電力線載波抄表系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1、收稿日期：8-07-28作者簡介：陳曉娟（1970-），女，吉林九臺人，教授，從事電力線通信、模擬電路故障診斷和生物信號處理研究。E-mail：cxj_neiep第11期陳曉娟等：電力線載波抄表系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)東北電力大學(xué)科研專欄電氣連接處，每套計量裝置相對于集中器獨立工作。這樣，通過比較這2個計量讀數(shù)，如果存在差異，則該用戶可能存在竊電行為，管理中心給出報警信號以及對該用戶電量數(shù)據(jù)進行多次采集，可使用電管理部門實時監(jiān)察竊電行為。2基于PL3200采集器設(shè)計本設(shè)計是基于51兼容芯片PL3200的單片機，對4路電能表的脈沖進行實時采集、計算，變成各路電表的用電量數(shù)據(jù)進行保存。通過RS485串行通

2、信口可利用外設(shè)對系統(tǒng)初始化設(shè)置和數(shù)據(jù)抄錄。初始化設(shè)置包括系統(tǒng)編號、電表常數(shù)和表底數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)依據(jù)這些參數(shù)進行電量轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)內(nèi)配有電源監(jiān)視器和看門狗，保證系統(tǒng)可靠運行。同時，還具備紅外或其他方式的通信功能，以便在采集器與外界聯(lián)系中斷時，采用半自動的方式進行抄表4。系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，它實現(xiàn)的功能是對電能的計量和與外界進行通信。圖3集中器硬件框圖Fig.3Concentratorhardware微處理器是整個系統(tǒng)的核心，它實時地采集和處理電表的數(shù)據(jù)，同時接收并執(zhí)行管理中心的操作指令。4遠程信息管理遠程管理計算機系統(tǒng)在線運行時，一方面是通過遠程通信網(wǎng)建立與集中器的通信連接，獲取各采集模塊的電能

3、等信息；另一方面將相關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫中，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫設(shè)定經(jīng)集中器向采集模塊發(fā)送命令，向預(yù)付費用戶發(fā)出欠費報警或控制供電線路通斷。而在非在線運行時負責(zé)數(shù)據(jù)庫用戶信息的管理等工作。其關(guān)鍵技術(shù)在遠程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計，所涉及的數(shù)據(jù)包括向系統(tǒng)輸入的數(shù)據(jù)和用戶所需要輸出的數(shù)據(jù)。根據(jù)軟件系統(tǒng)的功能，可確定出向系統(tǒng)輸入的圖2采集器硬件框圖數(shù)據(jù)主要有：（1）設(shè)備基本信息。這里的設(shè)備指的是變電站，線路，集中器和電表。其中集中器和電表是主要的設(shè)備。由圖2可以看出集中器是與監(jiān)控中心直接通信的遠端設(shè)備，它的最主要字段是集中器的電話號碼。集中器由S3C2410X微處理器5、485通信模塊、而電表是這個系統(tǒng)的最終端，根據(jù)“

4、一戶一表”的原則，每個電表對應(yīng)一個用戶，信息包括用戶姓名，用戶住址，電表地址，電表常數(shù)，電表狀態(tài)等。（2）收費記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)對每個集中器下的電表可以選擇采用預(yù)付費方式或非預(yù)付費方式。對預(yù)付費方式，需要記錄用戶繳費時間，剩余金額等。（3）參數(shù)設(shè)定的數(shù)據(jù)。如電表型號、電價、倍率等。（4）用戶登錄注冊的有關(guān)數(shù)據(jù)。包括管理員帳號、密碼、權(quán)限級別等。系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)主要有用戶基本信息、用戶繳費信息、用戶用電信息、整體用電的統(tǒng)計信息等。此外，系統(tǒng)輸入的數(shù)據(jù)也可以通過屏幕或者打印機輸出。根據(jù)功能要求采用MSAccessFig.2Collectorhardware3基于嵌入式技術(shù)的集中器GPRS模塊、以太

5、網(wǎng)模塊、鍵盤控制模塊、LCD顯示模塊、Flash存儲模塊以及SDRAM模塊等幾個部分組成，如圖3所示。S3C2410X微處理器由Samsung公司生產(chǎn)，該芯片為目前國內(nèi)ARM9系列應(yīng)用領(lǐng)域的主流芯片，具有低功耗、高集成度的特點。芯片中集成了以下部件：16kB指令Cache、16kB數(shù)據(jù)Cache、MMU、外部存儲控制器、LCD控制器、NANDFlash控制器、4個DMA通道，3個UART通道、1個I2C總線控制器、1個I2S總線控制器，以及4個PWM定時器和1個內(nèi)部定時器、通用I/O口、實時時鐘、8通道10位ADC和觸摸屏接口、USB主從、SD/MMC卡接口等。因此，整個系統(tǒng)可以進行很方便地擴

6、展從而達到用戶的需求。東北電力大學(xué)科研專欄中國電力第41卷進行數(shù)據(jù)殘缺分析、用量統(tǒng)計分析和用量等級分析5系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括采集器部分、集中器部分和等各種數(shù)據(jù)分析處理。6結(jié)語隨著嵌入式系統(tǒng)和通信新技術(shù)的發(fā)展，對此類系主站計算機部分。下面主要給出主站計算機部分軟件設(shè)計，它又包括通信軟件設(shè)計和主站管理軟件設(shè)計。5.1通信軟件通信軟件包括撥號、掛機、查詢和電表參數(shù)設(shè)統(tǒng)提出了更高的實時性和穩(wěn)定性要求，迫切需要新一代采用32位嵌入式處理器的高功能集中器、支持多種（復(fù)合）通信接口的采集模塊和管理計算機系統(tǒng)。置。用MODEMAT命令集撥號，通過使串口的DRT引腳變?yōu)榈碗娖綊鞕C。查詢軟件完成查詢電表

7、內(nèi)各種計量信息的主要任務(wù)3，主要流程如圖4所示。參數(shù)設(shè)置主要用于電表內(nèi)的時鐘和各種參數(shù)：電表底數(shù)、自動抄表的起始時間和結(jié)束時間、抄表日期、電表通信地址及指定通信路徑等。參考文獻：1LABROSSEJJ.嵌入式實時操作系統(tǒng)C/OS-IIM.邵貝貝,宮輝，蔣俊峰，等譯.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.5.2主站管理軟件主站管理軟件包括操作注冊、取消注冊、檔案管LABROSSEJJ.MicroC/OS-IIthereal-timekernelM.TranslatedbySHAOBei-bei，GONGHui,JIANGJun-feng,etal.Beijing：Bei-hangUnivers

8、ityPress,2003.2姚放吾.嵌入式系統(tǒng)的硬件/軟件協(xié)同設(shè)計J.微計算機信息,理、數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)管理5個模塊。（1）操作注冊模塊：系統(tǒng)操作權(quán)限管理模塊。（2）取消注冊模塊：取消目前所有操作員的操作權(quán)限或重復(fù)操作注冊。（3）檔案管理模塊：對系統(tǒng)檔案進行管理。（4）數(shù)據(jù)查詢模塊：可查詢所有用戶的表編號、表序列號、門牌號、用戶姓名、電話號碼及常數(shù)等信息。（5）數(shù)據(jù)管理模塊：2001,17（3）：1-3.YAOFang-wu.Hardware-softwareco-designofembeddedsystemJ.MicrocomputerInformation,2001,17（3）：1-3.3

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11、uiry（責(zé)任編輯張重實）DesignandimplementationforpowerlinecarriermetersystemCHENXiao-juan1，XIAZeng-ji1，SUIJi-sheng2（1.NortheastDianliUniversity,Jilin132012,China；2.JilinElectricPowerCompany,Changchun130011,China）Abstract:Withtheexcellenceofgreatefficiencyandconvenience,AutomaticMeterReadingSystem（AMRS）isappli

12、edmoreandmorewidely.AMRSuseslowpowerlineascorrespondingmediumtotransmitinformation,thereisnoneedtosetupcommunicationcable.OnthebasisofanalyzingtheprinciplesandmethodsoftraditionalMeterReadingSystem,theschemeofaconcentratordesignedbyadoptingtheembeddedsystemtechnologywasprovidedtorealizetheAMRS.Themethodforembeddedsystemtechnologycompletelyovercomesthedefect,a