水電氣低壓載波遠(yuǎn)程三表集抄技術(shù)研究

水電氣低壓載波遠(yuǎn)程三表集抄技術(shù)研究管理局科技進(jìn)步獎(jiǎng)申報(bào)項(xiàng)目項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目研究目的是研制開發(fā)XDJC021集中控制式三表載波抄表系統(tǒng)，研究最新的載波通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)居民水、電、氣三表數(shù)據(jù)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和抄表，并配合物業(yè)小區(qū)防盜監(jiān)控和電力公司公用配變監(jiān)測(cè)等發(fā)展方向，擴(kuò)充系統(tǒng)性能，提高用電管理和物業(yè)管理的現(xiàn)代化水平，其性能居于國內(nèi)領(lǐng)先水平。1現(xiàn)行的物業(yè)管理模式是抄表員入戶抄水、電、氣表，人工計(jì)算費(fèi)用，可能發(fā)生有意和無意的抄錯(cuò)現(xiàn)象，不僅增大了物業(yè)公司的抄表難度，還為人為更改抄表數(shù)據(jù)留下了管理上的漏洞，使費(fèi)用不能完全回收，造成物業(yè)公司不必要的損失。行業(yè)現(xiàn)狀 針對(duì)以上問題，我公司著手開發(fā)XDJC021集中控制式三表載波抄表系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用專用大規(guī)模集成電路以及SMT先進(jìn)設(shè)備制造，具有良好抗干擾、防竊電能力，是一種新型水、電、氣計(jì)量集抄系統(tǒng)，具有可靠、輕巧、高精度、高過載、防竊電、不需校表等特點(diǎn)，并具有先進(jìn)遠(yuǎn)程控制管理功能等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)水、電、氣費(fèi)的不上門摧收，是各電力管理部門和各物業(yè)小區(qū)解決水、電、氣費(fèi)收繳難的最佳選擇，它可廣泛應(yīng)用于各電業(yè)局和物業(yè)小區(qū)。系統(tǒng)原理采集終端水表電表氣表數(shù)據(jù)集中器控制中心市話網(wǎng)采集終端水表電表氣表備用電源備用電源電力線信號(hào)線控制器用戶1用戶2通斷控制器控制器通斷控制器2關(guān)鍵技術(shù)1.通信方式的選擇2.電力線數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器31.通信方式的選擇

專線方式—485通信方式優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定、可靠。缺點(diǎn)：布線繁瑣，施工費(fèi)用高，系統(tǒng)維護(hù)難度大。電力載波方式電力載波通信技術(shù)能有效解決上述問題，它利用現(xiàn)有交流電源線作為通信線路，省去了鋪線工程，優(yōu)勢(shì)明顯。但由于電力線是給用電設(shè)備傳送電能的，而不是用來傳送數(shù)據(jù)的，所以電力線對(duì)數(shù)據(jù)傳輸有許多限制，這些可以通過選用一個(gè)功能強(qiáng)大的電力線載波專用Modem芯片得到有效地解決。

2.電力線數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器電力線接口電力線接口ST7536ST7536單片機(jī)單片機(jī)電力線上的數(shù)據(jù)傳輸本系統(tǒng)采用ST7536作為電力載波器件。ST7536構(gòu)成的通信系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成1.脈沖遠(yuǎn)傳表2.采集終端3.數(shù)據(jù)集中器4.遠(yuǎn)程三表集抄軟件4電力線電力線市話網(wǎng)1.脈沖遠(yuǎn)遠(yuǎn)傳表表水表、、電表表、氣氣表應(yīng)應(yīng)具備備脈沖沖輸出出功能能，每每個(gè)脈脈沖代代表一一定的的計(jì)量量值。。作為為整個(gè)個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)的基基礎(chǔ)，，要求求計(jì)量量準(zhǔn)確確，脈脈沖信信號(hào)輸輸出量量與表表計(jì)顯顯示用用量一一致。。水表表和氣氣表是是在傳傳統(tǒng)計(jì)計(jì)量表表計(jì)的的基礎(chǔ)礎(chǔ)上加加裝了了脈沖沖發(fā)生生裝置置和脈脈沖輸輸出裝裝置。。而電電表我我們則則完全全擯棄棄了傳傳統(tǒng)機(jī)機(jī)械式式電能能表落落后的的計(jì)量量方式式，采采用全全電子子式電電能表表。該電表表是我我公司司自主主開發(fā)發(fā)的DDS521全電子子式電電能表表，采采用先先進(jìn)的的電能能計(jì)量量芯片片ADE7755。它具具有線線性好好、測(cè)測(cè)量范范圍寬寬、防防潛動(dòng)動(dòng)、防防竊電電等一一系列列優(yōu)異異特點(diǎn)點(diǎn)。ADE7755電能計(jì)計(jì)量芯芯片IC的最基基本原原理如如下：：電子乘乘法器器V-F型A/D轉(zhuǎn)換器器計(jì)數(shù)器器V(t)I(t)快速效效驗(yàn)脈脈沖輸輸出2.采集終終端采集終終端可可采集集各種種計(jì)量量表計(jì)計(jì)的脈脈沖信信號(hào)，，并進(jìn)進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換和和存貯貯。采采集終終端由由電源源模塊塊、控控制存存儲(chǔ)模模塊和和電力力線數(shù)數(shù)據(jù)調(diào)調(diào)制解解調(diào)器器等組組成，，它的的作用用是對(duì)對(duì)用戶戶表計(jì)計(jì)發(fā)出出的脈脈沖進(jìn)進(jìn)行計(jì)計(jì)數(shù)處處理，，接收收來自自集中中器的的各種種操作作命令令，并并向集集中器器回送送表計(jì)計(jì)數(shù)據(jù)據(jù)，對(duì)對(duì)違章章、欠欠費(fèi)用用戶實(shí)實(shí)施警警告和和控制制。采采集終終端可可直接接與帶帶有脈脈沖輸輸出的的水、、電、、氣表表聯(lián)接接。2.采集終終端采集終終端的的主要要功能能是負(fù)負(fù)責(zé)對(duì)對(duì)脈沖沖進(jìn)行行計(jì)數(shù)數(shù)，同同時(shí)與與集中中器進(jìn)進(jìn)行通通信。。其主主要器器件是是AT89C52，與數(shù)數(shù)據(jù)采采集模模塊和和通信信模塊塊相連連構(gòu)成成了一一種靈靈活性性高且且價(jià)廉廉的采采集終終端。。AT89C52數(shù)據(jù)采采集模模塊看門狗狗電路路電源通信模模塊時(shí)鐘電電路3.數(shù)據(jù)集集中器器數(shù)據(jù)集集中器器是整整個(gè)系系統(tǒng)的的橋梁梁，用用于終終端管管理、、數(shù)據(jù)據(jù)緩存存。它它由電電源模模塊、、控制制存儲(chǔ)儲(chǔ)模塊塊、電電力線線數(shù)據(jù)據(jù)調(diào)制制解調(diào)調(diào)器和和上行行通信信模塊塊等組組成。。集中中器一一方面面接收收來自自管理理中心心計(jì)算算機(jī)的的各種種操作作命令令并下下傳采采集終終端；；另一一方面面，將將采集集終端端的各各種信信息回回傳給給管理理中心心計(jì)算算機(jī)，，同時(shí)時(shí)還存存儲(chǔ)所所轄表表計(jì)的的數(shù)據(jù)據(jù)和有有關(guān)參參數(shù)，，并具具有定定時(shí)抄抄收采采集終終端數(shù)數(shù)據(jù)，，實(shí)時(shí)時(shí)監(jiān)視視采集集終端端的工工作狀狀態(tài)等等功能能。3.數(shù)據(jù)集集中器器集中器器以8031單片機(jī)機(jī)作為為控制制中心心，主主要負(fù)負(fù)責(zé)數(shù)數(shù)據(jù)的的傳送送與接接收。。每個(gè)個(gè)集中中器可可以管管理99個(gè)采集集終端端，集集中器器循環(huán)環(huán)查詢?cè)儾杉K端端的計(jì)計(jì)數(shù)值值并進(jìn)進(jìn)行累累加保保存。。Inter8031與采集集終端端通信信看門狗狗電路路電源時(shí)鐘電電路LS373與PC通信RAMDS1225Y4.管理中中心管理中中心安安裝了了三表表遠(yuǎn)程程抄表表系統(tǒng)統(tǒng)管理理軟件件，完完成對(duì)對(duì)小區(qū)區(qū)內(nèi)所所有住住戶水水、電電、氣氣用量量的監(jiān)監(jiān)視、、抄收收、統(tǒng)統(tǒng)計(jì)、、查詢?cè)兒褪帐召M(fèi)管管理工工作。。三表遠(yuǎn)遠(yuǎn)程抄抄表系系統(tǒng)管管理軟軟件該軟件件與本本系統(tǒng)統(tǒng)硬件件的無無縫集集成，，構(gòu)筑筑一個(gè)個(gè)功能能強(qiáng)大大、穩(wěn)穩(wěn)定可可靠、、容易易管理理、數(shù)數(shù)據(jù)精精確、、可擴(kuò)擴(kuò)展性性極強(qiáng)強(qiáng)的多多功能能水、、電、、氣三三表聯(lián)聯(lián)網(wǎng)管管理系系統(tǒng)。。以通訊訊為基基礎(chǔ)，，以數(shù)數(shù)據(jù)庫庫為核核心，，提供供數(shù)據(jù)據(jù)處理理、查查詢、、統(tǒng)計(jì)計(jì)、報(bào)報(bào)表、、備份份等功功能；；采用面面向?qū)?duì)象和和模塊塊化相相結(jié)合合的方方法，，靈活活支持持不同同客戶戶的獨(dú)獨(dú)特要要求（（如特特別報(bào)報(bào)表打打印、、特別別權(quán)限限控制制要求求）；；支持客客戶原原有綜綜合管管理系系統(tǒng)，，可以以和客客戶原原有管管理系系統(tǒng)（（如物物業(yè)管管理系系統(tǒng)等等）集集成（（可提提供數(shù)數(shù)據(jù)庫庫接口口或者者通訊訊接口口）；；計(jì)費(fèi)費(fèi)費(fèi)率可可以任任意設(shè)設(shè)定；；事務(wù)日日志，，可隨隨時(shí)查查看系系統(tǒng)的的各種種重要要事件件記錄錄；可同時(shí)時(shí)管理理多個(gè)個(gè)小區(qū)區(qū)?？垢蓴_擾措施施選擇SGSThomson公司的的ST7536電力載載波調(diào)調(diào)制解解調(diào)芯芯片；；嚴(yán)格按按照ST7536的技術(shù)術(shù)要求求設(shè)計(jì)計(jì)外圍圍電路路，選選取高高質(zhì)量量的器器件；；反復(fù)實(shí)實(shí)驗(yàn)，，選取取干擾擾最小小的頻頻率；；在電力力載波波調(diào)制制解調(diào)調(diào)器與與電力力線的的接口口部分分使用用隔離離圈，，可以以阻擋擋來自自電力力線上上的干干擾；；為采集集終端端增加加接力力功能能，每每一個(gè)個(gè)采集集終端端都可可以作作為中中繼去去抄另另外的的采集集終端端，把把集中中器的的抄表表范圍圍擴(kuò)大大到2000m；在系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)試試時(shí)為為數(shù)據(jù)據(jù)集中中器選選擇合合適的的位置置，盡盡可能能地避避開干干擾；；為系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)增增加加了了定定時(shí)時(shí)抄抄表表功功能能，，系系統(tǒng)統(tǒng)可可任任意意選選擇擇時(shí)時(shí)間間自自動(dòng)動(dòng)抄抄表表，，避避開開用用電電高高峰峰期期時(shí)時(shí)電電力力線線上上的的大大量量干干擾擾。。5數(shù)據(jù)據(jù)報(bào)報(bào)告告×××小區(qū)區(qū)2002年9月16日抄抄表表數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)表號(hào)類型現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)抄表數(shù)據(jù)表號(hào)類型現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)抄表數(shù)據(jù)1-1水表20.4420.443-1水表22.5022.501-2電表259.80259.803-2電表200.60200.601-3氣表36.8036.783-3氣表29.2029.222-1水表34.7534.754-1水表46.9046.922-2電表345.22345.224-2電表267.4267.402-3氣表24.7024.724-3氣表24.9024.876經(jīng)濟(jì)濟(jì)效效益益現(xiàn)油油田田有有居居民民12萬戶戶，，只只有有不不到到2萬戶戶進(jìn)進(jìn)行行了了集集抄抄改改造造，，按按剩剩下下的的10萬戶戶進(jìn)進(jìn)行行計(jì)計(jì)算算，，同同時(shí)時(shí)考考慮慮到到各各物物業(yè)業(yè)公公司司的的需需求求，，每每年年的的市市場(chǎng)場(chǎng)需需求求量量在在5萬戶戶左左右右。。按按現(xiàn)現(xiàn)在在國國內(nèi)內(nèi)改改造造費(fèi)費(fèi)用用一一戶戶350～400元計(jì)計(jì)算算，，每每年年可可實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)品品產(chǎn)產(chǎn)值值1500萬元元，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)利利稅稅160多萬萬元元，，產(chǎn)產(chǎn)品品的的銷銷售售利利潤(rùn)潤(rùn)率率為為11.4%，取得得較較好好的的投投資資回回報(bào)報(bào)。。7社會(huì)會(huì)效效益益減少少了了因因電電表表年年限限長(zhǎng)長(zhǎng)誤誤差差大大帶帶給給物物業(yè)業(yè)公公司司用用電電量量的的損損失失；；電子子式式電電度度表表采采用用高高精精度度電電流流采采樣樣器器，，對(duì)對(duì)微微弱弱電電流流也也能能計(jì)計(jì)量量，，減減少少了了物物業(yè)業(yè)公公司司因因老老式式電電表表對(duì)對(duì)微微小小負(fù)負(fù)荷荷不不計(jì)計(jì)量量的的損損失失；；單相相電電子子式式電電度度表表采采用用微微歐歐級(jí)級(jí)電電阻阻進(jìn)進(jìn)行行計(jì)計(jì)量量，，可可防防止止用用戶戶短短接接竊竊電電行行為為，，同同時(shí)時(shí)電電表表去去掉掉了了老老式式電電表表的的電電壓壓聯(lián)聯(lián)接接片片，，也也防防止止了了用用戶戶進(jìn)進(jìn)行行撥撥開開聯(lián)聯(lián)接接片片的的竊竊電電行行為為；；可以以方方便便進(jìn)進(jìn)行行用用戶戶用用電電量量查查詢?cè)儯?，隨隨時(shí)時(shí)監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)用用戶戶竊竊電電行行為為，，方方便便物物業(yè)業(yè)小小區(qū)區(qū)進(jìn)進(jìn)行行集集中中抄抄表表管管理理，，避避免免竊竊電電損損失失；；抄表表到到戶戶，，不不必必再再派派大大量量抄抄表表人人員員到到戶戶進(jìn)進(jìn)行行電電量量抄抄收收，，每每年年可可節(jié)節(jié)省省大大量量的的人人力力物物力力財(cái)財(cái)力力；；可以以及及時(shí)時(shí)發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)表表計(jì)計(jì)損損壞壞，，避避免免表表計(jì)計(jì)損損壞壞帶帶來來的的水水電電氣氣費(fèi)費(fèi)流流失失；；提高高了了物物業(yè)業(yè)公公司司的的現(xiàn)現(xiàn)代代化化水水平平。。8項(xiàng)目目應(yīng)應(yīng)用用1.在油油田田各各社社區(qū)區(qū)的的使使用用情情況況2.工程程竣竣工工證證明