浅谈远程自动抄表技术在电力部门中的应用

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缝 据 自己的特定应用 ， 选
图 １ 系统 结 构
７支持 Ｆａｈ 储器 的读 写 。 ） ｌ 存 ｓ 择通 用 Ｉ ／ Ｏ端 口 和 所 ３ 接 口 电路 设 计 ． ２ 需要 的数 字资 源 。 单 片 机 与 Ｒ Ｌ ０ ９ Ｓ的接 口电路 如 图 ２ Ｔ ８ １Ａ 所 ３１ ． ２数 据存 储 ． 示。 实现 的 网络接 口采 用 Ｕ Ｐ无屏 蔽双 绞线） Ｔ（ 由 于 在 Ｅ 常 生 活 ｔ Ｒ 一 ５接 口 Ｊ４ 中会 出现 停 电现 象 ， 在
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Ｃ ｉａ Ｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｈ ｎ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄＰ ｏ ｕ ｔ
工 业 技 术
在 图 ２中 ， Ｃ １Ｂ是 Ｒ Ｌ ０９ Ｓ １／ 启 动远程 Ｄ Ａ，并通 过 远程 Ｄ Ａ通道 送 到 Ｉ Ｓ６ Ｃ Ｔ ８ １Ａ ６８ Ｍ Ｍ 位工 作方 式的选 择脚 ， 当该脚 为低 电平 时 ， 工 Ｒ Ｌ０ ９ Ｓ中 的 发 送 缓 存 区 ，再 启 动 本 地 Ｔ ８ １Ａ 作在 ８ 模式下 ； 位 当为 高 电平 时 ， 工作 在 １ Ｄ Ａ 然后 发 出传 送命令 ， 成帧 的发送 。 ６ Ｍ ， 完 位 模式 下 。 因为 Ｃ ０ １０Ｘ是 ８ 单 片 机 ， ８５Ｆ ２ 位 （接 收数 据 ２ ） 所 以 Ｉ Ｃ １Ｂ 通 过 下 拉 电 阻 接 地 。 Ｃ Ｓ６ 当 Ｒ Ｌ ０９ Ｓ接收 到 １ 以太 网帧 时 ， Ｔ ８ １Ａ 个 Ｒ Ｌ ０９ Ｓ的 ＩＴ 接 单 片 机 的 ＩＴ 脚 。 检查 这个 帧 的 目的地 址和 Ｃ Ｃ校 验正 确 时 ， Ｔ ８ １Ａ ＮＯ ＮＯ Ｒ 采 用中 断工作 方式 由硬 件地 址连 线 可 以计 算 便启 动本 地 Ｄ ，把数 据读 入 接 收缓 冲 区 ， ＭＡ 当Ｐ ２口为 （ Ｏ Ｘ ０ Ｆ Ｘ ） Ｏ Ｘ Ｈ一 Ｄ Ｘ Ｈ ，就 可 选 中 然后 ， Ｃ 通过 中断通 知单 片 机 ， 片 机通 过远 程 单 Ｒ Ｌ ０９ Ｔ Ｓ １ＡＳ的 ＩＯ地 址 ２ ０ ２ Ｆ ， ４ Ｈ一 ５ Ｈ。 Ｄ Ａ把 Ｒ Ｌ ０ ９ Ｓ 的数据 读走 。 Ｍ Ｔ ８ １Ａ 中 采用 １Ｂ Ｓ — ０ Ａ Ｅ Ｔ布线 标准 通 过双 绞线 进 ４ 宽带 电力 接人端 设计 行 以 太 网 通 信 ， 而 Ｒ Ｌ ０９ Ｓ 内 置 了 Ｔ ８ １Ａ 电力 Ｍｏｅ 用 于信 号 的 调制 解 调 及 信 ｄｍ ＩＢ Ｓ — Ｏ Ａ Ｅ Ｔ收发 器 。所 以网 络接 口的 电路 比 号 的传 送 。电力 线调 制解 调器 主要 是 由 电力 隔离变 压器 、Ｊ ４ Ｒ 一 ５接 口 ３部分 。接 收 以太 网上传 来 的数据 包 ， 以太 网控制 芯片 采用 ｌｉ Ｍ— ｃ ｌ 司 的 Ｋ ８ ２Ｂ 它 是 一种 高 性 能 、 ｒ公 ｅ Ｓ７ １ ， 高度 集 成 的 １／０ 自适 应 收 发 器 ，外 加 １ ０１０ Ｍ 个 Ｍ Ｉ 口， 全兼 容 Ｉ Ｔ １ｌ Ｍ Ｉ 口。 Ｉ接 完 Ｎ ５ｘ 的 Ｉ接 系统 可 编 程 单 元 选 用 串行 Ｅ Ｐ Ｏ ＥＲ Ｍ
４管 理 中 心 可 设 在 Ｉｔ ｔ ） ｎ ｍｅ ｅ 上任 意位 置 ，可实 现多 级 管理 。 特 别 适 合 行 业 管 理 部 门或 大 型
物 业 管理公 司 。
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５ ）远距 离 传输 网络 采用 Ｉ Ｐ 宽 带 网 ， 人可选 用 宽带 局域 网 接 或 电力 线 网络 。 ６系统 容 量 大 ， ） 数据 高速 安 全。 ７ ）可 同时 提 供 电力 线 上 网 服务 。 ３嵌 入 式 电表 的硬 件 和 软 件设 计
Ｓ ２ Ｄ Ｓ ３ Ｄ ￥４ Ｄ Ｓ ５ Ｄ Ｓ６ Ｄ Ｓ ７ Ｄ Ｒ Ｌ Ｔ ＳＯ ９１Ａ Ａ ０９ Ｓ Ｓ ｌ Ａ
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中图 分类 号 ：Ｕ ５ Ｔ ８２
文献标 识码 ： Ａ
１宽带 电力 线通 信技 术 电力线 是用 来传 输 ５Ｈ 电能 的 ， ０ｚ 不是 专 ¨为 数据 或者 语音 传输 而 设计 的信 道 ，将 其 作为通 信介 质 ， 况十 分复 杂 ， 情 具有 线路 阻 抗 小 、 化大 ， 号 衰 减 强 、 变性 大 、 扰 大 ， 变 信 时 干 且 存在 多径 时延 等 缺点 。 随着通 信技 术 的发 展 ， 的调 制 方 式 ， 新 特别 是 Ｏ Ｄ 调 制 方 式 ＦＭ 的出现 能很好 地 解决这 些 问题 。 因此 电力 线高 速 数据 通 信技 术 ，近年 来 得 到快速 发展 ，许 多 地 区也 已实 现利 用 电力 线上 网。而本 设计 就 是在 此项 技 术 的基础 上 实现 的 。 ２系统 结构 设计 传统 的抄 表 系统 结构 ，一 般是 电 能表 通
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１Ｃ １ ８ ０Ｓ６ Ｔ Ｉ Ｐ Ｔ Ｉ— ＰＮ Ｉ－ Ｒ＊ － Ｎ Ｘ
ｌｉ Ｏｇ Ｓ Ｔ 根据 电力 系 统 对 电能 计 量 ＩＲ Ｏｗ Ｔ Ｏ Ｔ ＰＵ— 过采 集器 、集 中器和 Ｒ 一 ８ ／ Ｓ ２ ２总线 连 的要求 ， Ｓ４５ 一３ Ｒ 结合 装 有宽 带 电力线 的 接， 然后 通 过 电话 或 电力 线 等有 线 网络 ， 者 智 能小 区 的管理 模式 ， 计 了基 或 设 无线 通 信 网络 传 输 到供 电管 理 部 门服 务 器 。 于宽 带 电 力线 通 信 的嵌 入 式 电 图 ２单 片机 和 Ｒ Ｌ ０ ９ Ｓ 口电路 Ｔ ８ Ａ 接 １ Ｏ ２ ３ ４ 眩 ６ ７ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ Ｕ Ｄ 陀 陀 馆 这种方 案需 要专 门铺 设线 路 而 且数 据传 输速 表 。 停 电其 间 电表 不 能正 常 工作 ， Ｕ里 面很 多 ＭＣ 率较低 ， 并且 要 租用 电信 或 移动 公 司的 线路 ， ３ １硬件 设计 ‘ ． 的重要 数据 （ 用户 的用 电量） 如 需要 及 时存储 ， 花费较 高 。而本 设计 是 在现 有 的 电子 电表上 ３１１控制 单元 ＭＣ ． ． Ｕ 否 则 ， 电之 后 再上 电访 问 ＭＣ 停 Ｕ时 ， 出现 会 嵌 人 Ｔ ＰＩ Ｃ／ Ｐ协议 栈 ， 用宽 带 电 力线 作 为 网 利 ＭＣ Ｕ作 为智 能嵌 入 式 电表 的核 心 部 分 ， 偏差 （ 与停 电前 不相 符）给 管理 上带 来 极大 的 ， 络 传输 的信 道 ， 通 过 以太 网控 制器 ， 入 以 是 实现 自动 抄表 的关 键 所在 。它 主要 担负 着 并 接 不便 。 以在掉 电 检测 电路检 测 到 Ｍ Ｕ的电 所 Ｃ 太网 。系统结 构如 图 １ 示 。 所 对计 量 电路 的数 据处 理 和各 种操 作 ， 计 算 、 如 源低 于正 常工 作 电压 时 。 在很 短 的时 间 内， 将 这种 设计 具有 以下 优点 ： 存储 、 示 等 ， 显 另外 ， 要根 据 数 据 通 信 协 议 还 Ｍ Ｕ重要 的数据存 人 外部 数据 存储 单元 。 Ｃ １ ）基于 Ｉ 带局 域 网 ，采 用 Ｔ ＰＩ Ｐ宽 Ｃ／ Ｐ协 和 Ｔ ＰＩ 议 将 用 户 电表 的 电量 传 给上 位 Ｃ／ Ｐ协 ３１ 掉 电检 测 ．３ 议， 不需要 铺设 专用 的通 信线 路 。 机， 以供管 理 人员 统 计 、 理 。根 据 系统 功 能 管 掉 电检测 电路 ， 主要 是检 测 Ｍ Ｕ 的工作 Ｃ ２系统 配置 灵 活 ， 可 应 用 于 行 业 主 管 的要求 ， Ｕ 选 用 Ｃ ０ １ ０ Ｘ ） 既 ＭＣ ８５ Ｆ２ 。 电压是 否处 于 正 常范 围 ， 一旦 发现 异 常 ， 输 便 部门， 也可应 用 于小 区管理 。 美 国 Ｃｇ ａ公 司 的 Ｃ ０ １ ０Ｘ 系 列 单 ｙｎｌ ８ ５Ｆ ２ 出信号 提醒 Ｍ Ｕ进 行数 据保 护处 理 Ｃ ３利 用 标 准 的通 信 协 ｝ 便 可 以对 各 类 片机是 集成 在 １ 芯 片上 的混 合 信号 系统 级 ） 义， 块 ３１ 以 太 网控 制器 Ｒ Ｌ ０ ９ Ｓ简介 ．． ４ Ｔ ８ １Ａ 电能表 进行 组 网通信 。 单 片机 。 该单 片机 具有 ３ ／ ２ ４位数 字 Ｉ ６ ／ Ｏ端 口 Ｒ ａ ｅ 公 司生 产 的 Ｒ Ｌ ０ ９ Ｓ以 太 网 ｅｌ ｋ ｔ Ｔ ８ １Ａ （ 脚 ） ５ ＭＰ 引 、 Ｉ Ｓ高 速 ２ 控制 器是 一 款高 度集 成 的通 用 以太 网接 口芯 流 水线 式 ８ ５ 单 片 机 ０１ 片 ， 该单 片机 接 口简单 、 能强 Ｒ Ｌ０ ９ Ｓ 功 Ｔ ８１Ａ 内 核 、４ ｋ系 统 可 编 ６ 的主 要特 性 如下 ： 程 Ｆａｈ存 储 器 、４ ｋ ｌ ｓ ６ １ 符 号 Ｅｈ ｒｅ Ｉ与 Ｉ Ｅ ８ ２ ） ｔ ｎｔ ｅ Ｉ Ｅ Ｅ ０． ３ 地 址 的 外 部 存 储 器 接 （０ ａｅ 、Ｏ ａｅ ｌＢ ｓＴ标 准。 １ Ｂ ｓ５ ｌ Ｂ ｓ２、Ｏ ａｅ ） 口、 ５ （ ０ ６ ２ ６Ｂ ４ ３ ２ ９ ＋ ５ ） ４ ２全 双 工 ， 发 可 同 时达 到 １ ｂｔ 的 ） 收 ０ Ｍ ｉｓ ／ 片 内 Ｒ Ｍ、各 自独 立 Ａ 速率 。 的 Ｓ ＩＳ Ｕ ／ ２ Ｐ 、ＭＢ ＳＩ Ｃ和 ３内置 １ 的 Ｓ Ａ 用 于收 发缓 冲 ， ） ６ｋ Ｒ Ｍ， 降 ２个 Ｕ Ｒ 串 行 接 口 Ａ Ｔ 低对 主 处理器 的 速度 要求 。 等 。 最突 出 的优点 就 其 ４支 持 Ｕ Ｐ Ａ ＩＢ Ｃ 自动 检 测 ， 支 ） Ｔ 、Ｕ、Ｎ 还 是 ， 过设 置 交叉 开 关 通 持对 １Ｂ ｓＴ拓扑 结构 的 自动极 性修 正 。 ０ ａｅ 寄 存 器 控 制 片 内数 字 ５ 许 ４个诊 断 Ｌ Ｄ引脚 可编 程输 出 。 ） 允 Ｅ 电 资 源 映 射 到外 部 Ｉ ／ Ｏ ６ ）支持 ８１ 位 数 据 总 线 ， 个 中 断 申请 ／６ ８ 力 引脚 ， 这就允许用户根 线 以及 ｌ ６个 Ｉ ／ Ｏ基地 址选 择 。
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Ｃ ｉａ Ｎ ｗ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｈ ｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇｅ ｎ ｒｄ ｃｓ
工 业 技 术
浅谈远程 自动抄表技术在 电力部门中的应用
赵 静
（ 南 电 网公 司玉 溪供 电局 ， 南 玉 溪 ６ ３ ０ ） 云 云 ５ １０
摘 要： 随着计 算机 和 通信技 术 的迅速 发展 ， 统 的人 工 手动 抄 表方 式 已经很 难 满足 社 会 发展 的 要 求 ， 力部 门对 远 程 自动 抄表 系 传 电 统的 需求 已越 来越 强烈 。针 对于这 种情 况 ， 文提 出 了一 个 以宽 带 电力线 作 为通信 信道 ， 本 结合 以太 网技 术 来 实现远 程 自动 抄表 。 关键 词 ： 计 ； 术 ； 设 技 自动抄 表
Ａ ９ Ｃ ６ 其 中 １ 用 于存 储 和 保存 Ｍ Ｃ层 Ｔ３４， 块 Ａ 地 址和 用户 默认 的密 钥 。通过 高速 同步 串行