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遠程抄表技術論文范文第1篇

論文摘要：隨著我國電子信息和科學技術的迅速發展，電力企業得到了很大的改善，遠程自動抄表技術對于供電企業提高用電營銷管理水平、增加企業經濟效益和獲得較大的社會效益意義重大。本文介紹了遠程自動抄表技術在電力企業中的應用情況，分析和指出了遠程自動抄技術在營銷工作中需要注意的問題及改進措施。 

 

1 遠程自動抄表系統現狀 

遠程自動抄表系統運用電量采集設備和應用軟件系統，建立了相應的電能表檔案，實現對采集電量的分析處理，可監測計算母線電量平衡，及時發現存在的問題，現了對變電站出口計量客戶的自動抄表．與營銷信息系統連接進行電費計算，對高耗能客戶“五天一抄表、五天一結算”。 

目前，系統根據具體情況分別通過光纜、公用電話網、移動通信網3種方式進行通信，可實現主叫與被叫。用于與采集設備進行通信的通信控制軟件，可監測采集器及相關設備的運行。支持本地、網絡多路徑存放數據文件，實現數據共享，系統數據安全、可靠。 

在應用的過程中，受客觀條件限制，還存在著一些影響或限制系統穩定運行的問題： 

1.1 防火墻等網絡安全技術尚未與系統結合應用，系統數據的安全性還存在隱患。 

1.2 采集終端還不能完全統一，仍存在機械表或機電一體式電能表，對數據采集的準確性有一定影響。 

1.3 數據規約管理還存在差異。部分變電站建成的遠程采集電能表或采集設備不符合當前應用系統數據規約，使得數據傳輸通信受到限制。 

1.4 采集系統覆蓋面還不夠，一部分大客戶、配變還未完全納入遠抄范圍，使得線損計算、電量綜合統計分析等管理只局限于變電站層面。 

2 遠程自動抄表系統規劃 

2．1 完善變電站遠程抄表系統 

2.1.1 針對新增變電站提出遠程抄表系統建設要求，選用數據規約相符的多功能電能表，選用原有設備廠商提供的新型采集設備，統一納入現有遠程抄表系統管理。 

2.1.2 對變電站各級關口電能表擬定分批更換為全電子式多功能電能表的工作計劃，爭取資金，對三相三線制計量方式進行三相四線制改造，在從互感器、電能表上提高計量精度的同時，將電能表分批更換為多功能電能表，以適應遠程抄表系統的技術要求。 

2.1.3 在相應網絡連接的關口設置防火墻，防止因系統連接外網或網絡之間連接使系統數據受到病毒侵入等安全威脅。 

2．2 新建大用戶和配電變臺自動抄表系統 

基于大用戶和配電變臺計量點較分散的特點，難以做到給每個分散的地點都安裝固定電話或移動卡，根據當前遠程自動抄表技術發展形勢，計劃采用適合配電變壓器數據采集的新技術。有選擇地在每個半徑500～3000m的區域內，使用1臺高性能的智能電表數據采集器，自動抄收區域內的多塊配變電表數據。用微波通信無線抄表器完成配變電能表與采集器之間的預定時間信息傳遞和邏輯連接。采集器既可以使用gprs無線網，也可使用有線電話網或電腦以太網傳輸數據。 

配電變臺及高耗能用電客戶遠程抄表系統主要由智能電表數據采集器、無線抄表器、通信控制軟件、電量管理分析軟件四部分組成。智能電表數據采集器除了能采集電能表的電量數據之外，還能采集有功功率、三相電流、三相電壓、功率因數、失壓報警、電表時鐘等多種數據。并可具有單總線上多協議的功能。采集器除了配備gprs模塊外，還配置有線電話接口，以方便與其他系統相連接。無線抄表器使用單片式無線數字通信集成電路，配有8個信道。郊外通信距離可達3km左右，城區約在0.5～1.5km。通信控制部分與電量管理分析軟件可以使用現有系統設備進行升級，以監測采集器及相關設備的運行，并進行電量數據查詢統計分析。 

2．3 建設居民集中抄表系統 

根據電能表型式及裝設模式的不同分別采取不同的終端采集方式，如：零散住戶、舊的居民小區考慮到電能表分樓層裝設，其采集終端數據信息可利用載波方式傳輸到集中器；而新的居民小區已經要求電能表全部采用一樓集中裝設模式，故可以應用485數據線連接方式傳輸到集中器，大大提高數據傳輸的可靠性。臺區與主站的通信方式可根據網絡覆蓋情況和地區通信業特點選擇有線電話撥號或gprs方式。 

2．4 與營銷信息管理系統的管理接口 

目前使用的遠程抄表系統與營銷信息管理系統已經實現中間庫形式的接口，遠程抄表系統通過中間庫，根據營銷信息系統的數據需求提供相應的數據信息。要求新建的項目必須統一使用與現有遠抄系統數據規約、技術要求相符的硬件和軟件，以達到系統的集中規范，也便于與營銷信息系統的數據連接共享。 

3 遠程自動抄表技術應用中存在的問題及解決措施 

通過近年來的發展，遠程自動抄表技術在供電企業的應用愈加廣泛，在變電站、大用戶、配電公用和專用變臺、居民小區等都有應用，但因投資、規劃和技術發展等原因，使得很多地方在技術應用方面存在著一些問題，主要有以下方面。 

3．1 技術、設備 

變電站遠抄、大用戶和配變抄表以及居民小區集中抄表所應用的遠程自動抄表技術、設備的廠家不統一，存在著系統維護、應用分散現象，缺乏統一的數據應用平臺，使得各個系統不能充分發揮作用。 

解決措施：應該在所應用的系統中確定一個主流系統，將其他應用整合到這個系統中來，形成一個綜合遠程自動抄表系統，與營銷信息管理系統以數據接口方式進行連接，實現全部數據的綜合分析，線損也可實現分電壓等級、分線分臺區的分別統計分析和匯總，使得系統可以集中為營銷管理工作發揮整體作用。 

3．2 采集終端 

自動抄表采集終端采用全電子式電能表的適應環境能力還不能完全達到實際應用要求。根據電力行業標準規定，電子戶外式多功能電能表工作條件為-25～55℃，極限工作條件為-25～60℃，這對我國大部分地區的氣候都能夠滿足，但在我國北方的部分地區，在溫度超過其工作條件時，會導致電能表液晶屏幕停止工作或電子元件損壞。在逐步擴大遠程抄表應用面的過程中，應用于室外的情況越來越多，針對過低溫度超過標準工作條件以下時可能會出現的電能表停滯，應該做好一定的準備，防范在此過程中造成數據損失。 

用全電子式電能表更換原有的機械表，無論從計量精度，抄表系統的維護量及自動監測數據的豐富性等方面都有極大的改善，并且結合某些電能表的負荷控制功能，系統還可以對指定線路的負荷進行控制，借助于智能電能表的預付費功能，系統還可以發展大用電客戶的遠程付費控制業務，這已經是當前發展的主流趨勢。為了保證終端工作的穩定可靠，一是要在選型時充分考慮當地氣候條件，為供貨商提供必要的技術要求，要求其供應產品的工作條件要滿足當地需求。二是對安裝在戶外，尤其較偏遠地段的臺區，采取定制的計量箱，設置必要的防高溫、防寒隔層措施，以保證電能表的工作環境符合要求。 

3．3 通信方式 

自動抄表的通信方式各有利弊，不可片面追求通信方式統一。在實際應用過程中，由于面對的是城區、近郊以及遠郊的不同區域，公用電話網、移動網絡都會有難以覆蓋需求區的情況，應該考慮因地制宜，考慮各種通信方式的優缺點，采取復合通信方式進行數據傳輸。 

通信系統主體一般主要有光纖傳輸、無線傳輸電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸4種。光纖通信頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠、抗干擾性強，適合上層通信網的要求，但因其安裝結構受限制且成本高，一般只應用于變電站層面。無線通信適用于用電客戶分散且范圍廣的場合，其優點是傳輸頻帶較寬，通信容量較大，通信距離遠，主要缺點是需申請頻點使用權，且如果頻點選擇不合理，相鄰信道會相互干擾。目前，gprs無線通信網絡為無線抄表系統的實施提供了高效、便捷、可靠的數據通道。租用電話線通信數據傳輸率較高且可靠性好，投資少，不足之處是線路通信時間較長(通常需幾s甚至幾十s)。電力載波通訊最大的問題就是信號衰減和抗干擾能力，雖然很多廠商研制了抗干擾電路、中繼功能、擴頻技術的綜合應用，但其實用性還有待于在實際應用中進一步檢驗。 

3．4 應用 

自動抄表系統應用方面，受應用企業人員、管理等方面因素限制．全面功能的開發使用還有不足。必須要有相應的組織機構及技術人員去管理和維護，需要多學習同行業先進單位的好經驗，取長補短，不斷完善。 

 

遠程抄表技術論文范文第2篇

關鍵詞：AMR，CAN，總線，電力集中抄表系統，ARM，LPC2294

 

引言

隨著計算機技術和通信技術的迅速發展，將眾多的計量點數據進行采集、傳輸、處理已經成為現實。自動抄表（the Automatic Meter Reading）技術，簡稱AMR，得益于八十年代的計算機技術，正成為抄表技術的發展趨勢。

1 電力集中抄表系統的構成

本文提出的電力集中抄表系統采用三層體系結構如圖1所示：第一層是主站服務器，其主要作用是負責存儲多功能電表的數據、實現對儀表的遠程監控、遠程控制等功能。服務器安裝在客戶服務中心的抄表主站通過GPRS/GSM來查收各個多功能電表的相關數據和參數。第二層是集中器，集中器通過GPRS/GSM與主站服務器相連，通過CAN總線與第三層的采集終端相連。主要有兩項任務：一是完成與采集器的數據通信工作，向采集器下達電量數據凍結命令，定時循環接收采集器的電量數據，或根據系統要求接收某個電表或某組電表的數據。另外的任務就是根據系統要求完成與主站服務器的通信，將用戶用電數據等主站需要的信息傳送到主站數據庫中。第三層是采集器。在采集器中嵌入了各種標準通信規約，可實現對各種各樣電表的采集。采集器可同時采集、存儲64塊電表的數據，采集器除了完成電表的電量數據采集工作以外，還要根據系統的要求完成與集中器之間的數據通信，將需要傳送的電量數據送到集中器中。系統信道包括GPRS/GSM 無線通信、CAN 總線。主站服務器與集中器之間的GPRS/GSM 無線通信，集中器與采集器之間采用CAN 總線通信。通過GPRS/GSM無線通信，能夠及時、方便地進行系統的遠程信息傳輸，與主站服務器實現信息交換；每臺集中器通過CAN總線，可以管理最多110 個采集器(CAN 節點)。

圖1 基于ARM 的CAN 總線的電力集中抄表系統示意圖

2 CAN 總線通信系統設計

2.1 CAN 總線簡介

CAN(ControllerArea Network)即控制器局域網，CAN總線是國際上應用最廣泛的現場總線之一。它最早是由德國Bosch公司推出的，CAN通信協議是一種用于汽車內部測量與執行部件之間的數據通信協議。作為一種技術先進、可靠性高、功能完善、成本合理的遠程網絡通訊控制方式，CAN總線已被廣泛應用于各個自動化控制系統中。論文參考網。例如，在汽車電子、自動控制、智能大廈、電子系統、安防監控等各領域中，CAN總線具有不可比擬的優越性。本設計給出CAN總線節點方案。它采用內置多路CAN總線控制器LPC2294作為主控制器，使得該節點體積小、功耗低、抗干擾性好，因而特別適用于汽車、工業控制以及醫療系統和容錯維護總線中。

2.2 CAN節點硬件電路組成

CAN節點硬件電路如圖2所示，由ARM微控制器LPC2294、CAN總線收發器TJA1050T、高速光耦6N137和電源隔離模塊B0505S等組成。

圖2 CAN節點硬件電路原理框圖

(1)控制器特點

本設計選用的LPC2294是PHILIPS公司新推出的一款功能強大的超低功耗的具有ARM7TDMI內核的32位微控制器。論文參考網。論文參考網。144腳封裝、兩個32位定時器、八路10位ADC、四路CAN通道和PWM通道以及多達九個的外部中斷，內部嵌入256K字節高速Flash存儲器和16K字節靜態RAM，包含76（使用了外部存儲器）～112（單片）個GPIO口。如此豐富的片上資源完全可以滿足一般的工業控制的需要，同時還可以減少系統硬件設計的復雜度。另外，LPC2294支持JTAG實時仿真和跟蹤、128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構，使32位代碼能夠在高達60MHz的操作頻率下運行。LPC2294內部集成有四路CAN控制器：符合CAN規范CAN2.0B,ISO 11989-1標準：總線數據波特度均可達1Mbps；可訪問32位的寄存器和RAM；全局驗收過濾器可識別幾乎所有總線的11位和29位Rx標識符；驗收過濾器為選擇的標準標識符提供了FullCAN-style自動接收功能。作為本設計的核心部件，LPC2294不僅擔起主控制器的作用，同時還作為CAN網絡的節點控制器，與網絡中的其它節點實現數據傳輸與交換。

(2)收發器特點

收發器TJA1050T是CAN協議控制器和物理總線之間的接口，它與“ISO 11898”標準完全兼容。CANH和CANL理想配合，可使電磁輻射減到更低。除此之外，TJA1050T不上電時，總線呈現無源特性，這使得TJA1050T在性能上大大優于以前的CAN總線收發器。TJA1050T有兩種工作模式：高速模式和靜音模式（它們由引腳“S”來控制）。在高速模式中，總線輸出信號有固定的斜率，并且以盡量快的速度切換。高速模式適用于最大位速度和最大總線長度的情況，而且此時其收發器循環延遲最小。靜音模式時發送器是禁能的。它不管TxD的輸入信號。靜音模式可以防止CAN控制器不受控制時對網絡通訊造成堵塞。

3 CAN 總線通信系統軟件設計

對于LPC2294微處理器來說，CAN控制器完全是基于事件觸發的，即在本身狀態發生改變時，CAN控制器會把狀態變化的結果告訴微處理器。因此中心微處理器可以采用中斷的方式或者輪詢的方式對CAN控制器做出相應的處理。各CAN節點按規定格式和周期發送數據到總線上，同時根據需要各取所需報文。對于接收數據，本系統采用中斷的方式實現，一旦中斷發生，即將接收的數據裝載到相應的報文寄存器中。此時利用屏蔽濾波寄存器對接收報文的標識符和預先在接收緩沖器初始化時設定的標識符進行有選擇地逐位比較，只有標識符匹配的報文才能進入接收緩沖器，那些不符合要求的報文將被屏蔽于接收緩沖器外，從而減輕CPU處理報文的負擔。

3.1 CAN 控制器初始化

初始化CAN控制器的操作包括：硬件使能、軟件復位、設置報警界限、設置總線波特率、設置中斷工作方式、設置驗收濾波器工作方式、設置工作模式并啟動CAN等。初始化程序如下：

HwEnCAN(CanNum)；//硬件使能，CanNum=0～3，指四路CAN控制器

SofiRstCAN(CanNum)；//軟件復位寄存器

CANEWL(CanNum).Bits.EWL_BIT=USE_EWL_CAN[CanNum]；//設錯誤警告界限

CANBTR(CanNum).Word=USE_BTR CAN[CanNum]；//初始化波特率

VICDefVectAddr=(UINT32)CANIntPrg；//初始化中斷為非向量中斷

VICIntEnable |=(1<<19)|(1<<(20+CanNum))|(1<<(26+CanNum))；

CANIER(CanNum)．Word= USE_INT_CAN[CanNum]；

CANAFMR.Bits.AccBP_ BIT=1；//配置驗收濾波器(旁路狀態，即屏蔽驗收濾波器)

CANMOD(CanNum).Bits.TPM_BIT=USE_TPMCAN[CanNum]；//初始化工作模式

CANMOD(CanNum).Bits.LOM_BIT=USE_MOD_CAN[CanNum];

SoftEnCAN(CanNum)；//啟動CAN

3.2 數據發送

將待發送的數據打包成符合CAN協議的幀格式后，便可寫入發送緩沖區，并啟動發送。在寫發送緩沖區前必須查詢其狀態。LPC2294中的每個CAN控制器有三個發送緩沖區，它們的狀態可通過查詢CANSR得知。只有當其中有空閑的發送緩沖區時才可將數據寫入。在發送大量數據時，這一步顯得尤其重要，否則發送可靠性將不能保證。啟動發送成功后，只能通過查詢CANGSR的TCS位或配合發送成功中斷來判斷數據是否發送成功。

3.3 數據接收

接收數據可采用查詢方式或中斷方式。在某一段時間內，CAN總線并不總是在活動，為了提高效率，可采用中斷方式。在初始化程序中必須使能接收中斷。在中斷服務子程序中，讀取CANICR，判斷是否有接收中斷標志，有則讀取接收緩沖區數據。為了防止接收緩沖區數據溢出，可開辟一個循環接收數據隊列來暫時存儲數據，主程序則通過查詢該隊列來獲得總線數據。

4 總結

基于ARM 的CAN 總線的電力集中抄表系統的數據通信具有很強的實時性、可靠性和抗干擾性，該系統的樣機正在進行掛網測試，以期通過研究和改進，進一步提高程序的通信處理、糾錯和容錯能力。

參考文獻

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[2]李駒光等.ARM應用系統開發詳解。北京：清華大學出版社，2003..

[3]吳明輝.基于ARM的嵌入式系統開發及應用.北京：人民郵電出版社，2004.

[4]周立功.ARM 嵌入式系統基礎教程[M]. 北京：北京航空航天大學出版社,2005.

[5]CAN Specification Version 2.0, Part A and B, Philips Semiconductors,1992.

遠程抄表技術論文范文第3篇

用電信息采集系統屬于系統化集中管理過程，從我國各地方電力企業電力系統管理而言，整個采集系統建設仍然受到運行管理與資金等方面的影響；同時，光纖、衛星通信等技術的進步，為采集系統進一步發展提供可能。因此必須要根據電力企業電網管理的具體要求，對用電信息采集系統功能設計做分析。

一、用電信息采集系統關鍵技術

1、信息采集技術

在信息采集過程中，電能表是信息采集的主要媒介，通過電能表，完成對一個或多個數據采集，采集結束后對相關數據進行處理、儲存，并將數據傳輸至主站系統中。因此，信息采集技術的采集起始點是用戶端電能表，從用戶端電能表工作原理與測量結構運行要求來看，電能表主要表現為機電脈沖式與全電子公式兩種電表形式；而輸出接口可劃分為：RS-485型與低壓配電線接口型兩種。從功能來看，機電脈沖式電能表的工作方位（測量結構）與感應系電能表，都是依靠電子電路完成對數據測量；但由于機電脈沖式電能表主要依靠脈沖方式完成輸出，信號在輸出過程中易出現數據丟失或多脈沖現象。

2、信息傳輸技術

（1）有線通信技術

①有線電視電纜：通過已有電視電纜進行數據傳輸，這種傳輸方式更適用于中小型居民居住區。該傳輸方式具有傳輸質量高、信息總傳輸量大等優點；若在管理中能進一步增加有線電纜覆蓋面積，傳輸效果將會進一步提高。

②RS485總線傳輸：該傳輸方式具有傳輸穩定、速度快等優點，是當前國內一種常見的通信傳輸方式；但該傳輸方式在布線過程中需要投入大量人力資源，總線受到破壞后，需要重新進行管理。

（2）無線通信技術

①紅外線傳輸技術：該技術需要在一段距離內對某一位置進行定點，并完成兩點之間的無連接數據，具有操作簡單、經濟效益好等優點；但該技術需要人工操作，對距離、接收等因素具有較高要求，更適合于用戶集中區。

②無線電波傳輸技術：該技術分為現場手抄（無線抄表）與遠程無線抄表兩種形式。現場手抄所使用的無線裝置功率略低，與紅外抄表方式類似，但距離長于紅外抄表；遠程無線抄表通過大功率無線電臺，對數據進行遠程接收，是一種相對成熟的抄表技術。

二、系統建設

1、主站建設

由于不同客戶在電力能源需求中具有明顯差異，導致不同用戶的用電環境、客戶端類型、遠程信息通道等方面存在不同。以國家相關要求來看，必須要以“統一”與“集約”兩方面為基礎，以實現電力企業營銷戰略為核心，建立完善的用電信息采集平臺。

在主站建設過程中，必須要對對數據通信模式進行分析，本文從遠程網絡與GPRS移動數據通信業務兩方面進行分析：

（1）遠程網絡

本文對光纖通信模式下的遠程網絡傳輸進行分析，具體結果見圖1。

圖1 光纖通信模式下的遠程網絡傳輸

注：在光纖介入之前，采集服務器、路由器與光電轉換皆屬于主站系統；經過光纖介入后，路由器與終端屬于采集對象。

通過光纖介入，主站系統完成對采集對象的數據管理，能完成對信息的實時控制。現階段，光纖主要分為無源光網絡與有源光網絡，其中有源光網絡應用范圍更加廣泛。

（2）GPRS移動通信業務

從功能上講，GPRS技術的優勢主要體現在以下幾方面：

①結束時間短

②傳輸效率高

③資源利用率高

本文根據電力企業對數據傳輸的速度要求、持續性要求入手，對GPRS技術的主要設計流程做分析，具體結果見圖2。

圖2 GPRS技術通信流程

注：通信設備與防火墻屬于主站系統，無線模塊、終端設備、無線模塊與終端表示采集對象。

主站系統建設除上述兩種技術之外，也包括PSTN與230M無線專網。本文對4種技術各項數據進行統計，并進行比較，具體結果見表3。

表3 不同遠程通信技術比較

由表3可發現，光纖通信除建設成本不具備優勢外，其他多項選項均符合用電信息采集的基本要求。因此本文認為，在具體功能選擇中，必須遵循下列幾點原則：

①在無成本壓力的情況下，優先選擇光纖通信技術；

②在系統建設初期，可先通過GPRS技術構建Vlan網絡；

③若建設過程中發現230M無線專網覆蓋，要優先考慮利用本地資源；

④PSNT可作為通信的一種輔助手段。

2、數據采集與計量裝置檢測

（1）數據采集

可設置自動采集權限，重點對電力用戶計量點電能值、負荷瞬時用電總量、用戶用電事件、當前電網電能質量等進行控制，保證數據的完整性與準確性，未接下來的電費結算提供依據。

（2）計量裝置檢測

通過主站，對各個監測遠方電能計量裝置進行運行信息監控，并分析當前裝置的計量內容，根據內容判斷故障信息與竊電形式等，可在第一時發現用戶端的用電異常，并及時制定解決方案。

結束語

本文對用電采集系統中的與運行管理、模擬建設等方面做簡單討論，重點分析了主站建設中的通信方式建設，并通過比較不同通信方式，對系統的通信方式做確定。總體而言，必須要根據電力企業的實際需求，選擇不同種類通信方式，以獲得更好的通信結果。

參考文獻

[1]崔鵬程，向鐵元，等.基于3層C/S、B/S通信資源與業務管理系統的設計實現[J].電力系統通信，2013，27（16）： 68-72.

[2]張晶，王曉峰，李新家.電能信息采集系統運行及維護技術[M].北京：中國電力出版社，2012.

遠程抄表技術論文范文第4篇

關鍵詞： ZigBee；智能電表；無線抄表；電能計量

中圖分類號：TN871 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2012）1210067-02

0 引言

隨著生活水平的提高，居民用電量與電表數量也在不斷的增加，傳統的人工抄表方式已經無法滿足電力系統的管理需求，使用具有無線抄表、分時電價等多種功能的智能電表系統應運而生。

本論文設計實現了基于CC2430芯片構建ZigBee自組織網狀網絡的智能電表系統。該系統具有電能計量、遠程無線抄表、雙向通訊、遠程同步時間、遠程更新電價、分時電價、射頻識別刷卡預付費等功能。

1 系統架構

智能電表系統主要包括智能電表、中繼器、集中器以及上位機管理軟件等，系統架構如圖1所示。

智能電表與服務器之間通過ZigBee網絡實現雙向通信，智能電表、中繼器、集中器都是ZigBee網絡中的設備。集中器負責建立ZigBee網絡，通過安放中繼器來增大無線網絡的覆蓋范圍。

智能電表部分實現了電能信息采集、顯示與上傳、電源通斷控制、RFID刷卡付費、ZigBee通信等功能。其硬件結構如圖2所示。

圖2左邊為電能計量單元，主要包括電流采樣電路、電壓采樣電路和電能計量電路，通過光電耦合傳輸給微控制器單元，核心器件為AD7755。右邊為微控制器（MCU）控制單元，主要包括MCU、RFID模塊、Zigbee模塊、RS232模塊、顯示模塊等，微處理器為msp430，ZigBee模塊為CC2430。為了防止交流干擾，在左右兩個單元采用光電隔離、同時兩部分的直流電源相互獨立。

2 系統設計

系統通過高準確度電能測量電路實現電能計量，通過ZigBee網絡實現信息傳輸，完成自動遠程抄表工作。

2.1 ZigBee網絡設計

ZigBee是IEEE 802.15.4協議的代名詞。根據這個協議規定的是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的無線通信網絡，主要適合于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備中，同時支持地理定位功能。由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位和遠近信息的，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信“網絡”，因此ZigBee的發明者們形象地利用蜜蜂的這種行為來描述這種無線信息傳輸技術。

ZigBee的特點：

1）低功耗：在低耗電待機模式下，2節5號干電池可支持1個節點工作6-24個月，甚至更長。這是ZigBee的突出優勢。相比之下藍牙可以工作數周、WiFi可以工作數小時；

2）低成本：通過大幅簡化協議使成本很低（不足藍牙的1/10），降低了對通信控制器的要求，按預測分析，以8051的8位微控制器測算，全功能的主節點需要32KB代碼，子功能節點少至4KB代碼，而且ZigBee的協議專利免費；

3）低速率：ZigBee工作在250kbps的通信速率，滿足低速率傳輸數據的應用需求；

4）近距離：傳輸范圍一般介于10～100m之間，在增加RF發射功率后，亦可增加到1-3km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力，傳輸距離將可以更遠；

5）短時延：ZigBee的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms，節點連接進入網絡只需30ms，進一步節省了電能。相比較，藍牙需要3-10s、WiFi需要3s；

6）高容量：ZigBee可采用星狀、樹狀和網狀網絡結構，由一個主節點管理若干子節點，最多一個主節點可管理254個子節點；同時主節點還可由上一層網絡節點管理，最多可組成65000個節點的大網；

7）高安全：ZigBee提供了三級安全模式，包括無安全設定、使用接入控制清單（ACL）防止非法獲取數據以及采用高級加密標準（AES128）的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性；

8）免執照頻段：采用直接序列擴頻在工業科學醫療2.4GHz（全球）頻段。

系統使用2.4G頻段的ZigBee自組織網狀網絡來實現智能電表與服務器之間的雙向通信。

ZigBee具有多種網絡拓撲結構，包括星形網絡（star）、樹簇網絡（cluster tree）和網狀網絡（mesh），其中最重要的是網狀網絡，如圖 3所示。

和協調器（Coordinator）三種設備構成。在本文設計的系統中，集中器采用協調器來負責網絡的建立及管理。智能電表與中繼器都設計成路由模式，每一臺智能電表都有路由的功能。

ZigBee是一個由可多到65000個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網絡平臺，每個網絡節點間的距離可以從標準的75米擴展到幾百米，甚至幾公里。利用ZigBee設備的路由功能，可以使整個ZigBee網絡覆蓋更廣的面積。

無線智能電表系統的穩定性得益于ZigBee網絡的動態路由特性，也就是說數據的傳輸路徑不是固定的。這種設計有一個很顯著的優點，假如樓宇內數據通路中的某個智能電表發生故障了，還可以自動選擇其它通路，不會因為小故障引起大范圍的癱瘓。

系統使用TI公司生產的CC2430射頻芯片實現ZigBee網絡通信。CC2430是一款符合ZigBee技術協議的2.4G射頻SOC，片內集成了8051微處理器內核以及符合IEEE802.15.4標準的2.4GHz的RF無線收發單元，適用于各種ZigBee技術的終端節點、路由器和協調器。

2.2 電量計量

電量計量部分采用AD7755芯片實現。AD7755是一種高準確度電能測量集成電路，支持50Hz/60Hz，能夠滿足IEC 687/1036

標準，在500：1的動態范圍內誤差小于0.1%。AD7755只在ADC和基準源中使用模擬電路，所有其它信號處理都使用數字電路，這使AD7755在惡劣的環境條件下仍能保持極高的準確度和長期穩定性。有功功率平均值從AD7755的引腳F1和F2以頻率方式輸出；有功功率瞬時值從引腳CF以較高頻率方式輸出，能用于儀表校驗。使用AD7755作為電能計量芯片，電能信號以脈沖的形式輸出，每輸出1600個脈沖代表走了一度電。

3 軟件實現

軟件設計主要包括三個部分：智能電表與集中器的MCU控制程序、ZigBee網絡協議棧以及上位機管理軟件。

3.1 智能電表軟件設計

在微處理器程序中，設計了一個比較清晰的任務管理機制。main函數在完成一系列初始化后，進入任務處理函數。中斷服務子程序中不直接處理中斷響應，僅添加一個任務交給主程序執行，使程序更可靠，更清晰。微處理器主程序的流程圖如圖4所示。

在程序中建立一個任務列表，每個要處理的響應都作為一個任務交給微處理器去處理，微處理器在完成初始化之后一直在檢查任務列表里有沒有新的任務被添加。定時器中斷、外部中斷和串口接收中斷中也只是添加相應的任務，而不是在中斷服務子程序中處理，降低中斷沖突的概率。

任務列表沒有使用FIFO那樣的結構，不同類型的任務被添加到任務列表的固定位置，任務處理有固定的順序，這樣可以實現不同的優先級，例如定時器中斷響應任務需要較高的優先級，因為需要比較準確的定時來計量功率。

3.2 上位機軟件設計

上位機軟件使用VB 6.0編寫，通過RS232接口與集中器通信，實現用戶電表管理、無線抄表、遠程充值、時間同步、電價更新以及分時電價等功能。

4 系統測試

PC機通過RS232接口與集中器相連接，集中器上電之后建立ZigBee網絡。每一臺智能電表有唯一的物理地址，智能電表上電之后自動加入ZigBee網絡，并在一個隨機的時間內（防止智能電表集中上電時在關鍵路徑發生阻塞）向集中器發送本機的物理地址。集中器動態的將智能電表的物理地址存入到微處理器的片內Flash中，作為區別每一臺電表的標識。通過上位機軟件中的“查詢網絡”功能查看已加入網絡的智能電表。除此之外，上位機軟件還設計了一鍵同步電價/時間、功率限制、遠程充值、分時電價等功能。

在上位機主界面上點擊“抄表”按鈕，彈出抄表管理界面。該界面提供了單個抄收與全部抄收兩種方式。在兩個智能電表加入網絡時無線抄表的測試結果，結果顯示抄收兩個電表的信息只用了8ms，工作效率遠大于傳統的人工抄表方式。抄收的數據可以保存到數據庫文件中。

5 結束語

基于ZigBee的無線智能電表系統整合了無線網絡、射頻識別、自動控制、電能計量等多種技術，具有高效率、高可靠性、功能豐富等特點。由于實現了智能電表與服務器之間的雙向通信，將來在本設計的基礎上還可以繼續擴展更多的功能。隨著我國智能電網系統的不斷建設，智能電表所帶來的便利以及更豐富的應用將進一步顯現。

參考文獻：

[1]沈建華、楊艷琴，《MSP430系列16位超低功耗單片機原理與實踐》，北京航空航天大學出版社，2008.

[2]陶曉麗，電能計量管理系統智能型電能計量表的設計[D].合肥工業大學，2010.

[3]李莉萍、李先明，智能電網對智能電表的要求及產業發展建議[J].中國外資，2012（17）.

[4]殷樹剛、張宇、拜克明，基于實時電價的智能用電系統[J].電網技術，2009（19）.

遠程抄表技術論文范文第5篇

【關鍵詞】電力營銷 抄核收工作 措施

一、前言

隨著近年來由于電力營銷中的抄核收工作管理不到位，而引發的問題不時發生，這無疑更應該為我們關電力營銷中的抄核收工作措施敲響警鐘。

二、優化電力營銷中的抄核收工作的重要性

隨著我國經濟的發展和社會的進步，人們對電的需求量逐漸增大，用電方式的多花樣、用電途徑的多元化都使供電企業承受巨大的壓力，面臨嚴峻的挑戰，其中電費抄核收工作尤為重要。電力營銷系統中抄核收工作是個重要的環節。電力企業從銷售電能到收回電費的全過程，表現在資金運轉上就是流動資金周轉到最后階段收回貨幣的全過程，如不能及時、足額地回收電費，將導致電力企業流動資金周轉緩慢或停滯，使電力企業生產受阻而影響安全發、供電的正常進行。

三、電費抄核收工作中存在的問題

1、抄表中常見差錯

抄表是電費回收的最基礎工作，抄表的準確度對電費回收工作的順利展開有很大的幫助。但是由于當前抄表流程中存在的問題，導致抄表工作差錯存在的比較多：第一，需量漏抄。對于一些按照最大需量來計算和回收電費的用戶來說，如果用戶的抄表期不是每月零點，而且正常抄表日期的電表中的示數與月末相比較小的時候，抄表員需要注意補回，但是一些抄表員在抄表中不注意，存在漏抄的現象。第二，抄表員工作不認真，導致抄表中存在負電量、總相差與峰平谷示數相加差距比較明顯。或者是抄表員在抄表的時候沒有對電能表的相關內容進行仔細的核對，導致用戶表號、表位數等發生錯亂，給后期的核算和收費工作帶來麻煩。

2、電費復核中常見差錯

電費復核是保證電費發票正確的最后一道關卡，這個工作環節中的質量對供電企業經濟效益的影響是非常明顯的。在電費復核中常見的錯誤主要有：第一，對抄表數據的審核不到位。電費復核人員要將抄表卡上的示數與發票中的本月示數進行對照，但一些復核人員責任心不強，對復核工作的重要性沒有認識，對上一環節中存在的問題不能及時發現。第二，對工作傳票的核算不準確，因為在電費核算中各種票據的種類較多，電費復核中符合人員要查閱傳票進行核對，但在工作中一些欠費停電、銷戶等情況的傳票核對經常發生錯誤。第三，復核人員素質不高引起的差錯。一些電費復核人員在工作的過程中因為本身知識水平不高，對業務知識不精通，在復核中對一些業務知識不能很好的了解，從而導致不能發現電費復核中的錯誤。

3、電費回收中常見差錯

對于供電企業來說，電費回收工作的重要性是顯而易見的，在當前供電企業積極采用新的電費回收方式，有效防止了拖欠電費現象的發生，保證了供電企業的經濟效益。但是在使用這些新措施回收電費的時候也存在一些工作中的錯誤：一些供電企業在電費回收中使用預付費的結算方式，雖然這種方式的利用有效減輕了供電企業的電費回收壓力，同時也加速了供電企業的資金回籠，但是在工作中將預付電費轉化為電量的時候存在測算誤差，出現了電力用戶的表雖然有剩余電量，但是實際上用戶已經欠費的現象，使電力用戶對供電企業產生誤解，增加了電費回收的難度。另外在實行了階梯電價之后，供電企業是按照用戶上個月的平均電價售電的，但是不能確定用戶這個月的平均電價還是這個電價，這種差距的存在給電費回收帶來困難。

4、采集終端管理方面的問題

自動抄表采集終端采用全電子式電能表的適應環境能力還不能完全達到實際應用要求。根據電力行業標準規定，電子戶外式多功能電能表工作條件為-25～55℃，極限工作條件為-25～60℃，這對我國大部分地區的氣候都能夠滿足，但在我國北方的部分地區，在溫度超過其工作條件時，會導致電能表液晶屏幕停止工作或電子元件損壞。在逐步擴大遠程抄表應用面的過程中，應用于室外的情況越來越多，針對過低溫度超過標準工作條件以下時可能會出現的電能表停滯，應該做好一定的準備，防范在此過程中造成數據損失。

四、電費抄核收的優化措施

1、逐步優化抄核收管理體制

將PDCA循環管理融入到抄核收管理工作中從計劃、執行、查核、處置四個方面對抄核收管理體制進行優化。切實提高抄表質量，可以采用互查、輪換抄表區、定期開展巡回抽查、自查、突擊檢查建立“跟蹤”抄表制度、優化抄表路線等方式，從而減少人為的估抄、漏抄行為；加強抄表員業務技能的培訓，從常見竊電行為、電能量采集系統、電費抄核規范、職業道德、電費抄核收智能化等多方面入手，轉變抄表人員的工作態度與作用，提高其業務素質和工作技能；不斷完善激勵機制，明確抄表員的權責，量化工作與考核指標，加大獎懲力度，激發一線抄表人員的工作積極性與主觀能動性，捉進抄表人員的工作業績提升管理水平。與時俱進不斷拓展電費收取方式，在原有多渠道收費方式的基礎上，要考慮借助電子商務平臺、手機智能化等方式進行電費收繳，為客戶創造更加方便、快捷的電費查詢、繳納渠道，在拓展多渠道收取方式的同時，了解客戶對收費方式的需求，從服務、技術、業務、財務等多個方面提升電費收取工作質量。建立電費抄、核、收管理長效監察機制，可以邀請相關專家、部門對供電企業電費抄、核、收管理進行全面的評估與檢查，通過評估與檢查，及時了解自身存在的問題，并積極整改，從而不斷健全完善電費抄核收管理體制。

2、發揮技術優勢捉進質量提升

電費抄核收過程中的技術問題體現在抄表到位、電費差錯率、電費電價核算、電費催收、電費查詢等方面。除不斷普及使用先進的智能化電能表外，還能在抄表設備方面進行技術升級，比如可以利用智能手機及3G網絡平臺研發的手機軟件抄表系統，功能集抄、核、收為一體，從而實現對抄表時間、抄表線路、抄表數據等的實時監控與分析；對電力設施異常情況進行提示、可以結合終端電能表對電費進行核算、實時查詢、催繳等功能，從而實現抄表、核算、收費的完美結合。采用較為先進的技術手段來實現電費核算的管控，完善電力營銷軟件，實現電力原始數據的一次性錄入及財務系統與營銷系統的互連互通；使帳務處理快捷、透明，從而有效地指導電費回收工作。從完善客戶基礎信息入手，通過開通語音、短信等形式的電費查詢、催繳，從根本上避免人工催費引起的言語沖突；解決用戶因忘記繳費而產生的電費滯納金、欠費等情況，從而提高服務效能。

3、以人為本發揮人的主觀能動性

在管理的諸要素中，人的因素是排在首位的，以人為本的科學化管理是將人的思想與行為兩者有機結合。在供電企業中，抄核收工作的核心主體是抄表員。因此供電企業不僅要注意抄表人員工作能力、職業道德等方面的培訓；還應從提高抄表員對企業的滿意度及忠誠度方面入手，比如提升抄表員薪酬福利待遇、完善崗位晉升機制等，提升抄表員對工作的熱情與激情。另外建立一套完善的激勵措施，鼓勵一線抄表員發揮主觀能動性，為企業提供優化抄、核、收工作的方案及技術等，從而實現企業管理與人力資源的雙提升。

4、采集終端管理方面

用全電子式電能表更換原有的機械表，無論從計量精度，抄表系統的維護量及自動監測數據的豐富性等方面都有極大的改善，并且結合某些電能表的負荷控制功能，系統還可以對指定線路的負荷進行控制，借助于智能電能表的預付費功能，系統還可以發展大用電客戶的遠程付費控制業務，這已經是當前發展的主流趨勢。為了保證終端工作的穩定可靠：一是要在選型時充分考慮當地氣候條件，為供貨商提供必要的技術要求，要求其供應產品的工作條件要滿足當地需求。二是對安裝在戶外，尤其較偏遠地段的臺區，采取定制的計量箱，設置必要的防高溫、防寒隔層措施，以保證電能表的工作環境符合要求。

五、結束語

電力營銷中的抄核收工作在電力營銷中呈面極其重要的地位，我們不僅要努力做好各項工作，還要與其它方面協調一致、相輔相成。從而使管理工作不斷得到完善和提高，為抄核收工作的順利實施提供可靠的技術保障。

參考文獻

[1]趙勇；淺論電力企業推行風險管理[J]；供電企業管理；2011

[2]聶昀；芻議電力企業的抄表和電費回收管理；中華民居；2011