低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)集中器設計

1、傳感器與儀器儀表中文核心期刊微計算機信息（測控自動化）年第卷第期文章編號：（）低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)集中器設計（四川大畿德陽匯川科技有限公司）肖韻汪道輝石銀安摘要：分析了集中器在低壓電力線栽波集中抄袁系統(tǒng)中的功能，詳細介紹了集中器的軟、硬件結(jié)構(gòu)原理及具體實現(xiàn)。在硬件結(jié)構(gòu)上為集中器設計了多種通信信道，用戶可根據(jù)實際需要在多個信道之間切換。軟件實現(xiàn)方面，上行通過串口中斷接收管理中心下發(fā)的指令。下行由主控完成控制，主動下發(fā)抄表指令并接收電表數(shù)據(jù)。該集中器數(shù)據(jù)抄到率達，已經(jīng)通過中國電力科學院檢測。關鍵詞：集中器；電力線載波；集中抄表系統(tǒng)；信道中圈分類號：皿旺文獻標識碼：，：；引言表管理中心。向下與

2、電表或采集終端（下位機）通訊，完成：近年來不少科研和制造部門在吸收國外先進技術的基礎定時抄錄用戶電量數(shù)據(jù)，并根據(jù)設置，實現(xiàn)指定時刻用上。在供電企業(yè)的配合下，研制生產(chǎn)了不同方式的低壓用戶集戶電量數(shù)據(jù)的凍結(jié)，作為向用戶收費的依據(jù)；中抄表系統(tǒng)?；诘蛪弘娏€載波技術的集中抄表系統(tǒng)，通過向電表轉(zhuǎn)發(fā)抄表管理中心下達的用戶供電分合指令，遠電力線載波方式傳輸，抗干擾能力強，誤碼率低，可靠性高；系統(tǒng)程操作繼電器。完成對惡意欠費用戶的遠程斷電工作。采用電力線擴頻載波通訊和電話線、無線等通訊方式的有機結(jié)集中器的設計需要遵循以下幾個原則：能方便快捷的實現(xiàn)合充分利用現(xiàn)有的電網(wǎng)設施，不需架設專用信道，組網(wǎng)靈活，施用戶之

3、間的通信：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單明了、成本低；通信過程可靠性工容易。高。為了保證上述功能的可靠實現(xiàn)，必須在集中器與上位機和下低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)集電表數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳位機之間建立準確可靠的數(shù)據(jù)傳輸紐帶，設計出具有低功耗、性輸、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理及供電控制等功能于一體，可以使供電能穩(wěn)定、接口電路簡單和自動化程度高等特點的電路。同時考慮部門及時掌握用戶用電情況，監(jiān)測有無竊電行為；根據(jù)需要進到運行成本、管理簡易等因素，有必要為集中器設計幾種目前常行供電控制（如用戶長時間欠費后斷電）；通過遠程抄表，節(jié)省用的通訊方式。并設計方便的信道選擇、切換電路。用戶可基于抄表的人力物力。其中集中器是整個低壓電力線載波集

4、中抄表各個因素的綜合評估，在不同使用環(huán)境下選擇最合理的通訊方系統(tǒng)的核心。式。一旦信道建立，集中器采用串口中斷方式，集中器被動的接集中器系統(tǒng)方案設計收上位機發(fā)來的指令和參數(shù)。當沒有上位機指令下達的時候，可依據(jù)設置的抄表時間、抄表路徑進行自動抄讀電表操作。集中器是指收集各采集終端或多功能電表的數(shù)據(jù)，并進行處理存儲，同時能和主站或手持單元進行數(shù)據(jù)交換的設備。它集中器硬件系統(tǒng)設計及選型位于配電變壓器的低壓側(cè)，與、三相電力線相聯(lián)，集中器硬件框圖如圖所示，以主控控制單元為核是整個系統(tǒng)的通信控制樞紐，其工作情況決定了系統(tǒng)的可靠性心，主要由電源供給電路、上行通信信道電路、下行通信信道電和穩(wěn)定性。路、信道切換電

5、路、數(shù)據(jù)存儲電路、按鍵和控制電路、時鐘電路向上與抄表管理中心（上位機）通訊，完成：和顯示電路等部分組成。接收抄表管理單元的指令，設置初始參數(shù)、自動抄錄電（）控制部分：主控單片機采用公司的表的時間、路徑等；它是基于半導體新內(nèi)核（一種加速的將從電表采集得來的電量數(shù)據(jù)按照相應規(guī)約傳輸?shù)匠Y(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行速度倍于標準的器件）的首類微控制器代表。它有個增強型，分別用于和上位肖韻：碩士研究生機及下位機通信，一個字節(jié)型總線串行接口，可作為與時一元，年郵局訂閱號：萬方數(shù)據(jù)魂§聰線攤闋餓，一。、。，。慝羽論交襁辯穗院蹴愛慕淘鐘芯片的接口。它包含字節(jié)的程序存儲器、字節(jié)的數(shù)據(jù)、個可編程計數(shù)器陣列（）、可配置

6、成不同時間范圍的看門狗定時器（通過的位設置）。傳感器與儀器儀表頻調(diào)制電路已在芯片內(nèi)集成化，外圍的配置電路主要包括功率放大電路、載波耦合電路、濾波整形電路、諧振電路及接收電路。電力線載波方式是低壓載波集中抄表系統(tǒng)中集中器與下位機通訊的默認方式，載波電表可直接與集中器通過電力電源部分電路電力載波部分電源電路內(nèi)部芯片部分電源電路與外部通信部分電源電路線通信，對于已經(jīng)安裝的電表和脈沖電表，可使用帶載波功能的數(shù)據(jù)采集終端采集電表數(shù)據(jù)，再與集中器通信。通訊方式符合一一標準，可多點、雙向通信即允許多個發(fā)送器連接到同一條總線上，這就使得一個與上位機接口部分時鐘部分，。喜連通訊部分上行通信信道切換部分及其相關部

7、分紅外通訊部分電話撥號通訊部分通訊部分集中器管轄多個電表的線路易于實現(xiàn)。收發(fā)電路上采用控螂分卜一公司的作為接口芯片。這種通訊方式可作為載波方式的補充，對于接口型的電表，如果沒有安裝采集器，可以用這種方式抄讀電表數(shù)據(jù)。（）其他電路部分：“與下位機接口部分匿卜按鍵部分，一皿顯示￥通訊下行通信信道切換部分部分控制部分和按鍵部分相結(jié)合，為用戶提供通信信道切換功骱卜一鬻能。比如說將的某個引腳在控制部分接地，通過內(nèi)部程序檢測該引腳。即可判斷是否選擇了這種通信方式；也可以在按鍵部分設置某個按鍵代表某種通信方式，然后通過程序檢測按鍵是否按下。按鍵部分還包括主控的復位按鈕。部分與各個信道和相連，顯示各個信道的通

8、信狀態(tài)。時鐘部分的時鐘芯片選擇公司的一，與時鐘芯片之間通過總線連接，系統(tǒng)通過對時鐘芯片的讀寫操作?？梢詫崿F(xiàn)對集中器的校時等。因為集中器抄表的圖集中器硬件框圖（）上行通信部分：集中器通過主控的串口與上位機通信。在信道與之間。采用雙四路模擬開關，通過控制的輸入地址碼，決定具體接通那路信道。基于運行成本、管理簡易和可靠性的綜合考慮，設計了四種上行通信信道：串口直連方式、電話撥號方式、數(shù)據(jù)傳輸方式、紅外通信方式。其中串口直連方式通過公司的串行異步收發(fā)器進行電平轉(zhuǎn)換。然后通過導線直接與上位機的串口相連接，這種方式主要適用于現(xiàn)場調(diào)試。啟動時間和間隔都要設置，而且如果抄讀的是復費率電表，各時間段的電費不一樣

9、所以時間的準確性對于系統(tǒng)是較重要的。外部選擇的容量，用于存放集中器參數(shù)、集中器管理下所有電表的凍結(jié)數(shù)據(jù)等內(nèi)容。電話撥號方式采用北京鑫網(wǎng)聯(lián)數(shù)碼信息技術有限公司的一嵌入式。它采用美國（）的主控芯片，具有較好的穩(wěn)定性和線路適應能力接口采用標準的串口，可通過電話線與上位機相連接由電信給集出于隔離的要求，內(nèi)部芯片部分和與外部接口的部分的電源要分開，而載波部分的電源設計可依據(jù)載波芯片的用戶手冊的要求。中器分配一個固定的電話號碼即可。這種方式信息傳輸可靠性高、速度快、成本低，是目前主要使用的上行通信方式。數(shù)據(jù)傳輸方式采用有限公司提供的模塊，該模塊主要提供語音、短消息和上網(wǎng)等業(yè)務其控制方法類似于普通的電話撥號

10、方式，只一集中器軟件系統(tǒng)設計集中器軟件主要由主程序、系統(tǒng)初始化、復位、信道判斷、上行命令應答、下行抄讀電表等部分組成，主程序流程圖如圖所示：是在集中器的模塊和上位機的模塊之間采用的是無線信道，而非電話線。數(shù)傳方式實現(xiàn)簡單，不需額外布線，通訊可靠性較高，缺點是傳輸速度慢，數(shù)傳成本較高，不適用于大量的數(shù)據(jù)讀取。紅外通信方式紅外收發(fā)電路采用普通的紅外收發(fā)電路即可可用兩個紅外發(fā)射管串聯(lián)起來以提高發(fā)射功率紅外發(fā)射信號的高頻調(diào)制電路并利用構(gòu)成諧振電路，這樣就避免了占用系統(tǒng)資源來調(diào)制信號。一般的抄表方式都是采用紅外通信。用戶可采用手持抄表器到現(xiàn)場將集中器的數(shù)據(jù)讀取到中，再帶回管理中心提交給上位機。（）下行通

11、信部分：集中器通過主控的串口與下位機通信。提供低壓電力線載波和兩種方式。低壓電力線載波通信采用擴頻通信技術，選擇北京福星曉程公司的載波芯片。內(nèi)嵌直序擴頻通信功能，同時內(nèi)部集成了高速微處理器，電力線載波通信所需的直序擴圖集中器主程序流程圖萬方數(shù)據(jù)麟閹郵局訂閱銣刪元，年傳感器與儀器儀表中文核心期刊微計算機信息（測控自動化）年第卷第期在系統(tǒng)初始化程序中，首先對看門狗的計數(shù)器進行設置，京：中國電力出版社，并在固定周期內(nèi)喂狗如果看門狗計數(shù)器溢出將引起看門狗中，斷，造成系統(tǒng)復位。看門狗是一個很重要的資源，它能夠有效的：，防止系統(tǒng)進入死循環(huán)或者程序跑飛：然后。對集中器主控的兩個串口進行初始化設置，設定工作模

12、式、波特率等參數(shù)：此外，還需要對集中器的時鐘芯片、狀態(tài)等等進行初始化。系統(tǒng)初始化完成之后，對模塊進行初始化，包括模塊復位、網(wǎng)絡狀態(tài)查詢、摘機、掛機等操作，所有的操作通過工業(yè)標準指令來完成。，（）：】，作者簡介：肖韻（一），女（漢族），四川資中人，四川大學自動化系碩士研究生，主要研究方向為檢測技術及自動化裝置；汪道輝（一），男（漢族），四川成都人，四川大學自動化系教授，長期從事計算機控制與管理，檢測技術及自動化裝置研究與教學工作；石銀安（一），男（漢族），四川廣安人，四川德陽匯川科技有限公司工程師，長期從事電力負荷管理系統(tǒng)、電力遠程信道判斷程序主要判斷集中器和上位機之間是否建立某種信道。根據(jù)硬件

13、所規(guī)定的各種信道選擇的控制端，判斷選擇了何種信道與上位機通信。一旦有信道建立，則跳出信道判斷程序，準備接收上位機的命令，否則繼續(xù)判斷下一種信道，如果所有通信信道都檢測完畢了，發(fā)現(xiàn)沒有選通任何信道，那么進行自動控制抄表。集抄系統(tǒng)研發(fā)工作。：（一），（），與上位機通信采用串口中斷方式，被動的接收上位機下發(fā)的指令和數(shù)據(jù)，暫存到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。然后調(diào)用協(xié)議處理函數(shù)，根據(jù)協(xié)議規(guī)定判斷上位機發(fā)來的是何種指令，并作出相應的應答。與上位機通信結(jié)束之后，自動斷開通信鏈路，返回通訊前的狀態(tài)或上位機指定的工作狀態(tài)。；（），（），；下行通信采用主動下發(fā)抄表指令并接收電表數(shù)據(jù)的方式。在沒有與上位機通信的時候，集中器進行自動

14、控制，完成抄表前的參數(shù)設置（默認為載波通信方式），根據(jù)上位機所下發(fā)的抄表的起始時間和間隔、抄表路徑進行自動抄表。根據(jù)設置判斷是否應該把抄到的數(shù)據(jù)按照一定的格式凍結(jié)到數(shù)據(jù)庫，以便上位機隨時提取電表電量數(shù)據(jù)。同時，對繼電器分合指令進行判斷，完成對下位機的供電、斷電操作。（），（），（四川成都四川大學自動化系）肖韻汪道輝（四川成都德陽匯川科技有限公司石銀安（，）結(jié)束語本文介紹了一種基于低壓載波技術的集中器在低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)中的功能及設計概況。該集中器的設計符合國家電力部頒布的低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術條件，并通過中國電力科學研究院檢測。目前已大量應用于四川、寧夏等地電網(wǎng)，在實際運行中，實

15、時抄表成功率達以上，通過中繼路徑補抄可達，實現(xiàn)了設計目標，完全可以取代傳統(tǒng)的人工抄表，節(jié)省了人力、財力，大大提高了電力行業(yè)的自動化和信息化程度。本文作者創(chuàng)新點：（，）通訊地址：（四川成都四川大學電氣信息學院級碩）肖韻（收稿日期：，）（修稿日期：）踏破鐵鞋無覓處得來全不費功夫余萬嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)人員，盼望已久的嵌入式系統(tǒng)應用精選例一書，已經(jīng)面世了。他含蓋了數(shù)碼相機、洗衣機、電話交換機、精密儀器、智能儀表、機器人應用、三表自動抄、變頻器應用、電梯應用、數(shù)控機床應用、電力機車應用、變電站綜合自動化應用、造紙應用、水泥生產(chǎn)應用、啤酒生產(chǎn)應用，各種自動化生產(chǎn)過程監(jiān)控應用和總線應用、網(wǎng)絡應用、多媒體應用、

16、通信設備應用。同時，本書還含蓋了嵌入式實時操作系統(tǒng)應用、嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)化設計、嵌入式系統(tǒng)抗干擾設計、嵌入式系統(tǒng)的接口設計、嵌入式系統(tǒng)的互連技術、嵌入式系統(tǒng)的仿真技術、糾錯技術、邏輯分析技術等等。本書是技術設計、技術主管、設備采購人員的案頭書，篇應用文章總有一篇適合您。本書已出版，定價元（含郵費），預購者請將書款及郵寄費通過郵局匯款至：璉址：北京海淀區(qū)皂君廟號院鑫雅苑號樓室微計算機信息編輯部郵編：一般的低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)的集中器，采用的通信信道是固定的，而本文設計的集中器為用戶提供了多種通信信道以及切換電路，用戶可根據(jù)實際需要在多個信道之間切換。參考文獻：】邵源，鐘炬，周昭茂關于低壓用戶

17、集中抄表系統(tǒng)綜述】電力系統(tǒng)自動化，（）：，（）：“【】聶波智能小區(qū)低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)微計算機信息，：，電話：，），：，低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術條件】北一元，年郵局訂閱號：；：一萬方數(shù)據(jù)低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)集中器設計作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數(shù)：肖韻， 汪道輝， 石銀安， XIAO YUN， WANG DAOHUI， SHI YIN'AN肖韻,汪道輝,XIAO YUN,WANG DAOHUI(610065,四川,成都,四川大學自動化系)， 石銀安,SHIYIN'AN(610051,四川,成都,德陽匯川科技有限公司)微計算機信息CONT

18、ROL & AUTOMATION2007,23(13)5次參考文獻(4條)1.邵源;鐘炬;周昭茂 關于低壓用戶集中抄表系統(tǒng)綜述期刊論文-電力系統(tǒng)自動化 1999(17)2.聶波 智能小區(qū)低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)期刊論文-微計算機信息 2003(11)3.DL/T 698-1999.低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術條件 2000本文讀者也讀過(10條)1. 王勤初.姚艷霞 低壓電力載波技術在居民集抄系統(tǒng)中的應用期刊論文-農(nóng)村電工2011,19(1)2. 聶光義.李俊 LEWCAMR System低壓電力無線遠程集抄系統(tǒng)會議論文-20083. 丁詠梅 低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)的應用期刊論文-油氣田地面工程2004,23(3)4. 龐有武 綜合集抄系統(tǒng)的設計與應用期刊論文-中國電力教育2010(z1)期刊論文-內(nèi)蒙古大學學報（自然科學版）2009,40(1)7. 趙亞明.Zhao Yaming 基于電力載波自