多功能电表无线抄表系统简介

时间：2017-05-04 19:43:38 点击：2657次

本文在对当前几种抄表系统进行分析比较的基础上，介绍了一款无线射频抄表系统以及相关技术。关键词：抄表系统；多功能电表；无线数据传输常用抄表系统的优缺点国家“康居工程”的推广，智能化小区的建设，推动了抄表系统的改革。随着科学应用技术的飞速发展，在电力抄表领域，已出现了多种抄表方案并存的现状，如传统人工抄表，租用电话线抄表，低压电力载波抄表，光纤抄表等，但这些抄表方式都存在着各自的缺陷。传统抄表方式人工挨家挨户抄取电能表数据，不可避免地会造成统计数据不准确，无法真实反映用户用电情况；操作难以规范化，造成不明损失增加；且耗费人工多，成本高，效率低。显然，人工抄表管理模式也无法满足诸如分时电价运营、预支电费等先进管理模式的推行。租用电话线抄表是利用现成的电话网络，只需在数据的发出和接收端分别加装调制解调器（MODEM）。该方法的数据传输率较高且可靠性好，一次性投资小。但不足是线路接通时间较长，当集中器数已较多时，集中器到控制中心的通信效率将明显降低。另外，若租用电话线路多，其租用费也很可观，因此不适合大容量系统。低压电力载波是利用低压电力线作为抄表的数据传输通道。电力载波直接利用配电线网络，免去了租用线路或占用频段等问题，降低了抄表成本。但电力线传输所存在明显的缺点就是噪声大和安全性低的问题。电力系统的基础设施并不具备提供高质量数据传输服务的功能，而且，使用电力线来进行通信经常会发生一些不可预知的错误。家庭电器产生的电磁波也会对通信产生干扰。光纤通信抄表具有频带宽、传输速率高、传输距离远以及抗干扰性强等特点。但因其安装结构受限制且成本高，故也不适合在电力抄表系统中使用。无线抄表技术就是在技术与管理两方面急待进步、改革的迫切需求下逐渐发展起来的。无线多功能抄表系统无线多功能抄表系统，是指将无线传输作为电力抄表通信方式的抄表系统。目前，系统中的无线传输主要有红外传输和无线射频传输两种。红外抄表系统采用红外（IrDA）技术通信，通过红外无线模块实现电表数据的传输，其优点是价格低廉，功耗低。但红外用于无线抄表，有其自身无法克服的缺点 n 方向性强，角度要求严格 n 传输距离短，且受天气影响 n 容易受各种热源、光源的干扰 n 收发之间不能有遮挡物而目前被广泛关注的将无线射频技术用于抄表系统，可以很好地解决上述问题。使用无线射频抄表系统，不论在户外室内均可正确，快速及时进行无线抄表。无线多功能抄表系统包括无线多功能电表和手持抄表器。其中无线多功能电表由电表的电能计量模块和无线传输模块集成，在使用上可以完全替代原有传统电表，并直接实现计量数据的无线传输。手持抄表器能实现无线抄表功能，可以完成电表数据的通讯、存储、上传。无线射频抄表系统结构示意图如图，其中TR100S为无线数传模块。无线多功能电表无线多功能电表工作原理如下：在计量工作状态，无线多功能电表完成传统电表的所有工作；无线抄表时，由手持抄表器根据抄表通信协议，通过无线数传模块TR100S，对电表进行无线查询和呼叫。电表接收到正确的无线数据后，将所需传输的电表数据由TR10OS发送至手持抄表器。手持抄表器能够接收并掉电保存电表数据。在各电表无线抄送完毕后，手持抄表器通过RS232将所抄数据上传给中心站PC进行分析处理。无线多功能电表的典型结构图如图：系统选用的电表芯片SA9904B是南非Sames公司的一款高精度三相电能计量芯片。SA9904B可用于计量额定频率为50Hz的三相交流有功电能、三相交流无功电能、各相电压、电流、功率、功率因数、频率的瞬时值，并能记录各相失压、断流的情况。SA9904B具有所有三相电表电能测量所需要的功能，如重复取样数模转换器、功率计算和能量积累等，实现了单芯片完成电能测量。另外，SA9904B带标准SPI串行接口，用于与微控制器的通信。各测量值通过SPI接口从SA9904B片内寄存器中读出，完成计量功能。系统选用PIC16F73作为多功能电表的MCU。此外，多功能电表还应具备以下部分：时钟芯片：是实现分时电价运营所必要的。它由无线手持抄表器进行校准。用来进行分时段计量。 LCD：用于显示电能量和实时功率及其方向等，同时也显示备份电池电压过低、失压、失流等非正常工作状态等报警信息。 EEPROM存储芯片：用于存储费率时段，各时段电量等电表数据。具有掉电保护功能。手持抄表器手持抄表器是连接无线多功能电表和中心站的纽带，是实现电能表管理无纸化、计算机化，避免人为干预，提高用户电表管理效率及管理水平的重要工具。配备相应的抄表应用软件，工作人员可以利用抄表器的无线通讯功能，远离现场，读取无线电表的有关数据，再将数据回传给管理中心计算机，提供了一种简单而实用的从电表到管理中心计算机的数据传送方式。手持抄表器主要具有以下功能： 1. 在安装新电表时，设置新表的表常数、表底数等。在每次抄表时，校准电表时钟，这些是通过它与电表之间的无线通信实现的； 2. 直接通过无线数传模块抄收电表度数并存储在手持机中。 3. 将电表数据上传给中心PC机，供用电管理部门计费使用。与有线抄表相比，无线抄表系统的关键，是确保无线电表数据绝对可靠地传输。由于电表的电磁环境各不相同，安装环境参差不齐，因此系统选用无线数传模块的优异性能尤为重要。

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