基于低压电力载波的远程自动抄表系统的设计.doc

基于低压电力载波的远程自动抄表系统的设计 2006年第1O期福建电脑123 基于低压电力载波的远程自动抄表系统的设计 魏家国,赵莹z,盂祥 (1_吉林省九台市松其灌区管理处吉林九台1305132.吉林省北华大学电气信息学院吉林吉林132021) 【摘要】:本文设计了一种基于低压电力线通讯技术的远程自动抄表系统,叙述了系统的结构和功能,以及软,硬件设 计方案,并给出了部分原理框图.该系统成本低,可靠性高,稳定性好,具有广阔的应用前景. 【关键词】:远程抄表电力载波集中器 1.引言 随着我国国民经济和电力事业的迅速发展.一户一表制已 基本普及.人工抄表工作量逐渐增大.传统的人户抄表了,式已不 再适用.因此远程自动抄表系统将是未来发展的主要方向.这对 于提高电力部门的管理水平和经济效褴无疑具有十分重要的意 义.它可以自动,集中,定时地抄录各用户的用电量,为电力部门 提供有效的电网运行参数该系统的实现是迈向配电自动化的 第一步.具有广阔的应用前景 2.系统的结构和功能 该系统的结构如罔 1所示,由五部分组成: 电能表,采集器,集中器, 通信模块和主站计算机 电能表大体上呵分 为两种类型:机电式和全 电子式机电式电能表可 通过安装在电能表内部图1系统结构圈 的光电转换模块把电能表圆盘转动时的信号转换成脉冲电信号 输出全电子式电能表可直接输出电信号电能表输出的电信号 送入采集器进行电能的计算,累jJu和存储. 采集器用于同时采集多个用户电能表的电量信息.通过电 力载波通信将数据传送给集中器, 集中器.能够按照设定的抄表时间.每天自动采集各蚪I户电 能表的累计电量.回送主站计算机.及时响应主站计算机的各种 通信命令. 通信模块通信模块用束实现主站计算机集中器之问的 通信.通信模块可以是公用电话网,CSM网,GPRS,扩频通信系 统和专线等各种方式.本文选用公用电话网 主站计算机主要是接收集中器传送过来的用户用电量数 据,并生成收费表.可设置电表的各种初始化数据参数,通过主 站计算机,管理人员可以随时获取所需要的各种数据和信息,它 是系统的人机界面 3.系统的硬件设计 该系统的硬件主要包括采集器和集中器两部分 3.1采集器 采集器的主要功能是采集用户电能表的电量信息.同时与 集中器进行通信.如图2所示.其主要器件是AT89C52,是一种 带8kbytes的可反复擦写F/ash只读存储器的低电压,高性能 CMOS8位单片机,具有体积小,成本低,可靠性高的特点.采用 I2C接El串行E2PROM AT24LCO4作为非易失性 存储器.具有体积小,接目 简,使用寿命长的特点. 与集中器之间采用现有的 电力线进行通讯.不用额 外布线选用ST7537作为 电力载波器件.S们537是 CMOS异步半双工电力线 电能采集L—^ 塑— 葡 墅!一AT89C52 存储器 ^T41fn4I 图2采集器硬件框图 调制解稠器集成电路.具有接 收和发送数据的全部功能.在 采集器中它把信息发送到电 力线上SI7537除了具有数 据接收和发送功能外.还具有 载波侦听功能.其目的也是为 了保证数据准确可靠地传送 ST7537采用频移键控(FSK) 方式,使用的栽波频率为132. 45kIIz,数据传送速率为1200bit/s.时钟电路采用DS12887芯 片,具有万年历时钟.吉有电池可保证掉电时钟不停.看门狗电 路采用MAXS13.防止单片机死机 3.2集中器 集中器可在～个变压器下设置一个.主要负责数据的传送 与接收.如图3所示集中器也以AT89C52为核心.通过5T7537 接收采集器发送到电力线上的数据.累加存储到RAM.本系统 的RAM芯片选用Dala8公司的DS1225Y.该片是一种容量为 8Kx8的gRAM.具有掉电保护功能.能防止意外而导致的数据 丢失主站计算机之问通过MODEM进行通信.向主站传送抄 表信息.并接收控制命令 4.系统的软件设计 系统的软件没计包括采集器部分,集中器部分和主站计算 机部分下面主要给出主站计算机部分软件设计这部分软件设 计又包括通信软件设计和主站管理软件设计.均采用VB设计, VB为可视化编程软件.具有丰富的控件供选j{j,功能强大.具有 很好的数据库管理功能. 4.1通信软件 通信软件包括拨号,挂机, 查询和电表参数设置.,[}I MODEMAT命令集拨号.通过 使串El的DRT引脚变为低电 平挂机查询软件完成查询电 表内各种计量信息的主要任 务.主要流程图如图4所示 参数设置主要用于电表内 的时钟和各种参数:电表底数, 设置自动抄表的起始时间和结 束时间,设置查询抄表月期,电 表通信地址及指定通信路径等. 4.2主站管理软件 圈4查询流程图 主要包括5个模块:操作注册,取消注册,档案管理,数据查 询和数据管理 操作注册模块: