關(guān)于電力載波自動(dòng)抄表技術(shù)的探討

杜茜林

（畢節(jié)供電局，貴州 畢節(jié) 551700）

前言

自動(dòng)抄表是指采用通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)自動(dòng)讀取和處理表計(jì)數(shù)據(jù)。在用電管理方面，采用自動(dòng)抄表技術(shù)，不僅能節(jié)約人力資源，更重要的是可提高抄表的準(zhǔn)確性，使供用電管理體制部門能及時(shí)準(zhǔn)確獲得數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測及控制，以實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益的提高和管理水平的進(jìn)步。

1、電力載波自動(dòng)抄表技術(shù)

電力載波自動(dòng)抄系統(tǒng)由基表（電表，水表，煤氣表）、數(shù)據(jù)采集器、低壓電力載波，數(shù)據(jù)集中器、上層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、管理中心計(jì)算機(jī)（數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）組成抄表網(wǎng)絡(luò)。采集終端、集中器、計(jì)算機(jī)之間的通信采用RS—485總結(jié)構(gòu)，采集終端用專用供電電源，通過本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)水、電、煤氣表數(shù)據(jù)的讀取、處理、儲(chǔ)存及上傳。

利用電力載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)，對(duì)于在已建好或不易布的居民區(qū)和對(duì)于比較分散的用戶的采用分散式的，當(dāng)集中器通過低壓電力載波與各采集終端通訊，每個(gè)電能表里面或端子蓋旁邊安裝一個(gè)載波模塊為分散式的。又如采集終端通過脈沖接收各電能表的脈沖信號(hào)，集中器通過低壓電力載波與各電能表的載波模塊通訊為集中式的。本文著力集中式的低壓電力載波方式，集中式的低壓電力載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)如圖所示：

2、電力載波自動(dòng)抄系統(tǒng)的原理：

2.1 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：

內(nèi)裝遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的上層操作軟件，對(duì)系統(tǒng)所轄設(shè)備進(jìn)行管理，通過轄下的集中器可以隨時(shí)調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)任一表計(jì)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；同時(shí)可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備發(fā)出各種指令，本系統(tǒng)所用計(jì)算機(jī)為一般辦公用計(jì)算機(jī)。

2.2 上層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：

上層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有以下幾種主要的方式：

(a)電話網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場總通過一個(gè)電話——現(xiàn)場總轉(zhuǎn)換裝置與公用電話網(wǎng)相連，電腦通過Modem經(jīng)公用電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場總的通訊；

(b)以太網(wǎng)，現(xiàn)場總通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)——現(xiàn)場總轉(zhuǎn)換裝置與局域網(wǎng)相連，電腦通過局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場總的通訊；

(c)GPRS移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場總通過一個(gè)GPRS——現(xiàn)場總轉(zhuǎn)換裝置與公用移動(dòng)電話網(wǎng)相連，電腦通過Modem經(jīng)移動(dòng)電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場總的通訊。

2.3 數(shù)據(jù)集中器：

整個(gè)系統(tǒng)的橋梁，用于終端管理、數(shù)據(jù)緩存；起下傳計(jì)算機(jī)命令、上傳終端數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)的作用。

系統(tǒng)選用TCU2122型集中器，接口為標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器帶有后備電源供電，當(dāng)交流斷電時(shí)，可保持其中的數(shù)據(jù)不丟失。通訊距離1200米，通訊速率：上行4800bps，下行：1200 bps；工作方式：連續(xù)。工作環(huán)境：-10℃～50℃，相對(duì)濕度：20%～95%；電源要求：AC220V±30%，50Hz±5%；

2.4 采集終端：

選用RTU4112BD型采集終端，最多可采集12只遠(yuǎn)傳基表發(fā)出的脈沖信號(hào)，并對(duì)基表的信號(hào)進(jìn)行處理、轉(zhuǎn)換和存貯，可接收來自集中器發(fā)來的各種操作命令，向集中器回送表計(jì)數(shù)據(jù)。通訊速率：1200 bps；工作方式：連續(xù)。工作環(huán)境：-10℃～50℃，相對(duì)濕度：20%～95%；電源要求：為DC15V直流電源，專用供電電源；

2.5 基表（電表，水表，煤氣表）：

將基表的機(jī)械計(jì)度轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)。信號(hào)類型：TTL脈沖信號(hào)，無源觸點(diǎn)信號(hào)或光耦的C、E極。脈沖輸出信號(hào)寬度：≥40ms脈沖輸出信號(hào)傳輸距離：≤100米。

3、自動(dòng)抄表軟件

遠(yuǎn)程抄表監(jiān)控軟件由五部分組成：通訊模塊，抄表設(shè)置模塊，計(jì)費(fèi)模塊，電腦抄表通訊以及數(shù)據(jù)庫模塊。

(1)通訊模塊主要完成系統(tǒng)與底層硬件接口的實(shí)現(xiàn)，由動(dòng)態(tài)鏈接庫（DLL）的形式提供；(2)抄表模塊為EXE文件，通過調(diào)用通訊模塊的接口函數(shù)完成數(shù)據(jù)采集，設(shè)置，遠(yuǎn)程控制，數(shù)據(jù)的保存，查詢，管理操作，同時(shí)完成系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫的建立維護(hù)工作；(3)計(jì)費(fèi)模塊主要完成客戶收費(fèi)管理工作，可以按照指定周期統(tǒng)計(jì)用戶用水，電，氣用量及金額；(4)計(jì)算用戶的相關(guān)費(fèi)用，提供與銀行的數(shù)據(jù)接口，電腦抄表模塊軟件是安裝在電腦中運(yùn)行的軟件，通過紅外完成進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊以及數(shù)據(jù)保存功能；(5)數(shù)據(jù)庫模塊提供數(shù)據(jù)的保存查詢接口。

4、結(jié)束語

自動(dòng)抄表系統(tǒng)是隨著近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)在計(jì)量儀表領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而掀起的一場重大變革，一個(gè)完整的自動(dòng)抄表系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)的目的是要將計(jì)量儀表的數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)方的計(jì)算機(jī)設(shè)備，通過數(shù)據(jù)處理為用戶和計(jì)量儀表的管理方提供計(jì)費(fèi)和管理服務(wù)。電力公司推出的電力載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)采用了兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即由遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)主站與現(xiàn)場的集中器作為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，其間采用電話、專或無進(jìn)行通信，而由集中器與現(xiàn)場大量的計(jì)量儀表構(gòu)成二級(jí)網(wǎng)絡(luò)，采用低壓電力載波作為通信方式，根據(jù)目前國內(nèi)外的應(yīng)用情況，電力載波自動(dòng)控制的水，電，煤氣表的一體化方案抄表系統(tǒng)是可行的，具有較高的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

電力載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)通信中既保證所抄數(shù)據(jù)的安全、可靠傳輸，又確保中心處理子系統(tǒng)不會(huì)受到來自傳輸網(wǎng)絡(luò)的意外攻擊。網(wǎng)絡(luò)中心處理子系統(tǒng)的安全性主要是指其包含的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全性，而主要的安全隱患來自以下4個(gè)方面：黑客、病毒、合法人員的失誤和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自身的脆弱性。保護(hù)及防范的措施是綜合運(yùn)用密碼技術(shù)、身份驗(yàn)證技術(shù)、訪問控制技術(shù)、防火墻技術(shù)、安全內(nèi)核技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)反病毒技術(shù)、信息泄漏防治技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全漏洞掃描技術(shù)和入侵檢測技術(shù)等防范，但對(duì)電力載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)無如此安全隱患。該系統(tǒng)的應(yīng)用可將大量的住宅耗能信息集中統(tǒng)一管理，而管理機(jī)構(gòu)只需投入少量人員即可運(yùn)用電力載波實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中抄表，并完成數(shù)據(jù)的采集、累計(jì)、費(fèi)用計(jì)算、費(fèi)用收取，實(shí)現(xiàn)住宅耗能計(jì)量的高質(zhì)量管理，作品具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義及推廣前景。

[1]于晶晶.電力線載波遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的研究.

[2]王贊基,郭靜波.電力線擴(kuò)頻載波通信技術(shù)及其應(yīng)用.電務(wù)系統(tǒng)自動(dòng)化.2000.

[3]何海波,周擁華,吳昕.低壓電力線載波通信研究與應(yīng)用現(xiàn)狀.繼電器,2001.

[4]高峰,董亞波.低電力線載波通信中信號(hào)傳輸特性分析.電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2000.