自动抄表系统的原理及其应用

　
摘要：自动抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据传输通道、主站系统构成，通过网络还可以和供电局的营业收费系统相连实现抄表收费一体化
关键词：自动抄表系统 应用
1、自动抄表系统的构成
自动抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据传输通道、主站系统构成，通过网络还可以和供电局的营业收费系统相连实现抄表收费一体化。如图1所示。

电能表-电能表有脉冲电能表和机械电能表两种，脉冲电能表可输出标准脉冲信号到采集器，而机械电能表需将用户的用电量通过光或磁的方法转换为标准脉冲信号。
采集器(或称为采集模块)--采集器分为单表采集器和多表采集器两种，单表采集器只能采集、存储1块电表的数据，多表采集器可同时采集、存储8、12、16、24、32或64块电表的数据，采集器除完成电表的电量数据采集工作以外，还要根据系统的要求完成与集中器之间的数据通信，将需要传送的电量数据送到集中器中。
集中器-集中器的主要任务有两个，一是完成与采集器的数据通信工作，向采集器下达电量数据冻结命令，定时循环接收采集器的电量数据，或根据系统要求接收某个电表或某组电表的数据。另外的任务就是根据系统要求完成与主站的通信，将用户用电数据等主站需要的信息传送到主站数据库中。
通信信道-上行通道：指的是集中器与主站之间的通信线路，可以采用电话、无线、专线等通信介质；下行通道：指的是集中器与采集器之间的通信线路，主要有485总线、电力线载波两种通信方式。
主站系统--定时或随时抄收居民或商户电表的电能量数据，对集中器设置通信参数及操作参数，与供电局用电营业网联网后，可以进行电费计算、票据打印、统计报表、电费实收等功能。
2485总线方式自动抄表系统
485总线方式的抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据信道机以及主台计算机组成。其中采集器负责将若干个电表的用电数据集中进行处理、计算及打包向上发送。若干个采集器通过双绞线与集中器相连，组成一个485网络。集中/转发器负责与主台计算机和采集器进行通信，它与主台计算机之间的通信可选电话线、无线电、专线电缆等多种方式。
(1)单485总线抄表系统：
系统由主站、信道、集中器、采集器和电能表构成。主信道(上行)一般采用公用电话网(PSTN)，集中器与采集器之间(下行)采用屏蔽双绞线，通信方式为485总线，采集器和电能表之间用一般导线连接，用于脉冲采集。
该系统适用于城市居民小区和较密集的商住楼，且电能表已安装在集中式表箱中。每个单元安装一台采集器，可采集集中表箱内的所有电能表脉冲。对于小区内部的小商业用户和单位，可以敷设脉冲线到就近楼层单元的采集器，若距离超过100m，应单独安装一台采集器。大约30～50个采集器需配置一个集中器，但485网线长度应不超过1200m。
单485总线抄表系统优点：
①技术简单、成熟，易于实现；对全电子式电能表，无需改造；总线传输速率高，可靠性高。②通过采用相应的信道编码技术，网线的合理配置，可使抄收率和数据可用率达到两个100%。
③由于采用多块表集中抄收的方式降低了每户成本，同时也降低了整个系统造价。
单485总线抄表系统缺点：
①施工布线工作量大，网线易受人为破坏。
②线路损坏后，故障点不易查找。
③易受雷击和过电压的影响。
单485总线抄表系统的适用范围：
该系统适用城市居民小区和较密集的商住楼，且电能表已安装在集中式表箱中。
(2)双485总线抄表系统：
系统由主站、信道、集中器、采集器、485模块和电能表构成。主信道(上行)一般采用公用电话网(PSTN)，集中器与采集器之间(下行)采用屏蔽双绞线(485总线)，采集器和电能表之间也采用屏蔽双绞线(485总线)，用于采集电能表数据。
该产品适用于城市较分散的商业用户和居民用户，每个电能表需安装内置式485模块，该模块将电能表的脉冲转换为数据，然后通过485接口传送到采集器。电能表之间的485总线长度不能超过1200m。

该系统由于采用了双485总线结构，故数据传输速率高，可靠性高，又因为电能表采用内置式485转换模块，脉冲传输更为可靠。缺点仍然是施工布线工作量大，网线易受人为破坏。


3、载波抄表系统
(1)低压电力线的基本传输特性及通信技术：
简单的说，影响电力线载波传输质量主要有两个因素：一个是电力网络的阻抗特性及其衰减，另一个是噪声的干扰。第一个因素制约着信号的传输距离，第二个因素决定着数据传输的质量。
低压电力网的噪声干扰主要由配电变压器和用户装置产生。噪声基本来源为：通用交、直流两用电机，带有可控硅的调光装置，电视接收机等。这些设备产生的背景噪声包括：随机噪声、平滑频谱噪声以及工频谐波噪声等。
以上可以看出，载波传输系统所处的环境是很恶劣的，所以应采取某些措施消除噪声，特别是脉冲噪声对数据传输的影响。
到目前为止，国内厂家生产的载波采集模块大部分是基于FSK调制技术的，部分厂家使用的是扩频技术。
相对于采用扩频技术的模块而言，基于FSK调制的采集模块的优点是成本较低，实现比较容易，但其缺点也比较明显，即抗噪声干扰和抗谐波能力相对较差。
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