基于电力线载波远程抄表系统
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基于嵌入式技术的电力线载波抄表系统管理与通信
卤～
类指令 ， 包括实时抄表 ， 上传抄表数据 ， 设置各类数据信息等。 考
虑 到软 硬 件 资 源 和 开 发 的 难 度 、 维 护 性 ， 用 在 嵌 入 式 处 理 器 易 采
ＡＲ 上 移 植 嵌 入 式操 作 系 统 的 方 案 来 实 现 。 Ｍ ２ 基 于 ＭＣ 技 术 的 采 集 模 块 与 终 端 Ｕ
ｒ ｉｂｉｔ ｎｄ ｃｏ ｍｕｎｃ ｔ ｓ ｅｄ ｒ ｄｉｃｕ ｓ ｄ ｖ ｄｅ ｉ ｓ ｏｐ ｅ ｂａ ｅｄ ｎ ｅ ｔ ｈｎ ｏ ｅ ｅｌ ｌｙ ａ ｍ ａ ｉ ｉａ ｉ ｏｎ ｐｅ ａｅ ｓ ｓ ｅｄ ａｎ ａ ｎｏ ｅｌ ｓｇｎ ｉ ｐｒ ｏｓ ｄ ｓ ｏ ｎ ｗ ｅｃ ｏｌｇｉｓ
展 ， 改进 设 计 进 行 讨 论 和展 望 。 就
１ 远 程 抄 表 系统 原 理
通信接 口 ， 还集成了片内的看门狗 ＷＤ Ｔ电路 。
通 常低 压 电 力 线 远 程 抄 表 系统 采用 分层 结构 ， 如 图 １所 示 ， 由远 程 上 位
机 管理 系 统 、 区域 集 中 器 、
吕 守旭 （ 山东省枣庄供 电公 司， 山东 枣庄 ２７０ ） ７ １２
摘 要 以 电 力线 载 波 抄 表 系统 开 发 应 用 为 背景 ，详 细论 述 了基 于 ＭＣＵ和 嵌 入 式技 术 的远 程 抄 表 系统 的 结 构 和 基 本 软 硬 件 设
计， 同时结合栽渡通信 可靠性和速度方面的局限性以及 新技 术的发展 ， 讨论 了改进设计 。
高 宽带／ 速 低速窄 带通信 系统
，
一
一
抄 表 采 集 模 块 三 部 分 组 成 ，有 时 也 用 局 部 采 集 终
端 采集 多个 电 能 表 ห้องสมุดไป่ตู้ 电 能
基于低压电力载波的远程自动抄表系统的设计
１ 言 ．引
调 制 解 稠 器 集 成 电路 ． 有 接 具
收和发送数据的全部功能 ． 在 采集 器 中它把信 息 发送 到 电 力 线 上 Ｓ＂ ３ Ｉ ５ ７除 了具 有 数 ７ 据 接 收 和发 送 功 能 外 ． 具 有 还 载 波 侦 听 功 能 ． 目 的也 是 为 其 提 供有 效 的 电 网运 行 参 数 该 系统 的实 现 是 迈 向配 电 自动 化 的 了保 证 数 据 准 确 可 靠 地 传 送 第一步． 具有 广 阔 的 应用 前景 Ｓ７３ Ｔ ５ ７采 用 频 移 键 控 （Ｓ ＦＫ） ２ 系统 的 结构 和 功 能 ． 方 式 ， 用 的栽 波 频 率 为 １２ 使 ３． 该 系 统 的 结 构 如 罔 ４ ｋＩ，数 据 传 送 速 率 为 １０ ｂｔ 。 时 钟 电 路 采 用 Ｄ １８ ７芯 ５Ｉ ｚ ２ ０ ｉｓ ／ Ｓ２８ １ 示 ，由五部分组成 ： 所 片 ， 有万 年 历 时钟 。 有 电 池 可保 证 掉 电 时钟 不停 。看 门狗 电 具 吉 电 能表 、 集 器 、 中 器 、 采 集 路 采 用 ＭＡ Ｓ ３ 防止 单 片 机 死 机 Ｘ １． 通 信模 块 和 主 站计 算 机 ３ ． 中器 ２集 电 能表 大体 上 呵分 集 中器 可在 ～ 个 变 压 器 下设 置一 个 ．主要 负责 数 据 的传 送 为 两种 类 型 ： 电式 和全 机 与接 收 ． 图 ３所示 中器 也 以 Ａ ８Ｃ ２为 核 心 ． 过 ５ ７ ３ 如 集 Ｔ９５ 通 Ｔ ５７ 电 子式 机 电式 电 能表 可 接收采 集器发送到 电力线上的数据 ． 加存储 到 Ｒ 累 ＡＭ． 系统 本 的 ＲＡ 芯 片选 用 Ｄ ｌ 公 司 的 Ｄ １ ２ Ｙ． Ｍ ａａ ８ Ｓ ２ ５ 该 片 是 一 种 容量 为 通 过 安 装 在 电 能 表 内 部 图 １系统结构圈 的 光 电转 换模 块把 电能 表 圆 盘转 动 时 的信 号 转 换 成 脉 冲 电 信 号 ８ ｘ Ｋ ８的 ｇ Ａ 具 有 掉 电保 护 功 能 ． 防 止 意 外 而 导 致 的 数 据 Ｒ Ｍ． 能 输 出 电子 式 电 能表 可 直接 输 出 电信 号 电能 表输 出的 电信 号 丢 失 主 站 计算 机 之 问 通 过 ＭＯ Ｅ 进 行 通 信 ． 全 Ｄ Ｍ 向主 站 传 送抄 送 入采 集 器 进 行 电能 的计 算 、 Ｊ和 存储 。 累ｊ ｕ 表 信 息 ． 接 收 控 制 命令 并 采 集 器 用 于 同 时采 集 多 个 用 户 电能 表 的 电量 信 息 ． 过 电 ４ 系 统 的 软件 设 计 通 ． 系统 的 软 件 没计 包 括 采 集 器 部 分 、集 中 器 部 分 和 主 站 计算 力 载波 通 信 将 数 据传 送 给 集 中 器 、 集 中器 。 能够 按 照设 定 的 抄 表时 间 。 天 自动 采集 各 蚪户 电 机 部 分 面 主要 给 出主 站 计 算 机部 分软 件 设 计 部 分 软 件 设 每 Ｉ 下 这 能 表 的 累 计电 量 ． 回送 主 站计 算 机 ． 时 响 应 主 站计 算 机 的 各 种 计 又 包 括 通 信 软 件 设 计 和 主 站 管 理 软 件 设 计 ． 采 用 Ｖ 及 均 Ｂ设 计 ， Ｖ Ｂ为 可 视 化编 程 软 件 ． 有 丰 富 的控 件 供 选 ｊ ， 能 强 大 ． 有 具 ｛功 ｊ 具 通 信 命令 。 通 信模 块 通 信 模 块 用 束实 现 主 站 计 算 机 集 中器 之 问 的 很 好 的 数 据 库 管理 功 能 。 通 信 。通 信 模 块 可 以是 公 用 电话 网 、 Ｓ 网 、Ｐ Ｓ 扩 频 通 信 系 ４１ 信 软件 ＣＭ ＧＲ 、 ．通 统 和 专线 等 各 种 方 式 ． 文 选 用公 用 电 话 网 本 通 信 软件 包 括 拨 号 、 机 、 挂 ［ ｝ 主站 计 算 机 主 要 是 接 收集 中器 传 送 过 来 的 用 户用 电量 数 查 询 和 电 表 参 数 设 置 。 ，Ｉ Ｄ Ｍ Ｔ命 令 集 拨 号 ． 过 通 据 ， 生 成 收 费表 。可 设 置 电 表 的各 种 初 始 化 数 据 参 数 ， 过 主 ＭＯ Ｅ Ａ 并 通 站计算 机 ， 理人 员 可 以随 时 获取 所 需 要 的各 种 数 据 和 信 息 ， 管 它 使 串 Ｅ 的 Ｄ Ｔ引 脚 变 为 低 电 ｌ Ｒ 是 系统 的人 机 界 面 平 挂 机 查 询 软 件 完 成 查 询 电 ３ 系统的 硬 件 设 计 ． 表 内各 种 计量 信 息 的 主要 任 该系统的硬件主要包括采集 器和集 中器两部分 务 ． 要 流 程 图如 图 ４所 示 主 参 数设 置 主 要 用 于 电表 内 ３１采 集 器 ． 采 集 器 的 主 要功 能是 采 集 用 户 电能 表 的 电量 信 息 ．同 时 与 集中器进行通信 。如图 ２所示。 主要器件是 Ａ ８ Ｃ ２ 是一种 其 Ｔ ９５ ， 带 ８ ｙｅ ｋｂｔ ｓ的可反复擦写 Ｆａｈ只读存储 器的低电压 、高性 能 ／ ｓ Ｃ Ｏ 单 片 机 ， 有 体 积 小 ， 本低 ， 靠性 高的 特 点 。 采 用 Ｍ Ｓ８位 具 成 可
调 制 解 稠 器 集 成 电路 ． 有 接 具
收和发送数据的全部功能 ． 在 采集 器 中它把信 息 发送 到 电 力 线 上 Ｓ＂ ３ Ｉ ５ ７除 了具 有 数 ７ 据 接 收 和发 送 功 能 外 ． 具 有 还 载 波 侦 听 功 能 ． 目 的也 是 为 其 提 供有 效 的 电 网运 行 参 数 该 系统 的实 现 是 迈 向配 电 自动 化 的 了保 证 数 据 准 确 可 靠 地 传 送 第一步． 具有 广 阔 的 应用 前景 Ｓ７３ Ｔ ５ ７采 用 频 移 键 控 （Ｓ ＦＫ） ２ 系统 的 结构 和 功 能 ． 方 式 ， 用 的栽 波 频 率 为 １２ 使 ３． 该 系 统 的 结 构 如 罔 ４ ｋＩ，数 据 传 送 速 率 为 １０ ｂｔ 。 时 钟 电 路 采 用 Ｄ １８ ７芯 ５Ｉ ｚ ２ ０ ｉｓ ／ Ｓ２８ １ 示 ，由五部分组成 ： 所 片 ， 有万 年 历 时钟 。 有 电 池 可保 证 掉 电 时钟 不停 。看 门狗 电 具 吉 电 能表 、 集 器 、 中 器 、 采 集 路 采 用 ＭＡ Ｓ ３ 防止 单 片 机 死 机 Ｘ １． 通 信模 块 和 主 站计 算 机 ３ ． 中器 ２集 电 能表 大体 上 呵分 集 中器 可在 ～ 个 变 压 器 下设 置一 个 ．主要 负责 数 据 的传 送 为 两种 类 型 ： 电式 和全 机 与接 收 ． 图 ３所示 中器 也 以 Ａ ８Ｃ ２为 核 心 ． 过 ５ ７ ３ 如 集 Ｔ９５ 通 Ｔ ５７ 电 子式 机 电式 电 能表 可 接收采 集器发送到 电力线上的数据 ． 加存储 到 Ｒ 累 ＡＭ． 系统 本 的 ＲＡ 芯 片选 用 Ｄ ｌ 公 司 的 Ｄ １ ２ Ｙ． Ｍ ａａ ８ Ｓ ２ ５ 该 片 是 一 种 容量 为 通 过 安 装 在 电 能 表 内 部 图 １系统结构圈 的 光 电转 换模 块把 电能 表 圆 盘转 动 时 的信 号 转 换 成 脉 冲 电 信 号 ８ ｘ Ｋ ８的 ｇ Ａ 具 有 掉 电保 护 功 能 ． 防 止 意 外 而 导 致 的 数 据 Ｒ Ｍ． 能 输 出 电子 式 电 能表 可 直接 输 出 电信 号 电能 表输 出的 电信 号 丢 失 主 站 计算 机 之 问 通 过 ＭＯ Ｅ 进 行 通 信 ． 全 Ｄ Ｍ 向主 站 传 送抄 送 入采 集 器 进 行 电能 的计 算 、 Ｊ和 存储 。 累ｊ ｕ 表 信 息 ． 接 收 控 制 命令 并 采 集 器 用 于 同 时采 集 多 个 用 户 电能 表 的 电量 信 息 ． 过 电 ４ 系 统 的 软件 设 计 通 ． 系统 的 软 件 没计 包 括 采 集 器 部 分 、集 中 器 部 分 和 主 站 计算 力 载波 通 信 将 数 据传 送 给 集 中 器 、 集 中器 。 能够 按 照设 定 的 抄 表时 间 。 天 自动 采集 各 蚪户 电 机 部 分 面 主要 给 出主 站 计 算 机部 分软 件 设 计 部 分 软 件 设 每 Ｉ 下 这 能 表 的 累 计电 量 ． 回送 主 站计 算 机 ． 时 响 应 主 站计 算 机 的 各 种 计 又 包 括 通 信 软 件 设 计 和 主 站 管 理 软 件 设 计 ． 采 用 Ｖ 及 均 Ｂ设 计 ， Ｖ Ｂ为 可 视 化编 程 软 件 ． 有 丰 富 的控 件 供 选 ｊ ， 能 强 大 ． 有 具 ｛功 ｊ 具 通 信 命令 。 通 信模 块 通 信 模 块 用 束实 现 主 站 计 算 机 集 中器 之 问 的 很 好 的 数 据 库 管理 功 能 。 通 信 。通 信 模 块 可 以是 公 用 电话 网 、 Ｓ 网 、Ｐ Ｓ 扩 频 通 信 系 ４１ 信 软件 ＣＭ ＧＲ 、 ．通 统 和 专线 等 各 种 方 式 ． 文 选 用公 用 电 话 网 本 通 信 软件 包 括 拨 号 、 机 、 挂 ［ ｝ 主站 计 算 机 主 要 是 接 收集 中器 传 送 过 来 的 用 户用 电量 数 查 询 和 电 表 参 数 设 置 。 ，Ｉ Ｄ Ｍ Ｔ命 令 集 拨 号 ． 过 通 据 ， 生 成 收 费表 。可 设 置 电 表 的各 种 初 始 化 数 据 参 数 ， 过 主 ＭＯ Ｅ Ａ 并 通 站计算 机 ， 理人 员 可 以随 时 获取 所 需 要 的各 种 数 据 和 信 息 ， 管 它 使 串 Ｅ 的 Ｄ Ｔ引 脚 变 为 低 电 ｌ Ｒ 是 系统 的人 机 界 面 平 挂 机 查 询 软 件 完 成 查 询 电 ３ 系统的 硬 件 设 计 ． 表 内各 种 计量 信 息 的 主要 任 该系统的硬件主要包括采集 器和集 中器两部分 务 ． 要 流 程 图如 图 ４所 示 主 参 数设 置 主 要 用 于 电表 内 ３１采 集 器 ． 采 集 器 的 主 要功 能是 采 集 用 户 电能 表 的 电量 信 息 ．同 时 与 集中器进行通信 。如图 ２所示。 主要器件是 Ａ ８ Ｃ ２ 是一种 其 Ｔ ９５ ， 带 ８ ｙｅ ｋｂｔ ｓ的可反复擦写 Ｆａｈ只读存储 器的低电压 、高性 能 ／ ｓ Ｃ Ｏ 单 片 机 ， 有 体 积 小 ， 本低 ， 靠性 高的 特 点 。 采 用 Ｍ Ｓ８位 具 成 可
电力线载波远程抄表系统的研究实现
ａ ｃ ｒ ｔｌ ｏ ｌｔ ｄ ｔ ｅ ｓ ｅ ｃ ｉ ａ ｎ ｌｓｓ ｂ ｓ ｇ Ｍａｌ ｂ’ ｏ ｅ ｆ ｌ ｕ ｒ ａ ａｃ ｌ ｔ ｎ ａ ｄ ｓｇ ａ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｃ ｕ ａ ｅｙ ｃ ｍｐ ｅｅ ｈ ｐ ｅ ｈ ｓｇ ｌ ａ ａ ｙ ｉ ｙ ｕ ｉ ｔ ｎ ｎ ａ Ｓｐ ｗ ｒ ｍｅ ｉ ｌ ｃ ｕ ａ ｉ ｎ ｉｎ ｌｐ ｏ ｅ ｓｎ ｕ ｎ ｃ ｌ ｏ ｆ ｎ ｔ ｎ ａ ｄ ｐ ｓ ｅ ｓ ｓａｌ ｔ ｆ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｕ ｈ ａ ｅ ｅ ｓ ｐ ｒ ｔ ｎ ｃ ｅ ｐｐ ｉ ｅ ａ ｄ ｓ ｏ ｇ ｕ ｉ ｅ ｓ ｉ ． ｕ ｃ ｉ ， ｎ ｏ ｓ ｓ ｅ ｖ ｎ ａ ｅ ｃ ｓ ｈ ａ ｙｏ ｅ ａｉ ， ｈ ａ ｒ ， ｎ ｔ ｎ ｎ ｖ ｒ ａ ｔ ｏ ｏｏ ａ ｓ ｔ ｏ ｃ ｒ ｌ ｙ
Ｙ Ｚ ｅ －ａ ｇ Ｕ ｈ ｎｊ ｎ ｉ
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ ： ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｉ ｔｏ ｕ ｅ ｐ ｅ ｈ ｓｇ ａ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｉ ｓ ｓ ｍ ａ ｅ ｎ Ｍａｌ ｂ ｗ ｉｈ ｒ ａ ｉｅ ｈ Ｔ ｉ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｓ ａ ｓ ｅ ｃ ｉｎ ｌ ｑ ｉｉ ｏ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｙ ｔ ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ， ｈ ｃ ｅ ｌ ｓ ｔ ｅ ｎ ａ ｉ ｅ ａ ｚ
基 于低 压 电力 电力线载 波远程抄表 系统 ， 并详细介绍 了该抄表 系统的 总体 设计 、 硬件
设计和软件设计等。
关键词 ： 电力线载波； 远程抄表 系统 ； 低压 电网； 载波通信 ； 扩频通信
中图分类号 ： Ｍ ６ Ｔ ７２ 文献标识码 ： Ａ
１ 设 计背 景
１１ 研 究 背 景 ．
收稿 日期 ：０ ２ ０ — ７ ２ １— ３ ２
Ｙ Ｚ ｅ －ａ ｇ Ｕ ｈ ｎｊ ｎ ｉ
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ ： ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｉ ｔｏ ｕ ｅ ｐ ｅ ｈ ｓｇ ａ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｉ ｓ ｓ ｍ ａ ｅ ｎ Ｍａｌ ｂ ｗ ｉｈ ｒ ａ ｉｅ ｈ Ｔ ｉ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｓ ａ ｓ ｅ ｃ ｉｎ ｌ ｑ ｉｉ ｏ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｙ ｔ ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ， ｈ ｃ ｅ ｌ ｓ ｔ ｅ ｎ ａ ｉ ｅ ａ ｚ
基 于低 压 电力 电力线载 波远程抄表 系统 ， 并详细介绍 了该抄表 系统的 总体 设计 、 硬件
设计和软件设计等。
关键词 ： 电力线载波； 远程抄表 系统 ； 低压 电网； 载波通信 ； 扩频通信
中图分类号 ： Ｍ ６ Ｔ ７２ 文献标识码 ： Ａ
１ 设 计背 景
１１ 研 究 背 景 ．
收稿 日期 ：０ ２ ０ — ７ ２ １— ３ ２
基于软件载波方式的电力线抄表终端的研制
为22 nF; 本系统的2 个载波中心频率为
70 kHz , 195 kHz.
的2 个中心频率都能够实现窄带谐振藕合，
模拟开关选用CD4052. 谐振切换过程与软
心频率， 一路为70 kHz， 而另一路为195 kHz,
每路载波信号的带宽为10 kHz。 同时， 快速
件进行载波解调运算的 频率参数配置切换同
方法采用双路窄带扩频通信方式， 有两路中
这样通过快速CPU 的谐振控制端来使 量 ， 中 L,、3为 4 N L 40 NH， 器 其 ， L 9. H，2为1 线 匝 为 圈 比 4/1. 合线 和电 器组C,. C 使能模拟开关导通、 圈 容 2 截止就能够保证本系统
构 载 藕 谐 路， 3.3 nF,, q 成了 波 合 振回 弓为
越、 集成度高， 而且成本低廉， 生产调试十
分 便。
( SSCP300的带宽为近300 kHz )， 在强窄带
对减小， 噪声仅能影响到一小部分所要传输
I电力系统装备 2007 .8 1 5 1
受干扰的频率范围所占比例相 况下， 载波信号频率越高， 衰减也就越大。 干扰条件下，
的信号，而大多数的信号都能够到达 目的
1 低压电力线的信道环境与通信
方式的选择
要利用低压电力线进行载波抄表，首
与220 V线路之间的藕合电路 )必须符合低
压电力线路的信道特点， 才能保证通信的质 量。目前利用电力线进行数字通信的产品 中， 主要有使用窄带通信方式和宽带扩频通
信方式两种。
先必须对其信道特征进行了解。 由于220 V 线路本身不是为通信设计的， 不可能对线路
方面电力线路中的各种用电设备的频繁开 闭会给电力线带来各种干扰噪声。 目 前还难以找到一个较为准确的数学 模型来描述电力线的信道， OFDM、 ( 扩频
70 kHz , 195 kHz.
的2 个中心频率都能够实现窄带谐振藕合，
模拟开关选用CD4052. 谐振切换过程与软
心频率， 一路为70 kHz， 而另一路为195 kHz,
每路载波信号的带宽为10 kHz。 同时， 快速
件进行载波解调运算的 频率参数配置切换同
方法采用双路窄带扩频通信方式， 有两路中
这样通过快速CPU 的谐振控制端来使 量 ， 中 L,、3为 4 N L 40 NH， 器 其 ， L 9. H，2为1 线 匝 为 圈 比 4/1. 合线 和电 器组C,. C 使能模拟开关导通、 圈 容 2 截止就能够保证本系统
构 载 藕 谐 路， 3.3 nF,, q 成了 波 合 振回 弓为
越、 集成度高， 而且成本低廉， 生产调试十
分 便。
( SSCP300的带宽为近300 kHz )， 在强窄带
对减小， 噪声仅能影响到一小部分所要传输
I电力系统装备 2007 .8 1 5 1
受干扰的频率范围所占比例相 况下， 载波信号频率越高， 衰减也就越大。 干扰条件下，
的信号，而大多数的信号都能够到达 目的
1 低压电力线的信道环境与通信
方式的选择
要利用低压电力线进行载波抄表，首
与220 V线路之间的藕合电路 )必须符合低
压电力线路的信道特点， 才能保证通信的质 量。目前利用电力线进行数字通信的产品 中， 主要有使用窄带通信方式和宽带扩频通
信方式两种。
先必须对其信道特征进行了解。 由于220 V 线路本身不是为通信设计的， 不可能对线路
方面电力线路中的各种用电设备的频繁开 闭会给电力线带来各种干扰噪声。 目 前还难以找到一个较为准确的数学 模型来描述电力线的信道， OFDM、 ( 扩频
低压电力线载波远程抄表管理系统的设计与实现
（ ．Ｃ ｎｅ ｆ ｎ ｉｅｒ ｇＴａ ｉｇ ａｂｎＵ ｉｅ ｉ ｆ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ ａｂｎ １０ ８ ， １ ｅ ｔ ｏ ｇ ｅ ｎ ｒｉ ｎ ，Ｈ ｒｉ ｎｖｒ ｔ ｏ Ｓ ｉ ｅａｄＴ ｃｎ ｌ ，Ｈ ｉ ０ ０ ｒ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｓｙ ｎ ｇ ｒ ５ Ｃ ｉａ ２ ｈ ｌｃ ｃＬｍ ｔ ｏ ａｙｏ Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｏ ｇＤ ａ ， ｒｉ ５ ０ ０ Ｃ ｉａ ｈｎ ； ．Ｔ ｅＥｅｔ ｉ ｉ ｄＣ ｍｐｎ ｆ ｅ ｏ ｇ ａｇＬ ｎ ｉ Ｈａ ｎ１ ０ ９ ， ｈｎ ） ｉ ｒ ｅ ｌ ｉ ｎ ｂ
！丝二
Ｃ ２—１ ５ Ｎ Ｎ１ ３ ２／
实
验
室
科
学
第１ ３卷
第 ２期
２１ ０ ０年 ４月
Ａｐ ． ０１ ｒ２ ０
Ｌ ０ＲＡＴＯＲＹ Ｓ Ｉ ＡＢ Ｃ ＥＮＣ Ｅ
Ｖｏ．１ Ｎｏ ２ １ ３ ．
低压电力线载波远程抄表 管理 系统的设计 与实现
宁秋 丽 ，王艳 东
关键词 ：远程抄表 系统 ； 电力线载波通信 ；ｄｐｉ 言 ｅｈ语
中图分类号 ：Ｐ９ Ｔ ２ 文献标识码 ： Ｂ ｄ ｉ１．９ ９ ｊｉ ｎ １７ － ３ ５ ２ １ ．２ ０ １ ｏ：０ ３ ６／．ｓ ．６ ２ ４ ０ ．０ ０ ０ ．２ ｓ
Ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｅ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｈ ｎ ｇ ｍｅ ｔｓ ｓｅ ｆｒ ｈ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｒ ａ ｉ ｔ ｆｔ ｅ ｍａ ａ ｅ ｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ｚ ｏ
ｒｍ ｔ ｒ ｄｎ ｙｔｍ ｗｌ ｂ ｃｍ ｅｍ ｊｒｔ ｎ ．Ｔ ｒｕ ｈｔｅａａ ｓ ｆ ｈ ｐｅｄｓｅｔ ｍ ａ ｄ ｅ ｏ ｅ ｉｇｓｓ ｉ ｅｏ ｅｔ ａｏ ｅｄ ｈｏｇ ｈ ｎ ｌ ｉ ｏ ｅｓｒ ｐ ｃ ｕ ｎ ｅ ａ ｅ ｌ ｈ ｒ ｙｓ ｔ ａ ｒ
！丝二
Ｃ ２—１ ５ Ｎ Ｎ１ ３ ２／
实
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室
科
学
第１ ３卷
第 ２期
２１ ０ ０年 ４月
Ａｐ ． ０１ ｒ２ ０
Ｌ ０ＲＡＴＯＲＹ Ｓ Ｉ ＡＢ Ｃ ＥＮＣ Ｅ
Ｖｏ．１ Ｎｏ ２ １ ３ ．
低压电力线载波远程抄表 管理 系统的设计 与实现
宁秋 丽 ，王艳 东
关键词 ：远程抄表 系统 ； 电力线载波通信 ；ｄｐｉ 言 ｅｈ语
中图分类号 ：Ｐ９ Ｔ ２ 文献标识码 ： Ｂ ｄ ｉ１．９ ９ ｊｉ ｎ １７ － ３ ５ ２ １ ．２ ０ １ ｏ：０ ３ ６／．ｓ ．６ ２ ４ ０ ．０ ０ ０ ．２ ｓ
Ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｅ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｈ ｎ ｇ ｍｅ ｔｓ ｓｅ ｆｒ ｈ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｒ ａ ｉ ｔ ｆｔ ｅ ｍａ ａ ｅ ｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ｚ ｏ
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基于电力线载波通信技术的农村电网电表集抄系统
ｒ ｅ ｑ ｕｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ａ ｄｉ ｎｇ ｉ ｎ ｒ ｕ ｒ ａ ｌ ａ ｒ ｅ ａ， ｗｈｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎａ ｇ ｌ ｔ ｏ ｎｏ ｉ ｓ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｉ ｓ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ １ ５ ｄＢ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｒ ｕｒ ａ ｌ ｐｏ ｗｅ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ； ｍ ｅ ｔ ｅｒ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖｅ ｒ ｅ ａ ｄｉ ｎｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ； ｐｏ ｗｅ ｒ ｌ ｉ ｎｅ ｃ ａｒ ｉｅ ｔ ｒ ｃ ｏ ｍ ｍ ｕｎｉ ａｔ ｃ ｉ ｏ ｎ
Ｙ Ｕ Ｂｉ ｎ ， Ｊ Ｉ Ａ Ｙ ａ ｑ ｉ ｏ ｎ ｇ ’
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系 统 的实现方 案
电能表集抄 系统 的设计方案 ； 文献 ［ ４ ］ 设计了基
于Ｒ Ｓ一４ ８ ５ 总线 的远 程 抄表 系统 。以上 这 些 方 案
都需 要 重新 布线 ， 一方 面增 加 了成本 ， 另一 方面也
消耗 大 量 的人 力 、 物 力 和 财 力 。在 农 村 电 网改 造
增大 了工 作 量。 电力 线 载波 通 信 （ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｌ ｉ ｎ ｅ
Ｈｅ ｎ ｇ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ２１ ０ ０ ２， Ｃｈ ｉ ｎ ａ；
２． Ｄｅ ｐａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｈｕａ ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ
Ｙ Ｕ Ｂｉ ｎ ， Ｊ Ｉ Ａ Ｙ ａ ｑ ｉ ｏ ｎ ｇ ’
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系 统 的实现方 案
电能表集抄 系统 的设计方案 ； 文献 ［ ４ ］ 设计了基
于Ｒ Ｓ一４ ８ ５ 总线 的远 程 抄表 系统 。以上 这 些 方 案
都需 要 重新 布线 ， 一方 面增 加 了成本 ， 另一 方面也
消耗 大 量 的人 力 、 物 力 和 财 力 。在 农 村 电 网改 造
增大 了工 作 量。 电力 线 载波 通 信 （ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｌ ｉ ｎ ｅ
Ｈｅ ｎ ｇ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ２１ ０ ０ ２， Ｃｈ ｉ ｎ ａ；
２． Ｄｅ ｐａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｈｕａ ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ
基于RS485_422总线和电话线载波的电能表远程抄表系统
收稿日期:2000-11-01作者简介:钟道昌(1965—),男,副教授,工学博士,主要研究电子检测及控制理论和技术。
文章编号:1000-8829(2001)10-0064-03基于RS485/422总线和电话线载波的电能表远程抄表系统Electricity Remote Mea surement System Ba sed on RS485/422Bus and Modems(山东科技大学机械电子工程学院,山东济南 250031) 钟道昌,姜丽华,张 蕾(滕州监狱发电厂,山东滕州 277500) 贾长祥摘要:介绍了几种常见的电能计量抄表网络,重点介绍了自行设计的基于RS485/422总线和电话线载波的电能表远程抄表系统,给出了提高电能计量微机网络可靠性的几个有效措施。
关键词:电能计量;RS485/422;远程抄表;可靠性中图分类号:TP274.4;TP873.2文献标识码:BAbstract :Some usual electric energy measurement sys 2tems are introduced.The design scheme of the electricity remote measurement system based on RS485/422bus and modems is introduced in detail.Some effective mea 2sures to enhance reliability of the system are given.K ey w ords :electric energy measurement ;RS485/422;remote measurement ;reliability 随着城镇居民住宅的日益增加和集中,电能计量、计价和统计的工作量越来越大,传统的电磁式电能表不仅因为电表本身损耗大而导致浪费大量电能,而且由于抄表工作量大而不能适应现代社会的需要。
基于电力线载波的远程自动智能抄表系统
（ ． 州番 禺供 电局 广 东 广 州 ５ １ ０ ； ． 东省 计 量 科 学研 究 院 广 东 广 州 ５ ０ ４ ） １广 １４ ０ ２ 广 １６ ０ 摘 要 ：通 过 对 现 有 各 种 抄 表 方 式 的 对 比 ， 计 出的 成 本 低 、 设 高效 率 的 自动 远 程 智 能 抄 表 系统 。介 绍 了 系统 的 内部 结 构 ． 组 成 部 分 的 原 理 及 工作 过 程 。 各 系统 利 用 目前 的低 压 电 力线 载 波技 术 ， 用 现 有 的 电力 线 网络 ， 需 重新 布 线 ， 利 不 接 入成本低 。 实验 证 明 。 系统 能 实现 远 程 自动 抄 表 功 能 ， 且 扩展 性 强 、 该 而 维护 方便 、 济 实用 ， 经 节省 了 大量 抄 表 人 力 ， 而 且 抄 表 准确 性 强 ． 有 很 大的 发 展 空 间 。 具
ａ ｄ ｈ ｇ ｆ ｃ ｅ ｃ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ．Ｔ ｅ ｉ ｔｒ ａ ｔｕ ｔ ｒ ｆｓ ｓ ｍ ，ｔ ｅ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ａ ｄ ｗｏ ｋｎ ｒ ｃ ｓ ｆｅ ｅ ｙ ｍｏ ｕ ｅ ｉ ｎ ｉｈ ｅ ｉｎ ｙ ｗａ ｅ ｉｎ ｄ ｈ ｎ ｅｎ ｌｓｒ ｃ ｕ ｏ ｙ ｔ 【 ｉ ｅ ｅ ｈ ｒ ｉ ｌ ｎ ｎ ｒ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｖ ｒ ｄ ｌ ｓ
第 １ ９卷 第 １ ４期
Ｖｏ ． ９ １ １
ＮＯ．４ １
电 子 设 计 工 程
Ｅ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｌ ｃｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉｎ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
２ １ 年 ７月 ０１
Ｊ１２ １ ｕ ． ０１
基才 电力 线载 波的远程 自动智能抄 表系统
霍 弘宇 。张 剑
关 键 词 ：电力 线 载 波 通 信 ；智 能抄 表 系统 ； Ｎ ５ ０ ； Ｆ Ｍ ＩＴ ２ ０ Ｏ Ｄ
ａ ｄ ｈ ｇ ｆ ｃ ｅ ｃ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ．Ｔ ｅ ｉ ｔｒ ａ ｔｕ ｔ ｒ ｆｓ ｓ ｍ ，ｔ ｅ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ａ ｄ ｗｏ ｋｎ ｒ ｃ ｓ ｆｅ ｅ ｙ ｍｏ ｕ ｅ ｉ ｎ ｉｈ ｅ ｉｎ ｙ ｗａ ｅ ｉｎ ｄ ｈ ｎ ｅｎ ｌｓｒ ｃ ｕ ｏ ｙ ｔ 【 ｉ ｅ ｅ ｈ ｒ ｉ ｌ ｎ ｎ ｒ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｖ ｒ ｄ ｌ ｓ
第 １ ９卷 第 １ ４期
Ｖｏ ． ９ １ １
ＮＯ．４ １
电 子 设 计 工 程
Ｅ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｌ ｃｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉｎ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
２ １ 年 ７月 ０１
Ｊ１２ １ ｕ ． ０１
基才 电力 线载 波的远程 自动智能抄 表系统
霍 弘宇 。张 剑
关 键 词 ：电力 线 载 波 通 信 ；智 能抄 表 系统 ； Ｎ ５ ０ ； Ｆ Ｍ ＩＴ ２ ０ Ｏ Ｄ
低压电力线远程载波集中抄表系统的应用
管理员可 以肩动 实时 监控电能表功能 ， 实时监控可 疑川户电能表的运行 情 况。功能如下 ： （ ） 主站软 件可完成 ： Ｉ通过 业务登 记申请 电表 新装 、 换表 、 全撤 、 更换
２ 载 波 系统组成 部 分
电力线 载波集 巾抄 表系统有 ： 数据采集单 元 、 配变 台Ｉ 巾数据 采 集 集处理单元 、 主站抄表管理软件 、 通信单元和现场事故判断处理单元 ５
省抄表 的人 力物 力。
１ 系统简 介
低压电力网 盖面广 ， 电力网组网结构 复杂 ． 路十扰噪声强 、 线 阻抗
变化大 ， 衰减大 ． 低压电 力线 路作为通信 传输介质 ． 信号 川 技术难度 高。 低压载波通 倩部件 是擘门为适应 巾国 民州 电网情 况而设 汁的芯 片 ， 芯片
部 分（ 见冈 Ｉ ） 、 ２Ｉ 系统 组 成 部 分 ．
变比的数据更改 ； 电表数据快速抄 收。 远程通断电 ， 通断电过 程采川智能 加 密箅 法处理 ， 保证通 断电可靠性 ；＿ Ｉ 动抄 读川 电数据 ； ＝ ｌ 快速 汁箅 俞Ⅸ 日、 、 、 月 季 年线损 ： 巾压线路损 失汁箅 ； 抄表 异常数据 的统汁和 分析 ， 打 印报表便 于现场 维护人 员的Ｔ作 ， 通过 抄收不成功的表发现用户 的部 分 窃电行 为 ； 抄表数据经过加Ｔ整理可提供给 ＭＩ 系统作为 发行时 的抄表 Ｓ 数据 ． 完全代替纯 手＿ 输人数据 。 Ｔ （） ２ 集巾抄表管理系统完 成功能 ： 置集巾器运行参数 ； 设 远程集巾抄
内封装了实 时时钟 ， 可直接用 于居民分时表 ， 分时汁量采集终 端。它采 或 用了先进 的数据调制解 ｉｌ ｌ技术 ．低 压载波抄表 系统南上位 系统管理 软 占
件 、 载波集 巾器 、 台 电表端载 波 Ｋ （ Ｕ 包括 单表 Ｒ ． Ｖ 多路脉 冲采集 Ｒ ） Ｕ
２ 载 波 系统组成 部 分
电力线 载波集 巾抄 表系统有 ： 数据采集单 元 、 配变 台Ｉ 巾数据 采 集 集处理单元 、 主站抄表管理软件 、 通信单元和现场事故判断处理单元 ５
省抄表 的人 力物 力。
１ 系统简 介
低压电力网 盖面广 ， 电力网组网结构 复杂 ． 路十扰噪声强 、 线 阻抗
变化大 ， 衰减大 ． 低压电 力线 路作为通信 传输介质 ． 信号 川 技术难度 高。 低压载波通 倩部件 是擘门为适应 巾国 民州 电网情 况而设 汁的芯 片 ， 芯片
部 分（ 见冈 Ｉ ） 、 ２Ｉ 系统 组 成 部 分 ．
变比的数据更改 ； 电表数据快速抄 收。 远程通断电 ， 通断电过 程采川智能 加 密箅 法处理 ， 保证通 断电可靠性 ；＿ Ｉ 动抄 读川 电数据 ； ＝ ｌ 快速 汁箅 俞Ⅸ 日、 、 、 月 季 年线损 ： 巾压线路损 失汁箅 ； 抄表 异常数据 的统汁和 分析 ， 打 印报表便 于现场 维护人 员的Ｔ作 ， 通过 抄收不成功的表发现用户 的部 分 窃电行 为 ； 抄表数据经过加Ｔ整理可提供给 ＭＩ 系统作为 发行时 的抄表 Ｓ 数据 ． 完全代替纯 手＿ 输人数据 。 Ｔ （） ２ 集巾抄表管理系统完 成功能 ： 置集巾器运行参数 ； 设 远程集巾抄
内封装了实 时时钟 ， 可直接用 于居民分时表 ， 分时汁量采集终 端。它采 或 用了先进 的数据调制解 ｉｌ ｌ技术 ．低 压载波抄表 系统南上位 系统管理 软 占
件 、 载波集 巾器 、 台 电表端载 波 Ｋ （ Ｕ 包括 单表 Ｒ ． Ｖ 多路脉 冲采集 Ｒ ） Ｕ
电力载波远程抄表系统提高利用率的研究
— 一
｜ 十 Ｉ ｝
集 中器 、 采集 终 端故 障 的种类 很 多 ， 可按 故 障发 生部 位和 发 生
过 程加 以分 类 ， 如表 １ 示 。 所
竺 竺 ， 二 ！
塑苎 皇
内部故障
表 １ 按故障发生 的部位 分类
外部故障
图 １ 造成远程抄表 系统效 率低 的原因图
３２ 轮 换 管 理 流 程 ．
段 。为提 高用 电管 理水 平 ， 司安装 了电力载 波 远程 抄 表系 统 ， 公 降 有优 良的电磁 兼 容特性 ， 合 ＩＥ １０－ — ｅｅ４标 准 。 符 Ｅ Ｃ６ ００４４Ｌｖｌ 低 了抄 表 工作 量 ， 高 了用 电 自动化 管理 水平 。 １ 造成 远程 抄 提 图 为 表 系统 效率 低 的原 因 图。
１ 系统 简介
１１ 远 程 抄 表 系 统 框 图 ．
３１ 远 程 抄表 新装 管理 流 程 ．
根据 新上 项 目小 区 的业 务报装 情 况 ，发起 远程 抄 表 系统 新 装
远 程抄 表 系统 结构框 图如 图 ２ 示 。 所 采 集 终端 芯片 系列采 用 了 Ｄ Ｓ 窄 带直 序 扩频 技 术 、数字 信 ＰＫ
为充 分发 挥远 程抄 表 系统 软硬 件 功能 ， 实现 数 据共 享 ， 者通 作
（） １ 绕组： 绝缘击穿 ， 断线， 形 变
（） ２ 计量芯片 ： 电流过大 易击 穿
（） １ 电源 ： 焊接质量不好， 密封垫圈不好
（） ８ 线 ： ２ ４ ５ 容易脱落及 断线
过计 算机 软件 开 发 ， 现 简单 快捷 的远 程 抄表 效果 ， 范 了抄表 管 实 规 ３ 远 程 抄 表 系 统 流 程 管 理 理， 降低 了抄 表差 错率 ， 作效 率进 一 步提 高 。 工
｜ 十 Ｉ ｝
集 中器 、 采集 终 端故 障 的种类 很 多 ， 可按 故 障发 生部 位和 发 生
过 程加 以分 类 ， 如表 １ 示 。 所
竺 竺 ， 二 ！
塑苎 皇
内部故障
表 １ 按故障发生 的部位 分类
外部故障
图 １ 造成远程抄表 系统效 率低 的原因图
３２ 轮 换 管 理 流 程 ．
段 。为提 高用 电管 理水 平 ， 司安装 了电力载 波 远程 抄 表系 统 ， 公 降 有优 良的电磁 兼 容特性 ， 合 ＩＥ １０－ — ｅｅ４标 准 。 符 Ｅ Ｃ６ ００４４Ｌｖｌ 低 了抄 表 工作 量 ， 高 了用 电 自动化 管理 水平 。 １ 造成 远程 抄 提 图 为 表 系统 效率 低 的原 因 图。
１ 系统 简介
１１ 远 程 抄 表 系 统 框 图 ．
３１ 远 程 抄表 新装 管理 流 程 ．
根据 新上 项 目小 区 的业 务报装 情 况 ，发起 远程 抄 表 系统 新 装
远 程抄 表 系统 结构框 图如 图 ２ 示 。 所 采 集 终端 芯片 系列采 用 了 Ｄ Ｓ 窄 带直 序 扩频 技 术 、数字 信 ＰＫ
为充 分发 挥远 程抄 表 系统 软硬 件 功能 ， 实现 数 据共 享 ， 者通 作
（） １ 绕组： 绝缘击穿 ， 断线， 形 变
（） ２ 计量芯片 ： 电流过大 易击 穿
（） １ 电源 ： 焊接质量不好， 密封垫圈不好
（） ８ 线 ： ２ ４ ５ 容易脱落及 断线
过计 算机 软件 开 发 ， 现 简单 快捷 的远 程 抄表 效果 ， 范 了抄表 管 实 规 ３ 远 程 抄 表 系 统 流 程 管 理 理， 降低 了抄 表差 错率 ， 作效 率进 一 步提 高 。 工
低压电力线载波的远程电能抄表系统的设计
总线 接 口的 铁 电存 储气 Ｆ ５ ４ Ｍ２ ００作 为 非 易 失 性存 储 器 ，具 有 读 写 速 体 接 使 该 系 统 的 结 构 如 图 １所 示 ， 五 部 分 组 成 ： 由 电能 表 、 集 器 、 中 度 快 ， 积 小 ， 口简 单 ， 用 寿命 长 的特 点 。与 集 中器 之 间 采 用 现 有 采 集 的 电 力线 进 行 通 讯 ，不 用 额 外 布线 。选 用 ｓ ７ ３ ｒ５ ７作 为 电力 载 波 器 件 器 、 信 模 块 和 主站 计 算 机 。 通 ｌ］ ３ Ｓ７ ３ Ｔ ５７是 Ｃ Ｓ异 步半 双 工 电 力 线 调制 解 调器 集 成 电路 ，具 有 接 ＭＯ
ｉ ｓ ｄ ａ ｏ ｓ ｕ ｅ ｓ ｃ ｍｍｕｎ ｃ ｔｏ ｈａ ｎ １ ｈ ｏ ｉ ａ ｉｎ ｃ ｎ ｅ ．ｔ ｅ ｃ ｍｍｕ ｉ ａｉ ｎ ｃ ｂ ｅ ｎ ｅ ｏ ｅ ｌ ｉ ｎ ｔ ｉ ｙ ｔ ｍ，ｓ ｔｃ ｎ ｒ ｄ ｅ ｎ ｅ ｔ ｎ ａ ｇ ｌ ．Ｔ ｅ ｓｒｘｔ ｒ ｎ ｎ ｃ ｔ ａ ｌ ｅ ｄ ｎ ｔｂ ａｄ ｉ ｈ ｓ ｓ ｓｅ ｏ ｏ ｉ ａ ｅ ｕ ｅ ｉ ｖ ｓ ｍｅ ｔ ｌ ｒ ｅｙ ｈ ｔ￣ ｕ ｅ ａ ｄ ｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ｏ ｈ ｙ ｔ ｍ ｓ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ． ｎ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ａ ｄ ｒ ｓ ｆｗａ ｅ ｎ ｏ ｃ ｅ ｔ ｉ ｇ ａ ｅ ｓ ｐ ｌｅ ． ｅ ｓ ｓｅ ｈ ｖ ｏ ｃ ｓ 、 ｉ ｈ ｕ ｃ ｉ ｆ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｈ ｒ ｗａ ｅ、 ｏ ｔ ｒ ａ ｄ Ｓ ｍｅ ｓ ｈ ｍａ ｉ ｄ ａ ｒ ｍｓ ａ ｕ ｐ ｉ ｄ Ｔｈ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｌ ｗ ａ ｔ ｈ ｇ ｏ ｔ ｃ ｒ
【 ｂ ｔ ｃ ］ ｉ ｍ ｔ ｍ ｔ ａ ｉ ｓ ｍ ｂ ｓｄ ｎｌ － ｏ ａｅ ｏ ｅ ｌ ｅ ａ ｉ ｅｉ ｅ ｉ ｐｐｒ Ｔ ｅ ｏ — ｏ ａｅ ｏ ｅ ｌ ｅ Ａ ｓ ａｔ ｋｎ ｏ ｒ ｏ ｅ ｒｅ ｄ ｇ ｙｔ ａ ｗ ｖｅ ｈ ｗ ｖｌ ｇ ｗ ｒ ｉ ｒ Ａ ｄ ｆｅ ｅ ｅ ｒ ｎ ｓ ｅ ｅｏ ｏ ｔ ｐ ｎ ｃ ｒ ｒｓ ｇ ｎｈ ． ｌ ｔ ｐ ｎ
基于低压电力线载波的远程抄表系统
简称变 台 ） 的集 中器中 载波式三种方式 。总线式和无线通讯式作为常规方法 ， 前者需 不 同的信道把 安装在各个 变压器 台区（ 要 为提供数据传输通道而另行布线 ， 工量大 、 施 综合成本 高 、 维 如建立每块表 的用 户档案 、 电费计算 、 数据 查询 护费用 高 ； 者存在 台区覆盖面积受 限制 、 后 相邻 台区交差干扰 数据进行处理 ， 线损 计算 、 曲线绘制 、 异常 电 等 问题 ， 难以大规模 应用。而电力线载波式 抄表采用 电力线作 等 。本 系统增加 了电量统 计分析 、 为通讯介质 ， 具有 充分利用现有 资源 、 易施工 、 合成本低 、 综 不 量统计 、 远程监控 以及报表打印等管理功能 。’
要， 只有采用 自动抄表 ， 实现抄表 数据实时 采集 ， 自动传输 ， 才 能使用 电管理真 正迈上 自动化 、 规范化和科学化 的轨道 。
目前 ， 自动抄 表系统主要 分总线式 、 线通讯式和 电力线 无
主站系统是 上层系统 ， 也是 整个 系统 的控制层 ， 完成对所
有用 户电能表数 据抄收 、 存储及 管理 等功 能 ， 安装在用 电管理 处负责抄表的部门。主站通过电话线路 、 负控信道 、 中压载波等 的表底数据 自动或 手动地抄到计算机 中， 并且对所有抄 收到的
摘 要 ：介绍 了低压 电力线载波 自动抄表 系统 ， 它提 高 了抄表 的灵 活性和可靠性。 在抄表 主站上 ， 针对 １前国内ｓ ￣类 系 ｉ ｉ ， ｉ －
统 只局 限 于 解 决抄 表 问题 、 系统 的 管 理 力度 不 够 的 缺 点 ， 加 了管 理 分 析 功 能 ， 强 了对 低 压 用 户 的 管理 能 力 。 增 增
异常 ， 则集 中器 自动选择能够 正常 通讯的其他载波电能表进行
一种基于电力线载波通信远程数据采集系统的设计
何建筑都有相对完善的电力线 网络 。电力线上传
输的是工频信号 ， 信号频率很低。电力线 网络上 的高频信道几乎没有得到利用。利用 电力线网络 上的高频信道组建家庭 自动化通信 网络 ， 既方便 快捷 ， 又可以节省资源 。 Ｊ 不仅如此， 电力线载波通信在诸如城市路灯 控制 ， 铁路信号灯控制 ， 电网调度监控等方面也是 有 广 阔 的应 用 前景 的 Ｊ 。
２ Ｋ １ｏ Ｑ一 ０ Ｅ载 波模块
Ｋ １０ Ｑ一 ０ Ｅ是 四川科强电子技术有限责任公 司生产的载波模块 。该模块 以低压电力线作为信 号（ 数据 ） 传输的媒介。也适用 于传输 线或双绞
线等传输媒介 。 模块符合 电力部＜ 低压电力用户集 中抄表系 统技术条件（ 试行） 标准。 ＝ 》 模块外形如 图 １ 所示 。几何 尺寸 为 ６ ４ ４× ２
生 自干扰 ， 严重影 响整个系统的工作 。电力线上 并联的各种用电设备的频繁开 闭， 也会在电力线
上产生较强的脉冲干扰。所 以电力线载波通信系 统必须 有很 的抗 干扰 能力 ［ 。 ２ １ ． ，
（） ３ 电力线 网络是 分布参数网络 ， 对不 同频 率酌载波信号有不同的衰减。一般频率越高衰减
６ １
的直流电源。电压调高 ， 发送功率大 ， 信号传送
距离 远 。
适当调整 电源电压。Ｋ １０ Ｑ一 ０ Ｅ的电源应与单片 机的工作电源分开 ， 以防发送 数据时其尖峰脉 冲 对 ＋ Ｖ供电部分造成干扰 ， ５ 造成数据通信 的紊乱
和影 响可靠性 。两 个 Ａ Ｃ端 可 以直 接 接市 电 的火
平 时 为发送 （ ） Ｔ。
４ 通信软件设计
Ｋ １０ Ｑ一 ０ Ｅ电力线载波模块 的最高通信 速率 为 ４０ ｂ ｓ ８０ ｐ 。为 了实 现可靠 通信 ， 本次 实验采用 了２０ ｂ ｓ ４０ ｐ 。该模块是半双 工通信方 式 ， 以数 所 据的发射和接收必须分时进行。通信 的流程如图 ３所 示。具 体 通 信 过程 是 ： 送 端先 发送 ＃ 发 Ｆ Ｈ， Ｆ 以通知接收端有数据要传输 ， 然后再发送三 同步 码 ＃ Ａ 接 着 发 送 数 据 。接 收 端 接 收 到 ＃ ５ Ｈ，
低压电力线载波通信的远程抄表系统架构设计
第41卷第12期 2020年12月自动化仪表Vol .41 No . 12Dec . 2020PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION低压电力线载波通信的远程抄表系统架构设计摘要：相对于传统基于RS -485总线架构，以及GPRS 、WiFi 、Zigbee 等无线架构的远程抄表系统而言，低压电力线载波通信的远程抄 表系统具有成本低、大规模部署难度小、接人方便的优势，因此成为研究热点。
但由于低压电力线信道具有阻抗匹配性差、信号衰减 大、噪声干扰时变性强等特点，信号在通信传输过程中容易产生较高的误码率，导致难以稳定、可靠地进行数据通信。
为改善低压电 力线载波通信传输过程中存在的上述问题，使用电信息采集系统能够更稳定、可靠地工作，对低压电力线信道特性进行了详细的分 析。
设计了低压电力线载波通信的用电信息采集系统架构。
设计了低压电力线载波通信芯片并进行实测验证。
经试验验证，该系统 能够在能够降低误码率的同时提高任务下发过程中任务处理的并发性，对于智能电网等相关研究与应用具有借鉴意义。
关键词：低压电力线载波通信;远程抄表系统;用电信息采集系统;误码率;信号传输;数据通信;任务下发;智能电网 中图分类号：TH 702文献标志码：AD 0I ： 10. 16086/j . cnki . issn 1000-0380. 2020030041Design of Remote Meter Reading System Architecturefor the Carrier Communication with Low Voltage Power LineY A N GJincheng 1 ,L I U H a i y a n g ' ,S H E N Li 1 ,W A N G L u 1, Z H A N G Z h e n y u a n 2, H U A N G D a r o n g 2A b stra c t ： Compared with the traditional remote meter reading system based on RS -485 bus architecture,or wireless architecture such as G PRS,W iFi and Zigbee,the remote meter reading system for the carrier communication with low-voltage power line has the advantages of low cost ,small-scale deployment difficulty and convenient access . Therefore,it has become a research hotspot . However,due to the characteristics of low impedance power line channel,poor impedance m atching,large signal attenuation and strong time variability while noise interference , the signal is prone to generate a high bit error rate during communication transmission , which makes it difficult to carry out stable and reliable data communication . In order to improve the above mentioned problems in the transmission process of carrier communication with low-voltage power lin e，the use of electrical information collection system can work more stably and reliably . The channel characteristics of the low-voltage power line are analyzed in detail , the architecture design of the power consumption information collection system for the carrier communication with low - voltage power line is completed , The carrier communication chip with low-voltage power line is designed and verified by actual measurement . It is verified by experiments that the system can reduce the bit error rate and improve the concurrency of task processing in the task delivery process , which has reference significance for smart grid and other related research and applications . K ey w o rd s ： Carrier communication with low-voltage power lin e ； Remote meter reading system ； Electricity information collection system ; Bit error rate ; Signal transmission ; Data communication ; Task distribution ; Smart grid近年来，物联网技术在电力相关领域中得到了广便的优势，已成为当前的研究热点[4—7]。
电力载波远程抄表系统综述
ｉ ｙ ｔ ｍ ｓ ｌｕ ｔａｅ Ａｉ ｉ ｔｔ ｅ ｅ ｈｎ ｌｇ ｆｐ ｗｅ ｉ ａ ｒｅ － ｏ ｎｇ ｓ ｓｅ ｗａ ｉ ｓｒ ｔｄ． ｍ ｎｇａ ｈｅ ｋ ｙ ｔ ｃ ｏ ｏ ｏ ｏ ｒｌｎｅ ｃ ｒｉ ｒ －ｃ ｍｍｕｎｃ ｔｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ，ｈｅ ｐ ｉ — ｌ ｙ ｉａ ｉｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｔ ｒｎ ｙ
Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ｔｈ ｏ ｈ ｎｔｏ ｕｃｎｇ ｔ ｅ ｄｅ ｅｏ ｍ ｅ ｎｄ ｕ ｒ ｎｔｓｔ ｔｏ ｏ ｕｔｍａ ｉ ｍｅ ｅ ｒａ ｎ ｙ ｔｍ ａ ｔａ ｔ ｒ ｕｇ ｉ ｒ ｄ ｉ ｈ ｖ ｌ ｐ ｎｔａ ｃ ｒｅ ｉ ｉｎ ｆａ ｏ ｔｃ ｕａ ｔｒ ｅ ｄｉｇ ｓ ｓｅ ｔ
ｈ ｍｅ ａ ｄ ａ ｒａ ｏ ｎ ｂ ｏ ｄ，ｔ ｅ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｏ ｏ ｒｌ ｅｃ ｒｉｒｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｉｆ ｒ ｔ ｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ａ ｔ ｍａ ｉ ｍｅｅ ｅ ｄ ｈ ｐ ｌ ｔ ｆ ｗｅ ｉ ａ ｒ ａ ｅ ｎ ｔ ｎ ｏｍａ ｉ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ｕ ｏ ｔ ｔｒｒ ａ — ｃ ｏ ｐ ｎ ｅ ｈ ｏ ｅ ｃ
ｒｅ ｒ ｓ ｅ ｉｌｙ ｄｉｃ ｓ ｄ．Ａｔｌｓ ，ｔ ｒ ｓ ｅ ｔ ｏ ｈ ｗｅ ｉｅ ｃ ｒｉｒｔ ｃ ｎｏｏ ｒ ｉｅ ｉｒｗｅｅ ｅ ｐ ｃａ ｌ ｓ ｕｓ ｅ ａ ｔ ｈｅ ｐ ｏ ｐ ｃｓ ｆｒｔ ｅ ｐｏ ｒｌｎ ａ ｒｅ ｅ ｈ ｌ ｇ ｗｅ ｅ ｇｖ ｎ． ｙ
忻 龙 彪 （９４ ， １６ 一） 男， 副教 授 ， 从事建 文章 编 号 ：０ １ ５ １ ２ ０ ） １０ － ３ （ ０ ８ ５
中图分 类号 ： Ｍ ３ ． ：Ｔ ９ ３ ６ 文献标 识 码 ： Ｔ ９ ３ ４ Ｎ １， Ａ
０４＿００１ ４ ｏ
筑 电气 及建 筑 电气
Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ｔｈ ｏ ｈ ｎｔｏ ｕｃｎｇ ｔ ｅ ｄｅ ｅｏ ｍ ｅ ｎｄ ｕ ｒ ｎｔｓｔ ｔｏ ｏ ｕｔｍａ ｉ ｍｅ ｅ ｒａ ｎ ｙ ｔｍ ａ ｔａ ｔ ｒ ｕｇ ｉ ｒ ｄ ｉ ｈ ｖ ｌ ｐ ｎｔａ ｃ ｒｅ ｉ ｉｎ ｆａ ｏ ｔｃ ｕａ ｔｒ ｅ ｄｉｇ ｓ ｓｅ ｔ
ｈ ｍｅ ａ ｄ ａ ｒａ ｏ ｎ ｂ ｏ ｄ，ｔ ｅ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｏ ｏ ｒｌ ｅｃ ｒｉｒｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｉｆ ｒ ｔ ｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ａ ｔ ｍａ ｉ ｍｅｅ ｅ ｄ ｈ ｐ ｌ ｔ ｆ ｗｅ ｉ ａ ｒ ａ ｅ ｎ ｔ ｎ ｏｍａ ｉ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ｕ ｏ ｔ ｔｒｒ ａ — ｃ ｏ ｐ ｎ ｅ ｈ ｏ ｅ ｃ
ｒｅ ｒ ｓ ｅ ｉｌｙ ｄｉｃ ｓ ｄ．Ａｔｌｓ ，ｔ ｒ ｓ ｅ ｔ ｏ ｈ ｗｅ ｉｅ ｃ ｒｉｒｔ ｃ ｎｏｏ ｒ ｉｅ ｉｒｗｅｅ ｅ ｐ ｃａ ｌ ｓ ｕｓ ｅ ａ ｔ ｈｅ ｐ ｏ ｐ ｃｓ ｆｒｔ ｅ ｐｏ ｒｌｎ ａ ｒｅ ｅ ｈ ｌ ｇ ｗｅ ｅ ｇｖ ｎ． ｙ
忻 龙 彪 （９４ ， １６ 一） 男， 副教 授 ， 从事建 文章 编 号 ：０ １ ５ １ ２ ０ ） １０ － ３ （ ０ ８ ５
中图分 类号 ： Ｍ ３ ． ：Ｔ ９ ３ ６ 文献标 识 码 ： Ｔ ９ ３ ４ Ｎ １， Ａ
０４＿００１ ４ ｏ
筑 电气 及建 筑 电气
基于电力线载波技术的智能化抄表软件研究
第 ８期 总 第 １４期 ９ ２１ ０ ０年 ８月
农 业科技 与 装备
ｃ ｌｕ ａ ｃｅ ｃ ＆Ｔｅ ｈ ｌ ｉ ａ ｕ ｐ ｎ ｕ ｔ ｒｌ Ｓ ｉ ｎ ｅ ｃ ｎｏｏｇｃ ｎｄ Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ
ＮＯ８Ｔ ｒ ． ４ ． ｏａＮｏ１ ｌ ９
Ａｕｇ ０ ．２ １ ０
Ｂ相 中压
Ｃ相
图 １ 电力载 波自动抄表系统 的网络结构
Ｆｉ ｕ ｅ １ Ｎｅ ｗｏ ｋ ｓｒ ｃ ｕ ｅｏ ｏ ｒ ｃ ｒ ｉ ｒ ａ ｔ ｍ ａ ｉ ｔ ｒ ｒ ａ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ｇ ｒ ｔ ｒ ｔ ｕ ｔ ｒ ｆｐ ｗｅ ａ ｒ ｅ ｕ ｏ ｔ ｍｅ ｅ ｅ ｄ ｎ ｙ ｔ ｍ ｃ
一
２ 低压 电力线载波远程抄表 系统管理软件主 要 功 能
１ ）自动抄 表 。能够 实 时 、 时 、 定 自动地抄 录前端
水、 、 电 气表的读数 ， 随时了解住户 电表的使用情况 ， 便于水 、 气定期收费的 自 电、 动管理。 ２ 预制读数 和通信测试。能够对某一个 电表预 ） 先设置读数值 ，也能够对所有的电表预先设置读数
值； 能够 自动测 试系统 计算 机与前 端任 何一 个住户 抄
收稿 日期 ：０ ０ ０ — ６ ２ １ — ５ １
作者简介 ： 于文洪（９ ９ ） 男， １５ 一 ， 从事 电力供 应管理工作。
表器之间的通信是否正常。 ３ 住户信息管理。 ） 能够查询所有住户的信息 ； 能 够对相应的住户信息进行添加 、 修改 、 删除、 统计等操
中 图分 类 号 ：Ｐ １２ Ｔ２／７ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ４ １６ （０００ —０ ９ ０ １７ — １ １２ １）８ ０ ４ — ３
。
农 业科技 与 装备
ｃ ｌｕ ａ ｃｅ ｃ ＆Ｔｅ ｈ ｌ ｉ ａ ｕ ｐ ｎ ｕ ｔ ｒｌ Ｓ ｉ ｎ ｅ ｃ ｎｏｏｇｃ ｎｄ Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ
ＮＯ８Ｔ ｒ ． ４ ． ｏａＮｏ１ ｌ ９
Ａｕｇ ０ ．２ １ ０
Ｂ相 中压
Ｃ相
图 １ 电力载 波自动抄表系统 的网络结构
Ｆｉ ｕ ｅ １ Ｎｅ ｗｏ ｋ ｓｒ ｃ ｕ ｅｏ ｏ ｒ ｃ ｒ ｉ ｒ ａ ｔ ｍ ａ ｉ ｔ ｒ ｒ ａ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ｇ ｒ ｔ ｒ ｔ ｕ ｔ ｒ ｆｐ ｗｅ ａ ｒ ｅ ｕ ｏ ｔ ｍｅ ｅ ｅ ｄ ｎ ｙ ｔ ｍ ｃ
一
２ 低压 电力线载波远程抄表 系统管理软件主 要 功 能
１ ）自动抄 表 。能够 实 时 、 时 、 定 自动地抄 录前端
水、 、 电 气表的读数 ， 随时了解住户 电表的使用情况 ， 便于水 、 气定期收费的 自 电、 动管理。 ２ 预制读数 和通信测试。能够对某一个 电表预 ） 先设置读数值 ，也能够对所有的电表预先设置读数
值； 能够 自动测 试系统 计算 机与前 端任 何一 个住户 抄
收稿 日期 ：０ ０ ０ — ６ ２ １ — ５ １
作者简介 ： 于文洪（９ ９ ） 男， １５ 一 ， 从事 电力供 应管理工作。
表器之间的通信是否正常。 ３ 住户信息管理。 ） 能够查询所有住户的信息 ； 能 够对相应的住户信息进行添加 、 修改 、 删除、 统计等操
中 图分 类 号 ：Ｐ １２ Ｔ２／７ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ４ １６ （０００ —０ ９ ０ １７ — １ １２ １）８ ０ ４ — ３
。
基于低压电力线载波远程抄表系统的设计与实现
刘志 强 ， 吴永 军 张 旭 。 ，
（． １ 内蒙古工业大学信息工程学院 ， 呼和浩特 ０ ０ ５ ｝． １０ １ ２ 内蒙 古工业大学科技处 ， 呼和浩特 ０ ０ ５ ； １０ １
３ 内 蒙古 建 筑 职 业 技 术 学院 ， 和 浩 特 ０ ０ ５ ） ． 呼 １０ １
摘要 ： 手Ｉ Ｉ抄表已无法满足居民的需要， Ｉ－ －Ｊ ＇ 设计开发远程抄表系统势在必行． 通
内蒙古工业大学学报
线 路阻抗 的大范 围变 化 ， 由于阻抗 匹 配失衡 会产生 反射波 和注波 ． 且
１ ３ 损耗 大 ．
线路上 的 串联 电感 和并 联 电容 造成 的分 压衰减 ； 同的相 位耦 合会 造成较 大 幅度 的衰 减 ； 不 信号 经过
配电盘 电源的交 会处 也会 引起损耗 ； 外 ， 电网 的拓 扑结构 也 会影响线 路损耗 ． 另 配
带， 其幅值 一般服 从高斯 分布 ． 周期 噪声 主要 来 自于 电力 线上 的开 关设 备 ， 噪声峰 值可 达 ４Ｖ． 其 突发性 噪声 由设 备随机 接 入或断 开 、 以及 电火 花干 扰等 引起 ． 从频 域 角度 １ ， 频段 的噪 声要 比高 频段 的噪 看 低
声严重 。．
为了改善 系统 ， 必须 让 系统 中的结 点都 具有 双 向传输 功能 ， 系统 在 ４ｋ ￣５ ０ｋ 的 电力线 允许 Ｈｚ ０ Ｈｚ
通信频率 内进行 实时 广播 ， 检测 当前 网络状 态 ， 找到 当前通 信效 果好 的频 点 ， 来完 成可靠 的数据 传输．
２ ２ 扩 频法克 服 白噪 声 ． 扩频通信 是近几 年迅速 发 展起来 的数 字通信 技术 ， 于宽带 信 息传输 ， 属 其信号 所 占有的频 带宽度远
（． １ 内蒙古工业大学信息工程学院 ， 呼和浩特 ０ ０ ５ ｝． １０ １ ２ 内蒙 古工业大学科技处 ， 呼和浩特 ０ ０ ５ ； １０ １
３ 内 蒙古 建 筑 职 业 技 术 学院 ， 和 浩 特 ０ ０ ５ ） ． 呼 １０ １
摘要 ： 手Ｉ Ｉ抄表已无法满足居民的需要， Ｉ－ －Ｊ ＇ 设计开发远程抄表系统势在必行． 通
内蒙古工业大学学报
线 路阻抗 的大范 围变 化 ， 由于阻抗 匹 配失衡 会产生 反射波 和注波 ． 且
１ ３ 损耗 大 ．
线路上 的 串联 电感 和并 联 电容 造成 的分 压衰减 ； 同的相 位耦 合会 造成较 大 幅度 的衰 减 ； 不 信号 经过
配电盘 电源的交 会处 也会 引起损耗 ； 外 ， 电网 的拓 扑结构 也 会影响线 路损耗 ． 另 配
带， 其幅值 一般服 从高斯 分布 ． 周期 噪声 主要 来 自于 电力 线上 的开 关设 备 ， 噪声峰 值可 达 ４Ｖ． 其 突发性 噪声 由设 备随机 接 入或断 开 、 以及 电火 花干 扰等 引起 ． 从频 域 角度 １ ， 频段 的噪 声要 比高 频段 的噪 看 低
声严重 。．
为了改善 系统 ， 必须 让 系统 中的结 点都 具有 双 向传输 功能 ， 系统 在 ４ｋ ￣５ ０ｋ 的 电力线 允许 Ｈｚ ０ Ｈｚ
通信频率 内进行 实时 广播 ， 检测 当前 网络状 态 ， 找到 当前通 信效 果好 的频 点 ， 来完 成可靠 的数据 传输．
２ ２ 扩 频法克 服 白噪 声 ． 扩频通信 是近几 年迅速 发 展起来 的数 字通信 技术 ， 于宽带 信 息传输 ， 属 其信号 所 占有的频 带宽度远
电力线载波远程抄表后台管理软件的设计
１ 低 压 电 力 线载 波远 程抄 表 系统 结 构
电力 线载 波远 程抄表 系统 主要 由管理 中心 、 集中 器、 采集器 和计 费终 端 ４个 部分 组成 （ 如图 １ 所示） 。
６ ）用 户信息 管 理 。能够 添加 、 修改 、 删 除用 户 的登 录 注册 信息 。 ７ ）自动报 表生 成 。 能够根 据住 户 当月 电的
时抄 录各 用户 的用 电数 据 ， 并 随时 接收计 算机 管理 中 心 指令 ， 通过 电话线 或专 用线 进行各 类 数据 的远程 传 送 。计 算机 管 理 中心 以普 通 Ｐ Ｃ机 为 主机 ， 配 备 Ｍｏ ． ｄ ｅ ｍ、 电话 线就 可实现 与各 集 中器 的通 讯 。
限： 只有 系统管 理员 才具 有系统 管理 、 信息 管理 、 抄 表 管 理和 通信管 理等 全部权 限 。
电 、气 定期 收 费 的 自动 管理 。２ ）预制读 数 和通 信测
试 。能够 对某 一个 电表 预先 设置读 数值 ， 也 能够 对所
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ７ — ２ ５
图２ 自动 抄 表 管理 软 件 系统 框 图
Ｆｉ ｇ ｕ ｒ ｅ ２ Ｂｌ ｏ ｃ ｋ ｉａ ｄ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ
ｏｃ ｔ ．２ ０１ ３
电力线载波远程抄表后 台管理软件 的设计
张 祥 ． 贾俊 海
（ 国 网辽 宁 省 电 力有 限 公 司 抚 顺 供 电 公 司 。 辽宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ ０）
摘要 ： 基 于 低 压 电力 线 载 波 通 信 技 术 开发 一 种 低 压 电 力 线载 波 远 程 抄 表 系 统 。介 绍 该 系 统 的 结 构 与 主 要 功 能 ， 阐述 该 系 统 软 件 设 计方案 ， 详 细 说 明其 中通 信 模 块 的设 计 。该 系统 界 面 清 晰 肜象 、 操 作 简单 方 便 ， 为 电力 管 理 工 作 提供 了新 手 段 。 关键词 ： 电力 管 理 ； 远程抄表 ； 载波技术 ； 结构 ； 功能 ； 设 计
电力线载波自动抄表系统集中器的设计
Ｃｌｓ ｍｂ ｒ ＴＰ 】 ａ ｓ ＮＵ ｅ ３］
１ 引言
随着电力市场的深入改 造 ， 电企业 的经营活动 供
已进入到一个新的阶段 ， 现有人工抄表 的方式 已远 不 能适应市场 的需要 ， 电力部 门迫切需要对居 民用 电实 现管理 自动化 。在这种情况下 ， 远程 自动抄表 系统 应
ｉｔｏ ｕ ｅ ｐ ｅ ｄ ｓ ｅ ｔｕ ｔｃ ｏ ｏ ，ｉ ｒ ｅ ｏ ｉ ｒ ｖ ｈ ｙ ｔｍ ｆａ ｔ ｉｔ ｒｅｅ ｃ ｂ ｌ ｙ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｒ ｐ ｃｒ ｍ ｅ ｈ ｌｇ ｄ ａ ｎ ｙ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅｓ ｓｅ ｏ ｎ ｋ ｎ ｅ ｆｒ ｎ ｅａ ｉ ｔ ． ｉ Ｋｅ ｏ ｄ ｐ ｗｅ ｉｅ ｃ ｒ ｉｒｔ ｃ ｎｑ ｅ ｕ ｏ ｔ ｔ ｒ ｒ ａ ｉｇ，ｃ ｌ ｃ ｏ ，ｃ ｎ ｅ ｔａ ｏ ｙＷ ｒ ｓ ｏ ｒｌ ａ ｒｅ ｅ ｈ ｉ ｕ ，ａ ｔ ｍａ ｉ ｍｅ ｅ ｅ ｄ ｎ ｎ ｃ ｏｌ ｔｒ ｏ ｃｎ ｒｔ ｒ ｅ
运而生。本文介 绍 的电力线载 波 自动抄表 系统是 利 用现有的电力 网线路建立 ， 不用改动 线路 、 另设 专线 ， 主要针对 中国低压电力 网恶劣 的信道环境 ， 灵活采 用 了国际先进 的跳频扩频技术 ， 具有通信线路不 易破坏 、 无需维护、 路由合理 以及节约成本等特 。 电力线 载波 自动 抄表 系统 是 通 过 电力 线 自动
总第 ２ ２ ５ 期 ２１ ０ ０年第 １ Ｏ期
计算机与数 字工程
Ｃｏ ｕ ｅ ｍｐ ｔｒ＆ Ｄｉｉ ｌＥ ｇｎ ｅ ｉｇ ｇｔ ｎ ｉｅｒｎ ａ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ １ １３ ． ０
１６ ８
电 力 线 载 波 自动 抄 表 系 统 集 中器 的设 计
基于电力载波的集中式抄表系统设计
的应 用 需求 环 境 下 应 运 而 生 。
ｂ ） 定时巡检、 选抄 一组或者 多组电表数据。 Ｃ ） 远程监控 安全用 电。 ｄ ） 按 时断、 供 电。 集中器系统 由微控 制单元 （ Ｍ Ｃ Ｕ ） 、以太网模 块 电路、蓝牙
电力载波通讯 简称Ｐ Ｌ Ｃ 技术 ， 它是指利用现有 电力线， 通
统。 从 系统整 体设 计 出发 ， 分 别介 绍系统的远 程监 控管理 中心 、 集 中器和 采集 器的功能 和设 计， 同时 简述 电力载 波传输 方案 的软件 设计。 数 据通 过 电力线传输 ， 实现主 站对 电表数 据的远 程 集抄 。
关键 词： 电力载 波； 集中器； 采 集器
１ 引言
向采集 终端 发送 需要一种新技 术来实现 电力的远程 控制、电能 自动监 测， 实时 联 系。向下完成 与采集终端 的数 据通信工作 ， 控制 指令。 向上根据 系统要求完成与主站 的通信 ， 将 电表 的数 采集各类 用户的用 电信息 ， 保证 整个供 电网络 经济、 安全、 稳定
集中器的主要功能有： 的运行， 防止窃电发生 ， 降低线路损耗 ， 为客户提 供优 质可靠的 据信息传送到主站处理。 ａ ） 完成 电力载波信号与 电表通信协议的转 换。 电能 ， 提 高电力供应 的管理水平。 集 中式 抄表系统 就是在这样
１ ３ ｏ 日圜日圆
哎计分析 ・
３ 软件设计
休 眠模 式的处理 器并开始 执行与数据 信息对应 的系统 功能。 系
所 示。 根据各模 块的功能设 置， 系 统集中器 、 采集 器的程序 工作 统软件工作流程 图如 图４ 主要为： 对集 中器、 采集器 的微处理器进 行引脚配置、 对异步 串 ４ 结 语 行通信 接 口 （ Ｕ Ａ Ｒ Ｔ ）、 嵌 套向量 中断控 制器、 看 门狗定 时器进行 本文研究 的对象是 电力载波集 中式抄表 系统 。 该系 统利用 通过 电力载 波方式对用户电 初始 化； 对集 中器微 处理器 初始化完 成后， 集中器开始对 以太 现有 电力线作为信息的传 输通 道，
ｂ ） 定时巡检、 选抄 一组或者 多组电表数据。 Ｃ ） 远程监控 安全用 电。 ｄ ） 按 时断、 供 电。 集中器系统 由微控 制单元 （ Ｍ Ｃ Ｕ ） 、以太网模 块 电路、蓝牙
电力载波通讯 简称Ｐ Ｌ Ｃ 技术 ， 它是指利用现有 电力线， 通
统。 从 系统整 体设 计 出发 ， 分 别介 绍系统的远 程监 控管理 中心 、 集 中器和 采集 器的功能 和设 计， 同时 简述 电力载 波传输 方案 的软件 设计。 数 据通 过 电力线传输 ， 实现主 站对 电表数 据的远 程 集抄 。
关键 词： 电力载 波； 集中器； 采 集器
１ 引言
向采集 终端 发送 需要一种新技 术来实现 电力的远程 控制、电能 自动监 测， 实时 联 系。向下完成 与采集终端 的数 据通信工作 ， 控制 指令。 向上根据 系统要求完成与主站 的通信 ， 将 电表 的数 采集各类 用户的用 电信息 ， 保证 整个供 电网络 经济、 安全、 稳定
集中器的主要功能有： 的运行， 防止窃电发生 ， 降低线路损耗 ， 为客户提 供优 质可靠的 据信息传送到主站处理。 ａ ） 完成 电力载波信号与 电表通信协议的转 换。 电能 ， 提 高电力供应 的管理水平。 集 中式 抄表系统 就是在这样
１ ３ ｏ 日圜日圆
哎计分析 ・
３ 软件设计
休 眠模 式的处理 器并开始 执行与数据 信息对应 的系统 功能。 系
所 示。 根据各模 块的功能设 置， 系 统集中器 、 采集 器的程序 工作 统软件工作流程 图如 图４ 主要为： 对集 中器、 采集器 的微处理器进 行引脚配置、 对异步 串 ４ 结 语 行通信 接 口 （ Ｕ Ａ Ｒ Ｔ ）、 嵌 套向量 中断控 制器、 看 门狗定 时器进行 本文研究 的对象是 电力载波集 中式抄表 系统 。 该系 统利用 通过 电力载 波方式对用户电 初始 化； 对集 中器微 处理器 初始化完 成后， 集中器开始对 以太 现有 电力线作为信息的传 输通 道，
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况。
可在 此系统 申请 集中抄表
３ ． １ １数据准确性
３ ． ２中继 （ 接力）抄读数据功能 基于Ｐ ＬＣ 技术的 自动抄表产 品都将受到传 输距离 的限
为了确保数据的准确性 （ 即 电能计量物理指示值与 电
制。 电力线载波集 中抄表系统 的载波表具备相 互支持 、相 子存储 值 的一致性 ），采用 了 电子 式载波 电能表解 决方 显示数据与抄收数据）同源特 互 中继 的能力 。在低压配 电主干 线路上的直接通信距离可 案 ，由于 电能计量数据的 （ 扩展３ 倍 ，扩大 了通信 的范 围。
吞ｌ 给 远 程 集 中 器 。 本 系 统 在 居 民 客 户 端 采 用 Ｄ Ｄ ｓ Ｉ ２ ８ 单 项 载
暮 ｌ 波电 能 表， 工 业 客 户 及 台 区 变 压 器处 采 用 Ｄ Ｔ ｓ Ｉ ５ ４ １ 三 相 四 线网络传送 到现场的集 中器 中；集 中器接到指令后用载波
垂 ｌ线 电 子 式 载 波 电 能 表 。
量 ，由后 台 （ 上 位机 ）管理 系统进 行统 一 召集 ，进 行处 系统对所有集 中器 及数据 收发器进行 多线程 同时抄表 ，所 理 。该功能能为调整用 电高峰的分布 、提高 电网整体效益 有 台区的７ ０ ０ ０ 多只表在 几分钟之 内就可 以全部抄 回，极大
起到有效的作用。
３ ． ４ 投 资 最 省
接线少 ，无须专 门信号 线，不必集 中装表 。
３ ． ６ 最 优 的 编 码 体 系
失 ，提高了线损计算的准确性。根据 抄表信息 ，可 以发现 异常用 电情况 ，并能进 行及时处理 ，减少 了管理损失 ，降
自动抄表技术都要求对 电表设置地址码 ，而大部分产 低了线损。
． １ ４ 扩 展 功 能 品的 电表地址 。编码体系采用二到三级分层 次结 构。这种 ３
３ ． ９远程停送电
能够对 欠费客户实现远程 停送 电。降低了抄收员 的催
３系统特点
３ ． １具 有先进的电力线载 波 （ Ｐ Ｌ Ｃ）技 术
费难度 ，加大 了电费 回收工作的力度 ，保证 了电费 的及 时
上缴 。
． １ ０系统的兼容性 电力线 载波 集 中抄 表 系统 采用 的是模 糊调 扩频混 合 ３
３ ． ７ 数 据 集 中器
４结束语
沈北 新 区供 电分公 司 自２ ０ ０ ７ 年 开 始广 泛应 用该 系
统 ，现 已安 装了４ ８ ６ ９ ５ 户 。该 系统运行稳定可靠 ，能够及
具备记忆与检测 电网结构的智能 ，能够对 抄读结果 自 时、准确的抄读客 户电表数 据，达到 了当初 的预期 目的和 动分析 ， 自我总结各个 电能表 的相位及相对位置 ，随着对 系统设计 要求 ，抄 表率 、准确 率达 １ ０ ０ ％。对供 电企 业来 电能表的分布不断总结 ，对 电网结构 的认识将不 断 自我修 说提 高了工作效率 、线损计 算更及 时准确 、解决 了落后的 正 ，一旦某只 电能表读取不到 ，能够依据 自学 的知识迅速 抄表 手段 和数据处理 方式，对企业节省人力资源 、降低运 选择最佳 的中继 电能表进行接力抄读 。集 中器具有 “ 越 用 营成本、提高企业用电管理 起到了积极 的作用 ，给供 电企
制 已基本普 及 ，人工抄表工作量逐渐增大 ，对 电力数据 采 的各种通 信命令 。通信 模块 用来实 现主站计 算机 与集 中 集 的实时性 、准确性 、完整性提出 了更高的要求 ，传统 的 器 之间的通信 。通信模块 可以是公用 电话 网、ＧＳ Ｍ网 、 人 户抄表方 式已不再适用 ，远程 自动抄表系统应运 而生 。 ＧＰ Ｒ Ｓ 、扩频通信系统和专线等各 种方式， 其 中ＧＰ ＲＳ 通信
基于 电力线载波远程抄表 系统
魏 军 ， 石 阳。
（ １ ． 沈 阳兴 源 电力设备 有 限公 司 ，辽 宁 沈 阳 １ １ ０ １ ２ １ ；２ ． 沈 北新 区供 电分公 司，辽宁 沈 阳 １ １ ０ １ ２ １ ）
随着我国经济建设和 电力事业的迅速发展 ，一户一表 表 的累 计 电量，回送 主站 计算机 ，及 时 响应主 站计 算机
Ｐ Ｌ Ｃ 技术 ， 利用 软件 进行解调 和调制。外围 电路简洁 、可
不论 哪个厂 家生产 的标记 ，只要具备Ｒ Ｓ ４ ８ ５ 通信接 口，
６ ４ ５ ． １ ９ ９ ７ 多功能 电能表通信 规约》均 靠 。在 通信可靠性 、传输质量上适合我国 电力线 目前的状 通 信协议符合ＤＬ
｝ 善
（ 责 任 编 辑： 张 峰 亮 ） ｌ景
１ ｛ 葺
ｊ 暑
ｌ 蕾
可进行 多线程 并发抄读 ， 极 大地 缩短 了抄表时间 ，提高 了
抄表效率 ，减轻 了抄表 劳动 强度 ，增强了 电费数据发布的
２ ０ １ 第 １ ２ 期 总 第 ２ ９ ５ 期蓑 村 雹 交 化 ＿ 目 ｛ ｝
奎ｌ １ ． ３ 集 中 器
喜｛
星 ；
能 够 按 照 设 定 的 抄 表 时 间 ， 每 天 自 动 采 集 各 客 户 电 能 力 线返送到集 中器 内；集 中器 接到数据 后将数据通过无线
裹｝ ｛ 雹 氮 化 ２ …年 笫 １ ２ 期总 笫 ２ ９ ５ 期
｛ 』
电话网络传送Ｎ￣ Ｐ ＲＳ中；Ｇ Ｐ ＲＳ 将 数据通过与Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 接口 及时性 与准确性 ，降低了管理 损失 ，减少 了客户投诉 。 相连的服务器传送到主站软件 内。
ｌ
取消注册模 块：取消 目前所有操作员的操作权限或重
复操作注册 。 档案管理模 块 ：对 系统档案进行管理。
寓 寓
逻辑 加峦 Ｃ Ｐ Ｕ Ｄ Ｔ Ｓ ｌ ５ ４ Ｉ Ｄ Ｔ Ｓ Ｆ ５ ４ ５
数据查 询模 块 ：可查询 所有客 户的表 编号 、表序 列
号 、门牌号 、客户姓 名、 电话号码及表常数等信息。
越好用”的特征 。
３ ． ８ 上 行 信 道
实用性，对于供电企业实现用电管理 自 动化具有很好的促
业 带来更好的经济 社会效 益。 该系 统具有较高的 适应性和 ｌ誊 ｌ誉 Ｉ一
由于采用 了Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 和Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 网络技术 ，所有的集３ 冻 结 功 能
性 ，在源头上不产生误差 ，确保抄收数据的准确性和实时 性 ，计数误差等于零 （ 相 当于基表数字 ）。
３ ． １ ２抄表效率
当后 台 （ 上位机）系统对客户 电表进行冻结设置后 ，
远程集 中抄表模 块和集 中器 可 以记录冻结时刻 的客户用 电
此系统利用ＧＰ Ｒ Ｓ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔ 网络技术和实时在线 ，后台
业 网连接 ，支持Ｔ ＣＰ ／ Ｉ Ｐ 连接 ，支持多种 无线协议 ，能够 用 于Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 连接 、数据传输等 ，大大提 高了通信质量 。 ＧＰ ＲＳ 网络 已经实现全 国范 围内覆盖 ，并且扩容无限制 ，
１远程自动抄表系统组成
该系统的结构如图１所示 ，由载波数据 电能表 、集 中 接入地点无 限制 ，能够满足山区、乡镇 、城市和跨地 区的 器、前置机、服务器 、网络 、客户端 、营销系统、远程控 接 人需 求。因此 ，本系统选用Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 通信方式。 制软件等部分组成。
匡豳
（匦口 习
图２ 抄 表 流 程
｝ 理场裹汁｝ Ｉ ＿ ｛ 察巾器 Ｉ
能 ；并且 利用 低压 电力 线作为通信信道 ，以载波专用芯 片 为核心技 术 ，把用 电量数据 以电力线载波方式上传 ，提供
抄表流程如 图２ 所示 ， 抄表 主站通过Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 将指令 发
送 到服务器上 ；服务器通过 与ＧＰ ＲＳ 的接 口将指令通过无 通信的方式通过低压 电力 线抄读表计数据 ；现场表计在接 到集 中器发 出的指令后 ，将集 中器需要 的数据通过低压 电
它可 以自动 、集 中、定 时地 抄录各客户的用 电量， 为 电力 是在 现有 的ＧＳ Ｍ系统上发展 来的一种新 型无线数据 传输
部门提供有 效的电网运行参数 。该系统的实现是迈 向配 电 业务 ，可 以实现点对点的通信业 务。并可 以与 因特 网或企 自动化 的第一 步，具有广 阔的应用前景。
地提 高了抄表速度 和效率 ，比人 工抄表速度提高了万倍 以
上 ，从而降低了劳 动强度 。
． １ ３ 减 少损 失 此系统利用 电力线做通信介质 ，免去 了建设专 线的施 ３
工和投资或无线设备的 昂贵价格 。
３ ． ５安装使用简单方便
由于抄表数据 均属于近似实 时数 据， 避 免了抄表不到 位 和人 工抄表 的差 错 、人 情 电、关系 电，降低 了人 为损
组业务 ，ＣＧＺ ０ ４ ０ 一 ｌ ｊ 数据集 中器 ，下行通道采用 电力 线载 它 是系统 的人机界面 。 波 ，主站抄表管理软件 ，如 图１ 所示 。
１ ． ５主站抄 表管理软件
主要 包括 ５ 个 模块 ：操 作 注册 、取 消 注册 、档 案管 理 、数据查询和数据管理 。 操作注册模 块 ： 系统操作权 限管理模块 。
１ ． １系统组成部分
１ ． ４ 主 站计 算 机
主 要是接收集 中器传送过来 的客户用 电量数据， 并生
变压器 总表 选用三 相 台区考核 表 ，低压 居 民客户表 成 收费表 。可设置 电表 的各种初始 化数据参数， 通过主站
管理人员可 以随时获取所需要的各种数据和信息， 选用单相阀控载波表 ，上行通道 可优先选 用ＧＰ ＲＳ 无 线分 计 算机 ，
编码 体系 难 以维 护 ，当大 规模应 用时 ，乱码 现象 不可避
可以为 电力营销做 电费发布 数据及数据接 口，同时也
免 ，并造成换表或定期更换表 的工作量加大 。远程集 中抄 为电力生产的配变 监测准备 好了数据通道 。
可在 此系统 申请 集中抄表
３ ． １ １数据准确性
３ ． ２中继 （ 接力）抄读数据功能 基于Ｐ ＬＣ 技术的 自动抄表产 品都将受到传 输距离 的限
为了确保数据的准确性 （ 即 电能计量物理指示值与 电
制。 电力线载波集 中抄表系统 的载波表具备相 互支持 、相 子存储 值 的一致性 ），采用 了 电子 式载波 电能表解 决方 显示数据与抄收数据）同源特 互 中继 的能力 。在低压配 电主干 线路上的直接通信距离可 案 ，由于 电能计量数据的 （ 扩展３ 倍 ，扩大 了通信 的范 围。
吞ｌ 给 远 程 集 中 器 。 本 系 统 在 居 民 客 户 端 采 用 Ｄ Ｄ ｓ Ｉ ２ ８ 单 项 载
暮 ｌ 波电 能 表， 工 业 客 户 及 台 区 变 压 器处 采 用 Ｄ Ｔ ｓ Ｉ ５ ４ １ 三 相 四 线网络传送 到现场的集 中器 中；集 中器接到指令后用载波
垂 ｌ线 电 子 式 载 波 电 能 表 。
量 ，由后 台 （ 上 位机 ）管理 系统进 行统 一 召集 ，进 行处 系统对所有集 中器 及数据 收发器进行 多线程 同时抄表 ，所 理 。该功能能为调整用 电高峰的分布 、提高 电网整体效益 有 台区的７ ０ ０ ０ 多只表在 几分钟之 内就可 以全部抄 回，极大
起到有效的作用。
３ ． ４ 投 资 最 省
接线少 ，无须专 门信号 线，不必集 中装表 。
３ ． ６ 最 优 的 编 码 体 系
失 ，提高了线损计算的准确性。根据 抄表信息 ，可 以发现 异常用 电情况 ，并能进 行及时处理 ，减少 了管理损失 ，降
自动抄表技术都要求对 电表设置地址码 ，而大部分产 低了线损。
． １ ４ 扩 展 功 能 品的 电表地址 。编码体系采用二到三级分层 次结 构。这种 ３
３ ． ９远程停送电
能够对 欠费客户实现远程 停送 电。降低了抄收员 的催
３系统特点
３ ． １具 有先进的电力线载 波 （ Ｐ Ｌ Ｃ）技 术
费难度 ，加大 了电费 回收工作的力度 ，保证 了电费 的及 时
上缴 。
． １ ０系统的兼容性 电力线 载波 集 中抄 表 系统 采用 的是模 糊调 扩频混 合 ３
３ ． ７ 数 据 集 中器
４结束语
沈北 新 区供 电分公 司 自２ ０ ０ ７ 年 开 始广 泛应 用该 系
统 ，现 已安 装了４ ８ ６ ９ ５ 户 。该 系统运行稳定可靠 ，能够及
具备记忆与检测 电网结构的智能 ，能够对 抄读结果 自 时、准确的抄读客 户电表数 据，达到 了当初 的预期 目的和 动分析 ， 自我总结各个 电能表 的相位及相对位置 ，随着对 系统设计 要求 ，抄 表率 、准确 率达 １ ０ ０ ％。对供 电企 业来 电能表的分布不断总结 ，对 电网结构 的认识将不 断 自我修 说提 高了工作效率 、线损计 算更及 时准确 、解决 了落后的 正 ，一旦某只 电能表读取不到 ，能够依据 自学 的知识迅速 抄表 手段 和数据处理 方式，对企业节省人力资源 、降低运 选择最佳 的中继 电能表进行接力抄读 。集 中器具有 “ 越 用 营成本、提高企业用电管理 起到了积极 的作用 ，给供 电企
制 已基本普 及 ，人工抄表工作量逐渐增大 ，对 电力数据 采 的各种通 信命令 。通信 模块 用来实 现主站计 算机 与集 中 集 的实时性 、准确性 、完整性提出 了更高的要求 ，传统 的 器 之间的通信 。通信模块 可以是公用 电话 网、ＧＳ Ｍ网 、 人 户抄表方 式已不再适用 ，远程 自动抄表系统应运 而生 。 ＧＰ Ｒ Ｓ 、扩频通信系统和专线等各 种方式， 其 中ＧＰ ＲＳ 通信
基于 电力线载波远程抄表 系统
魏 军 ， 石 阳。
（ １ ． 沈 阳兴 源 电力设备 有 限公 司 ，辽 宁 沈 阳 １ １ ０ １ ２ １ ；２ ． 沈 北新 区供 电分公 司，辽宁 沈 阳 １ １ ０ １ ２ １ ）
随着我国经济建设和 电力事业的迅速发展 ，一户一表 表 的累 计 电量，回送 主站 计算机 ，及 时 响应主 站计 算机
Ｐ Ｌ Ｃ 技术 ， 利用 软件 进行解调 和调制。外围 电路简洁 、可
不论 哪个厂 家生产 的标记 ，只要具备Ｒ Ｓ ４ ８ ５ 通信接 口，
６ ４ ５ ． １ ９ ９ ７ 多功能 电能表通信 规约》均 靠 。在 通信可靠性 、传输质量上适合我国 电力线 目前的状 通 信协议符合ＤＬ
｝ 善
（ 责 任 编 辑： 张 峰 亮 ） ｌ景
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可进行 多线程 并发抄读 ， 极 大地 缩短 了抄表时间 ，提高 了
抄表效率 ，减轻 了抄表 劳动 强度 ，增强了 电费数据发布的
２ ０ １ 第 １ ２ 期 总 第 ２ ９ ５ 期蓑 村 雹 交 化 ＿ 目 ｛ ｝
奎ｌ １ ． ３ 集 中 器
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星 ；
能 够 按 照 设 定 的 抄 表 时 间 ， 每 天 自 动 采 集 各 客 户 电 能 力 线返送到集 中器 内；集 中器 接到数据 后将数据通过无线
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电话网络传送Ｎ￣ Ｐ ＲＳ中；Ｇ Ｐ ＲＳ 将 数据通过与Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 接口 及时性 与准确性 ，降低了管理 损失 ，减少 了客户投诉 。 相连的服务器传送到主站软件 内。
ｌ
取消注册模 块：取消 目前所有操作员的操作权限或重
复操作注册 。 档案管理模 块 ：对 系统档案进行管理。
寓 寓
逻辑 加峦 Ｃ Ｐ Ｕ Ｄ Ｔ Ｓ ｌ ５ ４ Ｉ Ｄ Ｔ Ｓ Ｆ ５ ４ ５
数据查 询模 块 ：可查询 所有客 户的表 编号 、表序 列
号 、门牌号 、客户姓 名、 电话号码及表常数等信息。
越好用”的特征 。
３ ． ８ 上 行 信 道
实用性，对于供电企业实现用电管理 自 动化具有很好的促
业 带来更好的经济 社会效 益。 该系 统具有较高的 适应性和 ｌ誊 ｌ誉 Ｉ一
由于采用 了Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 和Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 网络技术 ，所有的集３ 冻 结 功 能
性 ，在源头上不产生误差 ，确保抄收数据的准确性和实时 性 ，计数误差等于零 （ 相 当于基表数字 ）。
３ ． １ ２抄表效率
当后 台 （ 上位机）系统对客户 电表进行冻结设置后 ，
远程集 中抄表模 块和集 中器 可 以记录冻结时刻 的客户用 电
此系统利用ＧＰ Ｒ Ｓ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔ 网络技术和实时在线 ，后台
业 网连接 ，支持Ｔ ＣＰ ／ Ｉ Ｐ 连接 ，支持多种 无线协议 ，能够 用 于Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 连接 、数据传输等 ，大大提 高了通信质量 。 ＧＰ ＲＳ 网络 已经实现全 国范 围内覆盖 ，并且扩容无限制 ，
１远程自动抄表系统组成
该系统的结构如图１所示 ，由载波数据 电能表 、集 中 接入地点无 限制 ，能够满足山区、乡镇 、城市和跨地 区的 器、前置机、服务器 、网络 、客户端 、营销系统、远程控 接 人需 求。因此 ，本系统选用Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 通信方式。 制软件等部分组成。
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图２ 抄 表 流 程
｝ 理场裹汁｝ Ｉ ＿ ｛ 察巾器 Ｉ
能 ；并且 利用 低压 电力 线作为通信信道 ，以载波专用芯 片 为核心技 术 ，把用 电量数据 以电力线载波方式上传 ，提供
抄表流程如 图２ 所示 ， 抄表 主站通过Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 将指令 发
送 到服务器上 ；服务器通过 与ＧＰ ＲＳ 的接 口将指令通过无 通信的方式通过低压 电力 线抄读表计数据 ；现场表计在接 到集 中器发 出的指令后 ，将集 中器需要 的数据通过低压 电
它可 以自动 、集 中、定 时地 抄录各客户的用 电量， 为 电力 是在 现有 的ＧＳ Ｍ系统上发展 来的一种新 型无线数据 传输
部门提供有 效的电网运行参数 。该系统的实现是迈 向配 电 业务 ，可 以实现点对点的通信业 务。并可 以与 因特 网或企 自动化 的第一 步，具有广 阔的应用前景。
地提 高了抄表速度 和效率 ，比人 工抄表速度提高了万倍 以
上 ，从而降低了劳 动强度 。
． １ ３ 减 少损 失 此系统利用 电力线做通信介质 ，免去 了建设专 线的施 ３
工和投资或无线设备的 昂贵价格 。
３ ． ５安装使用简单方便
由于抄表数据 均属于近似实 时数 据， 避 免了抄表不到 位 和人 工抄表 的差 错 、人 情 电、关系 电，降低 了人 为损
组业务 ，ＣＧＺ ０ ４ ０ 一 ｌ ｊ 数据集 中器 ，下行通道采用 电力 线载 它 是系统 的人机界面 。 波 ，主站抄表管理软件 ，如 图１ 所示 。
１ ． ５主站抄 表管理软件
主要 包括 ５ 个 模块 ：操 作 注册 、取 消 注册 、档 案管 理 、数据查询和数据管理 。 操作注册模 块 ： 系统操作权 限管理模块 。
１ ． １系统组成部分
１ ． ４ 主 站计 算 机
主 要是接收集 中器传送过来 的客户用 电量数据， 并生
变压器 总表 选用三 相 台区考核 表 ，低压 居 民客户表 成 收费表 。可设置 电表 的各种初始 化数据参数， 通过主站
管理人员可 以随时获取所需要的各种数据和信息， 选用单相阀控载波表 ，上行通道 可优先选 用ＧＰ ＲＳ 无 线分 计 算机 ，
编码 体系 难 以维 护 ，当大 规模应 用时 ，乱码 现象 不可避
可以为 电力营销做 电费发布 数据及数据接 口，同时也
免 ，并造成换表或定期更换表 的工作量加大 。远程集 中抄 为电力生产的配变 监测准备 好了数据通道 。