構。在同一變壓器臺區(qū)下，一個集中器采集若干個采集器或電能表的數(shù)據，構成一個總線型網。1.2國內外技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢電力公司為了商業(yè)收費而進行的抄表工作可以追溯到l00多年前。早期的力一法是抄表員走家串戶，讀取用戶表計的數(shù)據，并記錄在抄表記錄本上由此生成用戶繳費所需的帳單。當抄表系統(tǒng)采用通信、網絡和計算機技術后，使得抄表系統(tǒng)可實現(xiàn)手持終端抄表，車載無線電抄表以及全自動抄表(amr,automatic meter reading)。到日前為止，常見的抄表方

15、式有如下幾種3: 人工抄表:由抄表員人工讀取用戶表計的數(shù)據并記錄在抄表記錄本上。早期，是人工計算用戶的用電量、用水量或用氣量并生成帳單。后來，隨著電腦的廣泛應用，采用電腦來加速帳單的生成和防止人為的錯誤。這種基本的方式100多年來一直在使用。手持終端(手持電腦)人工抄表:這種方法可以將表計的數(shù)據人工讀出并錄入手持終端，生成帳單。有些手持終端還夠“聰明”可以向抄表員批示抄表路線，指示與表計有關的特殊信息(如某個院子有惡狗)，提示抄表員可能出現(xiàn)錯誤(如用電量超出正常范圍、電表反轉)等功能。手持終端(手持電腦)自動抄表:當各表計具有紅外通信、無線電通信、rs-232c, rs-485、電力線載波通信

16、等接口時，手持終端可以通過通信接口自動讀取表計的數(shù)據。這種方式在表計難以接近(如表計被鎖在室內、表計附近有惡狗)時特別有用。車載無線電抄表:通過小功率無線電收發(fā)器進行表計和手持電腦或車載電腦的通信，抄讀表計的數(shù)據，降低了抄表過程的工作量。自動抄表(automatic meter reading):全自動抄表是指抄表主站(master station)通過通信通道(如電話網、無線電通信、電力線載波(plc)通信、有線電視電纜通信、光纖電纜通信、專用線路通信等)自動地讀取每一只表計的數(shù)據，通過遙測、傳輸和計算機系統(tǒng)匯總到營業(yè)部門，代替人工抄表及一連串后續(xù)工作。用于電力系統(tǒng)的自動抄表系統(tǒng)按其用途分類

17、，主要有用于抄讀低壓電力用戶表計的抄表系統(tǒng)和用于抄讀變電站(發(fā)電廠)關口及大用戶表計的抄表系統(tǒng)。目前低壓用戶集中抄表系統(tǒng)主要完成電能量數(shù)據的自動采集和處理，為電能量計費和用電管理系統(tǒng)提供準確的數(shù)據。1.3論文的主要內容論文比較系統(tǒng)的討論了基于單片機的電力線遠程抄表系統(tǒng)的原理，主要進行了硬件方便的設計，主要討論的內容有以下三點：(1) 研究了遠程抄表的工作過程,采用低壓電力線傳輸。(2) 分析了電力線遠程抄表系統(tǒng)的構成、原理以及功能。(3) 詳細闡述了數(shù)據采集器和數(shù)據集中器的軟硬件設計。第2章 遠程自動抄表系統(tǒng)的構成及功能本章系統(tǒng)介紹遠程自動抄表的實現(xiàn)過程，電表采用的是載波電表，利用低壓電力線傳

18、輸，集中器與系統(tǒng)主機的連接是通過pstn（公共電話網絡），這樣能有效減少重新架設傳輸線路，有效的利用即有網絡實現(xiàn)通信，節(jié)省了人力，物力，財力。2.1遠程抄表系統(tǒng)的構成用戶載波表系統(tǒng)主站集中器市話線臺變載波采集終端圖 2-1 低壓電力線載波自動抄表系統(tǒng)框圖系統(tǒng)構成框圖如圖2-1所示。采用用戶載波表加載波采集終端，即可進行電力線載波通信功能的操作，完成電能計量、電壓和功率測量等;集中器掛接在同一臺配變器下的電力線上，根據設置的要求定時或隨時通過電力線抄收臺變下所有載波表的測量數(shù)據并保存;主站計算機可通過電話網或其他通信媒介對集中器發(fā)布設置、廣播命令或抄表命令，對集中器進行綜合數(shù)據的抄收，對集中器下

19、的任一臺載波電表進行召抄或通斷電控制，從而實現(xiàn)遠程抄表和監(jiān)控功能，極大減少電力部門的勞動力，提高社會效益和經濟效益;為電力管理上等級和現(xiàn)代化管理水平的提高打下堅實的基礎4。2.2系統(tǒng)工作原理2.2.1集中器數(shù)據集中器在抄表系統(tǒng)中起著很重要的作用，工作原理如圖2-2所示。通信媒介接口模塊自適應控制電路電力線載波通信處理接口cpu 工作狀態(tài)顯示大容量數(shù)據存儲區(qū)系統(tǒng)硬件時鐘本地通信接口線路抗emi保護和電源管理模塊圖 2-2 集中器工作原理框圖集中器根據已設置好的不同的抄表方案對各載波電表實現(xiàn)雙向數(shù)據傳送，具有內部硬時鐘可與系統(tǒng)進行廣播校時，并實施定時抄表命令，存儲抄表數(shù)據，可通過各種網絡媒介與主站

20、完成數(shù)據交換。集中器的作用是將配變臺區(qū)載波電能表連成本地網絡，能自動抄錄數(shù)據采集終端及載波單表的數(shù)據，集中并存儲。通過抄表器或電話線將數(shù)據傳輸給電力局的計算機中心。從圖2-2可看出，數(shù)據集中器是由cpu, ram、直流電源5、指示電路及接口組成，是一個能通過載波接口及rs232接口與外界通信的單片機系統(tǒng)。下面簡要介紹各組成部分:(1) 直流電源:利用220v交流電降壓后，經整流、濾波、穩(wěn)壓后分別得到+24v, +5v.(2) 指示電路:指出數(shù)據集中器工作是否正常、欠壓。(3) 主機:由cpu, ram以及附加電路組成運行程序，完成各項功能。(4) 接口電路:具有rs232接口、載波通信接口、r

21、s485接口兩個接口電路。其中rs232接口和rs485接口是通過電纜進行抄表器通信、計算機通信。載波通信接口是利用電力線與載波單表、采集終端進行載波通信。工作原理，cpu與ram的工作原理與一般的計算機系統(tǒng)類似，這里主要介紹接口的工作原理。(1) rs232接口6由9腳d型插座與外部設備聯(lián)系，d型插座所有腳上的信號電平都是eia電平:“0”(+3v+15v),“1”(-3v15v)。這種電平，經過幾十米導線傳輸衰減后，仍能區(qū)分“1”或“0”，而ttl/cmos電平經導線傳輸衰減后很難區(qū)分“1”或“0”。所以，凡是數(shù)據集中器輸出到d型插座的信號(rts,td,dtr)需將ttl/cmos電平轉

22、換成eia電平，凡從d型插座輸入給數(shù)據集中器的信號(dcd,rd,ri，cts)需將eia電平轉換成ttl/cmos電平。電平轉換是rs232接口的第一個功能。rs232接口的第二個功能是傳遞通信的應答信號，以便步調一致，順利地通信。(2) modem功能eia電平在30m距離內傳輸，衰減后仍能辨認，所以數(shù)據集中器與抄表器之間通信，只需通過d型插座將它們相連就行了。由于直接相連，應答信號可以免去，只需發(fā)送數(shù)據、接收數(shù)據、地線三根線相連就可以了。超過30m距離就不用專用線了、一般借用電話線7。但電話線只能傳輸模擬信號，通帶很窄(30-3khz )，而數(shù)據集中器與計算機中傳遞的都是數(shù)字信號“1”與

23、“0”其跳變部分含有很高的頻率成分。如在電話線上直接傳輸數(shù)字信號，將產生很大的失真，無法區(qū)分“1”與“0”造成數(shù)據傳輸出錯。為了能用電話線傳輸數(shù)字信號，在發(fā)送端必須先將數(shù)字信號“1”與“0”轉換成2khz與1khz的音頻信號(屬于模擬信號，在電話線的通帶范圍之內)，再調制到電話系統(tǒng)的載波上，沿電話線傳輸出去，在接收端再進行反變換，將模擬信號還原成數(shù)字信號“1”與“0”數(shù)據集中器將數(shù)據傳送計算機。這個任務是modem來完成。發(fā)送端的modem是將數(shù)字信號變換成模擬信號、接收端的modem是將模擬信號變換成數(shù)字信號。(3)載波通信接口本接口的核心是電力線載波通信集成電路。在發(fā)送狀態(tài)時，它把數(shù)字信號

24、調制成調頻信號而發(fā)送到電力線上8。在接收狀態(tài)時，它能從電力線上接收微弱的調頻信號，經限幅放大后，解調成數(shù)字信號，濾去高頻諧波噪聲等，再整形成數(shù)字信號。a、發(fā)送電路數(shù)字輸入當tx irx輸入端為“1”時，集成電路處于發(fā)送狀態(tài)，其框圖如圖2-3所示。調制電流控制振蕩器正弦波發(fā)生器alc功放圖 2-3 載波通信發(fā)送電路cr數(shù)字信號經調制器去控制電流控制振蕩器，將“1”和“0”分別變成65khz與67.9khz的三角波，經正弦波發(fā)生器整形成正弦波，經自動電平控制(alc)到功放輸出。電流控制振蕩器的中心頻率fo=65khz，由co粗調，ro細調。alc實現(xiàn)輸出幅度自動調節(jié)，當負載阻抗很高時，alc將減

25、少驅動，當負載阻抗低時，alc提供大的驅動，本芯片發(fā)送電流可達60map-pe輸出電壓幅度由負載阻抗和輸出電流決定。如輸出電流不夠(在傳輸距離遠，負載阻抗低時)可外接功率放大器。b、接收電路。當tx irx端輸入“0”時，集成電路處于接收狀態(tài)。框圖如圖2-4所示。2.2.2數(shù)據采集終端.數(shù)據采集終端是一個測量電表用電量的單片機系統(tǒng)9，如下圖2-5所示。其中主機是核心，程序存在主機cpu中。由于單元式公寓一個單元大多為10-14戶，所以數(shù)據采集終端設計為16戶。表計輸出的采樣脈沖，經過輸入電路實現(xiàn)信號電平轉換，再經施密特電路整形變換成方波，以滿足鎖相環(huán)低通濾波器比較器脈沖噪聲慮波器集電器開路電路

26、i/o載波信號圖 2-4 載波通信接收電路限幅放大用戶1用戶 2用戶16 16脈沖輸入及整形電路選通電路選通電路主機紅外通信接口載波通信接口附加電路1-8戶9-16戶p圖 2-5 數(shù)據采集終端單片機對輸入信號的要求。因為單片機的p門只能通8路數(shù)據，所以16路脈沖，要采用分時制，先通1-8路，再通9-16路，故需要經過一個選通電路。附加電路,為確保數(shù)據采集終端安全可靠地運行10，除上述主要組成部分之外，還有許多附加電路，如看門狗、掉電檢測、實時時鐘、狀態(tài)指示電路、蜂鳴器、片外eprom等。數(shù)據保護是數(shù)據采集終端的關鍵問題之一。采用看門狗電路、系統(tǒng)復位電路和上、掉電檢測電路，就是為了保護數(shù)據。實時

27、時鐘電路提供時間(年、月、日、時、分、秒)。狀態(tài)指示電路，用以指示數(shù)據采集終端的運行狀態(tài)，分三種:a,正常運行時，短路片斷開，“底度”指示燈閃爍。b、常亮(設置參數(shù)時除外)或常暗，表示數(shù)據采集終端工作不正常。c、設置參數(shù)時，短路片接通，“底度”指示燈常亮。數(shù)據采集終端內裝有備份電池，停電時為時鐘芯片供電，以保持時間正確。“欠壓”指示燈亮時，表示電池電壓低，應換新電池。片外eprom各戶的表號、電表常數(shù)、底度、功率限額等參數(shù)及整數(shù)值用電量，都保存于這個eprom中。停電時，這些數(shù)據也能長期保持。2.2.3載波電表載波電能表的工作原理如圖2-6所示。載波電表的組成，以cpu為核心，由ram、電量轉

28、換電路、接口、直流電源等構成一個單片機系統(tǒng)，如下圖2-7所示。(1) 直流電源，從220v交流電壓經變壓器降壓，整流、濾波及穩(wěn)壓后得到+24v, +5v, +24v供載波電路用，+5v供其他電路用電。(2) 主機，程序存在cpu內的e-prom中，ram用于存放用戶的用電數(shù)據。其任務是:a,每當電表正轉轉過一圈，cpu就累計電量11，并存入eprom.b,接收抄表器發(fā)來的參數(shù)、表號，存入eprom.c,與數(shù)據集中器進行載波通信。本章開始提到了數(shù)字電表，它的工作原理這里不做贅述，鑒于目前居民用表的情況，本論文中采用載波電表，其實現(xiàn)方式也比較簡單。接口介紹，(1) 電量轉換電路它的作用是電能表每正

29、轉一圈，發(fā)出一個脈沖，供cpu計數(shù)。如圖2-8所示:a, b為光電頭，由它采樣脈沖。遮光片經過槽一次產生一個脈沖，cpu計數(shù)。而電表反轉時(由潛動、抖動等因素造成)，計度器也反轉使數(shù)采集終端讀數(shù)比表計窗口示值大，造成多計，讀數(shù)不準。為了解決因潛動等造成的多計。采用雙光電頭采樣電路來判別是正轉還是反轉，正轉產生的脈沖計數(shù)，反轉產生的脈沖便記下個數(shù)(a4.6v255d235信號高電平4.6a2.9v235d148信號抖動狀態(tài)2.9va2.5v148d128信號低電平2.5va0.7v128d36短路0.7va0v36d0對于信號發(fā)生抖動(其實是一種臨界狀態(tài)，處在高低電平之間)，在處理時直接將其剔除

30、，等到下一采集周期重新進行采樣并判斷。通信中斷子程序，通信中斷程序負責與集中器的通信并執(zhí)行數(shù)據集中器下達的各項指令，如圖4-3所示。在接收集中器命令幀時，為了防止長期處于偵聽接收數(shù)據狀態(tài)，進而影響對電表的采集過程，所以對接收過程進行計時，從數(shù)據集中器喚醒數(shù)據采集器開始250ms內數(shù)據未接收到或通訊字節(jié)接收時間間隔超過2. 5ms，則終止此次通訊。當數(shù)據接收完畢之后，需對命令幀進行檢驗，保證命令幀的可靠性。通過以下步驟實現(xiàn):檢驗報頭，檢驗報文長度、累加校驗報文、檢驗報尾。任何一步檢驗報錯均視為干擾信號并中斷檢驗，返回到主程序中。只有以上四個步驟的檢驗都通過，才確認為正確的命令幀。對通過校驗的不同

31、命令幀，數(shù)據采集器處理方法有所不同，但差別不大，均需經歷以下幾步:檢驗命令所指采集器地址與采集器地址是否一致;通過總線讀取存儲器，獲取所需表的抄收數(shù)據;根據規(guī)定的應答幀格式建立應答幀;通過rs-485總線向數(shù)據集中器發(fā)送應答幀;返回主程序。存儲器操作子程序，存儲器操作子程序包括對28c256的讀操作和寫操作。讀操作是在向數(shù)據集中器發(fā)送應答幀時進行的，寫操作是在數(shù)據采集上來并處理好后進行的，這部分非常重要，因為系統(tǒng)一旦工作后，記錄的數(shù)據是絕對不能丟失的。系統(tǒng)初始化處理命令幀c6命令幀c4命令幀c3命令幀對命令幀進行判斷c2命令幀圖 4-3 通信中斷子程序流程圖nyyn串口接收使能開，等待接收數(shù)據

32、判斷250ms內是否收到命令校驗命令幀是否正確延時子程序，據采集器工作時，很多情況下需要延時環(huán)節(jié)。在通道a/d轉換期間，對通道的操作都會引起模數(shù)轉換中斷，造成無法獲得模數(shù)轉換結果。因此，程序設計中的延時子程序相當重要，延時子程序的延時時間必須足夠大，但又不能過大，以免影響整個系統(tǒng)的運行速度。對于長時間延時，一般采用循環(huán)來實現(xiàn).4.2 數(shù)據集中器的軟件設計數(shù)據集中器的軟件功能同樣有很多子程序實現(xiàn)14，其中的通信中斷子程序、存儲器操作子程序、延時子程序都與數(shù)據采集器的子程序相同，在此只對其主程序和電源管理子程序作一介紹。4.2.1主程序設計調用通信中斷子程序與上位機進行通信調用中斷通信子程序與數(shù)據

33、采集模塊通訊圖 4-5 主程序流程圖nynnyy是否已到15分鐘？是否收到上位機通訊請求？連續(xù)對n個采集器進行數(shù)據采集開始系統(tǒng)初始化讀取存儲器中的該集中器地址接收上位機，屏蔽下位機，打開通訊中斷是否收到數(shù)據采集模塊通訊請求？主程序負責輪詢16個數(shù)據采集器，對采集數(shù)據進行處理和存儲，同時響應管理中心和ic卡抄表器的命令，主程序流程圖如圖4-5所示由于89c51只有一個串口，而系統(tǒng)既要與上位機通信15，又要與下位機通信，在設計時采取的措施是:接收或發(fā)送上位機時，下位機屏蔽;接收或發(fā)送下位機時，位機屏蔽。其中通信中斷子程序1用來接收和解析管理中心下傳的命令并執(zhí)行相應操作，如開戶時對采集器初始化表底數(shù)

34、，上傳電表表數(shù)據等操作，其操作和數(shù)據采集器的通信中斷子程序類似;通信中斷子程序2用來接收抄表器命令并上傳抄表數(shù)據，其操作和數(shù)據采集器的存儲器操作子程序類似。4.2.2電源管理程序的設計電源管理程序是對電源模塊進行管理，程序流程圖如圖4-6所示電源管理程序主要負責檢測蓄電池的電壓16，根據電平高低進行恒流、恒壓、浮充充電，充電過程中的各種狀態(tài)由兩個指示燈顯示。yellowled亮表示恒流充電:yellowled間隔亮表示恒壓充電;greenled亮表示浮充充電;greenled閃亮表示浮充放置。4.3 本章小結.在本章中，對數(shù)據采集器和數(shù)據集中器進行了軟件設計，給出了軟件流程圖，另外，還作出了電

35、源管理的程序流程圖，來進一步增強系統(tǒng)的控制能力，使遠程抄表系統(tǒng)的功能進一步完善。啟動恒壓充電啟動恒流充電啟動浮充充電進入放置狀態(tài)yynnnynnyny圖 4-6 電源管理流程圖電壓低于14.8v？電壓低于14v？電壓低于12.2v？檢測到220v電源嗎檢測到蓄電池嗎檢測鉛酸蓄電池電壓開始結 論低壓電力線載波自動抄表系統(tǒng)適用于電力部門對居民區(qū)、工廠、變電所等用電區(qū)域或者居住小區(qū)、工廠內部用電狀態(tài)數(shù)據的管理。它具有遠程自動采集，數(shù)據集中，交費管理，用電統(tǒng)計分析，復合監(jiān)測以及綜合查詢等項功能，對電力部門推進配電自動化，實現(xiàn)規(guī)劃中的分時計費方案有著重大意義。本系統(tǒng)具有技術水平高、可靠性好、數(shù)據準確、適

36、應性強、功能全、模塊體積小、功耗低，系統(tǒng)操作界面簡單易懂、安裝維護方便。就現(xiàn)在的方案來說電力遠程集中抄表用到了自動控制技術，通信技術，程序設計以及數(shù)據庫技術，整個系統(tǒng)是比較完善的。這套系統(tǒng)的使用極大地減少電力部門的勞動量，為電力企業(yè)上等級和創(chuàng)優(yōu)必將起很大的作用，同時提高了電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化管理水平，有很好的社會效益和經濟效益，對系統(tǒng)稍加擴充，便可完成對煤氣表、自來水表的自動抄收，從而推進智能化小區(qū)的建設。但是，我們也應該清醒地認識到，從我國集中抄表系統(tǒng)的整體發(fā)展水平來看，要滿足大面積推廣使用的的要求，在系統(tǒng)的可靠性及數(shù)據傳輸質量上還有待進一步的提高。成都電業(yè)局于1998年在本市一些片區(qū)投入300

37、0多萬元推出集中遠程抄表系統(tǒng)，收到了較好的成效。但在運行中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如與集中器連網的電話線有時出現(xiàn)故障，而且系統(tǒng)的維護量較大，有時抄表成功率不高，而且相應的電表也比較貴。這些需要電力科技工作者不斷努力，拿出更好的產品回報社會。我們相信，隨著這項技術的不斷應用和改進，必將對電力系統(tǒng)減人增效、提高勞動生產率，保證電表抄收的及時性和正確性，防止竊電，加快電費的回收等方面提供有效的技術手段?？梢灶A見該技術有著廣泛的發(fā)展前景。特別是對中國加入wto迎接國際化市場競爭，有著深遠的現(xiàn)實意義。參考文獻1. 胡蓉，胡科。智能抄表系統(tǒng)技術的研究進展.成都電子機械高等?？茖W校學報，2004(3):13-172. 劉志中，孫麗芳.住宅小區(qū)遠程抄表系統(tǒng)的實現(xiàn).電腦開發(fā)與應用，2002(4): 8-103. 趙興勇，遠程自動抄表系統(tǒng)研究.電力學報，2000. 15卷.1期4. 李治、黃璐、趙偉，利用其他領域成果，推動白動抄表進步電測與儀表，2001,38(11):5-95. wedepohl, l.m.: propagation of carrier signals in homogeneous, non-homogeneous andmixed m