低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)集中器設(shè)計(jì)

1、傳感器與儀器儀表中文核心期刊微計(jì)算機(jī)信息（測(cè)控自動(dòng)化）年第卷第期文章編號(hào)：（）低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)集中器設(shè)計(jì)（四川大畿德陽(yáng)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(xì)介紹了集中器的軟、硬件結(jié)構(gòu)原理及具體實(shí)現(xiàn)。在硬件結(jié)構(gòu)上為集中器設(shè)計(jì)了多種通信信道，用戶可根據(jù)實(shí)際需要在多個(gè)信道之間切換。軟件實(shí)現(xiàn)方面，上行通過(guò)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(dòng)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(dá)，已經(jīng)通過(guò)中國(guó)電力科學(xué)院檢測(cè)。關(guān)鍵詞：集中器；電力線載波；集中抄表系統(tǒng)；信道中圈分類號(hào)：皿旺文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：，：；引言表管理中心。向下與

2、電表或采集終端（下位機(jī)）通訊，完成：近年來(lái)不少科研和制造部門在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)定時(shí)抄錄用戶電量數(shù)據(jù)，并根據(jù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)指定時(shí)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(fèi)的依據(jù)；中抄表系統(tǒng)?；诘蛪弘娏€載波技術(shù)的集中抄表系統(tǒng)，通過(guò)向電表轉(zhuǎn)發(fā)抄表管理中心下達(dá)的用戶供電分合指令，遠(yuǎn)電力線載波方式傳輸，抗干擾能力強(qiáng)，誤碼率低，可靠性高；系統(tǒng)程操作繼電器。完成對(duì)惡意欠費(fèi)用戶的遠(yuǎn)程斷電工作。采用電力線擴(kuò)頻載波通訊和電話線、無(wú)線等通訊方式的有機(jī)結(jié)集中器的設(shè)計(jì)需要遵循以下幾個(gè)原則：能方便快捷的實(shí)現(xiàn)合充分利用現(xiàn)有的電網(wǎng)設(shè)施，不需架設(shè)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(jiǎn)單明了、成本低；通信過(guò)程可靠性工容易。高。為了保證上述功能的可靠實(shí)現(xiàn)，必須在集中器與上位機(jī)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(jī)之間建立準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)傳輸紐帶，設(shè)計(jì)出具有低功耗、性輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(jiǎn)單和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)的電路。同時(shí)考慮部門及時(shí)掌握用戶用電情況，監(jiān)測(cè)有無(wú)竊電行為；根據(jù)需要進(jìn)到運(yùn)行成本、管理簡(jiǎn)易等因素，有必要為集中器設(shè)計(jì)幾種目前常行供電控制（如用戶長(zhǎng)時(shí)間欠費(fèi)后斷電）；通過(guò)遠(yuǎn)程抄表，節(jié)省用的通訊方式。并設(shè)計(jì)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(gè)低壓電力線載波集

4、中抄表各個(gè)因素的綜合評(píng)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(dòng)的接集中器系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)收上位機(jī)發(fā)來(lái)的指令和參數(shù)。當(dāng)沒(méi)有上位機(jī)指令下達(dá)的時(shí)候，可依據(jù)設(shè)置的抄表時(shí)間、抄表路徑進(jìn)行自動(dòng)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(jìn)行處理存儲(chǔ)，同時(shí)能和主站或手持單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備。它集中器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)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(chǔ)電路、按鍵和控制電路、時(shí)鐘電路向上與抄表管理中心（上位機(jī)）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(shè)置初始參數(shù)、自動(dòng)抄錄電（）控制部分：主控單片機(jī)采用公司的表的時(shí)間、路徑等；它是基于半導(dǎo)體新內(nèi)核（一種加速的將從電表采集得來(lái)的電量數(shù)據(jù)按照相應(yīng)規(guī)約傳輸?shù)匠Y(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行速度倍于標(biāo)準(zhǔn)的器件）的首類微控制器代表。它有個(gè)增強(qiáng)型，分別用于和上位肖韻：碩士研究生機(jī)及下位機(jī)通信，一個(gè)字節(jié)型總線串行接口，可作為與時(shí)一元，年郵局訂閱號(hào)：萬(wàn)方數(shù)據(jù)魂§聰線攤闋餓，一。、。，。慝羽論交襁辯穗院蹴愛(ài)慕淘鐘芯片的接口。它包含字節(jié)的程序存儲(chǔ)器、字節(jié)的數(shù)據(jù)、個(gè)可編程計(jì)數(shù)器陣列（）、可配置

6、成不同時(shí)間范圍的看門狗定時(shí)器（通過(guò)的位設(shè)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(jī)通訊的默認(rèn)方式，載波電表可直接與集中器通過(guò)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)，可多點(diǎn)、雙向通信即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，這就使得一個(gè)與上位機(jī)接口部分時(shí)鐘部分，。喜連通訊部分上行通信信道切換部分及其相關(guān)部

7、分紅外通訊部分電話撥號(hào)通訊部分通訊部分集中器管轄多個(gè)電表的線路易于實(shí)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(bǔ)充，對(duì)于接口型的電表，如果沒(méi)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(jī)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(shuō)將的某個(gè)引腳在控制部分接地，通過(guò)內(nèi)部程序檢測(cè)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(shè)置某個(gè)按鍵代表某種通信方式，然后通過(guò)程序檢測(cè)按鍵是否按下。按鍵部分還包括主控的復(fù)位按鈕。部分與各個(gè)信道和相連，顯示各個(gè)信道的通

8、信狀態(tài)。時(shí)鐘部分的時(shí)鐘芯片選擇公司的一，與時(shí)鐘芯片之間通過(guò)總線連接，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)時(shí)鐘芯片的讀寫操作?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)集中器的校時(shí)等。因?yàn)榧衅鞒淼膱D集中器硬件框圖（）上行通信部分：集中器通過(guò)主控的串口與上位機(jī)通信。在信道與之間。采用雙四路模擬開關(guān)，通過(guò)控制的輸入地址碼，決定具體接通那路信道?；谶\(yùn)行成本、管理簡(jiǎn)易和可靠性的綜合考慮，設(shè)計(jì)了四種上行通信信道：串口直連方式、電話撥號(hào)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(guò)公司的串行異步收發(fā)器進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。然后通過(guò)導(dǎo)線直接與上位機(jī)的串口相連接，這種方式主要適用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。啟動(dòng)時(shí)間和間隔都要設(shè)置，而且如果抄讀的是復(fù)費(fèi)率電表，各時(shí)間段的電費(fèi)不一樣

9、所以時(shí)間的準(zhǔn)確性對(duì)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(hào)方式采用北京鑫網(wǎng)聯(lián)數(shù)碼信息技術(shù)有限公司的一嵌入式。它采用美國(guó)（）的主控芯片，具有較好的穩(wěn)定性和線路適應(yīng)能力接口采用標(biāo)準(zhǔn)的串口，可通過(guò)電話線與上位機(jī)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(shè)計(jì)可依據(jù)載波芯片的用戶手冊(cè)的要求。中器分配一個(gè)固定的電話號(hào)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(yǔ)音、短消息和上網(wǎng)等業(yè)務(wù)其控制方法類似于普通的電話撥號(hào)

10、方式，只一集中器軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)集中器軟件主要由主程序、系統(tǒng)初始化、復(fù)位、信道判斷、上行命令應(yīng)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(jī)的模塊之間采用的是無(wú)線信道，而非電話線。數(shù)傳方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，不需額外布線，通訊可靠性較高，缺點(diǎn)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(gè)紅外發(fā)射管串聯(lián)起來(lái)以提高發(fā)射功率紅外發(fā)射信號(hào)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(lái)調(diào)制信號(hào)。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(chǎng)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(jī)。（）下行通

11、信部分：集中器通過(guò)主控的串口與下位機(jī)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(kuò)頻通信技術(shù)，選擇北京福星曉程公司的載波芯片。內(nèi)嵌直序擴(kuò)頻通信功能，同時(shí)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(kuò)圖集中器主程序流程圖萬(wàn)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(jì)算機(jī)信息（測(cè)控自動(dòng)化）年第卷第期在系統(tǒng)初始化程序中，首先對(duì)看門狗的計(jì)數(shù)器進(jìn)行設(shè)置，京：中國(guó)電力出版社，并在固定周期內(nèi)喂狗如果看門狗計(jì)數(shù)器溢出將引起看門狗中，斷，造成系統(tǒng)復(fù)位?？撮T狗是一個(gè)很重要的資源，它能夠有效的：，防止系統(tǒng)進(jìn)入死循環(huán)或者程序跑飛：然后。對(duì)集中器主控的兩個(gè)串口進(jìn)行初始化設(shè)置，設(shè)定工作模

12、式、波特率等參數(shù)：此外，還需要對(duì)集中器的時(shí)鐘芯片、狀態(tài)等等進(jìn)行初始化。系統(tǒng)初始化完成之后，對(duì)模塊進(jìn)行初始化，包括模塊復(fù)位、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)查詢、摘機(jī)、掛機(jī)等操作，所有的操作通過(guò)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指令來(lái)完成。，（）：】，作者簡(jiǎn)介：肖韻（一），女（漢族），四川資中人，四川大學(xué)自動(dòng)化系碩士研究生，主要研究方向?yàn)闄z測(cè)技術(shù)及自動(dòng)化裝置；汪道輝（一），男（漢族），四川成都人，四川大學(xué)自動(dòng)化系教授，長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)控制與管理，檢測(cè)技術(shù)及自動(dòng)化裝置研究與教學(xué)工作；石銀安（一），男（漢族），四川廣安人，四川德陽(yáng)匯川科技有限公司工程師，長(zhǎng)期從事電力負(fù)荷管理系統(tǒng)、電力遠(yuǎn)程信道判斷程序主要判斷集中器和上位機(jī)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(jī)通信。一旦有信道建立，則跳出信道判斷程序，準(zhǔn)備接收上位機(jī)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(cè)完畢了，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有選通任何信道，那么進(jìn)行自動(dòng)控制抄表。集抄系統(tǒng)研發(fā)工作。：（一），（），與上位機(jī)通信采用串口中斷方式，被動(dòng)的接收上位機(jī)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(jī)發(fā)來(lái)的是何種指令，并作出相應(yīng)的應(yīng)答。與上位機(jī)通信結(jié)束之后，自動(dòng)斷開通信鏈路，返回通訊前的狀態(tài)或上位機(jī)指定的工作狀態(tài)。；（），（），；下行通信采用主動(dòng)下發(fā)抄表指令并接收電表數(shù)據(jù)的方式。在沒(méi)有與上位機(jī)通信的時(shí)候，集中器進(jìn)行自動(dòng)

14、控制，完成抄表前的參數(shù)設(shè)置（默認(rèn)為載波通信方式），根據(jù)上位機(jī)所下發(fā)的抄表的起始時(shí)間和間隔、抄表路徑進(jìn)行自動(dòng)抄表。根據(jù)設(shè)置判斷是否應(yīng)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(kù)，以便上位機(jī)隨時(shí)提取電表電量數(shù)據(jù)。同時(shí)，對(duì)繼電器分合指令進(jìn)行判斷，完成對(duì)下位機(jī)的供電、斷電操作。（），（），（四川成都四川大學(xué)自動(dòng)化系）肖韻汪道輝（四川成都德陽(yáng)匯川科技有限公司石銀安（，）結(jié)束語(yǔ)本文介紹了一種基于低壓載波技術(shù)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(shè)計(jì)概況。該集中器的設(shè)計(jì)符合國(guó)家電力部頒布的低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條件，并通過(guò)中國(guó)電力科學(xué)研究院檢測(cè)。目前已大量應(yīng)用于四川、寧夏等地電網(wǎng)，在實(shí)際運(yùn)行中，實(shí)

15、時(shí)抄表成功率達(dá)以上，通過(guò)中繼路徑補(bǔ)抄可達(dá)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)，完全可以取代傳統(tǒng)的人工抄表，節(jié)省了人力、財(cái)力，大大提高了電力行業(yè)的自動(dòng)化和信息化程度。本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：（，）通訊地址：（四川成都四川大學(xué)電氣信息學(xué)院級(jí)碩）肖韻（收稿日期：，）（修稿日期：）踏破鐵鞋無(wú)覓處得來(lái)全不費(fèi)功夫余萬(wàn)嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)人員，盼望已久的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用精選例一書，已經(jīng)面世了。他含蓋了數(shù)碼相機(jī)、洗衣機(jī)、電話交換機(jī)、精密儀器、智能儀表、機(jī)器人應(yīng)用、三表自動(dòng)抄、變頻器應(yīng)用、電梯應(yīng)用、數(shù)控機(jī)床應(yīng)用、電力機(jī)車應(yīng)用、變電站綜合自動(dòng)化應(yīng)用、造紙應(yīng)用、水泥生產(chǎn)應(yīng)用、啤酒生產(chǎn)應(yīng)用，各種自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控應(yīng)用和總線應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、多媒體應(yīng)用、

16、通信設(shè)備應(yīng)用。同時(shí)，本書還含蓋了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)的互連技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)的仿真技術(shù)、糾錯(cuò)技術(shù)、邏輯分析技術(shù)等等。本書是技術(shù)設(shè)計(jì)、技術(shù)主管、設(shè)備采購(gòu)人員的案頭書，篇應(yīng)用文章總有一篇適合您。本書已出版，定價(jià)元（含郵費(fèi)），預(yù)購(gòu)者請(qǐng)將書款及郵寄費(fèi)通過(guò)郵局匯款至：璉址：北京海淀區(qū)皂君廟號(hào)院鑫雅苑號(hào)樓室微計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)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(shí)際需要在多個(gè)信道之間切換。參考文獻(xiàn)：】邵源，鐘炬，周昭茂關(guān)于低壓用戶

17、集中抄表系統(tǒng)綜述】電力系統(tǒng)自動(dòng)化，（）：，（）：“【】聶波智能小區(qū)低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)微計(jì)算機(jī)信息，：，電話：，），：，低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條件】北一元，年郵局訂閱號(hào)：；：一萬(wàn)方數(shù)據(jù)低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)集中器設(shè)計(jì)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(xué)自動(dòng)化系)， 石銀安,SHIYIN'AN(610051,四川,成都,德陽(yáng)匯川科技有限公司)微計(jì)算機(jī)信息CONT

18、ROL & AUTOMATION2007,23(13)5次參考文獻(xiàn)(4條)1.邵源;鐘炬;周昭茂 關(guān)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(dòng)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(jì)算機(jī)信息 2003(11)3.DL/T 698-1999.低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條件 2000本文讀者也讀過(guò)(10條)1. 王勤初.姚艷霞 低壓電力載波技術(shù)在居民集抄系統(tǒng)中的應(yīng)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(wú)線遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)會(huì)議論文-20083. 丁詠梅 低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)的應(yīng)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(shè)計(jì)與應(yīng)用期刊論文-中國(guó)電力教育2010(z1)期刊論文-內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2009,40(1)7. 趙亞明.Zhao Yaming 基于電力載波自