一种远程自动抄表系统设计方案

一种远程自动抄表系统设计方案

陈永利，韩慧莲

(华北工学院电子工程系，山西太原 030051)

摘要：本文介绍了一种远程自动抄表系统的总体设计方案，采用电力线载波和电话通信方式相结合的通信方式，兼有二者优点，与其他抄表系统相比，不仅功能齐全，成本低、系统组织灵活，对所控区域大小选择性强，而且此方案兼容性强为不同产品提供了开放式平台。

关键词：自动抄表；低压载波；远程控制；网络

中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1811-8755(2004)0339

Abstract this paper introduced a method by which can remotely acquire electricity-meter data,this method used electrical-line carrier communication and public telephone communication.

Comparied with other read electricity-meter system, this method is characteristic of full functions,low-cost,efficient structure,and provide a open platform for various electricity-meter.

Keywords automate read meter, low voltage carrier, remotely control, network

电能自动抄表系统是一种采用通讯和计算机网络技术，将安装在用户处的电能表所记录的用电量等数据通过遥测传输汇总到营业部门，代替人工抄表及后续相关工作的自动化系统。采用此方式不仅能节约大量人力资源，更重要的是可提高抄表准确性，供电管理部门能得到及时准确的数据信息，如电能需量、分时电量和负荷曲线等，同时电力用户不再需要与抄表者预约时间。

1.远程自动抄表计费系统的发展

随着电能计量表由传统的机械式、电子式脉冲电能表向多功能电子式电能表的发展，远程抄表计费系统也经历了一个从集中式系统向分布式、网络化、开放式系统转变的发展过程。电量数据采集也同样从集中式脉冲处理系统发展为分布式直接传输系统。

采用集中脉冲方式的系统，电能采集和传输是以电能脉冲计数为基础的，在厂站需增加中间转换器用来存储和传输根据脉冲计数值而得到的电能信息。数据采集中心不能直接与电能表通信，不能实现现代电能管理系统所必须的对电能表参数的下载功能。

脉冲电能表在80年代占主导地位，但90年代后分布式直接传输的智能电表越来越普遍，且近年来的新型固态智能化多功能表的发展，使得先进的分布式直接数字传输系统成为可能并占据主导地位。

2.远程自动抄表计费系统的构成

远程自动抄表系统主要包括4个部分：具有抄表功能的电能表、区域集中中心、抄表交换机和中央主控机房。区域集中中心是将多台电能表连接成本地网络，并将它们的用电量数据集中汇总，其本身具有通信功能且含有专用软件。当多台区域集中中心需再联网时所采用的设备就称为抄表交换机，它可与公共数据网接口。有时区域集中中心和抄表交换机可合二为一。中央主控机房是利用公用数据网，将所得电表数据抄回并进行处理的计算机系统。

2.1电能表

具有自动抄表功能且能用于远程自动抄表系统的电能表有脉冲电能表和智能电能表两类。

2.1.1脉冲电能表能够输出与转盘数成正比的脉冲串。根据其输出方式的不同又可分为电压型脉冲电

能表和电流型脉冲电能表两种。电压型表输出脉冲电平信号，采用三线传输方式传输距离较近；而电流型表的输出脉冲是电流信号，采用两线传输方式，传输距离较远。

2.1.2智能电子表可以通过串行口以编码方式进行通信，按照智能表的输出接口通信方式划分，智能电能表可分为RS－485接口型和低压配电线载波接口型两大类。

2.1.3电能表的两种输出接口比较输出脉冲方式技术简单但在传输过程中容易发生丢失脉冲或产生多脉冲现象，而且不可以重新发送。因此此方式电能表功能单一，一般只输送电能信息，难以获得最大电量、电压、和功率因数等多项数据。串行接口输出方式只能用于采用微处理器的智能电子式电子表，此方式可以将采集的多项数据进行远程传输，但是由于没有统一的通信规范使得各厂家的设备之间不便于互连。

2.2区域集中中心和抄表交换机

区域集中中心是将远程自动抄表系统中的电能表的数据进行一次集中的装置。对数据进行集中后再通过电力线载波等方式将数据继续上传。抄表集中器能处理脉冲电能表的输出信号也能通过RS－485方式读取智能表的数据。抄表交换机是远程抄表系统的二次集中设备，它集结的是区域集中中心的数据，然后再通过公用电话网或电力线载波方式传输到电能计费中心的主机。

2.3电能计费中心的计算机网络

电能计费中心的计算机网络是整个自动抄表系统的管理层设备，通常由单台计算机或计算机局域网再配以相应的抄表软件组成。

3.远程抄表系统的典型网络结构及实现

3.1图示系统中抄表集中器通过RS－485读取智能电表数据或直接接受脉冲电能表输出脉冲。区域集中中心与抄表交换机之间采用低压配电线载波方式传输数据。抄表交换机与电能计费中心的计算机网络之间通过公用电话网传输数据。

图3.1总线式远程自动抄表系统框图

3.2区域汇总中心(local center)可采用AT89C2051通过串行通信芯片与PC机串行通信。采用巡检方式读取各表数据。LM1893是专用电力线载波通信芯片，可实现可靠的半双工电力线数据通信。MT8888是一种完整的DTMF收发器，不仅能收发DTMF信号，还可选择呼叫过程滤波器以检测电话干线上的回铃音、拨号音、忙音等信号音，适合与单片机接口，且外围逻辑电路简单。

图3.2抄表集中器电路框图

3.3中心微机软件要求有良好的人机界面、实时地图显示及绘制等处理功能、强大的记录功能，可将GIS（地理信息系统）应用于远程抄表系统中，便于中心主机作出分析判断，可以以文字形式显示各区域或用户的用电量信息；以图形方式显示用户地点和工作人员前往的最佳路径，实时动态的显示系统当前设备装置状态，建立相应数据库；对周月季年的用电量进行统计分析。

4结论

本文介绍的自动抄表系统设计方案，充分结合电话和电力线载波两种通信方式的优点，既能实现快速远距离传送信息又能随时巡检用户状况。如果能将该方法应用于我国的电力配电网络通信中将能够大大提高效率和降低通信成本，其经济效益和社会效益是十分巨大的。

参考文献：

1.王士政编著电力系统运行控制与调度自动化南京：河海大学出版社，1980。

2.盛寿麟主编电力系统远程监控原理（第二版）北京：中国电力出版社，1998。

3.蔡洋主编电力系统运行管理北京：水利电力出版社，1995。

4.陈宇川编多功能大院保安系统电子技术应用，1992，18（2）。

作者简介：陈永利(1980-)，湖北天门人，现为山西太原华北工学院通信工程专业硕士研究生，研究方向，虚拟仪器与网络自动化测试计量。

(收稿日期：2004-9-2)