時間：2023-01-21 09:10:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇遠程抄表技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】 遠程抄表 數(shù)據(jù)傳輸
一、概述
遠程抄表系統(tǒng)是指由主站通過傳輸媒體對多個電能表記錄的電能信息實現(xiàn)遠程自動抄讀的系統(tǒng)，也就是實現(xiàn)對電能表數(shù)據(jù)的自動采集和傳輸?shù)南到y(tǒng)。遠程抄表系統(tǒng)主要由電能表、采集器、集中器、數(shù)據(jù)傳輸通道、主站系統(tǒng)組成。常見的遠程抄表技術(shù)主要分為有線抄表技術(shù)及無線抄表技術(shù)兩大類，其中，有線抄表技術(shù)主要包括總線式抄表技術(shù)、電力線載波式抄表技術(shù)；無線抄表技術(shù)主要包括掌上抄表技術(shù)、基于無線網(wǎng)絡(luò)的抄表技術(shù)。
二、遠程抄表技術(shù)中國專利申請的分析研究
2.1總體情況
截止本文的檢索時間，在CNTXT數(shù)據(jù)庫中以“遠程抄表”為關(guān)鍵詞對中國專利申請進行檢索，從申請人類別看，企業(yè)仍是申請的主力，高校、個人也提出了一定數(shù)量的申請，還有部分申請由企業(yè)與高校聯(lián)合提出；從申請人地域看，申請量在前5位的省份是廣東、北京、江蘇、山東、浙江，上述地區(qū)經(jīng)濟相對發(fā)達，對新興技術(shù)的認知程度相對較高，知識產(chǎn)權(quán)保護意識相對較強，促使了較高的申請量。從2002年起，遠程抄表技術(shù)的中國專利申請量保持在每年30件以上，并呈逐年增長的趨勢；從2009年起，申請量增長極為迅速，從2009年的111件，到2010年的174件，再到2011年起每年保持300件以上，這很大程度上與通信技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開始走進千家萬戶并廣泛應用于各行各業(yè)有關(guān)，同時也表明我國對遠程抄表技術(shù)的關(guān)注與發(fā)展正在持續(xù)升溫。
2.2 技術(shù)熱點
2.2.1 針對遠程抄表系統(tǒng)的改進
在遠程抄表技術(shù)中國專利申請中，涉及針對電能表、采集器、集中器、主站系統(tǒng)的改進。
發(fā)明專利申請CN201510782526涉及一種反遙控竊電的智能電表，該發(fā)明提出的反遙控竊電的智能電表，在現(xiàn)有遠程抄表功能的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了反遙控竊電的功能，當竊電現(xiàn)象發(fā)生時，不但可以跳閘以保護電能，還能利用遠程通信模塊、載波模塊向電力公司發(fā)出報警。
實用新型申請CN201220279934涉及一種自適應的電能表采集器，其具有自適應電能表的通信波特率的功能，能夠自適應電能表通信規(guī)約，自適應各種通信模塊，抗干擾能力強，不需另外布線，不需現(xiàn)場抄表，節(jié)約人力成本，提高工作效率。
發(fā)明專利申請CN201210350568涉及一種遠程抄表系統(tǒng)中的集中器，其保證了集中器中提供的時間精準可靠，時間計時不會存在誤差，為新型的分時計費等涉及到時間的電量統(tǒng)計和費用計算提供了保障。
發(fā)明專利申請CN201210070176涉及一種電能計量自動化系統(tǒng)監(jiān)控主站，其能夠?qū)崿F(xiàn)不同電能計量自動化主站之間的電量信息共享，提高系統(tǒng)靈活性，為業(yè)務的開展提供指導。
2.2.2 針對數(shù)據(jù)傳輸方式的改進
在遠程抄表技術(shù)中國專利申請中，涉及對電力載波線、總線、GSM、GPRS、藍牙等數(shù)據(jù)傳輸方式進行改進。
發(fā)明專利申請CN201410575920涉及一種電力線載波的低壓智能抄表系統(tǒng)，其以電力線為通信介質(zhì)，結(jié)合擴頻技術(shù)的原理，具有成本低、電路簡單、抗干擾能力強的特點，具有很高的實用價值。
發(fā)明專利申請CN201410689808涉及一種基于RS485總線通信技術(shù)的小^智能電表系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，組網(wǎng)簡易，避免了小區(qū)工作人員挨家挨戶進行抄表，極大的降低了小區(qū)物業(yè)的工作量，并且實現(xiàn)了小區(qū)的智能化管理。
實用新型專利申請CN201220722646及一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的自動抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)將直讀式抄表技術(shù)與無線傳輸技術(shù)相結(jié)合，利用無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸儀表數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠程無線自動抄表。
發(fā)明專利申請CN201310004675涉及一種基于GPRS與物聯(lián)網(wǎng)的遠程智能抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以降低運行成本和功耗，提高工作效率，避免有線抄表系統(tǒng)布線施工帶來的問題，提高系統(tǒng)的靈活性和實用性。
發(fā)明專利申請CN201310082058涉及一種基于WiFi的遠程抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由于WiFi網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量高、覆蓋面大、費用低，該發(fā)明具有抄表數(shù)據(jù)傳輸準確、速度快的優(yōu)點，而且運行成本低。
三、結(jié)束語
本文在對中國專利申請進行統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，對遠程抄表技術(shù)的專利發(fā)展動態(tài)進行了分析研究，并針對遠程抄表技術(shù)在中國專利申請中的技術(shù)熱點進行了介紹，有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地了解遠程抄表技術(shù)。
參 考 文 獻
論文關(guān)鍵詞：ZigBee，通信模塊，無線技術(shù)，電能管理系統(tǒng)
0 引言
隨著全球范圍內(nèi)智能電網(wǎng)建設(shè)正逐步展開，用戶端是智能電網(wǎng)重要組成部分，用戶端的核心內(nèi)容包括智能配電與能量管理、智能電器、用電安全、電力計量等多個方面。目前能量管理系統(tǒng)都會考慮采用多種通信技術(shù)混合組網(wǎng)的方式，以克服現(xiàn)有技術(shù)固有的一些不足，從而達到滿足系統(tǒng)性能和投資回報的要求。目前工業(yè)以太網(wǎng)、電力線載波及無線短距離通信被認為是AMR自動抄表系統(tǒng)可用的解決方案。其中無線短距離通信是一個很好的本地通信網(wǎng)絡(luò)的解決方案，工業(yè)以太網(wǎng)、GPRS及CDMA等遠距離通信可以作為遠程通信網(wǎng)絡(luò)，以這樣方式的混合組網(wǎng)被公認為一種很好的解決方案。隨著一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ZigBee技術(shù)的興起，基于ZigBee技術(shù)的本地無線自動抄表系統(tǒng)成為了一個熱點。本文主要介紹了一款基于ZigBee技術(shù)無線模塊的設(shè)計及其在ZigBee無線自動抄表系統(tǒng)中的應用。
1 ZigBee技術(shù)的特點
ZigBee無線技術(shù)的特點是低耗電、低成本、低數(shù)據(jù)速率、短距離、通信可靠性高。它的網(wǎng)絡(luò)拓撲主要支持3種自組織無線網(wǎng)絡(luò)類型，即星型結(jié)構(gòu)(Star)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh)和樹型結(jié)構(gòu)(Cluster Tree)，特別是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很強的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)可靠性。這使ZigBee技術(shù)在低耗電、低成本、低數(shù)據(jù)速率、可靠性強的無線抄表系統(tǒng)中發(fā)揮巨大的作用。
2 ZigBee無線模塊的設(shè)計
本文設(shè)計的ZigBee無線模塊采用導軌式安裝的安裝方式，可以方便地安裝在35mm的標準導軌上，這使模塊能靈活的安裝在各類配電箱、配電柜中。其外觀側(cè)視圖如圖1所示。ZigBee無線模塊的技術(shù)指標如表1所示。
表1 ZigBee無線模塊的技術(shù)指標
ZIGBEE采集器
ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)終端
無線
頻率范圍
2.41GHz~2.48GHz
RF信道
16
接收靈敏度
-94dbm
發(fā)射功率
-27dbm~25dbm
天 線
外置SMA天線
網(wǎng)絡(luò)拓撲
網(wǎng)狀
尋址方式
IEEE802.15.4/ZIGBEE標準地址
網(wǎng)絡(luò)容量
最大255個節(jié)點
通信接口
通信接口
RS485
工業(yè)以太網(wǎng)
波特率
9600bps（默認）、4800bps、2400bps、1200bps可選；
論文關(guān)鍵詞：用電信息采集系統(tǒng),無線傳輸,多功能抄管理系統(tǒng)
[項目背景]
隨著用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)，營銷管理工作推進，傳統(tǒng)的抄表方式已逐步被遠抄方式代替，實現(xiàn)了遠程電能信息采集后，抄表員去現(xiàn)場的頻率較之以前大幅降低，對計量裝置的檢查也相應減少，給不法用戶提供了違約、違章用電可乘之機。
目前電費催費基本上采用人工催費、上門貼條的方式，這種方式費時費力，效率低，難以及時地完成大量的催繳工作，所以迫切需要有現(xiàn)代化系統(tǒng)解決手段來代替過去繁重而低效的催費工作，減輕抄表員催費員的勞動工作壓力，提高催費成效。
制定一套基于采集平臺的營銷管理模式，建立多功能抄管理系統(tǒng)，開發(fā)綜合抄表員，以適應并優(yōu)化這種全新的營銷管理模式，集成抄表異常處理、用電檢查及語音催費功能，實現(xiàn)對采集平臺下的抄表、用電檢查、電費催費的管理優(yōu)化，達到準確抄表、隨時開展用電檢查、及時進行電費催費的目的。
[應用前景]
綜合抄表員系統(tǒng)采用無線及時傳輸數(shù)據(jù)，確保可以即時上報現(xiàn)場情況，營銷服務平臺可以根據(jù)現(xiàn)場情況及時派出相應工作人員進行進一步處理；提高了數(shù)據(jù)采集成功率及采集質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)并上報用違約、違章用電情況并記錄了異常用電位置，并通報給用電檢查人員處理，及時有效地維護了正常的用電秩序，減少了國家點能量的損失，遏制了不法分子的違法行為，提高了供電企業(yè)的社會形象。
二、項目內(nèi)容
系統(tǒng)采用無線傳輸數(shù)據(jù)的方式，即時上報現(xiàn)場情況到服務中心平臺與即時獲取抄表任務。在服務平臺中即可實時了解現(xiàn)場情況，可以及時分析現(xiàn)場、處理現(xiàn)場問題，與現(xiàn)場形成良好的互動。現(xiàn)場作業(yè)時系統(tǒng)會自動進行定位現(xiàn)場位置即時上傳至中心平臺，準確定位抄表異常、設(shè)備故障點及違約用電計量點位置，為后續(xù)處理提供精確的位置參考，從而保證抄表工作及用電檢查工作有質(zhì)量的完成。
定制新的計劃后移動抄表終端可以自動獲取最新計劃，完成每項計劃任務后抄表數(shù)據(jù)可自動上傳；采集設(shè)備故障原因、現(xiàn)場狀況、處理方法、處理結(jié)果錄入后自動上傳，并分類存儲；能夠?qū)ΜF(xiàn)場違約違章用電等異常情況拍照取證并即時上報現(xiàn)場情況；操作員現(xiàn)場操作時可以獲取抄錄位置，并自動上傳；申請移動綜合抄表管理技術(shù)專利一項；研制多功能抄表器；
項目內(nèi)容：采用Android平臺，開發(fā)移動抄表系統(tǒng)；開發(fā)移動抄表日常基礎(chǔ)抄表模塊、用電檢查模塊、遠抄校核模塊、業(yè)務變更檢查模塊、統(tǒng)計報表模塊；開發(fā)移動抄表計劃巡查模塊，巡查內(nèi)容包含電量信息復查、檔案信息檢查、線損管理、用電檢查、安全檢查；開發(fā)催費模塊，包含現(xiàn)場催費和電話語音催費；開發(fā)移動抄表無線數(shù)據(jù)即時交互模塊；開發(fā)移動抄表GPS定位模塊。
1． 移動抄表日常基礎(chǔ)抄表功能
(1) 支持最基本的電表示數(shù)抄錄功能，異常的電量可以選擇電表異常類型。
(2) 用戶信息的詳細展示可以幫助操作員快速了解每一戶的詳細情況。
(3) 異常情況現(xiàn)場拍照取證，有效的記錄現(xiàn)場實際情況，防止客戶糾纏時作為有利的證明。
(4) 預警波動即時提醒對零電量、突增突減、居民大電量的用戶進行有效的提醒核查。
(5) 抄表不是一日可以完成的任務，繼續(xù)上次抄表可以快速定位之前退出時抄表的界面。
(6) 即時查詢用戶欠費方便操作員及時通知用戶盡快繳費。
(7) 系統(tǒng)中提供了查詢用戶，可以根據(jù)戶號、序號和表號進行快速查詢需要的用戶信息。
(8) 多種統(tǒng)計信息直觀展示了當前任務完成情況以和現(xiàn)場情況的統(tǒng)計。
(9) 自動檢索滿足一定條件的欠費用戶，進行語音催費。
2． 移動抄表計劃巡查模塊
(1) 對于電量使用異常的用戶進行電量復查，可以確保電表抄錄錯誤或現(xiàn)場存在異常及時更正或得以處理。
(2) 對于重要的用戶、最近檔案發(fā)生變更的用戶或抽查的用戶可以進行檔案檢查現(xiàn)場情況是否一致。
(3) 線損管理可以對現(xiàn)場情況進行比對公變信息、關(guān)口信息與臺區(qū)信息是否正確，對于錯誤的信息可以及時更正，保證服務平臺中的數(shù)據(jù)準確無誤。
(4) 可以對異常的用戶或抽查的用戶進行用電檢查，檢查現(xiàn)場情況是否存在異常，保證用戶可以正常、安全用電。
(5) 安全檢查是更為深入的一項檢查，檢查用戶線路、表箱是否符合標準，是否存在高壓安全隱患，保證用戶使用正常、安全、放心。
(6) 催費管理：操作員可以查詢到欠費的用戶后進行上門催費或觸發(fā)語音催費，通知用戶盡快繳納電費，保障用戶可以正常用電。
(7) 采用遠程集抄的可能會出現(xiàn)未抄表或不準確的問題，遠抄校核可以到現(xiàn)場核查異常情況，以及核對指數(shù)是否一致，可以幫助分析遠抄的誤差率。
(8) 業(yè)務變更檢查可以防止現(xiàn)場實際與服務平臺中數(shù)據(jù)不一致的情況，根據(jù)現(xiàn)場實際情況可以修改更新到服務平臺，保證服務平臺中的數(shù)據(jù)準確無誤。
(9) 采集設(shè)備故障現(xiàn)場處理，記錄故障原因、處理方式、處理結(jié)果，并獲取故障設(shè)備GPS位置，以便后續(xù)處理。
3． 無線數(shù)據(jù)即時交互模塊
(1) 在服務平臺中成功定制計劃后，移動手持終端只需在無線環(huán)境下即可即時獲取到最新計劃任務。完成每項計劃后，系統(tǒng)會自動上傳到服務平臺中。方便服務平臺可以即時分析了解現(xiàn)場情況。
(2) 當遇到無線信號弱或無線信號不穩(wěn)定時，操作員也可以選擇USB傳輸模式下裝或上裝數(shù)據(jù)，解決了在惡劣環(huán)境下也可以正常工作的需求。
4． 開發(fā)移動抄表GPS實時定位模塊
(1) 采集設(shè)備故障時，記錄故障設(shè)備位置，便于后續(xù)處理；
(2) 用電檢查時，發(fā)現(xiàn)違約違章用電情況，獲取異常用電位置，提交用電檢查人員進行快速定位處理。
三、采取的研究方法和技術(shù)路線
[研究方法]
1． 在PC上模擬Android環(huán)境；
2． 采用Java移動編程工具進行編程，并在模擬環(huán)境測試；
3． 最終程序從PC移植到手持終端中進行測試；
4． 實驗環(huán)境測試通過后，進行現(xiàn)場測試；
[技術(shù)路線]
1． 移動編程技術(shù)；
2． Java 移動編程工具的應用；
3． Android移動操作系統(tǒng)的特性；
[技術(shù)關(guān)鍵]
1．采用Android作為系統(tǒng)開發(fā)平臺；
2．使用Java 移動平臺編程技術(shù)；
3．移動數(shù)據(jù)傳輸安全保障；
4. 實時捕獲GPS當前位置；
參考文獻
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關(guān)鍵詞：負荷管理系統(tǒng) 通信信道 數(shù)據(jù)采集
中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0047-02
電力負荷管理系統(tǒng)，又被稱作電力負荷控制系統(tǒng)，是將現(xiàn)代化管理、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等多門學科技術(shù)融為一體的系統(tǒng)，其主要功能是實現(xiàn)對電力負荷的監(jiān)測以及管理的一個完整集成系統(tǒng)。它能有效實施對電力負荷的實時監(jiān)測，改善電負荷特性曲線，降低用電高峰和低峰的谷差，實現(xiàn)電力負荷的最佳分布，最大程度的減小損失，最終提高從發(fā)電、供電到用電設(shè)備的利用率，對于提高經(jīng)濟效益，實施節(jié)約型國家具有重大的意義。
1 電力負荷管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的電力負荷管理系統(tǒng)一般由控制管理中心、通信通道和若干個用戶終端組成，其中還包括著若干個中接點，組成一個數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，即SCADA （Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。
1.1 控制管理中心
控制管理中心居于整個系統(tǒng)的核心地位，是整個系統(tǒng)的大腦和指揮中心，它主要由計算機網(wǎng)絡(luò)和控制部分組成，計算機網(wǎng)絡(luò)部分主要包括：服務器、工作站、人機交換界面（顯示器），打印設(shè)備，集線器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，控制部分主要包括數(shù)據(jù)傳輸信道機以及電源組成。在圖一中主要是指：數(shù)據(jù)庫服務器、Web服務器、應用服務器、前置機、應用工作站等設(shè)備。
數(shù)據(jù)庫服務器主要作用是數(shù)據(jù)管理，即對信息進行分類匯總和統(tǒng)計處理，進而保證整個數(shù)據(jù)的安全可靠。數(shù)據(jù)庫服務器的配置可以根據(jù)實際負荷管理需求大小來進行實際配置，但數(shù)據(jù)庫服務器必須進行雙熱機備份。
Web服務器主要作用是提供網(wǎng)絡(luò)服務功能，通過網(wǎng)絡(luò)公布用電信息，同時用戶也可以通過網(wǎng)絡(luò)即時了解自己的用電情況，同時也實現(xiàn)催繳電費的功能。
應用服務器的作用是給各種應用服務，諸如數(shù)據(jù)訪問服務、計算機聯(lián)網(wǎng)等提供支撐。
前置機的主要作用是管理系統(tǒng)應用與用戶終端之間的數(shù)據(jù)交換，具體包括數(shù)據(jù)的接受與采集、存儲以及主服務器命令的組合、傳輸和用戶終端數(shù)據(jù)的回收、解釋工作。因此，前置機又被稱為數(shù)據(jù)采集服務器。數(shù)據(jù)采集服務器的配置可以根據(jù)實際負荷管理需求大小來進行實際配置，但數(shù)據(jù)庫服務器必須進行雙熱機備份。
應用工作站的主要功能是起到一個自動宏的作用，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫服務器的遠程操作管理、用戶終端信息采集管理、負荷管理系統(tǒng)綜合應用管理以及數(shù)據(jù)分析等功能[1]。
1.2 通信信道
通信通道，顧名思義，指的是系統(tǒng)的通訊線路，主要作用是用來在管理中心和系統(tǒng)管理終端傳遞信息，通信信道的傳遞質(zhì)量對于系統(tǒng)功能有著很大影響。
通信質(zhì)量的好壞受到諸多條件的影響，比如地理、氣候、環(huán)境等，一般情況下我們采用GPRS進行通信。在系統(tǒng)中，GPRS模塊一般由CPU、無線通信模塊、SIM卡插槽、擴展數(shù)據(jù)存儲器等部分組成[2]，其優(yōu)點是主要由移動公司負責維護，成本低，網(wǎng)絡(luò)強，但是在一些山區(qū)部分，數(shù)據(jù)損失率較高，因此需要增加部分中繼站以提高數(shù)據(jù)的傳輸效果，但是某個中繼站如果收到不可抗力的作用，很有可能導致系統(tǒng)的癱瘓。
“十一五”以來，我國充分增強了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，當前，我國固話網(wǎng)絡(luò)以及移動通信網(wǎng)絡(luò)基本上已經(jīng)覆蓋95%以上的國土面積，因此我們可以采用將有線通信技術(shù)與無線通信技術(shù)有機結(jié)合起來的通信模式。
1.3 用戶終端
用戶終端主要是實現(xiàn)實時對用戶數(shù)據(jù)的監(jiān)測以及數(shù)據(jù)采集，它主要包括信息采集模塊和數(shù)據(jù)傳輸線路組成，能夠?qū)崟r采集到用戶的用電信息、電量情況、電量記錄數(shù)據(jù)，供電情況等各項用電數(shù)據(jù)，進而通過數(shù)據(jù)傳輸線路傳送到系統(tǒng)管理中心。
2 電力負荷管理系統(tǒng)的實現(xiàn)的主要功能
2.1 數(shù)據(jù)采集和即時處理功能
整個電力負荷管理系統(tǒng)最主要的功能之一就是數(shù)據(jù)采集功能和即時處理，系統(tǒng)通過用戶終端，實時采集負荷數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)、電量計數(shù)等負荷管理數(shù)據(jù)，進而生成每天、每月的負荷管理特性曲線，總計有功和無功電能量曲線等，為電力管理部門進行預測分析提供決策的依據(jù)。終端數(shù)據(jù)采集的來源主要是依據(jù)電能表脈沖輸出、門接點、輸出（計量表計、交流采樣裝置或其他智能裝置）、開關(guān)輔助觸點等[3]。
2.2 數(shù)據(jù)的記錄保存功能
在實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集之后，就要對采集到的數(shù)據(jù)進行保存，保存的主要數(shù)據(jù)有每日、每月的三相電壓、有功電能示值、無功電能示值、三相電流、任務點數(shù)據(jù)以及報警事件等數(shù)據(jù)。
2.3 負荷控制、預測分析功能
電力負荷管理系統(tǒng)的另外一個重要功能就是實現(xiàn)對功率設(shè)定值的閉環(huán)控制調(diào)節(jié)、用電量設(shè)定值的閉環(huán)控制調(diào)節(jié)以及遙控等多種控制方式，在超過設(shè)定值范圍的時候，系統(tǒng)會自動根據(jù)以往數(shù)據(jù)進行做出相應反應，如自動斷電或者繼電保護等。
負荷預測分析功能的實現(xiàn)基礎(chǔ)就是豐富的用戶用電數(shù)據(jù)，有了大量的用戶數(shù)據(jù)就可以根據(jù)以往經(jīng)驗進行專家系統(tǒng)判斷，自動對下一階段用戶用電水平進行評估分析，并及時作出預測分析。
2.4 遠程自動抄表功能
遠程自動抄表實現(xiàn)了抄表的自動化，其利用電子計量表的功能，自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄、采集，并通過電力負荷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信信道資源和終端設(shè)備，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行模憧梢詫崿F(xiàn)遠程自動抄表功能；同時，系統(tǒng)定時采集的數(shù)據(jù)也會暫時存儲在用戶終端中，并做到間段校正，減小誤差。與傳統(tǒng)的人工抄表相比，最大程度上地避免了人工抄表帶了的漏抄、錯抄等問題，也從根本上杜絕了竊電行為的發(fā)生。
2.5 事件記錄分類功能
根據(jù)事先設(shè)定的事件的重要性，可以將電力負荷管理系統(tǒng)的事件重要性分為重要事件和一般事件，同時分類記錄。
2.6 安全保護功能
用戶終端必須在和管理中心保持正常通信連接的狀態(tài)下，終端信息才能得到存儲以及采集，用戶終端在控制中心程序設(shè)定無通信狀態(tài)下，自動進入保電時間，在控制中心解除鎖定后，自動恢復到正常狀態(tài)。
2.7 本地系統(tǒng)管理
負荷管理系統(tǒng)提供分級管理權(quán)限。負荷管理系統(tǒng)對提供終端的數(shù)據(jù)包括用戶檔案的錄入、終端配置參數(shù)、控制參數(shù)和限值參數(shù)的設(shè)置以及查詢等；系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對通信設(shè)備的管理，主要是指通信信道管理、中繼站管理以及參數(shù)配置等；系統(tǒng)實現(xiàn)對運行狀況監(jiān)測，對終端、主站和中繼站的運行狀態(tài)進行顯示、統(tǒng)計分析，對事件進行自動記錄；系統(tǒng)實現(xiàn)對多種數(shù)據(jù)不同采集方式的采集，實現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集的準確性、及時性、完整性以及可靠性。通過系統(tǒng)提供的多功能的負荷監(jiān)控手段，可以動態(tài)監(jiān)測用戶負荷，并根據(jù)需要進行有效控制。另外，系統(tǒng)還能進行負荷數(shù)據(jù)的深層次綜合運用，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)開放和數(shù)據(jù)共享。
3 結(jié)語
電力負荷管理系統(tǒng)是一個開放的，不斷發(fā)展的系統(tǒng)，在這里我們僅僅是講述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及實現(xiàn)的主要功能，對于我們實現(xiàn)電力負荷的全程自動化運行還尚欠火候，我們可以推斷，電力負荷管理系統(tǒng)會朝以下幾個方向發(fā)展。
3.1 系統(tǒng)通信技術(shù)多樣化
在傳統(tǒng)系統(tǒng)中我們一般采用GPRS，但是在以后的系統(tǒng)中，隨著數(shù)字通信技術(shù)的不斷發(fā)展，通信手段必將多樣化，信號更強，保密性更好是一個良好的發(fā)轉(zhuǎn)方向。
3.2 專家系統(tǒng)應用更加廣泛
未來系統(tǒng)更加智能化，專家化，一個完整的系統(tǒng)必將是一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)運營中出現(xiàn)的問題，由計算機分析，采用一個更加有效的控制策略，即專家系統(tǒng)。
3.3 用戶終端更加多元化
一個開放性的終端，將實現(xiàn)每個家庭，每個用戶的實時管理，人機交換操作，以達到節(jié)約電能，實現(xiàn)最優(yōu)運行效果。
參考文獻
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此無線抄表系統(tǒng)采用分布式體系結(jié)構(gòu)，電力局抄表中心與農(nóng)電工抄表器之間數(shù)據(jù)的采集采用星型結(jié)構(gòu)；集中器與采集器之間數(shù)據(jù)的采集采用網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在基于GPRS抄表器下的無線遠抄系統(tǒng)中首先通過抄表器進行電表表碼的采集，采集后將數(shù)據(jù)存儲到抄表器內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中，然后通過抄表器內(nèi)部GPRS模塊將數(shù)據(jù)上發(fā)至電力局抄表中心。電力局后臺服務器直接通過防火墻與移動專線、DDN或者Internet等相連，服務器具有外部IP。GPRS抄表器Modem登錄到GPRS網(wǎng)絡(luò)后，通過中國移動的接入點獲得外部IP，建立訪問接入點網(wǎng)絡(luò)的通道。然后，GPRS抄表終端Modem通過連接通道，連接到電力局，電力局后臺服務器就可以記錄各個無線抄表終端客戶端的連接信息了。至此，GPRS抄表終端Modem和電力局后臺服務器就實現(xiàn)了相互之間的數(shù)據(jù)信息傳輸。
此無線抄表器主要應用以下相關(guān)技術(shù)：ARM芯片，WindowsCE系統(tǒng)，SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫，紅外通信技術(shù)，GPRS通信技術(shù)。設(shè)計內(nèi)容如下：
1.硬件設(shè)計
基于GPRS無線抄表系統(tǒng)的抄表器應用系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計，主要是基于ARM的嵌入式開發(fā)板為主，配以交叉開發(fā)用的PC機Windows平臺和燒寫下載用線等設(shè)備，完成開發(fā)后，目標硬件板可脫機單獨運行工作。ARM2410核心板配以ARM9處理器芯片S3c2410，控制著 LCD液晶屏、以太網(wǎng)接口、USB接口等硬件資源。GPRS模塊、打印模塊，作為獨立的部分，通過串口連接到ARM開發(fā)板上達到整個系統(tǒng)無線傳輸和打印功能的實現(xiàn)。
2.抄表器紅外部分設(shè)計
所設(shè)計的紅外部分符合紅外傳輸方式的特點。抄表器中紅外芯片與CPU之間通過串口進行數(shù)據(jù)傳輸，遵守RS-232電平規(guī)則，接口形式為9芯針插座，工作方式為全雙工。通訊座機的RS-232接口參數(shù)，接口電平符合RS-232標準接口電平規(guī)定。紅外通信協(xié)議物理層采用了IEC1107中的光學接口部分，同時吸收了我國當前電力系統(tǒng)中普遍采用的RS-485 標準的串行電氣接口和調(diào)制型紅外光接口；鏈路層中的字節(jié)格式、幀格式參照IEC1142中的有關(guān)內(nèi)容；樹狀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)信息編碼格式參考IEC1107有關(guān)內(nèi)容；數(shù)據(jù)域傳輸時采用余3編碼原則；在數(shù)據(jù)分組、標識編碼方面保證了傳輸數(shù)據(jù)的快捷方便，兼顧了信息的可擴充性。
3.GPRS傳輸設(shè)計
GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸流程：首先通過抄表器紅外模塊進行抄表將抄表返回值記錄下來；然后由抄表器程序控制GPRS模塊的電源，以決定是否進行無線數(shù)據(jù)傳輸；待開機成功后，查詢網(wǎng)絡(luò)是否注冊成功；成功后即可建立模塊與電力局抄表中心服務器的連接，根據(jù)需要發(fā)送一定格式的心跳信息。
無線傳輸數(shù)據(jù)格式采用幀格式。具體指令功能采用AFN功能碼。不同電表類型數(shù)據(jù)在KN處進行細分標示，在確定電表類型后，抄表器將采集數(shù)據(jù)值上發(fā)。數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議是實現(xiàn)整套系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾罁?jù)，只要抄表器和電力局抄表中心進行匹配的數(shù)據(jù)交流，才可以完成整套系統(tǒng)的實現(xiàn)。在抄表器中需要建立用戶登錄表存儲登陸名和數(shù)據(jù)；電表表碼記錄用來存儲抄表情況與抄表狀態(tài)。本設(shè)計中移動抄表器主要使用的數(shù)據(jù)庫表主要有：抄表器抄表記錄表，系統(tǒng)登錄表和參數(shù)表。
開發(fā)首先要按照WinCE的工程向?qū)?chuàng)建一個基于模擬器的工程，當工程創(chuàng)建完成后，需要編譯WinCE，編譯完成后，需要配置連接屬性，就可以將WinCE下載到模擬器上面運行。如果要想使在模擬器上運行的WinCE具有網(wǎng)絡(luò)連接，可以選擇綁定某個網(wǎng)卡，也可以選擇綁定當前PC的網(wǎng)卡。選擇在模擬器上運行時所支持的串口，還可以獲得打印信息。最后模擬器配置完成后，WinCE的image就會被下載，就可以在模擬器中運行。
系統(tǒng)在全部環(huán)境穩(wěn)定可靠的情況下，整套系統(tǒng)的測試結(jié)果如下：
在進行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信測試時，發(fā)現(xiàn)GPRS連接出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，傳輸數(shù)據(jù)時常導致丟幀現(xiàn)象，經(jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)目前移動網(wǎng)絡(luò)信號存在不穩(wěn)定現(xiàn)象在一段時間收費終端不與主站進行通信會導致網(wǎng)絡(luò)連接異常。需要在程序中加上終端定期發(fā)送握手通信的數(shù)據(jù)，既心跳幀，為是程序靈活性增加程序中涉及流量的使用所以程序提供用戶選擇心跳時間的接口。用戶可以自行設(shè)定心跳時間。
在測試紅外抄表的過程中，將程序保存在數(shù)據(jù)庫中，但存儲數(shù)據(jù)過多會導致執(zhí)行速度慢，查詢時間長的問題，所以將繳費成功的數(shù)據(jù)備份到備份庫中，再將這些用戶刪除掉。
電力線通信簡稱PLC（PowerLineCommunication0）是利用配電網(wǎng)低壓線路傳輸多媒體信號的一種通信方式。在發(fā)送時利用GMSK（高斯濾波最小頻移鍵控）或OFDM（正交頻分多路復用）調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進行調(diào)制，把載有高頻信息的高頻加載于電流，然后再電力線上傳輸，在接收端先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號取出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號，并傳送到計算機或電話，實現(xiàn)信息傳遞。類似的電力線通技術(shù)信早已有所應用，電力系統(tǒng)中在中高壓輸電網(wǎng)(35千伏以上)上通過電力載波機利用較低的頻率以較低速率傳送遠動數(shù)據(jù)或話音，就是電力線通信技術(shù)應用的主要形式之一，已經(jīng)有幾十年歷史。
PLC接入設(shè)備分局段設(shè)備和用戶端PLC調(diào)制解調(diào)器。局段負責與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)連接。在通信時來自用戶的數(shù)據(jù)進入調(diào)制解調(diào)器后，通過用戶配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端設(shè)備將信號解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。該技術(shù)不需要重新布線，在現(xiàn)有低壓配電線路上實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、和視頻業(yè)務的承載。終端用戶只需插上電源插座即可實現(xiàn)因特網(wǎng)接入，電視接收、打電話等。同樣電力線通信技術(shù)也可應用于其他相關(guān)領(lǐng)域，對于重要場所的監(jiān)控和保護，一直需要投入大量的人力和財力，現(xiàn)在只需利用電源線，用極低的代價更新原有監(jiān)控設(shè)備即可實現(xiàn)實時遠程監(jiān)控。目前電力系統(tǒng)抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的準確性、同步性難以保證。同時由于抄表地點分散，表記數(shù)量眾多，所以抄表的工作量巨大。基于電力線路載波(PLC)通信方式的自動抄表裝置，由于不需要重鋪設(shè)通信信道，節(jié)省了施工及線路費用,成為現(xiàn)代電力通訊的首選方式，使得抄表的工作量大大減少。近年來居民小區(qū)及大樓朝智能化發(fā)展，現(xiàn)在的智能化建筑已經(jīng)實現(xiàn)了5A。但是這些不同的系統(tǒng)自動化需要不同的網(wǎng)絡(luò)支持；給建設(shè)和維護網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶來了巨大的壓力。借助電力線通信技術(shù)，無論是監(jiān)控、消防、樓宇還是辦公或者通信自動化都可以利用電力線實現(xiàn)，便于管理和擴展。
電力線通信主要優(yōu)勢：
電力線通信有無可比擬的網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢，我國擁有全世界排名第二的電力輸電線路，擁有用電用戶超過10億，居民家里誰都離不開電力線；顯然連接這10億用戶的既存電力線是提供上網(wǎng)服務的巨大物質(zhì)基礎(chǔ)。在廣闊的農(nóng)村地區(qū)，特別是那些電話網(wǎng)絡(luò)不太發(fā)達的地區(qū)，PLC更有用武之地，畢竟電力網(wǎng)規(guī)模之大是任何網(wǎng)都不可比擬的。雖然這些地區(qū)上網(wǎng)短期需求量并不大，市場發(fā)展成熟較慢，但會存在電力線上網(wǎng)先入為主的局面，對PLC的長遠發(fā)展和擴展非常有利。
電力線通信可充分利用現(xiàn)有低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，不需要任何新的線路鋪設(shè)，隨意接入，簡單方便的安裝設(shè)備及使用方式，節(jié)約了資源和費用，無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公共設(shè)施的破壞，同時也節(jié)省了人力，共享互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接，高通訊速率可達141Mbps（將未通過升級設(shè)備可達200Mbps）。PLC調(diào)制解調(diào)器放置在用戶家中，局端設(shè)備放置在樓宇配電室內(nèi)，隨著上游芯片廠商14M產(chǎn)品技術(shù)相對成熟。PLC設(shè)備整體投入不斷下降，據(jù)調(diào)查當前14M的PLCModem產(chǎn)品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平，而局端設(shè)備則更便宜。由于一般一個局端拖帶PLC調(diào)制解調(diào)器的規(guī)模為20-30臺，因此隨著用戶的增長，局端設(shè)備可以隨時動態(tài)增加，這一點對于運營商來說，不必在設(shè)備采購初期投入巨大的資金。因此也有寬帶網(wǎng)絡(luò)接入最后一公里最具競爭力的解決方案之稱。
電力線通信的缺點
傳輸帶寬的問題。PLC與電話線上網(wǎng)從本質(zhì)上講并沒有區(qū)別，都是利用銅線作為傳輸媒質(zhì)，銅線上網(wǎng)的最大問題是不能解決傳輸帶寬問題。雖然14M的產(chǎn)品已經(jīng)成熟，但電力線上網(wǎng)是共享帶寬，若同一地區(qū)多個用戶同時上網(wǎng)則數(shù)據(jù)傳輸速度將會相應降低，如何保證用戶能夠獲得足夠帶寬成為挑戰(zhàn)噪聲安全性問題。由于電力網(wǎng)使用的大多是非屏蔽線，用它來傳輸數(shù)據(jù)不可避免的會形成電磁輻射，從而會對其它無線通信，如公安部門或軍事部門的通信造成干擾；再次電力線上網(wǎng)存在不穩(wěn)定的問題，家用電器產(chǎn)生的電磁波對通信產(chǎn)生干擾，時常會發(fā)生一些不可預知的錯誤。與信號潔凈特性恒定的Ethernet電纜相比，電力線上接入了很多電器，這些電器任何時候都可以插入或拆開，并機或關(guān)閉電源。因而導致電力線的特性不斷變化，影響網(wǎng)速。
衰減問題。與以太網(wǎng)接入或者ADSL接入不同，盡管PLC接入可以選擇家庭內(nèi)任意電力插座聯(lián)接到Internet，但是就目前而言，由于衰減因素仍然存在，不同接入點的帶寬是不一樣的，如果家庭比較大，那么在最遠處接入，帶寬衰減將非常明顯。其次大部分情況下，PLC數(shù)據(jù)需要通過電表傳輸，帶寬往往在這里產(chǎn)生非常大的衰減，這成為PLC的技術(shù)瓶頸之一，有專家表示主要問題在于電表的設(shè)計，而不是PLC自身的技術(shù)因素，但由于電表是既有產(chǎn)品，不可能對其大規(guī)模換用，所以只能通過PLC產(chǎn)品自身技術(shù)來克服PLC衰減問題。
目前我國在沈陽及北京多個小區(qū)開通了多個PLC接入試驗網(wǎng)絡(luò)，主要以2M和14M帶寬接入為主。由于法律、服務、技術(shù)指標等影響，還沒有大規(guī)模的商用PLC系統(tǒng)投入使用。隨著科技的進一步發(fā)展，相關(guān)技術(shù)將逐步得到有效解決。最近國電科技推出的200Mb/sPLC接入方案具有布線簡單，電磁輻射低，價格便宜等優(yōu)點，在接入帶寬及穩(wěn)定性方面有了重大突破，具有強大的市場競爭力和廣泛的市場前景。電力線通信技術(shù)畢將得到廣泛應用發(fā)展。
論文關(guān)鍵詞：電力線通信；設(shè)備
論文摘要：隨著社會信息化程度的提高，網(wǎng)絡(luò)已成為人們生活中不可缺少的一部分。網(wǎng)絡(luò)接入帶寬迅速提升，以適應大容量、高速率的數(shù)據(jù)、視頻、語音等高質(zhì)量的信息傳輸與服務。目前常用的寬帶接入方式有電話撥號（即XDSL）方式、有線電視線路（CableModem）方式、雙絞線以太網(wǎng)方式，隨著科技的迅速發(fā)展，電力線通信已成為一種新型的寬帶接入技術(shù)，并且有著良好的發(fā)展前景。
摘要：介紹了光纖通信技術(shù)在華北油田電網(wǎng)的推廣應用，講述了項目的系統(tǒng)組成和規(guī)模、傳輸設(shè)備的功能特點、項目成效和應用價值等。
關(guān)鍵詞：電力通信；ADSS光纜；SDH傳輸系統(tǒng)
電力通信是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行應運而生的，它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的三大支柱。因此，要求電力通信應具有很高的可靠性。目前，光纖通信在電力載波通信、微波通信、一點多址等諸多通信方式中日顯優(yōu)勢，已成為電力通信網(wǎng)的主要傳輸方式。它是以光波為載體，以光導纖維為傳輸媒質(zhì)，將信號從一處傳輸?shù)搅硪惶幍囊环N通信手段。它具有傳輸?shù)男畔⒘看蟆⒕嚯x遠、頻帶寬、質(zhì)量高、抗干擾及輻射性強等許多優(yōu)點，是集語音、圖像、數(shù)據(jù)通信為一體的綜合傳輸系統(tǒng)。
隨著華北油田變電站無人值守項目的實行，電網(wǎng)專業(yè)化管理的進一步深化，電力通信專網(wǎng)在整個油田電網(wǎng)運行管理中的地位越來越重要，積極采用新技術(shù)和新設(shè)備組建電力通信專網(wǎng)已是十分緊迫的任務。在此背景下，自2007年以來，華北油田進行了電力通信專網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)，建成了以光纖通信為主，微波和電力載波為輔的通信系統(tǒng)。
1系統(tǒng)組成、規(guī)模及維護
1.1系統(tǒng)組成
（1）全介質(zhì)自承光纜——ADSS（AllDielectricSelfSupporting）。ADSS光纜在輸電線路上廣泛使用，特別是在已建線路上使用較多。它能滿足輸電線跨度大、垂度大的要求。其特點是：①張力理論值為零；②為全絕緣結(jié)構(gòu)，安裝及線路維護時可帶電作業(yè)，這樣可大大減少停電損失；③其伸縮率在溫差很大的范圍內(nèi)可保持不變，而且其在極限溫度下，具有穩(wěn)定的光學特性；④耐電蝕ADSS光纜可減少高壓感應電場對光纜的電腐蝕；⑤ADSS光纜直徑小、質(zhì)量輕，可以減少冰和風對光纜的影響，其對桿塔強度的影響也很小。
（2）SDH傳輸系統(tǒng)。本項目SDH傳輸系統(tǒng)具有靈活的設(shè)備配置：STM-16／4兼容設(shè)備，支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從622M到2.5G的在線升級，具備高低階20G全交叉能力。具有強大的組網(wǎng)能力支持Mesh組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點即插即用。支持SDH業(yè)務、PDH業(yè)務、以太網(wǎng)等多業(yè)務接口，單子架可實現(xiàn)1×STM-16四纖環(huán)或2×STM-16二纖環(huán)，可支持Mesh網(wǎng)絡(luò)中多達40個光方向的組網(wǎng)；具有完善的網(wǎng)絡(luò)生存機制和完備的設(shè)備保護機制。
（3）同步時鐘系統(tǒng)。同步時鐘源包括：線路時鐘源、支路信號時鐘源、2個外同步時鐘源。每個站點可以從兩個方向提取時鐘，對這兩個方向時鐘設(shè)置優(yōu)先級，當高優(yōu)先級的時鐘質(zhì)量低于要求時，自動跟隨另一個低優(yōu)先級的時鐘，以此對同步時鐘建立起時鐘保護自愈環(huán)。21寫作秘書網(wǎng)
（4）網(wǎng)管系統(tǒng)。本項目網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實現(xiàn)了對整個傳輸和接入設(shè)備的統(tǒng)一管理。網(wǎng)管放在電力調(diào)度中心，提供網(wǎng)絡(luò)拓撲、配置、安全、系統(tǒng)維護等管理功能，支持軟件在線升級。
（5）PCM接入系統(tǒng)。PCM接入系統(tǒng)具有集中網(wǎng)絡(luò)管理能力，與SDH傳輸系統(tǒng)統(tǒng)一網(wǎng)管，具有大容量的交叉連接矩陣，是一種SDH設(shè)備延伸的業(yè)務接入。其接口豐富，極大豐富了業(yè)務的靈活接入，擴充了傳輸業(yè)務的特殊要求。
1.2系統(tǒng)規(guī)模
華北油田現(xiàn)擁有變電站43余座，依據(jù)油田電網(wǎng)各變電站分布情況，以電調(diào)中心和四個集控中心為支點建立主干光纖環(huán)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)光纜向35kV變電站輻射，35kV變電站之間串聯(lián)運行，力爭實現(xiàn)雙光纖環(huán)路，為集控化的智能電網(wǎng)建設(shè)提供通信保障。1.3系統(tǒng)維護
SDH系統(tǒng)的維護主要是對光線路和設(shè)備的維護，具體如下：
（1）光纜線路情況：包括光纜的長度、芯數(shù)、接頭、跳纖及光纖的衰耗值、備纖等各方面情況。
（2）設(shè)備情況：主要包括設(shè)備的型號、配置情況、機盤功能、接口情況、面板上各種告警燈和指示燈的顯示情況及組網(wǎng)情況；光端機的各種測試指標；設(shè)備供電電源情況；ODF架、DDF架、VDF架及網(wǎng)管系統(tǒng)的應用情況。
（3）儀表、工具情況：SDH光傳輸系統(tǒng)常用儀表有：光功率計、誤碼儀等。要熟練掌握這些儀表的功能及使用方法。
2項目成效
華北油田電網(wǎng)光纖通信規(guī)劃建設(shè)為無人值守變電站的現(xiàn)代化自動化管理和運營提供了先進的通信手段，為油田電網(wǎng)的管理和運行提供了充足可靠的綜合業(yè)務接口及傳輸通道。具體來講：
（1）滿足了各站點調(diào)度電話對電路的需求。中心調(diào)度、各集控站調(diào)度、無人值守變電站之間的電力調(diào)度專用電話傳輸有了穩(wěn)定可靠的通信電路來作為保障。
（2）滿足了電力自動化系統(tǒng)對電路的需求。電網(wǎng)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)等電力自動化信息對通信系統(tǒng)的要求越來越高，本通信系統(tǒng)為其提供了標準和足夠的數(shù)據(jù)接入接口，并保證了自動化數(shù)據(jù)信號的實時和無誤傳輸。
（3）滿足了監(jiān)控系統(tǒng)對電路的需求。今后油田各個變電站將逐步向無人職守的方向發(fā)展，廣泛采用變電站遠程圖像監(jiān)控技術(shù)是變電站自動化建設(shè)的發(fā)展趨勢，本通信系統(tǒng)為其預留了高速視頻監(jiān)控通道。
（4）滿足了遠程抄表系統(tǒng)對電路的需求。油田的電量遠程抄表系統(tǒng)在不斷建設(shè)和發(fā)展，本通信系統(tǒng)為其提供了相應的專用數(shù)據(jù)接口和通道。
關(guān)鍵詞 嵌入式系統(tǒng);局域網(wǎng);無線傳輸
中圖分類號TP393 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)31-0245-02
0 引言
目前,嵌入式系統(tǒng)的各種成熟的產(chǎn)品都已經(jīng)廣泛應用于家電、通信、工業(yè)控制等領(lǐng)域。目前,應用最為廣泛的領(lǐng)域諸如信息電器、移動計算設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、工控、仿真、醫(yī)療儀器等。此外,隨著Internet用戶的不斷增多,嵌入式系統(tǒng)今后的發(fā)展無疑要面向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。隨著數(shù)字化通信,數(shù)字化家電和控制領(lǐng)域等巨大需求的牽引下,嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展如火如荼,伴隨著集成程度的不斷提高,嵌入式系統(tǒng)已愈加趨于智能化,開發(fā)嵌入式智能系統(tǒng)必然是未來嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的方向。
本論文主要針對目前研究廣泛的局域網(wǎng)無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),利用嵌入式技術(shù)進行系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計,以期實現(xiàn)無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸,并以此和廣大同行分享。
1 局域網(wǎng)無線傳輸嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計
1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
該系統(tǒng)為一個時分信道的局域無線通信系統(tǒng),由若干終端(公共信息終端機)和一個中心站(公共信息服務器)組成。每個終端只與中心站進行點與點通信。
中心服務器可以采用性能較高的32位CPU/MPU,可以使用鍵盤輸入和LCD接口;有豐富的I/O資源,比如USB,Ethernet接口。用戶可以通過TCP/IP和別的主機或Internet聯(lián)網(wǎng)。中心服務器具備較大的信道容量,并且有良好的擴充性。中心服務器的發(fā)射功率,靈敏度,通信速率與無線收發(fā)模塊有關(guān)。用戶終端采用智能電源管理技術(shù),具備較低的功耗和較小的體積。系統(tǒng)的框圖如圖1所示。
圖1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖
在本系統(tǒng)實際應用中,無線終端對處理速度有嚴格的需求,僅靠單DSP系統(tǒng)已經(jīng)不能適應超大運算量的要求,尤其是在運算量大,處理復雜,數(shù)據(jù)吞吐量也很大的情況,必須采用實時性強、精度高和具備高數(shù)據(jù)吞吐量連接網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模并行處理系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中采用DSP并行處理系統(tǒng)來實現(xiàn)。它是一種可重構(gòu)的、可擴展的通用系統(tǒng),一方面,可以通過靈活的軟件編程來適應處理問題的變化和算法的發(fā)展;另一方面, 可以通過簡單的硬件擴展來適應處理規(guī)模的變化。
1.2 并行DSP處理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
目前的嵌入式系統(tǒng)開發(fā),許多并行處理系統(tǒng)采用共享總線來實現(xiàn)一種共享存儲器通信機制。這種共享存儲器通信機制雖然仍被用來實現(xiàn)處理器間的數(shù)據(jù)傳輸,但是卻已經(jīng)慢慢顯露出它的不足。只要系統(tǒng)中處理器的數(shù)目不是太多,整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量不會受到太大的影響。然而,今天的大多數(shù)處理器(如SHARC)都是單周期機制,即對存儲器的存取都發(fā)生在一個時鐘周期,這樣,處理器都連接到一個共享存儲器的系統(tǒng)中,勢必存在著總線競爭問題,存儲器的數(shù)據(jù)吞吐量受到很大的影響。
為了解決上述問題,在本論文中,通過一種稱為“初級/次級”總線網(wǎng)絡(luò)的思想可以緩解這種總線競爭。在該系統(tǒng)中,先由一個背板總線作為初級總線體系,DMA控制器及FIFO構(gòu)成的橋接電路使初級總線和次級總線彼此分離,每個次級總線都與系統(tǒng)中的一部分DSP處理器及存儲器相連,這部分DSP之間通過次級總線形成相鄰的模式,彼此通信只需要通過次級總線,不用影響初級總線和其他次級總線,從而緩解了對共享總線的競爭。在該并行處理系統(tǒng)中,位于初級總線上的某個處理器發(fā)起一次數(shù)據(jù)傳輸操作,這里假定初級總線和次級總線的數(shù)據(jù)吞吐量是不同的,橋接電路起到了數(shù)據(jù)緩沖的作用。
2 嵌入式系統(tǒng)軟件的設(shè)計
由于該局域網(wǎng)無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采用uClinux 操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)的資源,相對于傳統(tǒng)的單片機,更類似一臺微型計算機系統(tǒng),具有更強的性能和不同于傳統(tǒng)單片機的軟件設(shè)計方法,其軟件結(jié)構(gòu)包括加載程序、uClinux內(nèi)核、系統(tǒng)調(diào)用接口和應用程序。
加載程序負責在加電后對微處理器進行必要的硬件設(shè)置,初始化內(nèi)存,并把uClinux 內(nèi)核映像從Flash 中復制到內(nèi)存,把控制權(quán)交給內(nèi)核,使內(nèi)核運行,最終使應用程序運行。uClinux內(nèi)核作為應用程序控制系統(tǒng)硬件的接口,提供應用程序?qū)τ布拈g接訪問,在具體設(shè)計中,對微處理器中內(nèi)置A/D 轉(zhuǎn)換器的操作、對鍵盤的操作以及對LCD的操作由在uClinux下編寫的設(shè)備驅(qū)動程序完成,這些驅(qū)動被編譯進uClinux 的內(nèi)核。
基于μClinux應用系統(tǒng)工作時,首先對CPU初始化,接著進行操作系統(tǒng)初始化,主要任務控制塊初始化(TCB),TCB優(yōu)先級表初始化;空任務的創(chuàng)建;新任務創(chuàng)建,并可在新創(chuàng)建的任務中在創(chuàng)建其他的新任務,最后調(diào)用OSSTART()函數(shù)啟動多任務調(diào)度。
3 結(jié)論
本文對嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)進行了初步的探索,設(shè)計了一種運用DSP和嵌入式實時操作系統(tǒng)中移植的方法來實現(xiàn)的局域無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),該系統(tǒng)可以應用在電力監(jiān)控、電力抄表、導盲、氣象監(jiān)測、工業(yè)控制、金融無線交易系統(tǒng)、交通圖像實時監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦安全系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域,具有較強的實用價值,因而是值得推廣的,同時這些研究也為后續(xù)的研究工作打下了必要的基礎(chǔ)。
參考文獻
[1]唐偉,張建波,范文賓.基于GPRS技術(shù)的遠程抄表系統(tǒng)設(shè)計[J].電力系統(tǒng)通信,2004(11):38-40.
對此進行簡要分析。
[關(guān)鍵詞]提高；抄核收智能化；管理水平；電力公司；發(fā)展
中圖分類號：F426.61 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）22-0290-01
近年來，國內(nèi)電力企業(yè)的電費管理工作已獲得一定的成就，但是電費的管理模式仍然相對落后，與歐美國家的管理模式存在一定的差距。現(xiàn)階段人們對用電量的需求與日俱增，用電的方式也多種多樣，而且電力產(chǎn)品價格的層次也被拉開距離，在電費的管理工作中毫無疑義增加了不少的困難。所以，對目前電力企業(yè)電費抄核收管理的狀況一定要引起足夠的重視，若是發(fā)現(xiàn)其缺失，應當?shù)谝粫r間采取切實有效地措施進行創(chuàng)新，這是每個供電企業(yè)擺在面前一定要重視的問題。隨著我國電網(wǎng)企業(yè)使用與推廣智能化裝置系統(tǒng)，現(xiàn)階段電力局對電費抄核收工作越來越重視。由于傳統(tǒng)的手工電費抄核收工作存在諸多的缺點，已難以滿足當前的發(fā)展需求。所以，為了能夠適應當代人們的生活需求與企業(yè)未來的發(fā)展，電費的抄核收工作一定要緊跟時代脈搏，同時應不斷地創(chuàng)新管理模式，從而能夠?qū)崿F(xiàn)供電企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化。
一.我國電力智能化的現(xiàn)狀
我國是―個人口大國，對于一切資源的需求度也是非常高的，但是資源的有限性與人口之間的矛盾還是比較明顯的，其中最為普遍的就是電力資源與水資源等。就拿電力資源為例，無論是在工業(yè)生產(chǎn)上還是在人們的日常生活之上，電力資源的需求量是比較高的，所以這也就間接的造成了我國對于電力資源發(fā)展以及管理的關(guān)注以及更新。
其實，我國電力智能化的起步相對于一些國家而言發(fā)展是比^早的，其中應用的最為普遍的就是智能電表以及抄表工作之中抄核收自動化技術(shù)的運用。但是由于我國技術(shù)發(fā)展的局限性以及一些電力資源方面的專家學者多追求理論研究，以及學術(shù)論文的撰寫而忽視了技
術(shù)的創(chuàng)新，從而導致了我國電力智能化發(fā)展的滯后性以及技術(shù)多引進于國外發(fā)達國家的局面。而且這在一定程度之上也限制了我國的電力事業(yè)的發(fā)展以及創(chuàng)新。
二.我國電力營銷中存在的問題
就目前我國國家形勢來講，我國的電力市場出現(xiàn)了部分壟斷的情況，我國電力市場中并沒有能夠與電力公司匹敵的對手，并且電力公司目前的管理形式較為單一，這促使許多供電公司的專職銷售人員十分匱乏，并且其中只有較少高素質(zhì)的銷售人員，整體上都缺乏專業(yè)人士的指導，并且沒有專業(yè)人士的調(diào)查結(jié)果，也不能夠很好地了解當前我國電力使用情況。這些不利因素都導致了我國電力企業(yè)整體都不容樂觀。與此同時，電力企業(yè)缺少適當?shù)拇碳づc有效的營銷動力。目前，我國供電產(chǎn)業(yè)在市場上占有的比例較大，只有少部分個體戶加入到了電力開發(fā)的活動當中，其規(guī)模還不夠大，并且開銷巨大，不能夠有效地促使競爭市場的競爭率提升，也不能夠推動電力企業(yè)的改革。
由于受到了傳統(tǒng)經(jīng)濟意義體制上的約束，供電人員的服務意識明顯有所局限，很多供電產(chǎn)業(yè)的營銷模式較為薄弱，并且經(jīng)常處于被動狀態(tài)，如果不能主動接觸客戶，只是被動地等待用電客戶上門尋求服務，那么供電產(chǎn)業(yè)將會中斷，很多供電產(chǎn)業(yè)管理人員的意識還停留在原始的供電管理模式，并沒有轉(zhuǎn)變到現(xiàn)實經(jīng)濟體制下的營銷模式中來，與終端用戶的要求有所出入，導致供電企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)管理工作不到位，且用戶所需的信息無法進行共享，更有一些企業(yè)的業(yè)務無法正常進行運轉(zhuǎn)。
二.提高抄核收智能化管理水平的制勝策略
（1）全面推行數(shù)據(jù)計量采集，創(chuàng)新抄表管理模式
對人員職責與業(yè)務流程進一步細化，對采集覆蓋范圍內(nèi)的高、低壓用戶，統(tǒng)一實施遠程自動抄表方式，使數(shù)據(jù)計量全采集得到實現(xiàn)。為更好更快地提高自動抄表準確率，完善營銷應用系統(tǒng)的各種業(yè)務功能，在抄表核算過程中，人工核對檔案可改變?yōu)樘崆皩n案的正確性自動進行分析；人工制定抄表計劃、數(shù)據(jù)準備、數(shù)據(jù)抄錄等工作可改變?yōu)榧凶詣犹幚恚蝗藶楸O(jiān)管可改變?yōu)榧斜O(jiān)控實時處理過程；人工復核可改變?yōu)橄到y(tǒng)提前智能復核分析，從而實現(xiàn)了實時高效、集約智能的抄表管理模式。
不斷強化抄表管理，使核算應用水平得到有效提高。根據(jù)每月監(jiān)督抄表情況，若發(fā)現(xiàn)異常情況時須現(xiàn)場核實加以處理；嚴格認真根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行核算電費，堅決杜絕一些人為調(diào)整底碼現(xiàn)象的出現(xiàn)；嚴格按照規(guī)定執(zhí)行輪流調(diào)換抄表工作人員。
（2）優(yōu)化抄核作業(yè)流程，實施智能核算電費
積極組織開展智能抄核試點工作，對于居民客戶用電選擇系統(tǒng)自動核算以及人工處理異常的手法，而對于非居民客戶用電可選擇系統(tǒng)和人工結(jié)合的核算方法，核算系統(tǒng)可全面組織進行梳理核算規(guī)則項，同時對工作職責與業(yè)務流程有所清晰，讓系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置等問題得到有效規(guī)范，認真尋找出工作方面的薄弱之處以及進行有效管控，對電費核算及校核信息系統(tǒng)規(guī)則有所完善，能夠使智能化核算能力得到一定的提高，從而可以使電費抄核管理水準獲得很大程度的提升。
（3）積極實施自動對賬業(yè)務，提升電費賬務處理自動化水準
以建設(shè)銀行作為一個試點，積極實施賬務對賬及記賬自動化業(yè)務，讓賬務自動化管理水準得到一定的提高。以營銷業(yè)務系統(tǒng)作為一個基礎(chǔ)，經(jīng)由編制符合要求的接口程序，制定相關(guān)的業(yè)務規(guī)范，讓營銷系統(tǒng)數(shù)據(jù)與銀行數(shù)據(jù)兩者之間的關(guān)系創(chuàng)建關(guān)聯(lián)，可以從營銷系統(tǒng)中獲得準確解款單數(shù)據(jù)，還能夠?qū)崟r地從銀行中獲得正確的進賬單數(shù)據(jù)，使電力收費信息與銀行回單自動銷賬及到賬確認得以實現(xiàn)，營銷系統(tǒng)到賬確認之后能夠接收到信息自動生成記賬憑證，同時可以對科目匯總賬、明細賬進行自動登記。營銷系統(tǒng)經(jīng)由接收銀行數(shù)據(jù)之后，全自動給予每條銀行對賬單獨有的票據(jù)號碼，按照網(wǎng)銀記錄與記賬憑證進行自動檢核，然后可生成銀行存款余額調(diào)節(jié)表。對營銷系統(tǒng)在途資金、銀行資金的使用、銀行未達賬項與電費回收情況能夠?qū)崟r進行掌握，從而能夠使資金管理水平得到提高。
（4）積極開拓繳費方式多元化，提高優(yōu)質(zhì)服務水準
積極拓展繳費方式多元化，對社會上資源應當充分加以利用，實施代收電費業(yè)務。盡全力積極推廣智能互動網(wǎng)站的應用，讓網(wǎng)上繳費方式得以實現(xiàn)；與建行、工行、農(nóng)行、郵政儲蓄銀行等進行友好合作，使銀行代扣電費、電話繳費、手機微信繳費得以實現(xiàn)；同時還可以支持支付寶網(wǎng)上繳費等方式。
結(jié)束語
隨著社會的發(fā)展以及人民生活水平的逐漸提高，抄核收工作在原本工作條件和工作要求上展現(xiàn)了比較大的改變，要求也越來越高，已經(jīng)逐漸由全人工轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)通信時代，應當學會利用各種現(xiàn)代化的裝置以及技術(shù)手段，通過輔助系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)信皂尉我們的抄表、算費以及收費工作進行監(jiān)控，便于提高抄核收工作質(zhì)量和管理水平，為優(yōu)質(zhì)的服務工作提供最有力保障。要順應信息化發(fā)展的需求，通過先進技術(shù)系統(tǒng)的實施來跟上時代的發(fā)展，達到電費抄核收管理模式的不停創(chuàng)新。供電企業(yè)應當要對現(xiàn)階段電費的抄核收管理現(xiàn)狀采取認真的解析，當發(fā)現(xiàn)問題時要采取措施加以及時解決，爭取讓企業(yè)的管理與運營更上一層樓。
參考文獻
論文關(guān)鍵詞：強化；實訓教學；提升；技能水平
隨著我國農(nóng)村電網(wǎng)電力設(shè)備越來越先進，電力設(shè)備智能化程度越來越高，打造一支優(yōu)秀的高技能農(nóng)電人員隊伍，肩負起農(nóng)村電網(wǎng)運行維護、建設(shè)與發(fā)展的責任意義重大。江蘇省電力公司也在“十二五”實訓規(guī)劃中明確指出，要構(gòu)建一個“開放式、全覆蓋、高層次、精品化”的“大實訓”格局。
目前，江蘇省農(nóng)電人員總數(shù)為46000余人，其中中級工43100余人，高級工2400余人，技師64人。江蘇省連云港職業(yè)技能訓練基地擔負著全省農(nóng)電人員的單元制實訓及技能鑒定工作，其中高技能實訓作為一項核心工作，今年以來已完成了2000余人的高級工實訓鑒定、200人的技師實訓及鑒定工作。在多年的教學實訓中，就如何做好農(nóng)電人員的高技能實訓工作，進行了以下幾方面探索與實踐。
一、明確實訓方向，拓寬實訓思路，滿足實訓需求
在進行農(nóng)電人員高技能實訓中，根據(jù)國家頒布的《農(nóng)村配電營業(yè)工》的職業(yè)鑒定標準、省電力公司的各項實訓考核標準，根據(jù)其崗位要求，加大了高級工到技師的高技能實訓、考核、鑒定力度。結(jié)合當前農(nóng)村供電所的實際工作需要，從實用性出發(fā)，為達到效果最大化，構(gòu)建一個農(nóng)電人員從初級工、高級工、技師、高級技師的階梯式人才結(jié)構(gòu)。主要做法有以下幾點：
（1）實訓人員上，精選一批具備資格的、關(guān)鍵崗位的人員進行高層次的技能實訓。一般通過普考、調(diào)考、推薦等多種形式選拔人才、重點實訓，提高他們的業(yè)務技術(shù)整體水平，使其成為各個重要工作崗位上的技術(shù)骨干，成為高技能人才。農(nóng)電人員作為電力企業(yè)的重要組成部分，從事的運行維護管理工作越來越多，技術(shù)要求越來越高，作用越來越大，地位也越來越重要。因此，打造一批高技能的優(yōu)秀農(nóng)電人員，是教學實訓的一項重要工作。
（2）實訓內(nèi)容上，做到使農(nóng)電人員具備一人多能，一崗多職的能力，不斷提高他們的整體素質(zhì)。在全國農(nóng)電人員實訓大綱中，要求農(nóng)電人員應具備法律法規(guī)、電工基礎(chǔ)知識、配電營業(yè)操作技能、職業(yè)道德和優(yōu)質(zhì)服務等四個方面的知識。農(nóng)電人員是一個綜合性崗位，他們擔負著供電區(qū)域內(nèi)的高、低壓電力客戶的用電業(yè)務受理、抄表、收費、事故搶修、內(nèi)外線施工、低壓裝表接電、運行維護等工作，又要開展優(yōu)質(zhì)服務。因此，無論從工作需要出發(fā)，還是從企業(yè)發(fā)展的角度，加大實訓力度，不斷提升農(nóng)電人員的各個層面的技術(shù)知識水平，是電力行業(yè)不斷發(fā)展，不斷創(chuàng)新的需要。
（3）實訓中堅持高要求、高標準。根據(jù)國家電網(wǎng)的有關(guān)標準，企業(yè)的實際需求，在配電運行、裝表接電、營銷抄核收三個專業(yè)方向，編制了中級工、高級工、技師的農(nóng)電人員單元制實訓教材。現(xiàn)行的農(nóng)電人員管理體制中，一部分人員是由農(nóng)民工組成的，文化水平、各項工作技能比較低。雖然近幾年通過考核選拔，招用了一些大學畢業(yè)生，但其整體素質(zhì)仍然參差不齊，技能操作水平與現(xiàn)代電力企業(yè)的標準要求有著很大的距離。因此，我們在配電運行、裝表接電、營銷抄核收三個專業(yè)方向開辦了單元制實訓班。實訓人員必須參加四期實訓，完成從電工基礎(chǔ)理論到各個專業(yè)的嚴格實訓，并通過各專業(yè)的技能考試和理論考試。
（4）實訓形式不拘一格，靈活多樣。采用不同形式、不同方法，因地、因時、因人而定。根據(jù)各個單位的不同特性，開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)學院，開發(fā)了“農(nóng)電人員教學實訓、考試系統(tǒng)”，利用多媒體技術(shù)，進行全方位的理論技能訓練。可以在各市、縣、局及營業(yè)所遠程操作，實訓內(nèi)容全面，涵蓋了農(nóng)電人員所需的各專業(yè)方向知識及考試題庫，利用三維動畫、攝像等技術(shù)形象地制作了電工基礎(chǔ)知識和多項技能操作項目的課件，理論聯(lián)系實際，簡單易學。
（5）實訓過程中處處從企業(yè)的需要，工作的實際出發(fā)，實實在在地抓好每一項目實訓工作，對每一個環(huán)節(jié)的內(nèi)容都落到實處。結(jié)合農(nóng)電人員的具體情況，進行針對性的實訓，不搞形式主義，不搞一刀切，落實實訓效果。通過實訓，有效地提高農(nóng)電人員的整體綜合素質(zhì)，培養(yǎng)他們的學習興趣，促進他們的學習自覺性，形成由“讓我學”到“我要學”的轉(zhuǎn)變。
考核中，“嚴”字當頭，嚴格考試考核。成立了專門的考評機構(gòu)，由省公司、上級主管部門、專業(yè)機構(gòu)和各個專業(yè)的專家組成，有統(tǒng)一的考核標準和要求，必須通過配電運行、裝表接電、營銷抄核收三個專業(yè)方向單元制實訓，并考試合格的人員，才能進行技能鑒定。在鑒定中，堅持一嚴到底的原則。樹立“嚴”是愛，“松”是害的思想。針對電力這一有著高危險的特殊行業(yè)，嚴要求就是對從業(yè)人員的生命安全負責，對國家和企業(yè)的財產(chǎn)安全負責。
二、加強實訓管理，發(fā)揮實訓師的能力，提升實訓效果
參加農(nóng)電高技能實訓的人員，都是來自各個崗位的骨干人員，有一定的工作經(jīng)驗。對此，教學實訓內(nèi)容也從以往的教他們?nèi)绾巫觯嵘秊樽屗麄內(nèi)绾稳シ治鰡栴}，解決問題，這對老師的授課水平和教學內(nèi)容也提出了更高的要求。在課程設(shè)計和教學管理中，更加側(cè)重對實際工作能力提高的培養(yǎng)。我們運用先進的實訓思路指導教學實訓工作，做好確定實訓需求、設(shè)計和策劃實訓、實施實訓、評價實訓結(jié)果四個階段工作，并對這四階段工作進行全程監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，持續(xù)改進和完善各階段教學工作，進一步地提高實訓質(zhì)量。在具體教學實訓工作過程中，體現(xiàn)了以下幾方面的特點。 1.實訓需求到位，教學課程設(shè)計合理
由于農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)模大、地域分布廣、工作內(nèi)容多，因此實訓需求也會多種多樣。在實訓意見征集過程中，我們充分發(fā)揮了電力企業(yè)信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，在網(wǎng)絡(luò)上公開實訓課程及實訓資源，調(diào)查農(nóng)電人員的實訓需求，聽取他們對實訓的意見，并據(jù)此對課程的內(nèi)容和教學時間都做了相應的調(diào)整，加大了實訓課程在整個教學過程中的比重，理論課程改為遠程網(wǎng)絡(luò)教學模式，通過網(wǎng)絡(luò)學院，農(nóng)電人員可以不受時間和地點的限制，靈活掌握學習時間。
2.實訓中做到針對性和有效性相結(jié)合
實訓的對象都來自農(nóng)電工作的主要技術(shù)管理崗位，有一定的工作實踐經(jīng)驗，遵循成人學習特點，實訓前要求他們帶著問題來學習，教師則根據(jù)他們提出的形形的實際問題，進行歸納整理，依據(jù)教材，更好地把握教學的重點內(nèi)容，使實訓更好與實際相結(jié)合，提高他們解決工作中實際問題的能力，提高實訓的實用性。同時，為了能夠給學員提出的問題一個滿意的答案，要求老師必須不斷地學習新知識、新技術(shù)、新理念，提高自身教學實訓能力，對實訓老師也提出了更高的要求。
3.實訓過程體現(xiàn)科學規(guī)范和可操作性
農(nóng)電人員技能實訓強調(diào)以技能訓練為主，可以根據(jù)不同實訓內(nèi)容、實訓對象，采取不同的實訓形式和方法，使實訓科目更加生動，更易于理解接受。簡化知識點，使用口訣幫助他們更好地理解和掌握所學的知識。根據(jù)農(nóng)電人員每個人都有豐富的工作經(jīng)歷、一定的技能水平的狀況，在教學中，經(jīng)常采用角色扮演的授課方式，加強互動，讓學員從自身扮演的不同角色中，對實際案例進行剖析，發(fā)現(xiàn)存在的問題，找出解決問題的方法，加深印象，達到事半功倍的作用。
4.發(fā)揮實訓師的能力，拓寬實訓視野
實訓基地的實訓老師都是來自全省電力行業(yè)的專家及有豐富專業(yè)技術(shù)能力的人員。為了更好地完成高技能實訓教學，我們在進行課堂教學的基礎(chǔ)上，配合以講座研討、案例分析、實戰(zhàn)模擬、輔導答疑等多種教學方式，使其更貼近實際，更注重實效。確保讓農(nóng)電人員在有限的實訓時間內(nèi)，盡快地學習到電力知識的精髓，掌握電力領(lǐng)域的前沿新知，提升每位農(nóng)電人員自身的綜合素質(zhì)和分析解決問題的能力。另外，開展參觀考察、拓展演練也是在教學實訓中經(jīng)常運用的一種教學模式。
5.加強對實訓教學質(zhì)量的監(jiān)督管理
實訓管理人員堅持每天對正常教學秩序進行巡視督導，經(jīng)常隨機到教室聽課，到實訓現(xiàn)場實地了解實訓情況，參與重要課程教案的編寫，定期舉辦有關(guān)教學內(nèi)容、實訓形式的研討，組織試講、聽課。實現(xiàn)了實訓過程管理常態(tài)化，使實訓教學工作在控、有序進行。
三、完善實訓設(shè)備，滿足實訓需求，強化實訓效果
運用模塊式、組合式、插件式技術(shù)，全能完備的教學系統(tǒng)，先進的技能實訓設(shè)備，多功能的操作訓練場地，做實做好各專業(yè)方向的高技能實訓教學。
1.實訓技能實訓設(shè)備是提高農(nóng)電人員實訓質(zhì)量的重要保證
職業(yè)實訓基地具有鮮明的電力職業(yè)特點，所有實訓項目、設(shè)備都圍繞電力企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、營銷服務各專業(yè)的實訓需求而設(shè)立，以提高農(nóng)電人員操作技能為主旨。根據(jù)實訓項目的特點、實訓的需求，模擬真實的工作場景，設(shè)計研發(fā)了一系列的技能訓練裝置和設(shè)備，制訂了一系列的實訓設(shè)備技術(shù)標準、實訓技能操作規(guī)范、實訓場地管理標準。在實訓項目和實訓裝置的設(shè)置上，堅持一切為滿足實際出發(fā)的教學實訓原則，將實際工作中的各種技能精心梳理，綜合集成，在一套實訓裝置上能夠模擬多種實際工作場景，完成相關(guān)專業(yè)的多項技能教學實訓需要。
2.職業(yè)技能實訓基地堅持基本技能訓練和專業(yè)技能訓練相結(jié)合的原則
研究探討利用計算機仿真技術(shù)，采取模擬仿真設(shè)備真實再現(xiàn)設(shè)備故障。電能計量裝置錯誤接線模擬系統(tǒng)進行教學實訓就是一個典型的例子，在實訓教學中，它能夠使學員直觀地了解和熟悉較常見的設(shè)備故障現(xiàn)象，正確判斷計量裝置的接線情況，分析三相三線接線制、三相四線接線制計量系統(tǒng)的工作原理，研究現(xiàn)場接線對電能計量準確性的影響，進而正確計算線損、追補電量，提高電力計量工作人員的技能工作能力。
3.應用多媒體和網(wǎng)絡(luò)遠程教學等先進技術(shù)
由視頻服務器和客戶端組成遠程教學實訓系統(tǒng)，散布在全省各個營業(yè)部的員工都可以利用電力專用的局域網(wǎng)遠程連接，直接遠程登陸，實現(xiàn)交互式的遠程視頻教學。遠程教學過程中，主講老師可以控制，實現(xiàn)了教學內(nèi)容的設(shè)置轉(zhuǎn)變、分屏的變化、組織試卷、視頻教學、網(wǎng)絡(luò)考試等。視頻服務器可以部署在省公司局網(wǎng)的任何位置，安裝了客戶端軟件的PC機器或便攜式筆記本，可以監(jiān)控各終端的情況，允許分會場發(fā)言，轉(zhuǎn)發(fā)分會場視音頻，與主會場進行互動交流，具有極強的靈活性和主動性。系統(tǒng)支持多路混音，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交流、桌面共享、文字聊天、文件傳輸?shù)裙δ堋?/p>
摘 要 本文敘述了監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展情況、構(gòu)成情況、監(jiān)控系統(tǒng)軟件特點及監(jiān)控系統(tǒng)的功能,從根本上改變傳統(tǒng)維護模式。本論文共分為三節(jié),第一節(jié)概述,簡要介紹了通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的定義。第二節(jié)通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的應用的目的、優(yōu)點
關(guān)鍵詞 動力及環(huán)境監(jiān)控 通信電源 智能化 標準化
一、概述
隨著通信業(yè)務的迅速發(fā)展,通信設(shè)備的大量增加,需要使用大量的動力設(shè)備。動力設(shè)備不僅種類繁多,而且位置分散,無疑增加了維護的難度。維護人員不但要巡視重要局房,經(jīng)常對重要的設(shè)備數(shù)據(jù)或信號進行抄表和測試,更要求能對系統(tǒng)出現(xiàn)的故障做出快速響應。
隨著通信企業(yè)改革的不斷深入,對維護效率的提出了更高的要求。不少局站可能無人值守或少人值守,需要通過一定的遠程監(jiān)控手段實時了解設(shè)備的運行狀態(tài)。動力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)正是適應這一要求,實現(xiàn)遠程監(jiān)控和集中管理,不但能有力的保障通信設(shè)備的正常運行和設(shè)備安全,同時可提高通信企業(yè)維護效率。
二、動力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的定義
動力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對分布的動力系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、機房環(huán)境和安全保衛(wèi)系統(tǒng)進行遙測、遙信、遙控、遙調(diào)的四遙功能,把現(xiàn)場、分散、人工的巡視和操作變成遠程、集中的維護和管理。通過監(jiān)控系統(tǒng)的實時監(jiān)控、報表自動化、故障告警與處理、智能分析、數(shù)據(jù)視頻聯(lián)動等監(jiān)測手段來提高維護管理水平,保證動力、空調(diào)設(shè)備的正常運行和機房安全。
三、動力及環(huán)境 監(jiān)控系統(tǒng)的目的
通信電源集中監(jiān)控技術(shù)在通信電源的應用,標志著通信電源的維護和管理從人工看守式的維護管理模式向計算機集中監(jiān)控和管理模式轉(zhuǎn)換,其目的:
1.實現(xiàn)少人或無人值守,實現(xiàn)集中維護、集中管理
電源集中監(jiān)控的基本目的,是對網(wǎng)上運行的電源設(shè)備進行實時自動監(jiān)控,實現(xiàn)少人或無人值守,改變過去由人員看守的落后維護方式。用準確、快速、真實的數(shù)據(jù)全面表現(xiàn)設(shè)備及系統(tǒng)的運行狀況,是實現(xiàn)集中維護、集中管理的根本保證。在我國發(fā)達地區(qū),通信能力迅猛發(fā)展,電源空調(diào)設(shè)備、維護工作量成倍增加,由于選用先進設(shè)備,采用電源空調(diào)集中監(jiān)控技術(shù),做到了維護人員基本不增加。實踐已證實電源空調(diào)集中監(jiān)控能夠達到減少值守人員、提高維護水平、提高勞動生產(chǎn)率的作用。
2.為維護提供真實技術(shù)數(shù)據(jù),推進科學維護管理方式
監(jiān)控建立的最終目的是在少人或無人值守的條件下實現(xiàn)新的具有科學性的維護管理方式的運作。大量的實時數(shù)據(jù),直觀的反映設(shè)備、系統(tǒng)的真實狀態(tài)。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的科學處理、分析,可定性或定量地對設(shè)備、系統(tǒng)工作品質(zhì)給予準確的評價。可以以大量的技術(shù)數(shù)據(jù)為依據(jù),指導設(shè)備的檢修維護,采用專家系統(tǒng),制定科學合理的設(shè)備維護計劃。充分利用設(shè)備的自動化功能,使用科學的操作程序,把過去落后、復雜的監(jiān)測方式、方法進行改進提煉,并通過先進的自動監(jiān)測手段,把設(shè)備維護工作變的簡單、輕松、準確、高效。如把發(fā)電機組的自啟動帶載試驗和直流系統(tǒng)、大型UPS供電系統(tǒng)的電池組容量核對性檢查工作巧妙結(jié)合,統(tǒng)一安排,集中監(jiān)測,可同時獲取多種設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)。在專家系統(tǒng)的支持下,得出準確的分析結(jié)果,由此指導設(shè)備的故障預防檢修及更換。在這里,需要重申一點的是:實現(xiàn)集中監(jiān)控后的設(shè)備維護,仍然需要技術(shù)精湛、經(jīng)驗豐富的電源專家,進行必要的設(shè)備檢修與集中監(jiān)控管理。集中監(jiān)控管理系統(tǒng)將為無人值守、集中維護管理做出巨大貢獻。
3.推動電源設(shè)計及產(chǎn)品自動化功能的合理性、實用性
延續(xù)至今的電源設(shè)計,是依據(jù)傳統(tǒng)的經(jīng)驗、模式而進行。有些設(shè)計參量的確定,如,設(shè)備及系統(tǒng)的容量冗余、備件數(shù)量等,缺乏大量的數(shù)據(jù)驗證其合理性。使用電源監(jiān)控后,可獲得電源品質(zhì)、真實用電量、系統(tǒng)供電能力等參數(shù),將準確指導設(shè)備系統(tǒng)的更新設(shè)計及選型。根據(jù)市電品質(zhì)和發(fā)電機組響應時間,提出更合理的直流系統(tǒng)、大型UPS供電系統(tǒng)的放電時間。能有效的節(jié)約投資和能源。集中監(jiān)控的應用,對電源產(chǎn)品自動化功能的合理性、實用性及設(shè)計也將產(chǎn)生極大的促進。
4.推動通信機房的環(huán)境集中監(jiān)控的建設(shè)與完善
電源空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)中明確了環(huán)境監(jiān)控的相關(guān)內(nèi)容,首先使電源、空調(diào)機房的環(huán)境有了統(tǒng)一的集中監(jiān)控管理要求。這一確定,將推動通信機房監(jiān)控的完善性。如在綜合通信機房中主要通信設(shè)備及系統(tǒng)的監(jiān)控,大多數(shù)為國外設(shè)備廠家所創(chuàng),對環(huán)境及安全內(nèi)容,不能全面包括,按那樣創(chuàng)建的監(jiān)控系統(tǒng)有很大缺陷,是不完善的。而電源、空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計是基于我國電信行業(yè)的實際情況,充分考慮到對通信機房環(huán)境監(jiān)控的要求及發(fā)展趨勢,從而補充、完善了綜合通信機房的集中監(jiān)控內(nèi)容,使其更具全面性。
5.培養(yǎng)了一大批復合型維護、管理人才
電源監(jiān)控的推廣應用,迫使從事電源、空調(diào)維護管理人員必需對電源監(jiān)控和計算機應用技術(shù)認真學習。通過技術(shù)講座、技術(shù)談判、實際工程應用,培養(yǎng)了一大批電源、空調(diào)維護管理全能人才。一大批懂監(jiān)控和計算機應用技術(shù)的新生力量也加盟到電源、空調(diào)維護管理行列,一大批復合型維護、管理人才將在電源監(jiān)控的推廣應用中產(chǎn)生。
四、結(jié)束語
隨著通信技術(shù)、計算機控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,通信電源監(jiān)控系統(tǒng)必將呈現(xiàn)一個嶄新的面貌。通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)作為電信網(wǎng)運行維護的重要支撐手段,將發(fā)揮越來越重要的作用。
參考文獻:
1.1課題的研究意義1
1.2智能電度表的發(fā)展情況2
1.2.1機電結(jié)合的電度表2
1.2.2全電子式電度表3
1.2.3無線抄表5
1.3本設(shè)計電度表的主要特點5
2.智能電度表的硬件設(shè)計7
2.1工作原理7
2.2硬件電路設(shè)計8
2.2.1本設(shè)計核心芯片89C20519
2.2.2A/D轉(zhuǎn)換器TLC54915
2.2.3看門狗監(jiān)控器的選擇X2504515
2.2.4通訊總線的選擇RS-485總線19
2.3本設(shè)計電度表的誤差分析27
2.3.1機械表芯測量誤差28
2.3.2電子檢測誤差28
3.軟件設(shè)計30
3.1軟件設(shè)計的思想和方法30
3.2軟件流程圖31
4.結(jié)論33
致謝36
參考文獻：3
1.緒論
1.1課題的研究意義
隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,電力已經(jīng)成為國家的最重要能源。近年來，我國電力系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，特別是作為基礎(chǔ)自動化的變電站綜合自動化更是方興未艾，其中電度量對電力部門來說是一個非常重要的參數(shù)。就民用電力來說,由于人民物質(zhì)生活的極大豐富,生活質(zhì)量迅速提高,對電力的需求也越來越大。但是,當前居民用電的管理過于落后,居民用電管理收費多年來一直采用先用電、后抄表、再付費的傳統(tǒng)作業(yè)方式。
在社會走向信息化,網(wǎng)絡(luò)化,電力系統(tǒng)大踏步現(xiàn)代化的今天,手工抄表更是與無人值班等高度的自動化形成了鮮明對比,成為制約供電系統(tǒng)現(xiàn)代化管理的一大障礙。就系統(tǒng)的完整性而言,電力系統(tǒng)從發(fā)電,配電,傳輸一直到區(qū)域變電所已基本實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理,而唯獨用戶終端沒有和網(wǎng)絡(luò)連接上,造成了系統(tǒng)的不完整,直接或間接的影響了系統(tǒng)潛能的發(fā)揮。
居民用電絕大多數(shù)實行“分表制”,即若干集中居住的家庭(一個居住單元或若干居住單元的集合)使用一個總的電表,每戶裝一個分電表,電力部門抄表員抄收總電表的電量,作為居民交付電費的依據(jù)。居委會或物業(yè)管理部門還需去抄取各家電表的讀數(shù),按比例收取電費。
這種用電管理模式,給居民帶來諸多不便,而且增加了管理人員的工作。1998年開始在全國范圍內(nèi)實行電力城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造，使得電度表數(shù)量迅速增大，抄表的工作量就會越來越大，因此在電網(wǎng)改造過程中實現(xiàn)自動抄表是非常必要的，同時也是電能管理進步的要求。據(jù)統(tǒng)計,僅電力部
門的抄表隊伍人數(shù)就數(shù)以萬計,且人為方式弊端多,工作效率低,給管理部門造成了人力、物力、時間上的極大浪費。
為了適應社會的需要,保證用戶安全、合理、方便地用電,對傳統(tǒng)的電表和用電的管理模式進行改造,使之符合社會發(fā)展的需要就顯得很有必要。要實現(xiàn)電表集中自動抄表,其前提是電表需首先實現(xiàn)智能化,這樣才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)出戶,以達到集中抄表的目的。要實現(xiàn)自動抄表，就要使電度表具有遠傳功能，而常用的電度表多為感應式機械電度表，這種表具有運行可靠、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜的優(yōu)點，但不具有遠傳功能。
正是由于以上背景,智能電度表應運而生。所謂智能電度表,就是應用計算機技術(shù),通訊技術(shù)等,形成以智能芯片(如CPU)為核心,具有電功率計量計時、記費、與上位機通訊、用電管理等功能的電度表。
1.2智能電度表的發(fā)展情況
1.2.1機電結(jié)合的電度表
第一類機電結(jié)合的電度表,是在原有的機械表的基礎(chǔ)上,加裝電子式計數(shù)裝置和相應的控制、通訊電路,或加上IC卡讀寫接口以實現(xiàn)自動計量計費和控制;其基本結(jié)構(gòu)是在原有機械電度表的轉(zhuǎn)盤上打孔或涂(貼)上能吸收光線的材料,通過光電轉(zhuǎn)換,將機械轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動變換成電脈沖信號,再進行相應的計數(shù)處理。這類電度表由于其計量原理沒有改動,其計量精度和特性與機械表完全一樣,而成本相對較高,其優(yōu)勢在于能充分利用現(xiàn)已安裝使用中的大量的機械電度表,且其計量原理為大眾所熟悉而容易接受。
另一類機電結(jié)合的電度表則是采用電子式計量電路在獲得數(shù)字式脈沖信號后,通過微型電機驅(qū)動字碼轉(zhuǎn)輪得到電能計數(shù)值,這種結(jié)構(gòu)是最簡潔可行的電子式電度表的方案,但遺憾的是其對計量電路的要求較高,即要求所有的表都按一個固定的比例將電能值轉(zhuǎn)換為對應數(shù)量的數(shù)字脈沖,才能按正確的速度驅(qū)動微電機以轉(zhuǎn)動字輪。這個比例就是所謂的電表常數(shù)(mp/kwH),由于電路中所用的決定脈沖速度的定時元件大都是參數(shù)離散性較大的阻容元件,為了保證電度表的計量精度和產(chǎn)品的一致性,就必須在生產(chǎn)過程中加強對元件的篩選和對半成品的調(diào)校,也就是說要增加相應的人力物力的投入并要延長生產(chǎn)周期,從而使電度表的生產(chǎn)費用和成本有所增加。另外這種結(jié)構(gòu)的電度表在數(shù)據(jù)收集和用戶繳費方式上與老式的機械表沒什么區(qū)別,應屬淘汰產(chǎn)品。
1.2.2全電子式電度表
全電子式電度表則是當今國內(nèi)最先進的一類電度表,其采用先進的單片機技術(shù)和專門設(shè)計的電能測量集成電路,具有計量精度高、可防止竊電、自身損耗低和可靠性高等特點。其中的一些型號還具有復式計費功能。由于此類電度表的用電量數(shù)據(jù)已經(jīng)數(shù)字化,可以很方便地與各種數(shù)據(jù)收集傳送電路配合組成自動計量計費的系統(tǒng),是現(xiàn)行家用電度表的換代產(chǎn)品,該類產(chǎn)品的大量使用將節(jié)省供電部門大量的抄表計算工作,并能及時回收電費(先付費后用電),具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
關(guān)于抄表方案,國內(nèi)近幾年流行以下幾種模式:
1）總線制集中抄表:電表部分采用智能電表,各戶智能電表信號線并接在一根總線上,總線連接到樓下轉(zhuǎn)接器,各樓轉(zhuǎn)接器與小區(qū)的集中器相連,由集中器集中供電。
2）電力載波抄表:電力載波集中抄表系統(tǒng)是直接利用現(xiàn)有低壓輸電線路進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募谐硐到y(tǒng),省去了鋪線工程,優(yōu)勢明顯。該系統(tǒng)集微電子技術(shù)、通訊技術(shù)和計算機技術(shù)于一體的高新產(chǎn)品,具有高可靠且安裝簡單等顯著特點,廣泛適用于城市及農(nóng)村的電表、氣表抄收、計費和監(jiān)控。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,所以電力線對數(shù)據(jù)傳輸有許多限制:(1)配電變壓器對力載波信號有阻隔作用,所以電力載波信號只能在一個配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送;(2)不同信號耦合方式對電力載波信號損失不同;(3)電力線存在本身固有的脈沖干擾。另外電力線上的高削減、高噪聲、高變形,使電力線成為一個不理想的通信媒介,但由于現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展,使電力線載波通信成為可能,其中數(shù)據(jù)信號的信噪比決定傳輸距離的遠近。電力線載波通信的關(guān)鍵就是選用一個功能強大的電力線載波專用Modem芯片。
系統(tǒng)組成:
(1)遠傳表。具有脈沖輸出的水表、電表、氣表、熱表等計量表為遠傳表,其計量方式與傳統(tǒng)表一樣,不同的是在原基表上增加了脈沖輸出功能,每個脈沖代表一定的計量值。采集器通過遠傳表脈沖輸出端口采集脈沖。
(2)采集器。我公司研制的采集器能同時采集水表、電表、氣表、熱表等輸出的脈沖信息,并將這些脈沖信息轉(zhuǎn)換成計量認可的物理量,存儲在各采集器的存儲器中,通過管理微機,可以查詢系統(tǒng)中任意一戶的耗能信息,并在管理微機的抄表等命令下將用戶信息上傳。
(3)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器的主要任務為:完成與采集器的數(shù)據(jù)通信工作,向采集器下達電量數(shù)據(jù)凍結(jié)命令,定時循環(huán)接收采集器的電量數(shù)據(jù)或根據(jù)系統(tǒng)要求接收某個電表或某組電表的數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)要求完成與主站的通訊,將用戶用電數(shù)據(jù)等主站需要的信息傳送到主站數(shù)據(jù)庫中。下行通道指的是轉(zhuǎn)換器與采集器之間的通信線路,主要有總線抄表系統(tǒng)、載波抄表系統(tǒng)和紅外抄表系統(tǒng)等三種方式。通信信道上行通道指的是轉(zhuǎn)換器與主站之間的通信線路,可以采用電話、無線、專線等通信介質(zhì)。
(4)系統(tǒng)管理軟件功能。系統(tǒng)管理軟件以通訊為基礎(chǔ),以數(shù)據(jù)庫為核心,提供數(shù)據(jù)處理、查詢、統(tǒng)計、報表、備份等功能;采用面向?qū)ο蠛湍K化相結(jié)合的方法,靈活支持不同客戶的要求,如特殊格式報表,權(quán)限控制等;持客戶原有的管理系統(tǒng),可與其它管理軟件接口,提供數(shù)據(jù)接口和通訊接口,具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能;可同時管理多個小區(qū),對各小區(qū)設(shè)置通訊參數(shù);電表管理,設(shè)置電表的原始參數(shù)、地址、及其狀態(tài);費率管理,可任意設(shè)置多種費率,設(shè)置能源的單價;用戶管理,管理和控制每戶的用量,管理用戶的結(jié)算式;實時抄表功能,系統(tǒng)可抄取各能源表的實時數(shù)據(jù);費用自動計算,實現(xiàn)將公共能源損耗平均分攤或按比例分攤到每戶并根據(jù)查表數(shù)據(jù)和單價,自動計算每產(chǎn)應交費用,以便向用戶收費;打印功能,打印各用戶費用清單;查詢功能,可隨時查詢?nèi)我粦簟⑷我粏卧孔艏罢麄€小區(qū)內(nèi)所有住戶的耗能信息。
1.2.3無線抄表
無線抄表是利用空間的無線信道實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的,這樣的抄表方式毋須置疑是最為簡單、方便的抄表模式,甚至在最近建設(shè)部某通訊規(guī)約的討論稿中也初定了三表無線抄表使用的無線電頻點,但無線數(shù)據(jù)傳輸存在著在建筑物對無線電信號的反射、吸收等作用下,信號傳輸不穩(wěn)定的問題,另外表具安裝位置、空間抗擾等也對其穩(wěn)定工作有較大影響,同時無
線電表產(chǎn)品自身也存在功耗等問題,因此該模式概念上雖然都很好,但真正大面積推廣應用還有相當?shù)臍v程。
舊的事物消亡,新的事物產(chǎn)生,是辯證唯物主義發(fā)展觀中事物發(fā)展規(guī)律必然趨勢,同樣智能電表的發(fā)展是也是隨著科學技術(shù)的不斷進步而必然前進的,市場的需求也進一步推動了該產(chǎn)業(yè)的進步,因此,無論各地的用電管理部門還是智能電表生產(chǎn)廠家,都迫切需要有一個規(guī)范化的標準,以使目前的電表行業(yè)早日步入規(guī)范化、標準化的發(fā)展道路。
1.3本設(shè)計電度表的主要特點
本設(shè)計電度表是在機械式電度表的基礎(chǔ)上加入了微處理單元電子電路，實現(xiàn)了自動抄表，同機械式電度表相比，主要有以下幾個特點：
1）電度表的窗口值完全復制
微處理單元能將電度表的窗口值完全復制，即內(nèi)存單元中的讀數(shù)值與該表計數(shù)器窗口顯示值無差。該特點優(yōu)于任何一種以脈沖式電度表。因為脈沖累計式的產(chǎn)品不可避免地丟漏脈沖而產(chǎn)生誤差。
2）無需設(shè)置初值
任何一類脈沖表，開始工作時都不可避免要設(shè)置初使值，每當搶修、停電（計算機系統(tǒng)）、核表等都如此，而本產(chǎn)品不需要。因而大大地方便了電度表的安裝與使用。
3）可靠的計量性能
因不改變原基表測量電路及元件，僅對其機械計數(shù)器進行光電編碼，復制計數(shù)器窗口值，這樣就保證了原基表的測量精度。
4）方便的召喚讀出方式
當上位機下發(fā)讀表指令時，微處理單元校核指令正確后讀表，通過RS-485上發(fā)窗口值，這樣即取即讀，節(jié)約了通道資源，同時保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
5）功耗少
因采用了召喚讀出方式，且處理單元所用芯片為低功耗CMOS電路，所以未召喚讀表時，編碼器不加電，耗能極低。
2.智能電度表的硬件設(shè)計
2.1工作原理
此智能電度表的技術(shù)核心部分是對感應式機械電度表的機械計數(shù)器直讀并遠傳，它由以光電器件為核心的偏碼器和以單片機為核心的處理器兩部分組成。
編碼器就是對原有的機械計數(shù)器進行改造，加裝光電編碼裝置，它由底板和垂直插板構(gòu)成，計數(shù)器的字鼓上開有兩個不同型狀的透光孔，在立板的電路上焊有對稱分布放置的發(fā)射及接收微封裝光電耦合對管。這樣
當計數(shù)器的字鼓置于兩個立片之間時，就能根據(jù)發(fā)射接收對管和字鼓上透光孔相對位置的變化編制出不同的二進制碼。
處理器以單片機為核心的電路構(gòu)成。CPU通過串行接口收到的遠端上位機下發(fā)的讀表命令后，它逐位讀取各位計數(shù)器字鼓對應的接收管的電壓（每個字鼓有五對發(fā)射接收對管），據(jù)電壓的不同按照特定的編碼原則，把每個字鼓上的窗口值轉(zhuǎn)換成相應的BCD碼。并通過RS-485送出讀數(shù)值。
由于選用了具有內(nèi)置程序存貯器和串行通訊口的89C2051單片機，使得電路得到很大的簡化，體積也相對地減小，可以在不改動電度表內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上把微處理單元安裝于電度表內(nèi)，達到計量不出表。從而提高了計量的準確性和可靠性。另外，還可用程序追蹤判定讀數(shù)正誤，更提高了計數(shù)器的數(shù)值讀數(shù)的準確度。當CPU通過RS-485收到上位機發(fā)出的讀表命令時，把命令中的地址碼與從X25045中讀出的本表地址碼比較，當其一致時開始讀表；首先把CPU的P1.7置低電平，選通TLC549，使放大的電流加到電度表計數(shù)器中的發(fā)射管；通過P1.0、P1.1、P1.2和P1.3分時選通每片CD4051，而通過P1.4、P1.5和P1.6實現(xiàn)CD4051的八選一，這樣就可以把30路接收管的電壓分時加至TLC549的模入端，CPU從TLC549讀入對應的數(shù)字量；然后再置P1.7為高電平，停止讀表。把采集到的值經(jīng)過特定的編碼方式進行編碼、查表，可確定電度表計數(shù)器的示值。通過RS-485把本次的讀表示值上傳給上位機，完成本次的讀表操作。
2.2硬件電路設(shè)計
在本設(shè)計智能電度表的硬件電路設(shè)計部分中，CPU采用了單片機AT89C2051。單片機89C2051是20腳雙列直插且具有2K字節(jié)的FlashMemory作為程序存儲器，128字節(jié)的內(nèi)部RAM，P3口是雙功能端口。
4片CD4051組成輸入信號選擇電路，接收來自30只接收管的電壓信號。
30路信號選通進入A/D轉(zhuǎn)換器TLC549，TLC549是8腳雙列直插的八位串行A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間是17us，I/O時鐘頻率可達1.1MHz。
SN75LBC184是具有瞬變電壓抑制的RS-485收發(fā)器,能防雷電和抗靜電作用,具有熱關(guān)斷保護；總線上可掛64個收發(fā)器,傳送數(shù)據(jù)速率在100kbit/S時通信距離可達1200m。
X25045是可編程看門狗監(jiān)控E2PROM，它把可編程看門狗定時器、電壓監(jiān)控和E2PROM組合在單一封裝之內(nèi)；外部I/O采用串行操作，512X8位串行E2PROM，本機用于存放本表的地址號；看門狗定時器有1.4S、60mS、200mS可選。電壓監(jiān)控在電源電壓低至1V時，復位信號有效。
硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1
圖2.1微處理單元硬件結(jié)構(gòu)
2.2.1本設(shè)計核心芯片89C2051
ATMEL89系列單片機是ATMEL公司的8位Flash單片機系列。這個系列單片機的最大特點就是在片內(nèi)含有Flash存儲器，因此，有著十分廣泛的用途，特別是在便攜式、省電和特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得尤為適用。
在小型控制系統(tǒng)中，活躍著89C2051單片機這類簡單適用的微處理器。它不僅包括了運算器和控制器，還有小規(guī)模的存儲器以及輸入輸出接口。可以獨立地完成數(shù)據(jù)的采集、處理，與儀表或PC機進行串行通訊或接受儀表發(fā)送的數(shù)據(jù)。
89系列單片機是以8031技術(shù)為核心構(gòu)成的器件。所以，它和8051系列單片機是完全兼容的系列產(chǎn)品。這個系列對于以8051為核心的系統(tǒng)來說，是十分容易進行取代和構(gòu)造的。因此，用89系列單片機取代8051的系統(tǒng)設(shè)計是輕而易舉的事。采用89C2051芯片作為中央處理芯片，由于該單片機采用靜態(tài)時鐘方式，所以節(jié)省電能，這對于降低產(chǎn)品的功耗十分有用。
對于一般的OTP產(chǎn)品，一旦錯誤編程就成了廢品。而89C2051芯片內(nèi)部采用了Flash存儲器：89C2051芯片是一個帶有2kBFlash可編程、可擦除只讀存儲器（EEPROM）的低壓、高性能8位CMOS微型計算機。
因而，在89C2051芯片的使用過程中，錯誤編程之后仍可以重新編程，直到正確為止，故不存在廢品。可以反復進行系統(tǒng)試驗。每次試驗可以編入不同的程序，這樣可以保證用戶的系統(tǒng)設(shè)計達到最優(yōu)。而且隨著用戶的需要和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，還可以不斷地進行修改，使系統(tǒng)能夠不斷追隨用戶的最新要求，與時俱進。在一般情況下，可以重新使用1000次左右。
它采用了ATMEL的高密非易失存儲技術(shù)制造，并且和工業(yè)標準MCS-51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。通過在單塊芯片上組合通用的CPL和Flash存儲器，使89C2051成為一款強勁的微型計算機。它為許多嵌入式控制應用提供了高度靈活和成本低的解決辦法。
1)89C2051芯片
89C2051芯片除提供以下標準功能：2kBFlash存儲器；128字節(jié)RAM；它還具有15條1/0引線；2個16位定時器/計數(shù)器；1個5向量2級中斷結(jié)構(gòu)；1個全雙工串行口；1個精密模擬比較器以及片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。此外，89C2051是用可降到0頻率的靜態(tài)邏輯操作設(shè)計的，并支持兩種可選的軟件節(jié)電工作方式。空閑方式停止CPU工作，但允許RAM、定時器/計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁止所有其他部件的工作直到下一個硬件復位。
主要性能參數(shù)：
·MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容
·2K字節(jié)可重擦寫閃速存儲器
·1000次擦寫周期
·2.7—6V的工作電壓范圍
·全靜態(tài)操作：0HZ—24MHZ
·兩極加密程序存儲器
·128×8字節(jié)內(nèi)部RAM
·15個可編程I/O口線
·兩個16位定時器/計數(shù)器
·6個中斷源
·可編程串行UART通道
·可直接驅(qū)動LED的輸出端口
·內(nèi)置一個模擬比較器
·低功耗空閑和掉電模式
AT89C2051的引腳結(jié)構(gòu)如圖2.2
圖2.289C2051引腳結(jié)構(gòu)
引腳功能:
·VCC電源電壓
·GND地
·P1口：P1口是一組8位雙相I/O口，P1.2—P1.7提供內(nèi)部上拉電阻主要是考慮它們分別是內(nèi)部精密比較器的同相輸入端（AINO）和反相輸入端（AIN1），如果需要應在外部接上拉電阻。Pl口輸出緩沖器可吸收20M電流并可直接驅(qū)動LED。當P1口引腳寫入“1”時可作輸入端，當引腳Pl.2-Pl.7用作輸入并被外部拉低時，它們將因內(nèi)部的上拉電阻而輸出電流。
·P3口接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。
·RST:復位輸入。RST引腳一旦變成兩個機器周期以上高電平，所有的I/O口都將復制到“1"(高電平)狀態(tài)，當振蕩器正在工作時，持續(xù)兩個機器周期以上的高電平便可完成復位，每個機器周期為12個振蕩時鐘周期。
·XTALl:振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。
·XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。
振蕩器特征：
XTAL1,XTAL2為片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，如下圖所示。可采用石英晶體或陶瓷振蕩器組成時鐘振蕩器，如需從外部輸入時鐘驅(qū)動AT89C2051，時鐘信號從XTAL1輸入，XTAL2應懸空。由于輸入到內(nèi)部電路是經(jīng)過一個2分頻觸發(fā)器，所以輸入的外部時鐘信號無需特殊要求，但它必須符合電平的最大值和最小值及時序規(guī)范。
2)AT89C2051指令的約束條件：
AT89C2051是經(jīng)濟型低價位的微控制器，它含有2k字節(jié)的Flash閃速程序存儲器，指令系統(tǒng)與MCS-51完全兼容，可使用MCS-51指令系統(tǒng)對其進行編程。但是在使用某些有關(guān)指令進行編程時，須注意一些事項和跳轉(zhuǎn)或分支有關(guān)的指令有一定的空間約束，使目的地址能安全落在AT89C2051的2k字節(jié)的物理程序存儲器空間內(nèi)。對于2k字節(jié)存儲器的AT89C2051來說，LJMP7EOH是一條有效指令，而LJMP900H則為無效指令。
(1)分支指令
對于LCALL,LJMP,ACALL,AJMP,SJMP,JMP@A+DPTR等指令，只要記住這些分支指令的目的地址在程序存儲器大小的物理范圍(AT89C2051程序地址空間為:OOOH-7FFH單元)，這些無條件分支指令就會正確執(zhí)行，超出物理空間的限制會出現(xiàn)不可預知的程序出錯。
CJNE[……],DJNZ[……],JB,JNB,JC,JNC,JBC,JZ,JNZ等這些條件轉(zhuǎn)移指令的使用與上述原則一樣，同樣，超出物理空間的限制也會引起不可預知的程序出錯。至于中斷的使用，80C51系列硬件結(jié)構(gòu)中已保留標準中斷服務子程序的地址。
(2）與MOVX相關(guān)的指令，數(shù)據(jù)存儲器
AT89C2051包含128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，這樣，AT89C2051的堆棧深度局限于內(nèi)部RAM的128字節(jié)范圍內(nèi)，它既不支持外部數(shù)據(jù)存儲器的訪問，也不支持外部程序存儲器的執(zhí)行，因此程序中不應有MOVX[……指令。一般的80C51匯編器即使在違反上述指令約束而寫入指令時仍對指令進行匯編，用戶應了解正在使用的AT89C2051微控制器的存儲器物理空間和約束范圍，適當?shù)卣{(diào)整所使用的指令尋址范圍以適應AT89C2051。
AT89C2051可使用對芯片上的兩個加密位進行編程(P)或不編程(U)來得到，功能如表2.3所示
表2.3
空閑模式:
在空閑模式下，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。空閑模式可由任何允許的中斷請求或硬件復位終止。P1.0和P1.1在不使用外部上拉電阻的情況下應設(shè)置為“0",或者在使用上拉電阻的情況下設(shè)置為“1"
應注意的是:在用硬件復位終止空閑模式時，AT89C2051通常從程序停止一直到內(nèi)部復位獲得控制之前的兩個機器周期處恢復程序執(zhí)行。在這種情況下片內(nèi)硬件禁止對內(nèi)部RAM的讀寫，但允許對端口的訪問，要消除硬件復位終止空閑模式對端口意外寫入的可能，原則上進入空閑模式指令的下一條指令不應對端口引腳或外部存儲器進行訪問。
掉電模式:
在掉電模式下，振蕩器停止工作，進入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復位，復位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM中的內(nèi)容，在Vcc恢復到正常工作電平前，復位應無效，且必須保持一定時間以使振蕩器重啟動并穩(wěn)定工作。P1.0和P1.1在不使用外部上拉電阻的情況下應設(shè)置為“0",或者在使用外部上拉電阻時應設(shè)為“1"。
2.2.2A/D轉(zhuǎn)換器TLC549
TLC549是以8位開關(guān)電容逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器為基礎(chǔ)而構(gòu)造的CMOSA/D轉(zhuǎn)換器。它設(shè)計成能通過3態(tài)數(shù)據(jù)輸出與微處理器或設(shè)備串行接口。TLC549僅用輸入/輸出時鐘和芯片選擇輸入作數(shù)據(jù)控制。TLC549的I/OCLOCK輸入頻率最高可達1.1MHz。
TLC549的使用與較復雜的TLC540和TLC541非常相似；不過，TLC549提供了片內(nèi)系統(tǒng)時鐘，它通常工作在4MHz且不需要外部元件。片內(nèi)系統(tǒng)時鐘使內(nèi)部器件的操作獨立于串行輸入/輸出端的時序并允許TLC549象許多軟件和硬件所要求的那樣工作。I/OCLOCK和內(nèi)部系統(tǒng)時鐘一起可以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳送，對于TLC549為每秒40,000次的轉(zhuǎn)換速度。TLC549的其他特點包括通用控制邏輯，可自動工作或在微處理器控制下工作的片內(nèi)采樣-保持電路，具有差分高阻抗基準電壓輸入端，易于實現(xiàn)比率轉(zhuǎn)換（ratiometricconversion）、定標（scaling）以及與邏輯和電源噪聲隔離的電路。整個開關(guān)電容逐次逼近轉(zhuǎn)換器電路的設(shè)計允許在小于17μs的時間內(nèi)以最0±0.5最低有效位（LSB）的精度實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。
2.2.3看門狗監(jiān)控器的選擇X25045
看門狗電路一般有軟件看門狗和硬件看門狗兩種。軟件看門狗不需外接硬件電路，但系統(tǒng)需要出讓一個定時器資源，這在許多系統(tǒng)中很難辦到，
而且若系統(tǒng)軟件運行不正常，可能導致看門狗系統(tǒng)也癱瘓。硬件看門狗是真正意義上的“程序運行監(jiān)視器”，如計數(shù)型的看門狗電路通常由555多諧振蕩器、計數(shù)器以及一些電阻、電容等組成，分立元件組成的系統(tǒng)電路較為復雜，運行不夠可靠。
1)X25045芯片
X25045是美國Xicor公司的生產(chǎn)的標準化8腳集成電路，它將EEPROM、看門狗定時器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個芯片之內(nèi)，大大簡化了硬件設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機芯片。
X25045引腳如圖2-4所示。
圖2.4X25045引腳結(jié)構(gòu)
其引腳功能如下
CS：片選擇輸入；SO：串行輸出，數(shù)據(jù)由此引腳逐位輸出；SI：串行輸入，數(shù)據(jù)或命令由此引腳逐位寫入X25045；SCK：串行時鐘輸入，其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫入，下降沿將數(shù)據(jù)輸出；WP：寫保護輸入。當它低電平時，寫操作被禁止；Vss：地；Vcc：電源電壓；RESET：復位輸出。
X25045在讀寫操作之前，需要先向它發(fā)出指令，指令名及指令格式如表2.5所示。
表2.5X25045指令及其含義
指令名指令格式操作
WREN00000110設(shè)置寫使能鎖存器（允許寫操作）
WRDI00000100復位寫使能鎖存器（禁止寫操作）
RDSR00000101讀狀態(tài)寄存器
WRSR00000001寫狀態(tài)寄存器
READ0000A8011把開始于所選地址的存儲器中的數(shù)據(jù)讀出
WRITE0000A8010把數(shù)據(jù)寫入開始于所選地址的存儲器
2)X25045看門狗電路設(shè)計
X25045芯片內(nèi)包含有一個看門狗定時器，可通過軟件預置系統(tǒng)的監(jiān)控時間。在看門狗定時器預置的時間內(nèi)若沒有總線活動，則X25045將從RESET輸出一個高電平信號，經(jīng)過微分電路C2、R3輸出一個正脈沖，使CPU復位。圖2電路中，CPU的復位信號共有3個：上電復位(C1、R2)，人工復位(S、R1、R2)和Watchdog復位(C2、R3)，通過或門綜合后加到RESET端。C2、R3的時間常數(shù)不必太大，有數(shù)百微秒即可，因為這時CPU的振蕩器已經(jīng)在工作。
看門狗定時器的預置時間是通過X25045的狀態(tài)寄存器的相應位來設(shè)定的。X25045狀態(tài)寄存器共有6位有含義，其中WD1、WD0和看門狗電路有關(guān)，其余位和EEPROM的工作設(shè)置有關(guān)。如表2.6所示。
表2.6X25045狀態(tài)寄存器
D7
D6D5D4D3D2D1D0
X
XWD1WD0BL1BL0WELWIP
WD1＝0，WD0=0，預置時間為1.4s。WD1＝0，WD0=1，預置時間為0.6s。WD1＝1，WD0=0，預置時間為0.2s。WD1＝1，WD0=1，禁止看門狗工作。
看門狗電路的定時時間長短可由具體應用程序的循環(huán)周期決定，通常比系統(tǒng)正常工作時最大循環(huán)周期的時間略長即可。編程時，可在軟件的合適地方加一條喂狗指令，使看門狗的定時時間永遠達不到預置時間，系統(tǒng)就不會復位而正常工作。當系統(tǒng)跑飛，用軟件陷阱等別的方法無法捕捉回程序時，則看門狗定時時間很快增長到預置時間，迫使系統(tǒng)復位。X25045的看門狗電路使用十分方便。X25045內(nèi)部還集成了512BEEPROM和電壓運行監(jiān)視系統(tǒng)，只需這樣一塊芯片，外加晶振和復位電路就可以組成單片機的應用系統(tǒng)，非常適合于便攜式儀器和嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計。
3)軟件看門狗技術(shù)
我們知道看門狗的作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)，或者說程序跑飛。硬件看門狗是利用了一個定時器，來監(jiān)控主程序的運行，也就是說在主程序的運行過程中，我們要在定時時間到之前對定時器進行復位如果出現(xiàn)死循環(huán)，或者說PC指針不能回來。那么定時時間到后就會使單片機復位。
軟件看門狗技術(shù)的原理和這差不多，只不過是用軟件的方法實現(xiàn)，我們還是以51系列來講，我們知道在51單片機中有兩個定時器，我們就可以用這兩個定時器來對主程序的運行進行監(jiān)控。我們可以對T0設(shè)定一定的定時時間，當產(chǎn)生定時中斷的時候?qū)σ粋€變量進行賦值，而這個變量在主程序運行的開始已經(jīng)有了一個初值，在這里我們要設(shè)定的定時值要小于主程序的運行時間，這樣在主程序的尾部對變量的值進行判斷，如果值發(fā)生了預期的變化，就說明T0中斷正常，如果沒有發(fā)生變化則使程序復位。對于T1我們用來監(jiān)控主程序的運行，我們給T1設(shè)定一定的定時時間，在主程序中對其進行復位，如果不能在一定的時間里對其進行復位，T1的定時中斷就會使單片機復位。在這里T1的定時時間要設(shè)的大于主程序的運行時間，給主程序留有一定的的裕量。而T1的中斷正常與否我們再由T0定時中斷子程序來監(jiān)視。這樣就夠成了一個循環(huán)，T0監(jiān)視T1，T1監(jiān)視
主程序，主程序又來監(jiān)視T0，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
2.2.4通訊總線的選擇RS-485總線
1)RS-485通訊標準
RS-485是美國電氣工業(yè)聯(lián)合會(EIA)制定的利用平衡雙絞線作傳輸線的多點通訊標準。它采用差分信號進行傳輸，最大傳輸距離可以達到1.2km，最大可連接32個驅(qū)動器和收發(fā)器，接收器最小靈敏度可達士200mV。由此可見，RS-485通訊協(xié)議正是針對遠距離、高靈敏度、多點通訊制定的標準。
RS-485通訊標準允許在電路中可以有多個發(fā)送器。它允許一個發(fā)送器驅(qū)動多個負載設(shè)備，負載設(shè)備可以是被動發(fā)送器、接收器或收發(fā)器組合單元。RS-485在一對平衡傳輸?shù)膬啥硕寂渲媒K端匹配電阻，其發(fā)送器、接收器、組合收發(fā)器可以掛在平衡傳輸線的任何位置，實現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸中多個驅(qū)動器和接收器共用同一傳輸線的應用。
在自動化領(lǐng)域，隨著分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展，迫切需要一種總線能適合遠距離的數(shù)字通信。在RS-422標準的基礎(chǔ)上，EIA研究出了一種支持多節(jié)點、遠距離和接收高靈敏度的RS-485總線標準。RS-485標準采有用平衡式發(fā)送，差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來驅(qū)動總線，具體規(guī)格要求：
（1）接收器的輸入電阻RIN≥12kΩ
（2）驅(qū)動器能輸出±7V的共模電壓
（3）輸入端的電容≤50pF
（4）輸出電壓1.5V（終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關(guān)）
（5）接收器的輸入靈敏度為200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信號“0”（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信號“1”）
因為RS-485的遠距離、多節(jié)點（32個）以及傳輸線成本低的特性，使得EIARS-485成為工業(yè)應用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標準。
2)異步串行通信接口標準與RS—485標準總線
集控器與分機間數(shù)據(jù)通信必然要使用異步串行通信接口，標準的異步串行通信接口主要有(l)RS—232C、RS—232E；(2)RS—449(RS—422、RS—423、RS—485)；(3)20毫安電流環(huán)(4)USB通用接口。
其中RS—449和20毫安電流環(huán)可用于中長距離通信。為保證可靠數(shù)據(jù)通信，在選用通信接口標準時，須注意兩點；一是通信速度和通信距離，二是抗干擾能力。通常的串行通信接口的電氣特性，都有滿足可靠傳輸時的最大傳輸速率和最大傳輸距離指標，這兩個指標之間具有相關(guān)性，適當?shù)亟档蛡鬏斔俾士商岣邆鬏斁嚯x，反之亦然。串行通信接口在保證不超過其使用范圍時都有一定的抗干擾能力，但在某些環(huán)境中，干擾往往十分惡劣，因此在選擇通信介質(zhì)、接口標準時要注意其抗干擾能力，并采取必要的抗干擾措施。
例如，在中遠程傳輸時，使用RS—422能有效抑制共模信號干擾；使用加毫安電流環(huán)技術(shù)，可大大降低對噪聲的敏感程度。提高有線基帶傳輸距離的有效技術(shù)有:
(l)降低波特率。
信號的衰減與信號頻率有很大關(guān)系，降低波特率可減小衰減，使通信距離增大，但卻同時降低了系統(tǒng)控制的反應速度。
(2)加粗通信線直徑。
選用線徑粗的傳輸線可以有效地減小傳輸衰減，但勢必增加成本。
(3)增大發(fā)送端驅(qū)動電壓和電流。
選用輸出電壓和電流較大的驅(qū)動器芯片，可明顯增大通信距離。
(4)提高接收端靈敏度。
(5)采用中繼方式。
對于第一種異步串行通信接口，RS—232C使用廣泛，但缺陷明顯。采用RS—232C標準時，其所用的驅(qū)動器和接收器芯片采用的是單端電路，易引入附加電平：一是來自于干擾，二是由于兩端地電平不同而導致接收器產(chǎn)生錯誤的數(shù)據(jù)輸出。
RS—232C規(guī)定最大負載電容為2500PF，這個電容限制了傳輸距離和傳輸速率，且TTL/RS—232C轉(zhuǎn)換電路屬非平衡電壓型線電路，不具有抗共模干擾特性，如果TTL電平信號直接進行有線傳輸，由于受信號反射波噪聲、信號階躍失真、信號幅度衰減等多種不利因素的影響，其有效傳輸距離非常有限，通常最大不過十幾米。故在一般情況下，RS—232C只用于短距通信(15米內(nèi))。若要遠距通信，需加MODEM。可以看出，要實現(xiàn)中長距離數(shù)據(jù)傳輸，可采用RS—449和20毫安電流環(huán)。20毫安電流環(huán)是將電壓信號通過光耦隔離轉(zhuǎn)換成電流信號，廣泛應用于點對點的通訊中，但是用電流環(huán)實現(xiàn)總線式點對多點的通信卻比較困難，這是因為電流環(huán)是靠電流傳送信號的，輸入阻抗低，線路的損耗也較大，這樣，很難保證最遠端的節(jié)點正確接收到信息。當然，在一定的條件下用電流環(huán)實現(xiàn)點對多點
的通信也是可以的，但距離只能限制在2.5公里以內(nèi)，更重要的是若用電流環(huán)來實現(xiàn)總線網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)容量非常有限，例如在一個有32個分機節(jié)點的總線網(wǎng)內(nèi)，集控器向所有分機發(fā)送信號時，其信號電流大小至少為32*0.02=0.64安，產(chǎn)生這樣大的電流對系統(tǒng)來說要求過高。
鑒于RS—232C的缺陷，制定了RS—449標準。RS—449標準與RS—232C兼容，但增加了許多內(nèi)容，可支持較高的數(shù)據(jù)傳送速率、較遠的數(shù)據(jù)傳送距離，提供平衡電路改進接口的電氣特性等等。RS—423/422標準是RS—449的子集，RS—422A是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”標準，采用雙絞線傳送信號，通過傳輸線驅(qū)動器，把邏輯電平變換成電位差，完成始端的信息傳送；通過傳輸線接收器，把電位差變換成邏輯電平，完成終端的信息接收。
而RS—485是RS—422A的變型，同樣使用專用的接收、發(fā)送芯片，這種類型的芯片一般是差分平衡式的，即采用差分式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，提高了抗共模干擾的能力，因此傳輸距離可達1200米左右，非常適合于本系統(tǒng)。RS—485是一種多發(fā)送器的標準，它擴展了RS—422A的性能，允許雙絞線上一個發(fā)送器驅(qū)動32個負載設(shè)備。負載設(shè)備可以是接收器或收發(fā)器。RS—485每個通道要用兩條信號線，如果其中一條是邏輯“1”狀態(tài)，另一條就是邏輯“0”狀態(tài)。RS—485電路由發(fā)送器、平衡連結(jié)電纜、電纜終端負載、接收器幾部分組成。驅(qū)動器輸出為±2~12V，接收器可檢測到的輸入信號電平可低到200mV。
平衡驅(qū)動器的兩個輸出端分別為+Vl和—Vl，故差分接收器的輸入信號電壓V2=+VI—(—VI)=2VI，兩者間不共地，這樣既可削弱干擾的影響，又可獲得更長的傳輸距離及允許更大的信號衰減。可用于RS—485總線網(wǎng)差分平衡收發(fā)的芯片有MC3486/MC3487、MAX48X/49X系列、MAX148OA/1480B等，本系統(tǒng)采用差分平衡收發(fā)芯片MAX489完成集控器與分機間數(shù)據(jù)通信。MAX48X/49X是MAXIM公司生產(chǎn)的適用于RS—422/RS—485標準的差分平衡收發(fā)芯片系列，其中MAX488~491可用于全雙工通信，其余僅能用于半雙工通信。使用MAX489組成的全雙工總線通信網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)上最大可掛32個收發(fā)站。
在差分平衡系統(tǒng)中，一般采用雙絞線做為信號傳輸線。由于雙絞線在長度、方向上完全對稱，因此它們受到的外界干擾程度完全相同，干擾信號以共模形式出現(xiàn)。在接收器的輸入端共模干擾受到抑制，所以可實現(xiàn)信號的可靠傳送。
另外，信號在傳輸線上傳送，若遇到阻抗不連續(xù)的情況，會出現(xiàn)反射現(xiàn)象，從而影響信號的遠距離傳送，因此必須采用電阻匹配的方法來消除反射。雙絞線的特性阻抗一般為110~130Ω。通常在傳輸線末端接120Ω的電阻，進行阻抗匹配。
3)影響RS-485總線通訊速度和通信可靠性的三個因素
(1)在通信電纜中的信號反射
在通信過程中，有兩種信號因?qū)е滦盘柗瓷洌鹤杩共贿B續(xù)和阻抗不匹配。阻抗不連續(xù)，信號在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有，信號在這個地方就會引起反射，如圖1所示。這種信號反射的原理，與光從一種媒質(zhì)進入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的。消除這種反射的方法，就必須在電纜的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻，使電纜的阻抗連續(xù)。由于信號在電纜上的傳輸是雙向的，因此，在通訊電纜的另一端可跨接一個同樣大小的終端電阻。
從理論上分析，在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻，就再也不會出現(xiàn)信號反射現(xiàn)象。但是，在實現(xiàn)應用中，由于傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等應用環(huán)境有關(guān)。特性阻抗不可能與終端電阻完全相等，因此或多或少的信號反射還會存在。
引起信號反射的另個原因是數(shù)據(jù)收發(fā)器與傳輸電纜之間的阻抗不匹配。這種原因引起的反射，主要表現(xiàn)在通訊線路處在空閑方式時，整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂。信號反射對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懀瑲w根結(jié)底是因為反射信號觸發(fā)了接收器輸入端的比較器，使接收器收到了錯誤的信號，導致CRC校驗錯誤或整個數(shù)據(jù)幀錯誤。
在信號分析，衡量反射信號強度的參數(shù)是RAF（RefectionAttenuationFactor反射衰減因子）。
它的計算公式如式（2-1）
RAF=20lg(Vref/Vinc)（2-1）
式中：Vref—反射信號的電壓大小；Vinc—在電纜與收發(fā)器或終端電阻連接點的入射信號的電壓大小。具體的測量方法如圖3所示。例如，由實驗測得2.5MHz的入射信號正弦波的峰-峰值為+5V，反射信號的峰-峰值為+0.297V，則該通訊電纜在2.5MHz的通訊速率時，它的反射衰減因子為：
RAF=20lg(0.297/2.5)=-24.52dB（2-2）
要減弱反射信號對通訊線路的影響，通常采用噪聲抑制和加偏置電阻的方法。在實際應用中，對于比較小的反射信號，為簡單方便，經(jīng)常采用加偏置電阻的方法。在通訊線路中，如何通過加偏置電阻提高通訊可靠性的原理，后面將做詳細介紹。
（2）在通訊電纜中的信號衰減
第二個影響信號傳輸?shù)囊蛩厥切盘栐陔娎|的傳輸過程中衰減。一條傳輸電纜可以把它看出由分布電容、分布電感和電阻聯(lián)合組成的等效電路。電纜的分布電容C主要是由雙絞線的兩條平行導線產(chǎn)生。導線的電阻在這里對信號的影響很小，可以忽略不計。信號的損失主要是由于電纜的分布電容和分布電感組成的LC低通濾波器。
PROFIBUS用的LAN標準型二芯電感（西門子為DP總線選用的標準電纜），在不同波特率時的衰減系數(shù)如表2-7所示。
表2-7電纜的衰減系數(shù)
通訊波特率16MHz4MHz38.4kHz9.6kHz
衰減體系數(shù)（1km)≤42dB≤22dB≤4dB≤2.5dB
（3）在通訊電纜中的純阻負載
影響通訊性能的第三個因素是純阻性負載（也叫直流負載）的大小。這里指的純阻性負載主要由終端電阻、偏置電阻和RS-485收發(fā)器三者構(gòu)成。
在敘述EIARS-485規(guī)范時曾提到過RS-485驅(qū)動器在帶了32個節(jié)點，配置了150Ω終端電阻的情況下，至少能輸出1.5V的差分電壓。一個接收器的輸入電阻為12kΩ。按這樣計算，RS-485驅(qū)動器的負載能力為：RL=32個輸入電阻并聯(lián)||2個終端電阻=（（12000/32）×（150/2））/（12000/32）+（150/2））≈51.7Ω
現(xiàn)在比較常用的RS-485驅(qū)動器有MAX485、DS3695、MAX1488/1489以及和利時公司使用的SN75176A/D等，其中有的RS-485驅(qū)動器負載能力可以達到20Ω。在不考慮其它諸多因素的情況下，按照驅(qū)動能力和負載的關(guān)系計算，一個驅(qū)動器可帶節(jié)點的最大數(shù)量將遠遠大于32個。
在通訊波特率比較高的時候，在線路上偏置電阻是很有必要的。它的作用是在線路進入空閑狀態(tài)后，把總線上沒有數(shù)據(jù)時（空閑方式）的電平拉離0電平。這樣一來，即使線路中出現(xiàn)了比較小的反射信號或干擾，掛接在總線上的數(shù)據(jù)接收器也不會由于這些信號的到來而產(chǎn)生誤動作。通過下面的例子，可以計算出偏置電阻的大小：終端電阻Rt1=Rr2=120Ω；假設(shè)反射信號最大的峰-峰值Vref≤0.3Vp-p，則負半周的電壓Vref≤0.15V;終端的電阻上由反射信號引起的反射電流Iref≤0.15/(120||120)=2.5mA。
一般RS-485收發(fā)器（包括SN75176）的滯后電壓值為50mV，即：（Ibias-Iref）×（Rt1||Rt2）≥50mV；于是可以計算出偏置電阻產(chǎn)生的偏置電流Ibias≥3.33mA+5V=Ibias(R上拉+R下拉+（Rt1||Rt2）)
通過式2可以計算出R上拉=R下拉=720Ω在實際應用中，RS-485總線加偏置電阻有兩種方法：
（1）把偏置電阻平衡分配給總線上的每一個收發(fā)器。這種方法給掛接在RS-485總線上的每一個收發(fā)器加了偏置電阻，給每一個收發(fā)器都加了一個偏置電壓。/
（2）在一段總線上只用一對偏置電阻。這種方法對總線上存在大的反射信號或干擾信號比較有效。值得注意的是偏置電阻的加入，增加了總線的負載。
4)RS-485總線的負載能力和通訊電纜長度之間的關(guān)系
在設(shè)計RS-485總線組成的網(wǎng)絡(luò)配置（總線長度和帶負載個數(shù)）時，應該考慮到三個參數(shù)：純阻性負載、信號衰減和噪聲容限。純阻性負載、信號衰減這兩個參數(shù)，在前面已經(jīng)討論過，現(xiàn)在要討論的是噪聲容限（NoiseMargin）。RS-485總線接收器的噪聲容限至少應該大于200mV。前面的論述者是在假設(shè)噪聲容限為0的情況下進行的。在實際應用中，為了提高總線的抗干擾能力，總希望系統(tǒng)的噪聲容限比EIARS-485標準中規(guī)定的好一些。從下面的公式能看出總線帶負載的多少和通訊電纜長度之間的關(guān)系：
Vend=0.8(Vdriver-Vloss-Vnoise-Vbias)(2-3)
其中：Vend為總線末端的信號電壓，在標準測定時規(guī)定為0.2V；Vdriver為驅(qū)動器的輸出電壓（與負載數(shù)有關(guān)。負載數(shù)在5～35個之間，Vdriver=2.4V；當負載數(shù)小于5，Vdriver=2.5V；當負載數(shù)大于35，Vdriver≤2.3V）；Vloss為信號在總線中的傳輸過程中的損耗（與通訊電纜的規(guī)格和長度有關(guān)），由表2-7提供的標準電纜的衰減系數(shù)，根據(jù)公式衰減系數(shù)b=20lg(Vout/Vin)可以計算出Vloss=Vin-Vout=0.6V(注：通訊波特率為9.6kbps，電纜長度1km，如果特率增加，Vloss會相應增大)；Vnoise為噪聲容限，在標準測定時規(guī)定為0.1V；Vbias是由偏置電阻提供的偏置電壓（典型值為0.4V）。
式（2-3）中乘以0.8是為了使通信電纜不進入滿載狀態(tài)。從式（2-3）可以看出，Vdriver的大小和總線上帶負載數(shù)的多少成反比，Vloss的大小和總線長度成反比，其他幾個參數(shù)只和用的驅(qū)動器類型有關(guān)。因此，在選定了驅(qū)動器的RS-495總線上，在通信波特率一定的情況下，帶負載數(shù)的多少，與信號能傳輸?shù)淖畲缶嚯x是直接相關(guān)的。具體關(guān)系是：在總線允許的范圍內(nèi)，帶負載數(shù)越多，信號能傳輸?shù)木嚯x就越小；帶負載數(shù)據(jù)少，信號能傳輸?shù)木嚯x就發(fā)越遠。
5)分布電容對RS-485總線傳輸性能的影響
電纜的分布電容主是由雙絞線的兩條平行導線產(chǎn)生。另外，導線和地之間也存在分布電容，雖然很小，但在分析時也不能忽視。分布電容對總
線傳輸性能的影響，主要是因為總線上傳輸?shù)氖腔ㄐ盘枺盘柕谋磉_方式只有“1”和“0”。在特殊的字節(jié)中，例如0x01，信號“0”使得分布電容有足夠的充電時間，而信號“1”到來時，由于分布電容中的電荷來不及放電，(Vin+)—(Vin-)-還大于200mV，結(jié)果使接愛誤認為是“0”，而最終導致CRC校驗錯誤，整個數(shù)據(jù)幀傳輸錯誤。
由于總線上分布影響，導致數(shù)據(jù)傳輸錯誤，從而使整個網(wǎng)絡(luò)性能降低。解決這個有兩個辦法：
（1）降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈省?/p>
（2）使用分布電容小的電纜，提高傳輸線的質(zhì)量。
RS-485通訊標準的特點是抗干擾能力強、傳輸速率高、傳輸距離遠。在采用雙絞線，不用MODEM的情況下，在100kbps的傳輸速率時，可傳送1200m，若速率9600bps，則傳送距離可達1500m。它允許的最大傳輸速率為1OMbps傳輸距離為15m時)。RS485通訊標準允許平衡電纜上連接32個發(fā)送器/接收器對，目前已在許多方面得到應用，尤其是在多點通信系統(tǒng)中，是一個很有發(fā)展前途的串行通信接口標準。
2.3本設(shè)計電度表的誤差分析
自九十年代起,智能電度表逐漸進入市場。目前已在電能計量儀表中占有一定的份量,國內(nèi)外的生產(chǎn)廠家數(shù)目日益增多。由于電度表是計費的依據(jù),關(guān)系到供電單位和用電者的權(quán)益,所以雙方對于計量誤差都很重視。
電度表的誤差和任何測量工具一樣是在所難免的。在工程設(shè)計方面,自然是必須力求其降至最低,但極需配合市場的接受能力劃出一個界限,不能漫無限制地改進。在選用智能電度表時,應注意性能和價格的關(guān)系,必要時可以參考前面的表格。對太廉價的產(chǎn)品,應進一步查詢考證其測量準確度的可靠程度。
目前智能電度表依其對電量的檢測方式,可分為全電子式和機電一體式兩類。因此對電度表而言,無論是全電子式、機械式或機電一體式都是在可能的價格范圍內(nèi)對電壓u(t)及電流i(t)作最精密的測量,然后以最精密的時間積分而得到最準確的電量。
全電子式電度表最大的弱點在于當電子線路受到損害之后,所有的資料將完全損失,很容易造成爭議。所以有廠家采用步進電機和CPU控制的脈沖發(fā)生機構(gòu)相連,以機械方式輔助記錄。但這種做法一方面增加成本,另一方面由于步進電機經(jīng)常發(fā)生遺漏脈沖的現(xiàn)象,常常使得機械記錄和電子記憶有明顯的差異。這種誤差由于其是動態(tài)發(fā)生的,所以無從估計。
機電一體式電度表的測量誤差來源有兩方面,一是機械表芯對電量測量的誤差,另一是電子部份檢測機械表芯時的誤差。
2.3.1機械表芯測量誤差
機械表芯是將被測電量轉(zhuǎn)換成鋁盤的旋轉(zhuǎn)圈數(shù),然后以機械計數(shù)器顯
示。這種測量方式已使用了數(shù)十年之久,所有誤差都有規(guī)范可循,成為一種完全成熟的技術(shù)。最重要的是這種計量方法已得到售電和用電雙方廣泛的支持與接受,采用這種單元作為計費基礎(chǔ)完全能被市場認可。由于計數(shù)器不會因為電路的沖擊而變動,所以當發(fā)生異常現(xiàn)象而使電表損毀時，機械表芯仍能維持損毀前的最后記錄,可供參考。
2.3.2電子檢測誤差
在機電一體式結(jié)構(gòu)中,電子電路必須從機械表芯旋轉(zhuǎn)元件(鋁盤)讀取轉(zhuǎn)動量作為計量資料。常用的讀取方式可分為電磁式和光電式兩大類。
(1)電磁式讀頭誤差
電磁式讀頭是基于霍爾效應的原理,在表芯轉(zhuǎn)軸上加裝一永磁轉(zhuǎn)子,和在表芯支架上安置一電磁檢測芯片而成。每當轉(zhuǎn)子通過檢測芯片附近時,將使檢測芯片產(chǎn)生一感應脈沖。計算此脈沖量可測得轉(zhuǎn)動量。由于磁場本身并無明顯的界限,所以脈沖產(chǎn)生的門檻就沒有清晰的界限。在快速旋轉(zhuǎn)時,這種現(xiàn)象造成的影響不大。但由于鋁盤的旋轉(zhuǎn)速度會隨著負載的不同而有很大的差異,可能快至每秒1圈以上,也可能慢到每5分鐘1圈或更低,所以當此模糊界限通過霍爾集成塊時,不論是由于機械振動或電路振蕩,都可能造成多重脈沖而引起誤差。加濾波電路的辦法又因轉(zhuǎn)速覆蓋的范圍太廣,使得適當?shù)臅r間常數(shù)非常難以決定。此外,由于額外的磁元件引入到表芯之中,或多或少會干擾電磁測量部件而使測量誤差進一步增加。
(2)光電式讀頭誤差
光電式讀頭有遮斷式和反射式兩種,它們都是由一個紅外線發(fā)光二極管及一個光敏三極管組成。如果用遮斷式,就必須在表芯內(nèi)增加一個與鋁盤同步同軸轉(zhuǎn)動的扇形盤,來間斷性地遮斷紅外線的通過,在光敏三極管上造成脈沖。反射式則以鋁盤做反射面,只要將適當?shù)纳刃螀^(qū)域涂黑阻止反射,即可產(chǎn)生所需的脈沖。不管是遮斷式還是反射式,其扇形區(qū)的界限都不可能非常的光潔,再加上鋁盤轉(zhuǎn)動速度的范圍極廣,因此與電磁式一樣,在超低速時如何避免誤讀是一個極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題。
3.軟件設(shè)計
3.1軟件設(shè)計的思想和方法
工業(yè)用智能電度表，主要用于電力部門的發(fā)電廠、變配電站進行電能的收費、計劃、統(tǒng)計電量等。其次用于工業(yè)大用戶，進行電能量的計量，收費和工業(yè)自動化等方面。因此電能的采集一般由集中器或RTU下表發(fā)命令完成。電度表本身收到的命令有兩類：即設(shè)置表號（表地址）命令和讀表命令。
軟件主要完成的功能有主程序、串口中斷子程序兩部分。其中主程序完成I/O電平、X25045的設(shè)置；看門狗定時常數(shù)設(shè)為1.4S，并且在主程序中循環(huán)復位定時常數(shù)。
串口中斷子程序完成設(shè)置表號、讀表和上傳計數(shù)值。上位機向電度表發(fā)送的命令格式為：“EB90EB90表地址碼命令碼校驗碼”，“EB90EB90”為同步字節(jié)，命令碼為“00”并且表地址編碼的最高位為“1”時，表示設(shè)置表號，而“01”表示讀表。電度表向上位機發(fā)送格式為：“EB90EB90表地址碼表計數(shù)值（六位BCD碼）校驗碼”。
3.2軟件流程圖
圖3-1主程序流程圖
圖3-2串口中斷子程序框圖
4.結(jié)論
本論文主要研究了智能電度表的硬件設(shè)計，在硬件的研制過程中考慮到了可靠性及實用性。但是由于研究時間和條件上的限制，本設(shè)計還有許多需要改進的地方。比如，在軟件的設(shè)計中，只是籠統(tǒng)的給出了軟件流程圖，沒有具體的程序，由于時間上的限制，沒有全部完成非常遺憾。希望可以在以后的時間加以完善。智能電度表在我國具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γm然起步較晚，但勢頭非常迅猛。在鑒于我國幅員遼闊，各地、乃至同一城市不同區(qū)域的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)布局以及負荷情況都不相同的實際情況下，本著降低成本、提高可靠性的原則，因地制宜地開發(fā)出各種適宜的智能電度表。這樣，一個城市或電業(yè)局可以真正實現(xiàn)電能自動監(jiān)測、調(diào)度管理系統(tǒng)，使我國的電能自動化管理水平向前邁進一大步。
在一些城市住宅建設(shè)發(fā)展較快的城市，已經(jīng)有多個智能化小區(qū)安裝了智能電度表。對于電力行業(yè)管理者來說，對各類不同用戶的不同用電負荷可以進行準確地記錄，是智能電度表最吸引他們的地方。業(yè)內(nèi)人士預言，隨著各種智能電度表產(chǎn)品的問世，“人工抄表”退出歷史舞臺，智能抄表系統(tǒng)“一統(tǒng)天下”的日子不遠了。
①社會效益分析
(1)智能電度表為“一戶一表”工程的實施提供了有力支持。
(2)智能電度表能夠使抄表人員從抄抄寫寫中解放出來，投身到“優(yōu)質(zhì)服務”中去。
(3)智能電度表能夠避免抄、核、收環(huán)節(jié)中人為造成的人情電、關(guān)系電和抄表差錯等一系列因素，減輕了居民負擔。
②管理效益分析
(l)智能電度表能夠提高抄表質(zhì)量，避免估抄、漏抄和錯抄。
(2)縮短抄表周期，避免因工作量大而導致的“雙月抄表”現(xiàn)象。
(3)智能電度表可實現(xiàn)“同步抄表”。即總表和分表同時抄錄，有利于線損計算。
(4)智能電度表可實現(xiàn)對用戶異常用電的實時監(jiān)控，遏止竊電現(xiàn)象。
③經(jīng)濟效益分析
(l)節(jié)省人力的效益：智能電度表可節(jié)省幾十名至幾百名工作人員，假如
每個抄表員每月抄表1000戶，每人年薪1.5萬元。智能電度表可直接經(jīng)
濟效益達幾十至幾百萬元。
(2)降損效益：智能電度表系統(tǒng)能夠挽回線損損失。它帶來的利益不僅僅
只局限于直接經(jīng)濟效益。實際上，其所帶來的隱含的、間接的經(jīng)濟效益則
遠高于直接帶來的經(jīng)濟效益。
智能電度表的新技術(shù)展望主要是電能表和智能抄表技術(shù)的新技術(shù)展望。各種智能電度表都有其特點，有其相適應的應用環(huán)境和存在條件，我們在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合各種系統(tǒng)的優(yōu)勢和長處，使其揚長避短發(fā)揮出更大的優(yōu)勢。
（1）、網(wǎng)絡(luò)化電度表
電能計量信息網(wǎng)絡(luò)是一個由電能計量與智能抄表系統(tǒng)集成的新概念，其中電度表本身應帶有上網(wǎng)接口并具備通訊能力。設(shè)計好網(wǎng)絡(luò)的硬件編碼、技術(shù)指標與功能、通信規(guī)約、軟件平臺與數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，要做到原有各系統(tǒng)接口統(tǒng)一與兼容。實現(xiàn)實時抄表、實時計量與分析實時管理。
（2）、多用戶智能化電子式電度表
這種模式是多個用電戶共取一個公共電壓，而每個用電戶的電源進線處只需裝一個CT即可，這些采集到的電流、電壓信號就地由微處理器處理。所有用電戶的用電信息都交由設(shè)在異地的一臺微機來處理、記錄和存儲，見不到傳統(tǒng)意義上電度表的蹤影了。
1）基于移動無線網(wǎng)絡(luò)(GSM)的抄表系統(tǒng)
GSM智能抄表是一種基于智能小區(qū)完善的硬件環(huán)境發(fā)展起來的自動抄表技術(shù)。這種完善的硬件環(huán)境主要是指完善的居民住宅小區(qū)智能化管理系統(tǒng)，主要包括住戶信息管理、安防(防盜防入侵系統(tǒng)；電視監(jiān)控；門禁系統(tǒng))和通訊(閉路電視；電話程控交換機；無線基站)等功能模塊。其智能抄表的基本思路是：所有用戶的數(shù)據(jù)通過蜂窩移動無線網(wǎng)GSM以短信息(SMS)的模式上傳到GSM網(wǎng)的SMS中心；SMS中心將接收到的數(shù)據(jù)通過專線傳遞給用電管理部門等的數(shù)據(jù)處理服務器。由于現(xiàn)在GSM網(wǎng)的覆蓋面已幾乎遍及全國，故構(gòu)建這種智能抄表系統(tǒng)時，完全可以利用現(xiàn)成的GSM無線網(wǎng)而不需再新建基站，而且，這樣的智能抄表系統(tǒng)一旦開發(fā)成功，可直接向有需求的地方推廣，不需因地域的不同而進行改造。
2）INTERNET抄表
現(xiàn)代居民住宅小區(qū)智能化管理系統(tǒng)的一個最新發(fā)展動態(tài)是“一切都上網(wǎng)”，寬帶網(wǎng)線路建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)花費一天天降低，使這一切變得越來越現(xiàn)實，有線電視、IP電話、遠程醫(yī)療、網(wǎng)上購物等全方位服務，可視電話以及電表，水表和防盜/防災探測報警器等都聯(lián)到網(wǎng)上，由居民區(qū)的物業(yè)管理部門完成對本小區(qū)所有居民用戶的生活和消費的網(wǎng)絡(luò)化管理。在這樣的網(wǎng)絡(luò)化管理模式下，智能抄表只是該系統(tǒng)所具有眾多功能中的一種，隨著這種管理系統(tǒng)的不斷完善和健全，智能抄表在其中所占的成本消耗將會不斷下降。
3）藍牙技術(shù)
藍牙技術(shù)(1998年出現(xiàn)，是一種采用2.4GHzIMS[Industrial，scientificandMedical]頻譜的短程無線技術(shù)，主要用來打破現(xiàn)時一般以紅外線或電纜線聯(lián)系不同產(chǎn)品時受到的限制，能夠在約幾十米的距離內(nèi)無需連接電纜線或紅外接口就可進行數(shù)據(jù)交換。藍牙技術(shù)的迅速擴展給我們以新的啟發(fā)：能否將藍牙技術(shù)用于自動抄表?有人說，藍牙技術(shù)離能真正實用還需
一、兩年的時間；還有人認為，藍牙技術(shù)不會往自動抄表方向“伸腿”，因為相對于現(xiàn)在的藍牙芯片來講，有些已有抄表技術(shù)的成本比較低；但有人想到，對那些利用現(xiàn)有自動抄表技術(shù)很難抄到的所謂“死角”處的電度表，利用藍牙技術(shù)可能再好不過了。藍牙技術(shù)到底能否在智能抄表方面獲得應用無需爭論，但作為從事微機化測量技術(shù)與儀器儀表研發(fā)的工程技術(shù)人員，應該在每一項新的計算機、網(wǎng)絡(luò)、通訊和微電子技術(shù)誕生之后就立即著手考慮，它能否給自己所從事的科研帶來革新性的發(fā)展和變化。
致謝
經(jīng)過幾個月的努力，我終于完成了智能電度表的硬件設(shè)計，可以說是如釋重負，倍感輕松，在此對老師們的指導和教育表示由衷地感謝。
在此，首先我要向我的指導老師張偉，致以衷心的感謝。他工作認真負責，一絲不茍，及時的詢問我們做課程設(shè)計的進度。對同學的幫助不是簡單告訴，而是讓我們用自己掌握的知識進行探索，最后，在一起經(jīng)過激烈的討論，得出結(jié)果，使我們能夠形成自己的學習方法。并且督促我們養(yǎng)成良好的學習習慣和嚴謹?shù)目茖W作風。最重要的是，張老師反復強調(diào)對待困難不要輕易放棄，要堅持不懈。這不僅使我順利的完成課題，更培養(yǎng)了自己樂觀向上的科研精神，這種精神也會無形的鞭策我在以后的工作學習中做事認真，精益求精。
另外，我還要感謝在這四年中所有教過我的老師們，正是他們的辛勤工作，使我在這四年之內(nèi)學到了豐富的知識，培養(yǎng)我自學自立的學習風格，在不斷的學習中完善自我，充實自我。在此我再次表達我對所有教導過我的老師們的誠摯謝意！
最后，要感謝我身邊的同學們，在遇到許多自己不懂的問題時，他們給我不小的幫助，是他們不斷的支持我做完最后的工作。在這里對他們表示真心的感謝！
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