自動(dòng)化抄表系統(tǒng)的優(yōu)化

張璟　王霞　賀敏

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，們的生產(chǎn)生活中出現(xiàn)了越來(lái)越多的控制、采集儀表。隨著在各種場(chǎng)合應(yīng)用的各種儀表不斷增多，對(duì)儀表的數(shù)據(jù)采集、儀表的優(yōu)化也成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)心的問(wèn)題。本文介紹了遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了具有可靠性高、投資少、使用范圍廣等特點(diǎn)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)．

關(guān)鍵詞：儀表 自動(dòng)抄表系統(tǒng) 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（c）-0050-01

我國(guó)自動(dòng)抄表的應(yīng)用相對(duì)滯后，絕大部分地區(qū)，還是以人工抄表為主。人工抄表勞動(dòng)強(qiáng)度高、效率低、不準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)不及時(shí)。人工抄表暴露的種種弊端，嚴(yán)重阻礙了電力經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。程自動(dòng)抄表方式，解決了傳統(tǒng)手工抄表方法存在的自動(dòng)化程度低、速度慢、可靠性差、等缺點(diǎn)。在實(shí)際中經(jīng)過(guò)幾年的應(yīng)用，收到了較好的效果，成了我國(guó)用電管理的主流。

1 自動(dòng)化抄表系統(tǒng)

不同的抄表系統(tǒng)都可以由一下六個(gè)部分組成：基表，數(shù)據(jù)采集單元，底層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，數(shù)據(jù)集中單元，上層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

目前，數(shù)據(jù)采集單元有，單表采集單元，它的電子脈沖計(jì)數(shù)方式是總線制、多表集中采集單元，它的電子脈沖計(jì)數(shù)方式是采用分線制，還有其它的單表采集單元，可分為，檢測(cè)方式為總線制機(jī)電位置的、總線制攝像方式的、無(wú)線傳輸方式的等等。總線制單表采集器的種種優(yōu)點(diǎn)，使之成為目前抄表行業(yè)的主流模式。

底層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：采集器到集中單元之間的傳輸系統(tǒng)稱為底層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，目前主流的優(yōu)先傳輸方式是RS485總線方式和MBUS總線方式。相對(duì)于有線，無(wú)線的傳輸方式應(yīng)用的比較多，比如基于ZigBee技術(shù)和普通FSK的通信技術(shù)，通常，它們的頻段通常都是免費(fèi)的且無(wú)需申請(qǐng)。但無(wú)線傳輸方式技術(shù)上需要進(jìn)一步完善，因?yàn)楫?dāng)前它的應(yīng)用受耗電、發(fā)射功率、接受靈敏度、安裝環(huán)境等多個(gè)方面的影響與束縛。

數(shù)據(jù)集中單元：抄表系統(tǒng)通常采用了“數(shù)據(jù)集中器”這個(gè)設(shè)備來(lái)提高上層傳輸?shù)男剩员阃瓿蓴?shù)據(jù)的采集，從而發(fā)送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)集中處理。數(shù)據(jù)的批量匯總和存儲(chǔ)、上報(bào)，組建網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控用戶情況等是集中單元負(fù)責(zé)的主要任務(wù)。一般的數(shù)據(jù)集中器仍然用非常古老的通訊協(xié)議，以數(shù)據(jù)流形式將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，這必然將導(dǎo)致傳輸速度慢、可靠性差等問(wèn)題。

上層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)通常是集成在數(shù)據(jù)集中單元里，作為數(shù)據(jù)集中單元的一部分，由電腦直接或遠(yuǎn)程讀取，目前的讀取接口主要有以下六種，RS232串口、USB接口、IRDA紅外線接口、電話線接口、以太網(wǎng)接口、GPRS接口等。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：通常是指計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)軟件處理系統(tǒng)。

2 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的優(yōu)化

遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)：首先采集遠(yuǎn)程的居民用的電表或企業(yè)，工業(yè)電表的示數(shù)．然后將采集的電表示數(shù)通過(guò)既定的通信方式傳輸?shù)接秒姷墓芾聿块T。在整個(gè)過(guò)程中，沒(méi)有人工參與，既能節(jié)約人工成本，又方便了用戶，還提高了工作效率。

抄表系統(tǒng)的整個(gè)體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)典型的集散控制系統(tǒng)，它的體系結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換連接器、管理中心、遠(yuǎn)程終端單元（RTU）、帶有通信接口的智能電表等部分組成。如果從網(wǎng)絡(luò)特性的角度分析．它具有樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特性。該結(jié)構(gòu)可以劃分為三個(gè)等級(jí)：一級(jí)是系統(tǒng)管理中心（含中心端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器），二級(jí)是遠(yuǎn)程終端單元（含遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器），三級(jí)是帶有通信接口的智能電表。一級(jí)和二級(jí)之間的數(shù)據(jù)傳輸在各種類型的通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行．既能夠利用現(xiàn)有的布線系統(tǒng)，如：有線電視網(wǎng)、市話網(wǎng)、電力線等，也能夠利用各種網(wǎng)絡(luò)資源，如光纖同軸混合網(wǎng)（HFC）和小區(qū)綜合布線系統(tǒng)（PDS），二級(jí)和三級(jí)之間的傳輸，采集電表的脈沖信號(hào)量或電表示數(shù)一般可通過(guò)電力線載波方式、電話線方式、無(wú)線方式等形式獲取。

以下為各部分的功能介紹：系統(tǒng)管理中心的主要任務(wù)是收集匯總遠(yuǎn)程電表的數(shù)據(jù)，同時(shí)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，管理整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行；還可以通過(guò)廣域網(wǎng)與需要數(shù)據(jù)采集的公司聯(lián)網(wǎng)，如自來(lái)水公司、電力公司、銀行計(jì)算中心和煤氣公司，以便高效率的實(shí)現(xiàn)的費(fèi)用的收取和數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成傳輸媒介所需要的信號(hào)形式是由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的，數(shù)據(jù)連接器實(shí)現(xiàn)RTU與系統(tǒng)管理中心之間遠(yuǎn)距離的傳輸通信。在該系統(tǒng)中，起到承下啟上作用的是遠(yuǎn)程終端單元{RTU），RTU的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器的數(shù)據(jù)交換，設(shè)置電表的主要參數(shù)、收集各路電表的數(shù)據(jù)等。

對(duì)已建設(shè)好的小區(qū)，在構(gòu)建抄表系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有的布線系統(tǒng)加以考慮，盡量減少線路的改造而帶來(lái)的工程量，應(yīng)當(dāng)考慮在已有的各種布線系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)行改造。在這種情況下，混合方式可被采納為數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ琶浇椋谶h(yuǎn)程終端單元（RTU）與系統(tǒng)管理中心之間采用電力線為通信媒介，SSC（擴(kuò)展頻譜電力載波）為通信方式是它的設(shè)計(jì)方案。雙絞線連接的方式通常在電表與RTU之間采用，通信接口為RS—485方式。對(duì)于新型小區(qū)光纖同軸混合網(wǎng)（HFC）或綜合布線系統(tǒng)（PDS），每一種網(wǎng)絡(luò)資源都應(yīng)充分被利用，來(lái)實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的抄表模式。其設(shè)計(jì)方案為：小區(qū)綜臺(tái)布線系統(tǒng)成為遠(yuǎn)程終端單元（RTU）與系統(tǒng)管理中心之間的通信媒介。電表與遠(yuǎn)程終端單元（RTU）之間應(yīng)該采用雙絞線方式。如：基于Lonworks技術(shù)的抄表系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器、遠(yuǎn)程終端單元所附加的信號(hào)采集模塊均用Neuron芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展，人們逐漸看到采用網(wǎng)絡(luò)作為通訊手段的快捷與方便。對(duì)于儀表廠商來(lái)說(shuō)，一套基于網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)不僅能給抄表工作帶來(lái)提供更多的功能和更高的效率，而且能為用戶提供更多的服務(wù)，提高企業(yè)自身的形象及增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。由于在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中，各種通信方式的成功應(yīng)用，特別是電力載波方式（無(wú)需另設(shè)通信電纜，尤其適合于現(xiàn)有居民電表的改造）．使自動(dòng)抄表系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。若自動(dòng)抄表系統(tǒng)接人銀行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，則直接可以通過(guò)銀行完成收費(fèi)．大大地提高了經(jīng)濟(jì)效率和社會(huì)效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 李玉峰.基于Lonworks的自動(dòng)抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].天津科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2007.

[2] 陽(yáng)憲惠.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用[M].清華大學(xué)，2000.

[3] 常飛，趙偉.不斷發(fā)展的自動(dòng)抄表技術(shù)[J]-電測(cè)與儀表，2004.

[4] 胡蓉，胡科.智能抄表系統(tǒng)技術(shù)的研究進(jìn)展[J].成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2004.

[5] 戴志龍.遠(yuǎn)傳抄表技術(shù)方案比較[J].上海煤氣，2004.