智能抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
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智能抄表系統(tǒng)目前主要有：有線(xiàn)通訊技術(shù)和電力載波通訊技術(shù)。有線(xiàn)通訊技術(shù)作為傳統(tǒng)方法，以其穩(wěn)定性占有優(yōu)勢(shì)。但有線(xiàn)通訊鋪線(xiàn)工程浩大，而且容易被人為損壞，同時(shí)居民樓已建成，再在墻壁表面拉線(xiàn)，居民難以接受。電力載波通訊技術(shù)能有效解決上述問(wèn)題，他利用現(xiàn)有交流電源線(xiàn)作為通訊線(xiàn)路，省去了不切實(shí)際的鋪線(xiàn)工程，優(yōu)勢(shì)明顯。同時(shí)智能抄表系統(tǒng)還適用于水表、煤氣表等家用生活表。
1 系統(tǒng)的硬件基本構(gòu)成和原理
基于電力載波通訊的智能抄表系統(tǒng)是指：由主站通過(guò)電力線(xiàn)載波通訊信道將多個(gè)電能表電能量的記錄值(窗口值)的信息集中抄讀的系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)的構(gòu)成
圖1主要是由載波電表(裝有采集用戶(hù)電能表電量信息的采集終端或采集模塊)、集中器(根據(jù)上位機(jī)指令，控制該線(xiàn)路內(nèi)所有電表示數(shù)的收發(fā))、信道(一般用PSTN公共電話(huà)網(wǎng))和上位機(jī)(如社區(qū)抄控中心主要是抄表管理系統(tǒng))等設(shè)備組成。
1．2 系統(tǒng)工作原理
計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)的指令，通過(guò)社區(qū)抄控中心與集中器通信連接，根據(jù)抄控中心軟件與集中器的通信協(xié)議，由社區(qū)抄控中心控制集中器的程序，集中器根據(jù)中器內(nèi)的各種電路工作，把應(yīng)發(fā)送和接收的指令通過(guò)電力線(xiàn)與各載波表通訊，接收電表計(jì)量的各種數(shù)據(jù)。各個(gè)載波表又同時(shí)接受集中器的設(shè)定程序，互相傳遞信息或委托某個(gè)載波表把信息轉(zhuǎn)送集中器。在整個(gè)過(guò)程中，他受集中器設(shè)置的程序執(zhí)行功能控制，形成一個(gè)智能化自適應(yīng)中繼通信系統(tǒng)。
但是在電力線(xiàn)傳輸?shù)倪^(guò)程中存在開(kāi)關(guān)電源、變頻電機(jī)和其他的一些通訊設(shè)備產(chǎn)生的各種噪音和信號(hào)衰減，由此引發(fā)的各種干擾，使得載波通訊系統(tǒng)通訊的成功率大大降低，阻礙了智能抄表系統(tǒng)的發(fā)展。針對(duì)上述情況，我們將在本系統(tǒng)中的集中器和載波電表中安裝KQ-100E的載波通訊收發(fā)模塊，他是一個(gè)功能強(qiáng)大的MODEM，具有良好的信噪比，減少干擾，提高傳輸距離，大大優(yōu)化了傳統(tǒng)上的抄表系統(tǒng)。
1.3 KQ-100E模塊具體的性能指標(biāo)
(1)收發(fā)模塊微機(jī)控制端由RX、TX、R／T三個(gè)端口構(gòu)成，全是TTL電平。
(2)＋5 V端接入＋5 V±5％的直流電源；VAA端為發(fā)送功率電源，可用直流不穩(wěn)壓電源，發(fā)送時(shí)電流300 mA(不發(fā)送時(shí)為0 mA)，VAA可在9～15 V之間選定；2個(gè)AC端可以直接接市電的火線(xiàn)和零線(xiàn)，也可以接火線(xiàn)和地線(xiàn)；而在遠(yuǎn)距離戶(hù)外通信時(shí)可采用火 線(xiàn)和零線(xiàn)通訊方式。
(3)KQ-100E可以與單片機(jī)進(jìn)行串行通訊，也可以通過(guò)RS232串行口與微機(jī)之間進(jìn)行串行通訊。過(guò)零載波模塊與微機(jī)接口采用1 200 B／S通信，串行異步10位方式，1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位。
(4)采用FSK過(guò)零載波通訊方式，試驗(yàn)證明在一個(gè)10 kV變壓器臺(tái)區(qū)內(nèi)，任何時(shí)候都可以100％成功通信。由于KQ-100E為過(guò)零點(diǎn)傳送模塊，因此只有在同相電力線(xiàn)上才能夠正確傳送數(shù)據(jù)。但我國(guó)都采用三相電源供電。因此，在集中器必須有三相電源，并能保證集中器三相都能傳送數(shù)據(jù)，具體的步驟如下：在集中器內(nèi)采用三個(gè)模塊分別接A，B，C三相，而后在單片機(jī)控制時(shí)采用CD4053進(jìn)行多個(gè)PTT，RX，TX等信號(hào)切換，這樣做成本高，體積大，但不存在干擾及切換壽命等問(wèn)題。具體參考如圖2所示。
評(píng)論