自动抄表技术论文范文

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电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节，传统的电能量结算是依靠人工定期到现场抄读数据，在实时性、准确性和应用性等方面都存在不足。而用电客户不仅要求有电用，而且要求用高质量的电，享受到更好的服务。因此提高电力部门电费实时性结算水平,建立一种新型的抄表方式已成为所有电力部门的共识。再加上供电部门对防窃电技术也提出了更高的要求。

电能计量自动抄表系统是将电能计量数据自动采集、传输和处理的系统。它克服了传统人工抄表模式的低效率和不确定性，推进了电能管理现代化的发展进程。

1电能计量自动抄表系统的构成和特点

典型的电能计量自动抄表系统主要由前端采集子系统、通信子系统和中心处理子系统等三部分组成，如图1所示。

1.1前端采集子系统

按照采集数据的方式不同，电能计量自动抄表系统可分为本地自动抄表系统和远程自动抄表系统两种。

本地自动抄表系统的电能表一般加装红外转换装置，把电量转换为红外信号，抄表时操作人员到现场使用便携式抄表微型计算机，非接触性地读取数据。

远程自动抄表系统由电子式电能表或加装了光电转换器的机电脉冲式电能表构成系统的最前端，它们把用户的用电量以电脉冲的形式传递给上一级数据采集装置。目前实际应用的远程自动抄表系统大多采用两级式数据汇集结构，即由安装于用户生活小区单元的采集器收集十几到几十个电能表的读数，而安装在配电变压器下的集中器则负责定期从采集器读取数据。

1.2通信子系统

通信子系统是把数据传送到控制中心的信道。为了适应不同的环境条件以及成本要求，通信子系统的构成有多种方案。按照通信介质的不同，通信子系统主要有光纤传输、无线传输、电话线传输和低压电力线载波传输等四种。

光纤通信具有频带宽、传输速率高、传输距离远以及抗干扰性强等特点，适合上层通信网的要求。但因其安装结构受限制且成本高，故很少在自动抄表系统中使用。

无线通信适用于用户分散且范围广的场合，在某个频点上以散射通信方式进行无线通信。其优点是传输频带较宽，通信容量较大(可与几千个电能表通信)，通信距离远(几十千米，也可通过中继站延伸)。目前，GPRS无线通信网络为无线抄表系统的实施提供了高效、便捷、可靠的数据通道。主要缺点是需申请频点使用权，且如果频点选择不合理，相邻信道会相互干扰。

租用电话线通信是利用电话网络，在数据的发出和接收端分别加装调制解调器。该方法的数据传输率较高且可靠性好，投资少；不足之处是线路通信时间较长(通常需几秒甚至几十秒)。

低压电力线载波通信利用低压电力线作为系统前端的数据传输信道。其基本原理是：在发送数据时，先将数据调制到高频载波上，经功率放大后耦合到电力线上。此高频信号经电力线路传输到接收方，接收机通过耦合电路将高频信号分离，滤去干扰信号后放大，再经解调电路还原成二进制数字信号。电力线载波直接利用配电网络，免去了租用线路或占用频段等问题，降低了抄表成本，有利于运营管理，发展前景十分广阔。但是，如何抑制电力线上的干扰，提高通信可靠性仍是亟待解决的问题。

1.3中心处理子系统

中心处理子系统主要由中心处理工作站以及相应的软件构成，是整个电能计量自动抄表系统的最上层，所有用户的用电信息通过信道汇集到这里，管理人员利用软件对数据进行汇总和分析，作出相应的决策。如果硬件允许，还可直接向下级集中器或电能表发出指令，从而对用户的用电行为实施控制，如停、送电远程操作。

2电能计量自动抄表技术的现状

2.1电能表

传感器、自动化仪表以及集成电路技术的发展，使得无论是机电脉冲式还是电子式电能表已能够较好地满足当今电能计量自动抄表技术的需要。预计今后相当一段时间内，电能计量自动抄表系统的终端采集装置将以机电脉冲式电能表和电子式电能表两种仪表为主。

2.2采集器和集中器

采集器和集中器是汇聚电能表电量数据的装置，由单片机、存储器和接口电路等构成，现在已经出现了较成熟的产品。

2.3通信信道

通信子系统是电能计量自动抄表技术中的关键。数据通信方式的选取要综合考虑地理环境特点、用户用电行为、技术水平、管理体制和投资成本等因素。国内外对于不同通信方式各有侧重，在西方发达国家，对于电能计量自动抄表技术的研究起步较早，电力系统包括配电网络较规范、完备，所以低压电力线载波技术被广泛应用；在我国，受条件所限，较多使用电话线通信。近来，随着对扩频技术研究的深入，低压电力线载波中干扰大的问题逐步得到解决，因此，低压电力线载波通信方式在电能计量自动抄表技术中的应用有逐步推广的趋势。

3电能计量自动抄表技术的热点和发展趋势

3.1电力线载波通信

电力线载波通信，是将信息调制为高频信号(一般为50～500kHz)并叠加在电力线路上进行通信的技术。其优势是利用电力线作为通信信道，不必另外铺设通信信道，大大节省投资，维护工作量少，可灵活实现“即插即用”。目前，国内10kV以上电压等级的高压电力线载波技术已经较成熟，但低压电力网络上的载波通信还未能达到令人满意的水平，这在一定程度上制约了电能计量自动抄表技术在我国的实际应用。

3.2无线扩频通信

扩频技术是一种无线通信方式，把发送的信息转换为数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号，以扩展信号的频谱，通过相关接收，用相同的频码序列解扩，最后经信息解调，恢复出原始信息。扩频通信距离一般可达几十千米，其最大的优点在于抗干扰能力较强，因此具有较强的安全保密性。扩频技术在电能计量自动抄表系统的典型应用方式是：采集器通过电力线载波把数据传至集中器，再由设置在集中器附近的扩频电台把数据发送给中央处理站的接收电台。

3.3复合通信

在应用于电能计量自动抄表系统中的所有通信模式中，各种通信模式都有优缺点，任何一种采用单一通信技术的方案均很难完全满足需要。为解决这类矛盾，提出了复合通信方案。

复合通信方案是在自动抄表的不同通信阶段采用不同的通信方式，组成实现电能自动抄表的复合通信网络。在数据传输量不太大、传输距离较近的底层数据采集阶段(电能表到采集器，采集器到集中器)，可以采用如红外、低压电力线载波甚至点对点的通信方式；而在集中器到中央处理站段，则可采用电缆、电话线或无线通信等。选择什么样的复合方式，需根据实际情况统筹考虑。混合使用的各种通信方式之间要有很好的相容性，不能相互干扰，这其中涉及到运筹学、最优规划等方面的研究与设计。

3.4自动抄表的安全性

自动抄表的安全性主要包括自动抄表过程的安全性和中心处理子系统的计算机网络安全性。电能计量自动抄表系统的抄表过程是分散的采集器、集中器与中心处理站间交换数据的过程。通信中既要保证所抄数据的安全、可靠传输，又必须确保中心处理子系统不会受到来自传输网络的意外攻击。

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【摘　要】随着我国电子信息和科学技术的迅速发展，电力企业得到了很大的改善，远程自动抄表技术对于供电企业提高用电营销管理水平、增加企业经济效益和获得较大的社会效益意义重大。介绍了远程自动抄表技术在电力企业中的应用情况，分析和指出了远程自动抄技术在营销工作中需要注意的问题及改进措施。

关键词 电力营销；远程自动抄表；现状；存在问题；解决措施

1　远程自动抄表系统现状

远程自动抄表系统运用电量采集设备和应用软件系统，建立了相应的电能表档案，实现对采集电量的分析处理，可监测计算母线电量平衡，及时发现存在的问题，现了对变电站出口计量客户的自动抄表．与营销信息系统连接进行电费计算，对高耗能客户“五天一抄表、五天一结算”。

目前，系统根据具体情况分别通过光缆、公用电话网、移动通信网3种方式进行通信，可实现主叫与被叫。用于与采集设备进行通信的通信控制软件，可监测采集器及相关设备的运行。支持本地、网络多路径存放数据文件，实现数据共享，系统数据安全、可靠。

在应用的过程中，受客观条件限制，还存在着一些影响或限制系统稳定运行的问题：

1）防火墙等网络安全技术尚未与系统结合应用，系统数据的安全性还存在隐患。

2）采集终端还不能完全统一，仍存在机械表或机电一体式电能表，对数据采集的准确性有一定影响。

3）数据规约管理还存在差异。部分变电站建成的远程采集电能表或采集设备不符合当前应用系统数据规约，使得数据传输通信受到限制。

4）采集系统覆盖面还不够，一部分大客户、配变还未完全纳入远抄范围，使得线损计算、电量综合统计分析等管理只局限于变电站层面。

2　 远程自动抄表系统规划

2.1　完善变电站远程抄表系统

1）针对新增变电站提出远程抄表系统建设要求，选用数据规约相符的多功能电能表，选用原有设备厂商提供的新型采集设备，统一纳入现有远程抄表系统管理。

2）对变电站各级关口电能表拟定分批更换为全电子式多功能电能表的工作计划，争取资金，对三相三线制计量方式进行三相四线制改造，在从互感器、电能表上提高计量精度的同时，将电能表分批更换为多功能电能表，以适应远程抄表系统的技术要求。

3）在相应网络连接的关口设置防火墙，防止因系统连接外网或网络之间连接使系统数据受到病毒侵入等安全威胁。

2.2　新建大用户和配电变台自动抄表系统

基于大用户和配电变台计量点较分散的特点，难以做到给每个分散的地点都安装固定电话或移动卡，根据当前远程自动抄表技术发展形势，计划采用适合配电变压器数据采集的新技术。有选择地在每个半径500～3000m的区域内，使用1台高性能的智能电表数据采集器，自动抄收区域内的多块配变电表数据。用微波通信无线抄表器完成配变电能表与采集器之间的预定时间信息传递和逻辑连接。采集器既可以使用GPRS无线网，也可使用有线电话网或电脑以太网传输数据。

配电变台及高耗能用电客户远程抄表系统主要由智能电表数据采集器、无线抄表器、通信控制软件、电量管理分析软件四部分组成。智能电表数据采集器除了能采集电能表的电量数据之外，还能采集有功功率、三相电流、三相电压、功率因数、失压报警、电表时钟等多种数据。并可具有单总线上多协议的功能。采集器除了配备GPRS模块外，还配置有线电话接口，以方便与其他系统相连接。无线抄表器使用单片式无线数字通信集成电路，配有8个信道。郊外通信距离可达3km左右，城区约在0.5～1.5km。通信控制部分与电量管理分析软件可以使用现有系统设备进行升级，以监测采集器及相关设备的运行，并进行电量数据查询统计分析。

2.3　建设居民集中抄表系统

根据电能表型式及装设模式的不同分别采取不同的终端采集方式，如：零散住户、旧的居民小区考虑到电能表分楼层装设，其采集终端数据信息可利用载波方式传输到集中器；而新的居民小区已经要求电能表全部采用一楼集中装设模式，故可以应用485数据线连接方式传输到集中器，大大提高数据传输的可靠性。台区与主站的通信方式可根据网络覆盖情况和地区通信业特点选择有线电话拨号或GPRS方式。

2.4　与营销信息管理系统的管理接口

目前使用的远程抄表系统与营销信息管理系统已经实现中间库形式的接口，远程抄表系统通过中间库，根据营销信息系统的数据需求提供相应的数据信息。要求新建的项目必须统一使用与现有远抄系统数据规约、技术要求相符的硬件和软件，以达到系统的集中规范，也便于与营销信息系统的数据连接共享。

3　远程自动抄表技术应用中存在的问题及解决措施

通过近年来的发展，远程自动抄表技术在供电企业的应用愈加广泛，在变电站、大用户、配电公用和专用变台、居民小区等都有应用，但因投资、规划和技术发展等原因，使得很多地方在技术应用方面存在着一些问题，主要有以下方面。

3.1　技术、设备

变电站远抄、大用户和配变抄表以及居民小区集中抄表所应用的远程自动抄表技术、设备的厂家不统一，存在着系统维护、应用分散现象，缺乏统一的数据应用平台，使得各个系统不能充分发挥作用。

解决措施：应该在所应用的系统中确定一个主流系统，将其他应用整合到这个系统中来，形成一个综合远程自动抄表系统，与营销信息管理系统以数据接口方式进行连接，实现全部数据的综合分析，线损也可实现分电压等级、分线分台区的分别统计分析和汇总，使得系统可以集中为营销管理工作发挥整体作用。

3.2　采集终端

自动抄表采集终端采用全电子式电能表的适应环境能力还不能完全达到实际应用要求。根据电力行业标准规定，电子户外式多功能电能表工作条件为-25～55℃，极限工作条件为-25～60℃，这对我国大部分地区的气候都能够满足，但在我国北方的部分地区，在温度超过其工作条件时，会导致电能表液晶屏幕停止工作或电子元件损坏。在逐步扩大远程抄表应用面的过程中，应用于室外的情况越来越多，针对过低温度超过标准工作条件以下时可能会出现的电能表停滞，应该做好一定的准备，防范在此过程中造成数据损失。

用全电子式电能表更换原有的机械表，无论从计量精度，抄表系统的维护量及自动监测数据的丰富性等方面都有极大的改善，并且结合某些电能表的负荷控制功能，系统还可以对指定线路的负荷进行控制，借助于智能电能表的预付费功能，系统还可以发展大用电客户的远程付费控制业务，这已经是当前发展的主流趋势。为了保证终端工作的稳定可靠，一是要在选型时充分考虑当地气候条件，为供货商提供必要的技术要求，要求其供应产品的工作条件要满足当地需求；二是对安装在户外，尤其较偏远地段的台区，采取定制的计量箱，设置必要的防高温、防寒隔层措施，以保证电能表的工作环境符合要求。

3.3　通信方式

自动抄表的通信方式各有利弊，不可片面追求通信方式统一。在实际应用过程中，由于面对的是城区、近郊以及远郊的不同区域，公用电话网、移动网络都会有难以覆盖需求区的情况，应该考虑因地制宜，考虑各种通信方式的优缺点，采取复合通信方式进行（下转第271页）（上接第250页）数据传输。

通信系统主体一般主要有光纤传输、无线传输电话线传输和低压电力线载波传输4种。光纤通信频带宽、传输速率高、传输距离远、抗干扰性强，适合上层通信网的要求，但因其安装结构受限制且成本高，一般只应用于变电站层面。无线通信适用于用电客户分散且范围广的场合，其优点是传输频带较宽，通信容量较大，通信距离远，主要缺点是需申请频点使用权，且如果频点选择不合理，相邻信道会相互干扰。目前，GPRS无线通信网络为无线抄表系统的实施提供了高效、便捷、可靠的数据通道。租用电话线通信数据传输率较高且可靠性好，投资少，不足之处是线路通信时间较长(通常需几s甚至几十s)。电力载波通讯最大的问题就是信号衰减和抗干扰能力，虽然很多厂商研制了抗干扰电路、中继功能、扩频技术的综合应用，但其实用性还有待于在实际应用中进一步检验。

4　应用

自动抄表系统应用方面，受应用企业人员、管理等方面因素限制．全面功能的开发使用还有不足。必须要有相应的组织机构及技术人员去管理和维护，需要多学习同行业先进单位的好经验，取长补短，不断完善。

参考文献

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一、概述

远程抄表系统是指由主站通过传输媒体对多个电能表记录的电能信息实现远程自动抄读的系统，也就是实现对电能表数据的自动采集和传输的系统。远程抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据传输通道、主站系统组成。常见的远程抄表技术主要分为有线抄表技术及无线抄表技术两大类，其中，有线抄表技术主要包括总线式抄表技术、电力线载波式抄表技术；无线抄表技术主要包括掌上抄表技术、基于无线网络的抄表技术。

二、远程抄表技术中国专利申请的分析研究

2.1总体情况

截止本文的检索时间，在CNTXT数据库中以“远程抄表”为关键词对中国专利申请进行检索，从申请人类别看，企业仍是申请的主力，高校、个人也提出了一定数量的申请，还有部分申请由企业与高校联合提出；从申请人地域看，申请量在前5位的省份是广东、北京、江苏、山东、浙江，上述地区经济相对发达，对新兴技术的认知程度相对较高，知识产权保护意识相对较强，促使了较高的申请量。从2002年起，远程抄表技术的中国专利申请量保持在每年30件以上，并呈逐年增长的趋势；从2009年起，申请量增长极为迅速，从2009年的111件，到2010年的174件，再到2011年起每年保持300件以上，这很大程度上与通信技术尤其是网络技术开始走进千家万户并广泛应用于各行各业有关，同时也表明我国对远程抄表技术的关注与发展正在持续升温。

2.2 技术热点

2.2.1 针对远程抄表系统的改进

在远程抄表技术中国专利申请中，涉及针对电能表、采集器、集中器、主站系统的改进。

发明专利申请CN201510782526涉及一种反遥控窃电的智能电表，该发明提出的反遥控窃电的智能电表，在现有远程抄表功能的基础上，实现了反遥控窃电的功能，当窃电现象发生时，不但可以跳闸以保护电能，还能利用远程通信模块、载波模块向电力公司发出报警。

实用新型申请CN201220279934涉及一种自适应的电能表采集器，其具有自适应电能表的通信波特率的功能，能够自适应电能表通信规约，自适应各种通信模块，抗干扰能力强，不需另外布线，不需现场抄表，节约人力成本，提高工作效率。

发明专利申请CN201210350568涉及一种远程抄表系统中的集中器，其保证了集中器中提供的时间精准可靠，时间计时不会存在误差，为新型的分时计费等涉及到时间的电量统计和费用计算提供了保障。

发明专利申请CN201210070176涉及一种电能计量自动化系统监控主站，其能够实现不同电能计量自动化主站之间的电量信息共享，提高系统灵活性，为业务的开展提供指导。

2.2.2 针对数据传输方式的改进

在远程抄表技术中国专利申请中，涉及对电力载波线、总线、GSM、GPRS、蓝牙等数据传输方式进行改进。

发明专利申请CN201410575920涉及一种电力线载波的低压智能抄表系统，其以电力线为通信介质，结合扩频技术的原理，具有成本低、电路简单、抗干扰能力强的特点，具有很高的实用价值。

发明专利申请CN201410689808涉及一种基于RS485总线通信技术的小^智能电表系统，该系统结构简单，成本低廉，组网简易，避免了小区工作人员挨家挨户进行抄表，极大的降低了小区物业的工作量，并且实现了小区的智能化管理。

实用新型专利申请CN201220722646及一种基于GSM网络的自动抄表系统，该系统将直读式抄表技术与无线传输技术相结合，利用无线通讯网络传输仪表数据，实现远程无线自动抄表。

发明专利申请CN201310004675涉及一种基于GPRS与物联网的远程智能抄表系统，该系统可以降低运行成本和功耗，提高工作效率，避免有线抄表系统布线施工带来的问题，提高系统的灵活性和实用性。

发明专利申请CN201310082058涉及一种基于WiFi的远程抄表数据采集系统，由于WiFi网络传输质量高、覆盖面大、费用低，该发明具有抄表数据传输准确、速度快的优点，而且运行成本低。

三、结束语

本文在对中国专利申请进行统计分析的基础上，对远程抄表技术的专利发展动态进行了分析研究，并针对远程抄表技术在中国专利申请中的技术热点进行了介绍，有助于本领域技术人员更好地了解远程抄表技术。

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中图分类号： U223.6 文献标识码： A 文章编号：

近年来，随着经济和社会的发展，电力企业也得到了迅速的发展，供电系统除了要满足电力供应以外，还要加强电能的计量管理工作，以便适应电力企业的发展效率，保证电力企业的经济效益，满足电气企业精细化的要求，以适应现代化买方市场的转变。电力计量设备可以满足实时监控、电量分析预测、远方抄表、防窃电报警等工作，可以为电费和电价的智能管理提供技术保障，协调电气企业与用户之间的关系。对于电力企业而言，电能计量管理工作是电力企业管理的主要分支工作之一，可以保证电量计量的准确和统一，指导电力企业进行准确的生产。

1 电能计量工作的发展

在信息化发展的现代社会，人们的生活与信息有着密切的关系，电能计量系统也逐渐的呈现出信息化的发展模式，为了指导整个社会合理科学的用电，电能计量系统也逐渐根据用户的需求变化对用户的用电进行分时段的计价，保证用户可以避开用电的高峰，实现用电费用的节约目的。根据电能计量系统的特点来看，整个系统中主要包含三个方面的内容，一是电能采集与计算机系统的整合；而是使用什么样的方式来实现对电能的数据传输；三是如何对电能表进行全面集中的控制和管理。随着科技水平的进步，国内外电能计量系统逐渐朝着信息化、智能化和网络化的方向发展。

电能计量管理在国外的发展较早，英国早在1992年就已经建立了集开发、供售、数据的采集、计算、账单的计算于一体的数据采集系统，法国和北欧四国在1995年，西班牙、德国、比利时在1997年，意大利在1999年已经全部完成了用户电能表的电子化。我国的电能计量管理系统与2002年开始发展，当时，随着省以及跨省电网市场的发展，我国各省以及跨省电网关口表已经逐渐更新为电子式的多功能电能表，华东和沿海等经济发达的地区配合分时电价的实施，开始将大、中容量住户的电能表更换为电子式的多功能电能表，截止到2002年底，用于居民住宅安装的单相电子式电能表已经超过了31%，达到国际水平的要求，近些年来，随着社会的发展，电能计量管理工作也得到了迅速的发展，在我国大中城市已基本实现普及。加强电能计量管理是节约能源的重要体现。近年来，水资源和能源呈现出全球化的匮乏趋势，整个社会对于节能减排的要求也越来越高，作为电力供应单位，电力企业应该积极的相应国家号召，做好节能减排工作，加快计量设备的更新速度，加大对计量工作人员的技术和素质培训，加深对电力系统计量技术的改革，节约电力企业的成本，提高经营管理带来的经济效益，减少不必要的资源浪费，节约不必要的资源输出，为节能减排做出应有的贡献。

2 供电系统做好电能计量管理工作的要点

2.1 消除电能计量管理工作中的盲点

由于我国经济发展的不平衡，各个地区电力企业的发展水平和有所不同，经济发达的地区早已实现了电能智能管理，但是一些经济落后的地区，由于资金因素的限制，尚未将电能计量管理系统应用到工作中来，电能的消耗也无法实现精确的计算。此外，一些变电所使用的电容器有功电量，一般不纳入计量中，这便是计量工作中的盲点；同时，对于一些低压计量的铜铁损，电力部门往往是按照当月用户用电量的比饲以及变压器的型号来增收，实际上，这种计算方法并不科学，也缺乏公平性。因此，在未来阶段下，一方面国家要加大经济欠发达地区电力企业的资金投入，另一方面电力企业要加强电能计量系统的建设，全面消除电能计量管理工作中的盲点。

2.2 推广高可靠性、高精度的电能计量设备

作为电力供应的单位，供电企业应该积极的使用高可靠性、高精度的电能计量设备，实现对电能的精确计量，减少以及消除供电企业在用电量计算方面存在的误差，保证计量工作可以顺利的进行，为此，可以推广电子式多功能的电能表，目前，电子式多功能电能表在世界各个国家均已经得到了全面的推广，电网关口一般使用0.5或者0.2级表，工商用户则使用0.5、0.2或者1级表，这类电表的功能比较全面，可以实现无功和有功的功能，还可以提现出负荷曲线的变化以及需求量的变化，此外，电子式多功能电能表还具有通信接口和分时计量接口，计量方式安全、可靠，可以为供电系统的精确计算提供有效的保障。

2.3 引入自动抄表系统，解决抄表问题

近年来，随着阶梯式电价收费制度的实施，抄表的工作量也逐渐增加，这就给电费的结算以及抄表工作带来了一定的难度，为了解决这一问题，必须要推广和使用质量可靠的自动化抄表系统，自动化抄表系统的应用不仅可以解决抄表难的问题，也可以提高抄表的准确性。自动化抄表系统的功能十分强大，不仅可以实现自动化抄表，也具有可靠性高的特点，同时还兼具通信同能，在温差较大的环境下也可以克服传统感应系统超差以及精度变化大的缺点，此外，自动抄表系统中还带有保护和遥控功能，彻底解决了抄表难的问题。

2.4 开展反窃电技术的应用，完善用电管理

除了上述的工作以外，电力企业还要加强对电能量的实时监控和采集系统的建设，逐渐实现对大中用户的远方抄表、实时监控、电量分析预测等目标，同时，要积极的开展防窃电监控工作，为阶梯化电价制度的实施提供完善的技术保障。此外，要注意到，随着近年来农网改造的完成，用电市场得到进一步的扩展，窃电现象也不仅仅存在于农村中，也蔓延到城市之中，猖獗的窃电行为严重的影响着供电企业的经济利益。因此，应该对供电系统进行合理的改造，全面的推行反窃电技术，加强对计量装置的管理工作，建立好完善的电能计量稽查制度，推广使用带有反窃电功能的互感器、电能仪器设备，并做好相关的防护措施，使反窃电工作由传统的被动地位转化为主动地位。

3 结语

电能计量是电力企业基础性的生产工作，涉及着各个方面的社会效益和经济效益，随着科技水平的发展，电能计量管理系统也在不断的完善，同时，供电系统的电能计量工作是一项综合性很强的工作，供电企业必须认真的对待，电力企业的计量人员也要正确的对待电能计量工作，积极的学习新技术，了解电能计量工作的进行，保障供电安全，在保证电能计量准确性的同时为国家的节能减排工作作出应有的贡献。

参考文献：

【1】康念标：供电系统电能计量方法及对节能降耗的作用[期刊论文]，中国城市经济,2011，09(15)

【2】周尚礼，伍少成，陈蔚文，叶瑞贞：能计量管理系统开发与应用[期刊论文]，电测与仪表，2009，01（25）

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随着社会的发展，人民生活水平的提高，对于住宅人们除了关注楼层、面积、平面布置等因素外，同时也将更多的注意力放在了住宅设备功能设计上。给排水系统作为住宅设备的重要组成部分，其系统设计是否合理，对今后住户的装修、日常使用与维护将产生重要影响。

1．给水系统

1.1给水支管的敷设

一般住宅给水支管外径de≤40mm或dn≤32mm，分户支管至用水点的管道如沿室内楼板下吊设，必然要求设室内吊顶，管外壁还应有防结露措施，给住户装修带来不便，毕竟不是所有的用户都想设吊顶。所以规范规定：给水支管宜敷设在找平层或管槽内且支管外径不宜大于25mm。为了满足规范的要求，给水支管入户后即接入分水器，分水器暗设于厨房或卫生间墙体内，通过分水器后接往各用水点支管管外径均可控制在25mm以下。管槽可以在楼地面施工时预留，槽深大于等于支管外径。管道嵌入管槽里，并用管卡将管子固定在管槽内。墙体内埋水管，要做到合理布局，槽内抹灰圆滑。提倡在管槽内做防水，管道施工完毕，并经水压试验合格后，由土建统一抹灰，并在楼地面上统一用红漆标记出管道走向，并向住户交待清楚以防装修时破坏管道。

1.2水表的设计

长期以来，我国住宅水表均设于室内厨房或卫生间等用水集中处，用水点较多且分散。近年来，水表设于户内而引发的诸多问题日益引起人们的重视：入户抄表扰乱人们的正常生活及可能导致的入户抢劫；使住宅私密性及安全性得不到保障；管理人员抄表不易且抄表劳动强度大；个别用户偷水而管理部门无法制止及处罚等。由于这些问题的产生，水表出户已成为必然的选择。自动抄表系统应运而生，自动抄水表系统属于一种智能化建筑技术，经过多年的实践发展，该系统的技术日臻成熟，它代表着未来住宅产业发展的潮流，自动抄表系统是利用当代微机技术、数字通讯技术与水表计量技术的完满结合。论文格式。集计量、数据采集与处理于一体，将城市居民用水信息加以综合处理的系统。此系统计量准确、收费便捷，既可节省人工又可减少供水部门与客户之间的纠纷，它不但能提高管理部门的工作效率，也适应用户对用水计费的新需求。同时，由于水资源日益紧张，对于水费的分段收费(超出基准水量的部分收取较高的费用)已迫在眉睫。自动抄表系统对于这些问题可以迎刃而解。

2．同层排水系统

2.1厨房排水管道设计

厨房洗涤池排水支管可直接在楼板上接入排水立管，取消厨房地漏或设侧墙式地漏．这样做可以使下水管道每层水平分隔，如有漏水则不影响下层住户，检修时也可以独户进行。

2.2卫生间排水管道设计

为了满足现代住宅对卫生间排水管敷设方式的基本要求，国内先后出现了垫高卫生间地面敷设排水管的排水方式、后排水方式和下沉卫生间楼面敷设排水管的排水方式，这三种排水方式目前在国内同时存在。

垫高卫生间地面敷设排水管的排水方式适用于受建筑专业布置位置影响的卫生间和旧房卫生间改造以及加设卫生间等：

后排水方式适用于小康以上住宅卫生间；后排水方式，它的水力条件相对较差，坐便器冲洗不干净，用水量较大，同时还存在着侧式地漏容易排水不畅、污水返溢等问题急待解决。

下沉式排水方式使卫生间的布置更加灵活和方便．满足各种品牌和档次卫生器具布置的需要，增加的费用也不多，较适合商品化住宅卫生问布置的需要，而下沉式排水方式的关键问题是下沉后结构层楼板积水的排除。

针对以上问题，可以考虑采取这些措施：严格做好卫生间地面的防水处理及下沉室四周的防水处理；卫生间内所有给排水管道应经严格试压注水试验后方可暗封管道；建议在下沉室侧面设置侧排地漏，以排除可能出现的积水。这些问题都应在大规模将新技术应用到普通居民的住宅建设当中前加以充分考虑。

3．消火栓给水系统和喷淋给水系统

3.1《高层民用建筑设计防火规范》对于一类高层住宅的设置“盲区”

GB50045—95《高层民用建筑设计防火规范》(2001年版)(后面简称《高规》)第2．0．11条对“高级住宅”的解释为建筑装修标准高和设有空气调节系统的住宅。根据此解释，“普通住宅”可定义为建筑装修标准一般或不设空气调节系统的住宅。《高规》第2．0．11条条文说明给出了衡量住宅级别的四个原则，一是看装修复杂程度，二是看是否有满铺地毯。三是看家具、陈设高档与否。四是看设有空调系统。四者均具备，应视为高级住宅。

《高规》第2．0．8条对“商住楼”的定义为底部商业营业厅与住宅组成的高层建筑。商住楼由于有底部商业营业厅。火灾时火势蔓延快、疏散困难、扑救难度大、火灾隐患多，因此，消防要求相应比普通住宅严格。

《高规》第7．6．2条规定，建筑高度不超过100m的普通住宅不设自动喷水灭火系统．一类商住楼的公共活动用房、走道应设自动喷水灭火系统。

按《高规》7．2．4条规定，不要求一类高层住宅和一类高层商住楼设置消防卷盘。综合以上几条《高规》中的规定，不难发现．各条规定均对一类高层普通住宅的消防等级设置比较低。但是。现代家庭住宅装饰和家具陈设越来越五彩缤纷，室内存在大量可燃物．家家均存在火灾隐患。而且楼层多。住户集中，火灾危险性也较大。一旦发生火灾，火势蔓延迅速，人员疏散困难，扑救复杂，损失巨大。

及时扑灭初期火灾，控制火势蔓延．保障住户的生命、财产安全在住宅消防系统中就显得尤为重要。在每个楼层增设消防卷盘就可以在居民发现初期火灾后进行自救，以此来及时有效地扑灭户内初期火灾。

即便是在建筑高度超过100m的一类商住楼走道上设置了自动喷水灭火喷头，但对于户内火灾也鞭长莫及，控制不了户内初期火灾。这种情况下，如果仍按《高规》的做法不设置消防卷盘，那么仅仅能保证居民逃生的安全，可以有一条安全逃离火灾现场的通道．但是居民家中的财产安全就无从保障。论文格式。因此．为了更好地从“人”的角度来推广新的住宅给水排水的技术，笔者认为应在一类高层住宅内设置消防卷盘，使居民在火灾发生的初期，可立足于自救。论文格式。

3.2住宅喷淋灭火系统

住宅喷淋系统是一种在住宅建筑内安装的自动快速反应的喷水灭火给水系统。它可不依赖于人，早期发现、及时控制家庭内的火灾，是防止住宅内生命和财产遭受火灾损失的有效装置。

《高规》第7.6.2.4条规定，高级住宅的居住用房应设自动喷淋灭火系统，而对普通多层及高层住宅均没有涉及。随着我国住宅数量的剧增以及住宅内火灾隐患的增加。住宅火灾数量也将相应上升，早日将住宅喷淋灭火系统引入国内并且制定相应的规范，对减少人员伤亡和财产损失就显得至关重要了。因此，笔者建议，国家有关部门应着手研究将其纳入规范。按地域和经济条件的不同及住宅的类别逐步实施．开始可以考虑在沿海一带经济发达的地区积极宣传住宅喷淋灭火系统，鼓励有条件的个人安装住宅喷淋灭火系统。

4．建筑节能（节水）

中国是个缺水的国家，水资源是重要的资源。我们应该从各个方面实施节水的措施。加快供水管网改造，降低管网漏失率；在建筑工程(小区)中，广泛应用各种节水型器具，推广中水回用、污水再生利用、雨水集流利用技术；倡导节约用水，对超过用水定额指标的实行累进加价收费制度等。

5．结束语

篇6

水、电和燃气是生活中必不可少的，它们的发展一直倍受人们的关注。在人们关注的同时，三表抄送系统产生了，并且，随着科技的不断发展，三表抄送系统也越来越智能化。

同时，随着人们的生活水平不断提高，老百姓对生活环境提出了更高的要求。在政府政策的鼓舞下，家居智能化得到了高速的发展。随着科技的发展，小区住宅除了满足人们最基本的居住要求，还要将方便、省时的物业管理带给住户。实现住宅的三表（水、电、煤气）自动抄表、自动计费，已成为新型智能小区的必备条件。

作为智能化产业链中的一环——智能抄表系统也同时得到了蓬勃发展。从沿海的经济发达地区深圳、广州、上海到政治文化中心北京，以及中国西部城市成都、重庆、贵州、昆明等地均不同程度地建设了智能化示范小区。这些智能化住宅小区的建设，提高了住户的生活质量，扩大了住户的居住空间，为当地智能化建设起到了示范作用。

让我们回头看看，几年前甚至是在现在，很多落后的地区对三表抄送这一块还是用最原始的方法，“亲自登门拜访”这就是传统的抄表方式。传统的三表需要抄表人员定期挨家挨户抄取数据，结算出费用后，再到各家索取，误差大、统计工作量大，人为的错误给物业管理和用户带来极大不便。现在有许多地区改为插卡式买电装置，这虽然减少了人为因素，但是买电时要到银行，费时费力，且水、电、气表分别交费，也有许多不便之处。小区智能抄表系统节省时间、人力、物力、提高工作效率，降低物业成本，准确及时地将住户所使用的三表数据显示出来，为实现小区科学、系统的物业管理提供了有效的解决方法。

小区智能抄表系统的出现，方便了住户，可设置多级加密功能，定义访问权限，更可增加系统的保密性。防泄漏报警可以使住户放心，不必因家中只有老人、孩子而担心煤气的泄漏与触电现象的发生。一方面杜绝了抄表扰民的问题；另一方面可以简化管理手段，减轻制物业管理负担。因此三表出户系统是新一代的具有城市性自动化计量收费管理系统，是提高住宅发展的必然，合乎人们高品质生活的追求，符合国家小康型住宅产业的精神。

1.2自动抄表系统发展现状

自从1986年我国自行研制抄表微机以来，经过十几年的发展，国产高性能的抄表微机已形成大批量的生产，成为一个新兴产业。中科院计算所是最早从事这方面的技术研发工作的单位，并围绕此项目专门成立集研发、生产、销售于一体的振中公司，并于1987年推出ZZ型号产品，开始了我国抄表机应用的潮流。随着抄表机在国内的普及，很多厂家也开始进入这个新兴的产业，由此推动了抄表机产品向着产业化方向的大步伐迈进。在众多的厂家中，发展到今天基本上形成了南北两大成熟产品制造厂商：北京振中和广州智敏（原名兰德）。这个时候已经很难在市场上看到国外品牌的抄表机产品，这也是民族产业在特定领域的一个胜利。

市场的竞争，推动着厂家在产品上推陈出新，不断给用户提供更方便、适用、经济、耐用的产品。18年中，仅振中公司就开发出了五大系列15个型号的产品。现在，国内主流抄表机产品型号有振中公司生产的TP800和ZZ18两个系列、智敏公司生产的HT3200系列，以及近几年新兴起的捷宝公司生产的JB9800产品。

这几类机器各有特色，首先在数据的采集方面，TP800产品提供可选的红外、激光条码扫描接口，可以根据客户的不同需求来选择；HT3200将红外和激光集成到一体，以满足同时采用红外和激光应用的这部分用户需要；JB9800产品则在外观上进行了改进，仍然以键盘式、红外抄表为主。

其次，在数据的传输方面，TP800在国内首次采用高速USB通讯方式，在数据由掌上机传输到PC机上的速度上全面提高，比串口通讯速度高几倍；随后，其它厂商也在新产品中引用了USB通讯方式，进一步满足了用户应用中的速度上的要求。振中2005年新推出的ZZ18结合了多种抄表机的特点，配合红外抄表功能提供了激光指示定位器，便于用户能够准确、高效率的采集电表信息。

1.3自动抄表系统相关技术

1.3.1表计的相关指标

表计，包括电表、水表、煤气表、热量表、冷气表、其中电表应用最广也最早，迄今为止，抄表系统最大成果就是电表的抄表已经比较成熟稳定，这个成果非常来之不易。从最早的用户加光电管、霍尔元件改装机械表，到表厂生产带脉冲的机械表，再到全电子式电子表的广泛应用，甚至电子式电表还经历了不准确的AD7755芯片到有准确脉冲的ADE7755芯片两个过程，抄表系统终于能够比较准确的抄电表了。其中，最为关键的是有准确脉冲输出的电子式电表的应用，它统一了表计脉冲输出方式，使各个厂家的抄表系统都可采用，而且简单，稳定。可见抄表系统中表计性能是非常关键的。

（1）电能表相关技术

电能计量和管理的需要以及电子技术的发展，使电子式电度表在20世纪70年代就已出现。随着数字电子技术的飞速进步，电子式电度表的功能逐渐增多并日益完善。

电子式电度表一般由电能测量机构和数据处理机构两部分组成，根据电能测量机构的不同，又分为机电脉冲式电度表和全电子式电度表两大类。 机电脉冲式电度表沿用感应系电度表的测量机构，其数据处理机构则由电子电路和计算机控制系统实现，因而，机电脉冲式电度表是一种电子线路与机电转换单元相结合的半电子式电度表。

机电脉冲式电度表技术开发的重点放在有关电能管理的数据处理方面，使之能够进行本地和远地的数据传输以及遥测和遥控。机电脉冲式电度表以感应系电度表为基础，继承了感应系电度表结构牢固、长期运行可靠和价格低廉的优点，因而在民用电能计量领域被广泛采用。

全电子式电度表不再使用感应系测量机构，而是由乘法器完成对电功率的测量。由于它没有传统电度表上的旋转机构，因而又被称为“静止式电度表”或“固态电度表”。 近年来，各种新型电子式电度表不断推出，型号各异，功能众多，但其基本原理相同，主要功能可归为三个方面：计量、计费功能，包括分时计量、最大需量计量和预付费等；保护功能，包括过电流、过电压保护与防窃电等；通讯功能，可以是红外通讯、无线电通讯或载波通讯等。

（2）水表的相关技术

电池使用寿命指标。这是一个重要指标。煤气表在这方面解决的不好。有些煤气表要求用户几个月换一次电池，这就不科学。现在的低功耗设计方案已经能使一只智能IC卡水表的不换电池工作时间提高到8年甚至10年。如果达到这样的水平，对用户和供水部门都会是很方便的。当然，水表的机械计量部分和电器控制部分的使用寿命应当更高一些，更换电池后，应当可以继续使用一个较长的时间。

整表使用寿命。整表的使用寿命是一个值得探讨的问题。因为整表的使用寿命从理论上说，是由寿命最短的器件决定的。那么，使用寿命最短的器件是那个呢？按照国家标准，这个器件是水表，但实际上，水表的使用期限都远远超过国家标准规定的年限，可见，这个标准定的并不合理。从现在的实际制造情况来看，要制造商承诺的寿命指标达到6年是合理的。但实际上，智能IC卡水表的使用寿命超过10年是完全可能的。

防潮湿及密封性能指标。密封问题上面已经提到过。只要对电器部分采用密封处理方案，加上一些防潮湿处理手段，达到85%以上的技术指标应当是没有问题的。防振动性能指标。水表在运输和安装过成中会遇到振动问题。所以要考虑这个指标。一般说来达到1g的水平是足够了。

物理性破坏指标。一般说来，只要采用良好的整体性壳体保护措施，一般都能满足保护性要求。当然，使用IC卡的水表，其卡座是容易受攻击的部位，这是一个无法解决的问题。所以要考虑进行软件保护处理，使对卡座的攻击意义不大，即便卡座坏了，并不影响IC卡水表其它部分的正常工作。但从实际使用情况来看，这个问题并不严重。因为IC卡水表一般是安装在用户家里，使用对象明确，并且水表是用户的财产，没有特殊的理由，用户并不会攻击仪表。不能考虑无限制的加强仪表的抗攻击性，而是要对故意施加的破坏行为能够进行认定并进行相应处罚。

防电磁干扰指标。电磁干扰并不是一个重要指标。居家环境很少遇到高于2000伏静电场这样的状况。一般正常使用的电磁波强度也不可能达到会伤害人和其它电子产品的强度，所以这个指标定在2000伏足够了。

防冷冻技术指标。防冷冻问题主要是一个保管和使用方法问题，比如说，在结冰的温度区，要做排水处理，防止冰涨，这显然是个管理问题。温度低零度不必考虑水表的使用，因为水已经结冰，无法计量。但是在运输和保管过程中，可能会遇到远远低于零度的温度，这就需要考虑。这个合理指标的数值应当是-25度至+50度范围内，在这个范围内水表应当不会被冻坏，当温度恢复到正常温度后，水表应能正常工作。

（3）燃气表的技术指标

报警功能：在气量不足，非法操作，电池电量不足时，均报警提示。

窃气功能：如果有窃气行为，燃气表会自动关阀。

关阀功能：电源断电、气量用完、过流量等能自动关阀。

累计气量计数功能：数据运算保持和恢复；累计气量显示总和回送。

自动校表功能：公司开发的IC卡燃气表计算机自动校表系统，突然传统校表原理和模式。

异域码识别：IC卡管理软件系统中设置异域，方便燃气公司管理。

内部隔离取样，计量精确，三重动态密码，防止复制。

1.3.2自动抄表通讯方式

（1）按信道介质分，常见的自动抄表通讯有光纤通讯、电话线通讯和无线通讯三种方式：

光纤通讯具有频带宽、传输速率高、传输距离远和抗干扰能力强等特点，非常适合上层通讯网的要求。随着光纤技术的发展和广泛应用，自动抄表系统中有可能更多地使用光纤。

由于电话在城镇的迅速普及，利用现有电话网进行数据通讯是一个经济方案。利用电话网通讯，只需在数据集中器和工作主站处加装调制解调器即可，其传输速率可达56Kbps。但电话线通讯的线路接通时间较长，一般要几秒到十几秒。还有，我国的广大乡村、小城镇还没普及电话。对于分布分散的集中器，利用无线方式进行数据通讯是一种较好的选择。目前我国已有车载无线通讯自动抄表系统投入运行。但无线通讯方式需要慎重选择频点，并需申请频点使用权。

（2）若按连接方式分，则自动抄表系统的通讯方式主要有星型和总线型连接方式：

1星型连接通讯是以工作主站为中心，以星型发散的形式分别通过通讯信道，与分散于各地的集中器连接，形成1对N的连接形式。这种方式下信道通讯数据量大，要求有一定的传输速率和频宽。

2总线型通讯以一条串行总线连接各分散的采集器或电度表，实行各节点的互连。这种方式下，信道上节点多，传输速率也不会很高，一般用于底层的电能数据的采集。常见的有RS-485总线网和低压电力线载波通讯网。由于电力线完全由电力部门控制，如果用电力线实施载波通讯，不需要再投资铺设通讯线路，不仅可大大节约资金投入，且还具有维护量小的特点；否则，用低压电力线作通讯信道可以实现灵活的“即插即用”。尤其是近年来扩频通讯技术的较成功应用，使得低压电力线载波通讯越来越多地用于自动抄表系统。利用低压电力线作为自动抄表系统的底层数据通道，成本低、方便准确。

通讯方式的选择是设计自动抄表系统的首要任务，它直接关系到系统的性能。具体确定通讯方式时需要综合考虑系统面对的对象、用户的分布、用户的数量、地理条件、期望达到以的目标以及系统的扩展升级和与其他网络的兼容等等。因此，上述的各种通讯方式不应该是孤立的，而且任何一种通讯方式在不同的系统中的应用效果也不尽相同。

第二章

方案论证

2.1无人抄表系统的功能说明及论文要求

随着人们生活水平的提高，科学技术的发展，现代城市居民居住区智能化楼宇管理系统成为了一个热门的话题，在目前的技术下，可以相对较好地实现智能化楼宇管理，无人抄表系统是智能化楼宇管理系统的一个子系统。

根据智能化楼宇管理系统的要求，无人抄表系统需要具备以下功能。

（1） 实时查询。用户可实时查询起冷热水表、电表和煤气表的读数，应交纳各项费用今额和上次统计数据以及各种条目的实时查询、打印。

（2） 历史查询。可提供每户各种不同条目下历史数据的查询和打印，包括自动收费信息、人事信息的查询和打印。

（3） 自动收费。包括各项财务参数，收费方式，收费周期等的设置，水。电，燃气量统计，按厂商设置周期自动统计客户不同表使用量，并按起设置的财务参数，收费方式及不同表的读数，自动计算客户应交纳的费用，实现收费单的打印。

（4） 人事管理。实现居民区住户信息的增、减几浏览。

本论文采用PLC作为控制核心，根据智能化楼宇管理系统的要求，无人抄表系统需要具备以下功能。

1.实时查询。用户可实时查询其冷热表、电表和煤气表的读数，应缴纳各项费用金额和上次统计数据以及各种条目的实时查询、打印。

2.历史查询。可提供每户各种不同条目下历史数据的查询和打印，包括自动收费信息、人事信息的查询和打印。

电能测量可以采用集成电能测量芯片加一小型单片机系统实现。

小区采集系统采用S7-200的CPU226来实现。

远程监控系统采用组态软件WinCC来完成。

篇7

1．1　智能电表提供稳定可靠的用电数据等多种信息，通过远程抄表系统传送给各个控制中心。这样避免了人工手动抄表的随意性等不稳定因素的干扰，这是最重要的一环。

1．2　用电客户也可以籍此直观方便的查看自己的用电情况，比如查询峰、平、谷段的电量、电价，剩余电费、时间等信息，明明白白消费。同时，随着国家差异化电价的实施，用电客户更可以根据自己的用电情况，合理调配使用电能，节约开支，从而在整体上优化配置了电力资源，提高了我国的电能使用效率。

1．3　智能电表可以在相关设备的配合下，对用户及时报警电费余额不足等等，避免不必要的停电损失。

1．4　用户可以通过诸如工商银行自助缴费查询终端等多种途径便捷缴费，而且只需插入充值后的购电卡就可以自主恢复供电。

1．5　随着科技发展，智能家庭逐渐建立起来，智能电表更是不可或缺的基础性仪器。智能电表配合智能电网，可以缩小因输配电原因导致的电能质量问题，与此同时还能缩小因线路故障、谐波源导致的电能质量困扰。便于为用户提供优质的电能供应。

2　GPRS远程集中智能抄表系统是可行性方案

2．1　远程抄表系统势应运而生

我国传统的用电管理制度已不适应经济蓬勃发展的要求，国务院于1993年2月了《电网调度管理条例》，其中明确指出要尽快对用电进行自动化管理，并拨款支持电力部门进行技术改造。1995年4月电力部又提出电价分时段计费。1995年5月起，深圳特区报连续发表了多篇关于“电怪圈”的报导，各界人士强烈要求抄表到户，取消中间收费阶层，强化用电管理。2014年1月1日，浙江省《浙江省计量监督管理条例》正式施行。随着人们生活条件的改善，各种计量收费装置进入千家万户，远程抄表不仅要求能抄电、水、气表，所有涉及到计量收费的装置都有自动抄表和自动收费的要求。而这些计量装置只要配备合适的传感器．都可以接进一个统一的计度和通信单元，实行远程抄表。

2．2　GPRS远程集中智能抄表系统是现阶段成熟的远程集中抄表方案

随着无线通信数字网络的发展，无线远程自动抄表已成为发展的话然趋势，其应用领域极为广阔。目前基于仪器、仪表分布点多面广，其远程抄表大多仍沿用有线传输方式，线路维护量很大。由于电话线公用，通讯时经常发生冲突，既影响了数据的传输，也对电调部门的正常工作造成了干扰．并且此种方式对通讯部门程控交换机正常、稳定的运行也有一定的影响。为保证传输质量，若采用专线方式，投资成本太高。现阶段，出现了GPRS远程集中智能抄表系统，利用GPRS无线数字网的通讯方式，很好地解决了远程抄表的瓶颈问题。使用GPRS无线组网方案，数据实现分组发送和接收，用户就可以总是在线且按流量计费，降低了服务成本。

2．3　GPRS远程集中智能抄表系统使用中要注意的问题

2．3．1　选好位置安装集中器，有效避免GPRS信号不稳定

GPRS信号容易受到天气因素以及周围环境的影响，表现为信号不稳定，乃至没有信号，这无疑将导致抄表波动乃至抄表失败。为此，可以选择GPRS信号好、周围干扰信号源少的位置来安装集中器。

2．3．2　加强施工管理，确保Rs485通信准确无误

同一表箱内485通信线，如果接反或者接触不良，其中一个接点接触不良，也将导致其后的所有电能表采集失败，这是施工中必须特别注意的问题。PRS远程集中智能抄表系统施工中，必须加强施工管理，要求施工人员认真核对485通信线的线序，原则上同一表箱内485通信线不允许开断施工。如确需开断，则必须将进同一接线孔的两根线拧紧为一根。RS一485通信线还应尽量远离交流电源线及其他干扰源。

2．3．3　精细施工，解决低压载波通信问题

低压载波通信技术是自动抄表系统的关键技术。但是在实际应用中，存在载波通信信号易受干扰，集中器和采集器、采集器和电能表载波模块不匹配等问题。低压载波通信在远程自动抄表实际运行中出现的主要问题是：通信信道不稳定，通信时好时坏。这主要是由于低压电力线载波通道衰减较大、时变性及干扰大引起的。解决方法：①因为噪信源的远近对通信质量的影响最大，所以在无法改变距离的情况下，要在通信接收处加装隔离作用较好的阻波器。②清理优化低压配电网，缩短供电径。③在以后的工程实施中，可考虑在小区电表箱与配电变压器之间预埋一通信专用电缆，提高采集器与集中器之间的通信能力。

2．3．4　做好与营销业务系统换表流程的衔接，确保采集档案完整

当前现场换表业务完成后，须在营销业务系统处理换表流程；并在采集系统手工更新该客户的采集档案信息，才能采集新表数据。因各种原因未及时更新采集档案或采集档案更新有误，导致远程集中抄表失败。解决方法：①加强业务管理，要求在完成营销业务系统换表流程的同时，完成采集档案更新，并进行手工采集测试，确保采集成功。②采集运维人员须定期或不定期关注日采集成功率情况，发现采集异常，就及时汇报处理。③完善营销系统功能，实现换表流程完成后，自动更新采集系统档案。

3　以发展的眼光看待智能电表推动电力企业抄表方式的改革

就目前来看，我国的智能电表集中度不高。目前国内有多家企业涉足生产智能电表，但其执行标准并没有完全统一。为规范市场，调整产业，引导和推动科技进步，国家电网计量中心牵头承担的《电力用户用电信息采集系统》及《智能电能表》系列标准修订工作已正式启动。智能电表和远程集中抄表系统是信息化技术快速发展的最新成果，电力企业以此为契机，实现远程集中抄表，并推动电力企业整个业务的改造和优化，提高企业管理水平和服务质量。

参考文献

[1]周琦，马孝义．基于ARM和GPS的渠系布局采集器的研究[J]，农机化研究，2011(09)．

[2]陈白宁，赵明，任亚军．基于GPRs的水表远程集中抄表系统的设计[J]．制造业自动化，2010（08）．

篇8

1.2系统建设目标

1.2.1应用目标为各级电力营销服务提供信息化的技术支持手段和依据,能够及时按需自动采集各电压等级用电现场电能量计量数据,包括示度电量、分时电量、冻结电量、需量等应营销收费服务所需电能量信息。能够监测现场用电计量情况,包括计量装置故障、计量回路异常等,为用电监察提供远程自动化服务手段。为供电企业经济运行、经济管理提供可靠数据依据和支持。能够根据需要监测现场用电运行信息,包括电流、电压、有功无功功率曲线,为供电质量分析及负荷管理提供可靠技术支持。为强化四分线损管理、需求侧管理提供技术支持手段根据采集到的分时电能量进行四分线损统计分析,并和理论线损进行对比分析,为降低管理线损提供依据。提供大客户远程现场服务功能,能够根据负荷平衡情况为开展错峰用电、节约用电、分时计费等提供技术支持。

篇9

现阶段的人工抄表等方式存在诸多的缺陷不便，不但抄读效率低、费时费力，而且准确性和及时性得不到有力保障，进而导致生产管理和技术决策方面得不到详细准确的原始数据。随着智能电网建设的步伐加快和用电量的突增，电力部门和用户对抄表设备质量的要求越来越高，本文设计的采用无线抄表系统，将物联网技术运用到抄表系统中，实现电表数据的自动抄读以及开关的远程控制。

无线自动抄表系统（简称AMRS，Automatic Meter Reading System）主要由计算机软硬件系统、通信系统、计量设备等结合在一起的采集与传输装置将采集数据传输到管理系统，完成抄表和实时监控的用电管理设备[1]。

1、系统结构与工作原理

无线自动抄表系统的硬件部分包含由微处理器、Zigbee模块、存储模块、数据传输模块、时钟模块和电源模块等部分。

系统工作原理：数据采集模块采集到电表数据后传输到微处理器，微处理器经过数据的提取，保存到数据存储模块，在管理部门需要的时候，将数据通过Zigbee网络传输到数据库，管理部门可方便监测，并周期性的对采集的数据汇总分析。系统也可以根据用户需要实时将部分数据发送给用户终端。当发生异常情况时，如预购电量不足、通讯模块网络出错、过电流、过电压等，系统会向电力部门和用户发送告警信号，当预购电量消费完时，微处理器会向执行模块发送命令信号使整个电力系统断电，只保留设备的供电部分的电源。系统硬件的结构框图如图1所示。

2、系统硬件部分

2.1单片机最小系统

本系统的选用的微处理器为宏晶科技生产的STC12C5A60S2单片机，该单片机具有高速、低耗、超强抗干扰的的特点，且指令代码完全兼容传统的8051，而速度快8～12倍，其工作宽电压范围在3.3V～5.5V，工作温度在-40℃～+85℃，符合野外工作环境的要求，该单片机最大的优点是具有两个全双工的串行通信接口。在电路设计时，串口1通过采集模块连接电表采集数据，串口2连接通信模块发送数据或者接受命令。该单片机还提供了一种串行通信接口--SPI接口，SPI是一种全双工、高速、同步的通信总线，SPI与数据存储器FM25256连接，将采集的数据实时的保存[2]。

2.2Zigbee无线模块的构建

ZigBee标准和CC2430芯片设计的开放式ZigBee模块――DTD243B模块，其核心为CC2430芯片，CC2430[3]是符合IEEE 802.15.4和Zigbee标准的一颗真正的系统芯片CMOS解决方案，其内部带有一个2.4GHz的射频收发器和工业级增强型8051内核。该芯片具有极高的接收灵敏度和抗干扰能力。CC2430芯片设计如图2，主要包括3.3V和1.8V电源电路、复位电路、晶振电路等。

整个电路属于数字信号和模拟信号混合的电路，在布线过程中要防止两者相互干扰，符合数模电路混合布线的要求。

2.3数据采集模块

采集模块实时采集电表数据，数据采集有两种方式，一种是循环不定时采集数据；另一种是当接收到管理部门的用户命令时实时采集数据。模块采用RS485方式进行数据采集，最高传输速率为10Mbps，最大的通信距离约为1200m，并且具有良好的抗干扰性。采集模块选择美国TI公司生产的SN65LBC184半双工收发器，片内集成四个瞬时过压保护管，可承受功率达400W的瞬时脉冲电压，可抑制雷电及其他原因在电路中产生的瞬时高压，保护接口电路免遭损坏。采集模块连接单片机的串口1。

2.4存储模块

数据存储模块选用的RAMTRON公司先进的铁电技术制造的非易失性存储器FM25256，它可承受一万亿次的读写次数，数据在掉电后可以保存10年以上，具有最大可以达到15MHz的操作速度，在执行读写操作时与RAM相似，以总线速度进行写操作，无需延时。数据成功地传输到器件之后，在周期过程中被写入存储器阵列，下个总线周期可以立即开始[4]。FM25256用在频繁、快速读写操作的系统中，加强了数据存储的安全性和准确性。

铁电存储器FM25256通过串行数据接口SPI与单片机连接，如图3所示。SPI接口主要有4个信号：MISO（主入从出）、MOSI（主出从入）、SCLK（串行时钟）、SS（外设片选或从机选择）[5][6]，占用单片机I/O接口少。SPI以全双工模式工作，即数据可同时双向传输。在主器件的移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后，数据传输速度总体来说比I2C总线要快很多，速度可达到几Mbps。

3、系统软件部分

系统的软件主要为采集中断的下位机软件的设计，下位机软件采用了移植性强的C语言编写，便于模块化结构设计。软件设计主要包含系统初始化、数据采集、数据处理、报警断电和数据通信等，整个软件流程图如图4所示。

4、结论

本系统主要利用STC12C5A60S2单片机丰富的内部资源，通过软件编程实现了远程抄表与控制。系统采集的数据远程传输，传输距离远，不受地域和距离的限制，并具有设置各项报警数值，实时和定时检测电力系统的功能，同时具有性能价格比高，干扰性强的特点，在电力系统中，它都能够较好的满足电力传输现场的远程工作要求。

参考文献

[1]许学慧.基于GPRS技术的无线自动抄表系统.硕士论文，山东科技大学，2006年5月

[2]宏晶科技.STC12C5A60S2系列单片机器件手册，http：///.

[3]Junguo Zhang，Wenbin Li，Ning Han，Jiangming Kan.Forest fire detection syste based on a ZigBee Wireless sensor network [J].Frontiers of Forestry in China，2008，（3）：360-374.

[4]李敏.串行铁电存储器FM25256应用技术.计算机与信息技术，2007年第31期.

[5]解书钢，马维华，吴术.SPI总线的UART扩展方法[J].单片机与嵌入式系统应用，2008年第6期.

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中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0047-02

电力负荷管理系统，又被称作电力负荷控制系统，是将现代化管理、信息技术、自动化技术等多门学科技术融为一体的系统，其主要功能是实现对电力负荷的监测以及管理的一个完整集成系统。它能有效实施对电力负荷的实时监测，改善电负荷特性曲线，降低用电高峰和低峰的谷差，实现电力负荷的最佳分布，最大程度的减小损失，最终提高从发电、供电到用电设备的利用率，对于提高经济效益，实施节约型国家具有重大的意义。

1 电力负荷管理系统的结构

传统的电力负荷管理系统一般由控制管理中心、通信通道和若干个用户终端组成，其中还包括着若干个中接点，组成一个数据采集与监视控制系统，即SCADA （Supervisory Control And Data Acquisition）系统，其结构如图1所示[1]。

1.1 控制管理中心

控制管理中心居于整个系统的核心地位，是整个系统的大脑和指挥中心，它主要由计算机网络和控制部分组成，计算机网络部分主要包括：服务器、工作站、人机交换界面（显示器），打印设备，集线器等网络设备等，控制部分主要包括数据传输信道机以及电源组成。在图一中主要是指：数据库服务器、Web服务器、应用服务器、前置机、应用工作站等设备。

数据库服务器主要作用是数据管理，即对信息进行分类汇总和统计处理，进而保证整个数据的安全可靠。数据库服务器的配置可以根据实际负荷管理需求大小来进行实际配置，但数据库服务器必须进行双热机备份。

Web服务器主要作用是提供网络服务功能，通过网络公布用电信息，同时用户也可以通过网络即时了解自己的用电情况，同时也实现催缴电费的功能。

应用服务器的作用是给各种应用服务，诸如数据访问服务、计算机联网等提供支撑。

前置机的主要作用是管理系统应用与用户终端之间的数据交换，具体包括数据的接受与采集、存储以及主服务器命令的组合、传输和用户终端数据的回收、解释工作。因此，前置机又被称为数据采集服务器。数据采集服务器的配置可以根据实际负荷管理需求大小来进行实际配置，但数据库服务器必须进行双热机备份。

应用工作站的主要功能是起到一个自动宏的作用，实现对数据库服务器的远程操作管理、用户终端信息采集管理、负荷管理系统综合应用管理以及数据分析等功能[1]。

1.2 通信信道

通信通道，顾名思义，指的是系统的通讯线路，主要作用是用来在管理中心和系统管理终端传递信息，通信信道的传递质量对于系统功能有着很大影响。

通信质量的好坏受到诸多条件的影响，比如地理、气候、环境等，一般情况下我们采用GPRS进行通信。在系统中，GPRS模块一般由CPU、无线通信模块、SIM卡插槽、扩展数据存储器等部分组成[2]，其优点是主要由移动公司负责维护，成本低，网络强，但是在一些山区部分，数据损失率较高，因此需要增加部分中继站以提高数据的传输效果，但是某个中继站如果收到不可抗力的作用，很有可能导致系统的瘫痪。

“十一五”以来，我国充分增强了基础设施建设，当前，我国固话网络以及移动通信网络基本上已经覆盖95%以上的国土面积，因此我们可以采用将有线通信技术与无线通信技术有机结合起来的通信模式。

1.3 用户终端

用户终端主要是实现实时对用户数据的监测以及数据采集，它主要包括信息采集模块和数据传输线路组成，能够实时采集到用户的用电信息、电量情况、电量记录数据，供电情况等各项用电数据，进而通过数据传输线路传送到系统管理中心。

2 电力负荷管理系统的实现的主要功能

2.1 数据采集和即时处理功能

整个电力负荷管理系统最主要的功能之一就是数据采集功能和即时处理，系统通过用户终端，实时采集负荷数据、工况数据、电量计数等负荷管理数据，进而生成每天、每月的负荷管理特性曲线，总计有功和无功电能量曲线等，为电力管理部门进行预测分析提供决策的依据。终端数据采集的来源主要是依据电能表脉冲输出、门接点、输出（计量表计、交流采样装置或其他智能装置）、开关辅助触点等[3]。

2.2 数据的记录保存功能

在实现对数据的采集之后，就要对采集到的数据进行保存，保存的主要数据有每日、每月的三相电压、有功电能示值、无功电能示值、三相电流、任务点数据以及报警事件等数据。

2.3 负荷控制、预测分析功能

电力负荷管理系统的另外一个重要功能就是实现对功率设定值的闭环控制调节、用电量设定值的闭环控制调节以及遥控等多种控制方式，在超过设定值范围的时候，系统会自动根据以往数据进行做出相应反应，如自动断电或者继电保护等。

负荷预测分析功能的实现基础就是丰富的用户用电数据，有了大量的用户数据就可以根据以往经验进行专家系统判断，自动对下一阶段用户用电水平进行评估分析，并及时作出预测分析。

2.4 远程自动抄表功能

远程自动抄表实现了抄表的自动化，其利用电子计量表的功能，自动实现数据的记录、采集，并通过电力负荷系统的数据通信信道资源和终端设备，将采集到的数据传输到控制中心，便可以实现远程自动抄表功能；同时，系统定时采集的数据也会暂时存储在用户终端中，并做到间段校正，减小误差。与传统的人工抄表相比，最大程度上地避免了人工抄表带了的漏抄、错抄等问题，也从根本上杜绝了窃电行为的发生。

2.5 事件记录分类功能

根据事先设定的事件的重要性，可以将电力负荷管理系统的事件重要性分为重要事件和一般事件，同时分类记录。

2.6 安全保护功能

用户终端必须在和管理中心保持正常通信连接的状态下，终端信息才能得到存储以及采集，用户终端在控制中心程序设定无通信状态下，自动进入保电时间，在控制中心解除锁定后，自动恢复到正常状态。

2.7 本地系统管理

负荷管理系统提供分级管理权限。负荷管理系统对提供终端的数据包括用户档案的录入、终端配置参数、控制参数和限值参数的设置以及查询等；系统能够实现对通信设备的管理，主要是指通信信道管理、中继站管理以及参数配置等；系统实现对运行状况监测，对终端、主站和中继站的运行状态进行显示、统计分析，对事件进行自动记录；系统实现对多种数据不同采集方式的采集，实现电能量数据采集的准确性、及时性、完整性以及可靠性。通过系统提供的多功能的负荷监控手段，可以动态监测用户负荷，并根据需要进行有效控制。另外，系统还能进行负荷数据的深层次综合运用，并实现数据开放和数据共享。

3 结语

电力负荷管理系统是一个开放的，不断发展的系统，在这里我们仅仅是讲述了系统的结构以及实现的主要功能，对于我们实现电力负荷的全程自动化运行还尚欠火候，我们可以推断，电力负荷管理系统会朝以下几个方向发展。

3.1 系统通信技术多样化

在传统系统中我们一般采用GPRS，但是在以后的系统中，随着数字通信技术的不断发展，通信手段必将多样化，信号更强，保密性更好是一个良好的发转方向。

3.2 专家系统应用更加广泛

未来系统更加智能化，专家化，一个完整的系统必将是一个闭环反馈系统，系统运营中出现的问题，由计算机分析，采用一个更加有效的控制策略，即专家系统。

3.3 用户终端更加多元化

一个开放性的终端，将实现每个家庭，每个用户的实时管理，人机交换操作，以达到节约电能，实现最优运行效果。

参考文献

[1]董高原.电力负荷管理系统的研究与实现[D].硕士学位论文，华北电力大学，2006（1）.

[2]张睿.电力负荷系统的设计与实现[D].复旦大学硕士学位论文，2011（2）.

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电力线通信简称PLC（PowerLineCommunication0）是利用配电网低压线路传输多媒体信号的一种通信方式。在发送时利用GMSK（高斯滤波最小频移键控）或OFDM（正交频分多路复用）调制技术将用户数据进行调制，把载有高频信息的高频加载于电流，然后再电力线上传输，在接收端先经过滤波器将调制信号取出，再经过解调，就可得到原通信信号，并传送到计算机或电话，实现信息传递。类似的电力线通技术信早已有所应用，电力系统中在中高压输电网(35千伏以上)上通过电力载波机利用较低的频率以较低速率传送远动数据或话音，就是电力线通信技术应用的主要形式之一，已经有几十年历史。

PLC接入设备分局段设备和用户端PLC调制解调器。局段负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络连接。在通信时来自用户的数据进入调制解调器后，通过用户配电线路传输到局端设备，局端设备将信号解调出来，再转到外部的Internet。该技术不需要重新布线，在现有低压配电线路上实现数据、语音、和视频业务的承载。终端用户只需插上电源插座即可实现因特网接入，电视接收、打电话等。同样电力线通信技术也可应用于其他相关领域，对于重要场所的监控和保护，一直需要投入大量的人力和财力，现在只需利用电源线，用极低的代价更新原有监控设备即可实现实时远程监控。目前电力系统抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的准确性、同步性难以保证。同时由于抄表地点分散，表记数量众多，所以抄表的工作量巨大。基于电力线路载波(PLC)通信方式的自动抄表装置，由于不需要重铺设通信信道，节省了施工及线路费用,成为现代电力通讯的首选方式，使得抄表的工作量大大减少。近年来居民小区及大楼朝智能化发展，现在的智能化建筑已经实现了5A。但是这些不同的系统自动化需要不同的网络支持；给建设和维护网络系统带来了巨大的压力。借助电力线通信技术，无论是监控、消防、楼宇还是办公或者通信自动化都可以利用电力线实现，便于管理和扩展。

电力线通信主要优势：

电力线通信有无可比拟的网络覆盖优势，我国拥有全世界排名第二的电力输电线路，拥有用电用户超过10亿，居民家里谁都离不开电力线；显然连接这10亿用户的既存电力线是提供上网服务的巨大物质基础。在广阔的农村地区，特别是那些电话网络不太发达的地区，PLC更有用武之地，毕竟电力网规模之大是任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大，市场发展成熟较慢，但会存在电力线上网先入为主的局面，对PLC的长远发展和扩展非常有利。

电力线通信可充分利用现有低压配电网络基础设施，不需要任何新的线路铺设，随意接入，简单方便的安装设备及使用方式，节约了资源和费用，无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物和公共设施的破坏，同时也节省了人力，共享互联网络连接，高通讯速率可达141Mbps（将未通过升级设备可达200Mbps）。PLC调制解调器放置在用户家中，局端设备放置在楼宇配电室内，随着上游芯片厂商14M产品技术相对成熟。PLC设备整体投入不断下降，据调查当前14M的PLCModem产品其成本已降到普通的ADSL接入猫相仿的水平，而局端设备则更便宜。由于一般一个局端拖带PLC调制解调器的规模为20-30台，因此随着用户的增长，局端设备可以随时动态增加，这一点对于运营商来说，不必在设备采购初期投入巨大的资金。因此也有宽带网络接入最后一公里最具竞争力的解决方案之称。

电力线通信的缺点

篇12

 

0引言

无线数据采集目前广泛应用在电力自动抄表、水文气象监测、工业数据采集、交通、安防等领域的应用越来越广泛，传统的无线数据采集终端多采用GSM网络收发短信来实现数据无线传输，随着GPRS网络的发展，基于GPRS网络的数据传输终端也开始得到大量应用。

为此本文设计了基于TC65的GPRS远程无线数据采集终端，采用 ATmega128单片机来采集数据，Siemens公司的TC65 GPRS无线通信模块来实现数据远程传输。

1GPRS和J2ME概述

GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称，是通过在现有GSM系统硬件的基础上增加了SGSN（GPRS服务支持结点），GGSN（GPRS网关支持结点），PCU（分组控制单元）三个主要的组件，通过软件升级来实现。它采用了分组交换的传输模式，用户只有在发送或接收数据期间才独占无线信道，从而大大提高了资源的利用率。GPRS网络传输速率高，可以提供115Kbit/s的传输速率，GSM只有9.6kbit/s。由于GPRS网络，只有在发送或接收数据时才占用信道，可以按流量或包月等方式来收取，大大降低了数据传输的成本。GPRS支持因特网上应用最广泛的IP协议和X.25协议，能提供Internet和其它分组网络的全球性无线接入，方便用户组网需要。

J2ME（Java 2 Platform，Micro Edition），又称为Java微型版，是Sun公司专门为满足移动终端设备而设计的。Java技术具有开放性、安全性和跨平台性的优点，不同设备厂商的设备可以更好兼容。

在工业控制中利用J2ME技术，不但可以实现嵌入式环境中基于服务级的互操作，而且可以使系统灵活可靠，降低开发难度，与传统的开发手段相比：

1）有利于节省开发成本。

2）易于开发维护，可以根据需要及时对终端的软件系统进行远程升级维护。

3）代码重用，通过Java虚拟机可以产生一种结构中立的目标文件，可以在多种设备上运行，实现了“一次编程，到处可用” 。论文参考网。

2数据终端硬件设计

2.1系统的整体构成

2.2数据采集终端设计

数据采集主要通过单片机来实现。单片机选用ATmega128。ATMEGA128是AVR8位RISC系列微控制器，工作频率最快可达到16MHZ，有两个USART口，53个通用I/O口，128K的内置FLASH存储器，在设计上采用低功耗的CMOS技术，并在软件上有效地支持C高级语言，能够作为嵌入式操作系统的嵌入式处理器。

数据通过RS485总线，经过RS485/232转换，将数据传送至单片机ATMEGA128，ATMEGA128再将数据通过RS232串口0传送到无线通信模块，由无线通信模块进行打包处理后，通过GPRS网络进行数据传输。

2.3数据传输终端设计

数据传输通过TC65模块实现。TC65模块是Siemens公司设计的一款基于GSM/GPRS引擎的无线通信模块，主要工作于900MHZ和1800MHZ两种频率。带有十个通用接口，两个串口以及语音模块，为用户提供了1.7MBFlash和400KBRAM，内置JAVA虚拟机和TCP/IP协议栈，通过J2ME平台进行软件设计，通过TCP/IP协议传输采集数据，可通过OTA（OverTheAir）进行远程软件升级。

电源电路图如图2所示：

TC65模块工作的电压范围是+3.2—4.5V，在数据通信的过程中它还会产生2A的峰值电流,会产生0.35的电压损失,所以电源电压一般选用典型值3.8V。LM2596 开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出3A 的驱动电流，输出电压

==3.8V

TC65的基带处理器集成了符合ISO8716 IC卡标准的SIM接口，可以通过板到板连接器连到外部SIM卡座，其硬件连接电路图如图3所示：

TC65作为一个DCE使用，ASC0为8线串行接口，是TC65模块AT指令控制接口，同时也是Java程序下载接口。在Java运行模式下ASC0作为RS-232接口可进行程序调试。系统采用了MAX3237E芯片来实现电平的转换。

3数据采集终端软件设计

数据采集终端软件设计主要从两个方面来考虑：仪表数据采集和数据通过突出TC65GPRS远程无线网路发送到监控中心。

3.1数据采集终端软件设计

ATmega128串口USART1负责采集数据，并将数据进行打包，通过串口USART0传输到TC65数据传输模块。

开始采集数据时，通过TC65发送指令，ATmega128根据接收到的指令将数据发送到TC65,然后通GPRS网络发送到远程监控中心。论文参考网。程序部分代码如下：

void ringrx()

{

unsigned char tr; unsigned char i;

for(i=0;i<16;i++)

{

if(rx_counter0>1)

{

if(getchar()=='T')

{

if(getchar()=='I')

{

tr=PINA; tr&=0x07;

printf('ATE0 '); printf('ATH ');

printf('AT+CMGR=1 ');

readdata();

…

}; };

};

};

}

3．2 TC65数据传输终端软件设计

TC65数据传输终端将数据通过GPRS网络传送到服务器，服务器端通过Internet访问远程采集到的数据。在小批量数据采集应用，例如无线监控系统中，可以将数据传送到个人手机，实现实时监控。此时手机可以直接发送短信控制TC65无线模块。论文参考网。因此TC65数据传输终端软件设计充分利用JAVA多线程的特点，根据终端功能设计要求及软件程序设计需要，程序包括以下几个线程:短信息处理线程、数据采集线程、GPRS通信线程。

TC65数据传输终端主程序流程图如图4所示：

短信息处理程序负责实现对TC65远程控制；数据采集线程负责将ATmega128采集的数据存储到TC65指定缓冲区；GPRS通信线程负责将缓冲区数据发送到监控中心服务器，主要包括GPRS网络连接和收发数据。

TC65无线通信模块在进行数据通信的时候要遵循TCP/IP协议，IP层和网络接入层是通过PPP协议来实现。GPRS通信线程流程图如图5所示：

TC65数据传输终端通过PPP协议实现GPRS网络连接，可以一直在线，连接成功获取IP地址后就可以和服务器端通过HTTPS实现数据通信。

4结束语

本文提出了基于TC65的GPRS远程无线数据数据传输终端设计。结合了J2ME和GPRS网络的特点，系统适用性强，而且运营成本也比较低，适合我国的基本国情，将在远程无线通信领域得到大量应用。

参考文献

[1] 毛诗柱．基于J2ME的GPRS远程无线自动抄表的研究 [D]．广州：广东工业大学，2007．

[2]张小玮．J2ME无线平台应用开发[M]．北京：清华大学出版社,2004．

[3]TC65 Cellular Engine Hardware InterfaceDescription. Siemens Corporation.2005．

[4]徐敏．GSM/GPRS无线数据通信终端技术的研究与实现[D]．上海：华东师范大学，2004．

[5]AT­ Command set for TC65. Siemens Corporation.2005.