摘 要：隨著電力系統(tǒng)現(xiàn)代化管理手段的應(yīng)用和發(fā)展，實現(xiàn)基于電力線的遠(yuǎn)程監(jiān)控勢在必行，可以有效的降低電耗、防止竊電和電力設(shè)備的破壞，對于電力系統(tǒng)的保護(hù)和維護(hù)具有重大意義。本系統(tǒng)設(shè)計了一種基于電力線的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)硬件部分，利用安裝在電表箱開關(guān)上的硬件系統(tǒng)，可以實時將電表箱的開關(guān)狀態(tài)反饋出來，通過連接的電力線傳輸狀態(tài)信號到集中控制箱，進(jìn)而實現(xiàn)電表箱的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和管理，掌握電表箱的開啟時間，防止電表箱遭到破壞，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的現(xiàn)代化管理起到極大的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：電力線通信；監(jiān)控系統(tǒng)；硬件設(shè)計

中圖分類號：TM764

隨著目前城市建設(shè)的高速發(fā)展和一戶一表工程的廣泛實施，客戶電能表的數(shù)量不斷增加，而由于利益的驅(qū)動，存在不少用戶竊電的現(xiàn)象，況且電表設(shè)備安裝在用戶端，給違章竊電提供了便利，給電力系統(tǒng)的維護(hù)和管理造成了巨大的不便，易造成資源的浪費和電耗的居高不下。這種情況給用電管理部門帶來了越來越繁重的任務(wù)，迫切需要提高現(xiàn)代化用電管理的技術(shù)水平。然而電表箱的安裝地點卻是無法改變的，因此只能在防竊電、防電表箱的破壞和開啟上進(jìn)行設(shè)計和開發(fā)。本文是基于電力線傳輸?shù)碾姳硐溥h(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行設(shè)計的，通過此監(jiān)控系統(tǒng)的硬件部分，就可以及時的反饋電表箱的開關(guān)狀態(tài)并通過電力線進(jìn)行傳輸。這樣就可以通過設(shè)計的監(jiān)控軟件將所有的監(jiān)控設(shè)備聯(lián)系在一起構(gòu)成一個電表箱防竊防破壞系統(tǒng)，進(jìn)而實現(xiàn)對所有電表箱的統(tǒng)一實時監(jiān)控和管理，掌握電表箱的開啟時間，防止電表箱的破壞。

1 基本現(xiàn)狀

電力供應(yīng)在現(xiàn)代社會中扮演著非常重要的角色，人們的工作和生活都離不開它。但電力系統(tǒng)目前面臨著十分嚴(yán)峻的形勢和非常復(fù)雜的環(huán)境，其中最大的挑戰(zhàn)是電耗高、傳輸過程損失較大和部分不法分子的竊電。針對這種情況采取的一般都是低端的防盜報警方法，這種方法通常用于遠(yuǎn)程不動點報警的場合，雖然可以防止了破壞和盜竊現(xiàn)象，但該傳統(tǒng)方法具有高發(fā)射功率、覆蓋面積小和管理方面的制約因素等很多缺點，不利于電力系統(tǒng)的管理和維護(hù)[1]。而基于電力線的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)則可以使用現(xiàn)有電力設(shè)備，利用電力線傳輸報警信息，可以實現(xiàn)低成本，高效率的防盜，防破壞報警。

發(fā)展基于電力線的電表箱遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)的缺點方法，可以有效解決功耗問題。目前有很多電力部門使用一些低端報警設(shè)備，防盜設(shè)備或軟件，但是當(dāng)前報警系統(tǒng)有很多缺陷和不足。例如很多電力報警系統(tǒng)，使用的軟件或系統(tǒng)獨立，不依賴于電力傳輸線，這就給電力行業(yè)造成了很大的壓力，同時需要架設(shè)額外的信號線，也會為能源消耗帶來許多壓力。而基于電力線的電表箱遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以使用的區(qū)域范圍廣泛，不僅用于分布集中的住宅區(qū)，更主要應(yīng)用于大型工礦企業(yè)和自助變電站、儲存?zhèn)}庫、停車場等等，可以有效的防竊電和防電表箱的破壞。

2 硬件系統(tǒng)方案確定

2.1 總方案的確定

運用原有電力線傳送信號，在每個電表箱中安裝一個監(jiān)控按鈕和報警芯片，當(dāng)表箱開啟或惡意破壞時，報警芯片識別并發(fā)送報警信號由原有220V電力線傳遞報警信息，并由報警監(jiān)控指揮中心接收，并及時通知工作人員進(jìn)行查看，本方案是利用高壓電力線、中壓配網(wǎng)電力線或低壓配電線作為信號傳輸媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。把載有信息的高頻載波信號加載于電流，然后用電力線傳輸，接收信息的適配器再把高頻載波信號從電流中分離出來以實現(xiàn)信息傳遞。前臺使用Visual Basic 6.0編寫軟件界面，后臺數(shù)據(jù)庫使用SQL2005。

2.2 電力線載波通信技術(shù)的使用

電力線載波是指利用高壓、中壓或低壓配電線作為信息傳輸媒介進(jìn)行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。該技術(shù)是把載有高頻載波信號加載于電流，然后用電力線傳輸，接收信號的適配器再把高頻載波信號從電流中分離出來以實現(xiàn)信息傳遞。電力線通信可以利用現(xiàn)有的電力基礎(chǔ)設(shè)施，通信可靠性高，具有等時性，能夠為電力系統(tǒng)管理提供傳輸通道，實現(xiàn)電力、數(shù)據(jù)和圖像綜合業(yè)務(wù)傳輸[2]。

本系統(tǒng)采用電力線載波通訊模塊來進(jìn)行信息的轉(zhuǎn)換，其核心芯片采用專用電力載波集成電路，配合新形科技專門研發(fā)的通訊算法及電力線接口信號驅(qū)動電路，使得產(chǎn)品具有通信速率高，通訊可靠，抗雜波干擾能力強，通訊距離遠(yuǎn)等特點，是專門為適應(yīng)中國國內(nèi)電力線應(yīng)用環(huán)境而研發(fā)的高性能電力線載波通訊產(chǎn)品。其實物圖見圖1。

2.3 單片機(jī)的選擇和開發(fā)

硬件系統(tǒng)由于要實現(xiàn)電表箱報警狀態(tài)信息的傳輸，因此采用既不太簡單又不是過于復(fù)雜的單片機(jī)即可，因此選擇采用STC89C52RC，該單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速低功耗超強抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容8051單片機(jī)，可以任意選擇6時鐘機(jī)器周期和12時鐘機(jī)器周期，其容量和速度完全滿足該監(jiān)控系統(tǒng)對硬件的方案需求[3]。監(jiān)控系統(tǒng)硬件實物圖如圖2所示。

單片機(jī)的開發(fā)語言采用德國Keil Software公司的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)C語言的語法類似，在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上比匯編語言有明顯的優(yōu)勢，易學(xué)易用，可以大大的提高工作效率和項目開發(fā)周期，還可以在關(guān)鍵的位置嵌入?yún)R編語言，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。編譯代碼高效、快速，生成的目標(biāo)代碼效率非常高，在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。

3 結(jié)論

對于供電企業(yè)來說，在不改變原有電力系統(tǒng)設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過電力載波模塊和單片機(jī)實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計，并將信息直接利用電力線進(jìn)行傳送，可以節(jié)省大量的人力、物力和財力，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控，方便了電力系統(tǒng)的日常維護(hù)和管理。同時采用電力線通信解決了數(shù)據(jù)信息的采集和傳送，提高了系統(tǒng)的安全性，隨著電力線通信技術(shù)的不斷成熟和GPRS網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，基于電力線通信的監(jiān)控系統(tǒng)將會得到廣泛的應(yīng)用[4]。

參考文獻(xiàn)：

[1]張振華.高壓電力線路在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)工程應(yīng)用及實踐[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，8：149-152.

[2]王梟，林平分.基于電力線通信的溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2013，7：72-75.

[3]陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2010.

[4]孟逢逢.基于電力線通信的信息家電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[J].上海電力學(xué)院學(xué)報，2013，6：230-232.

作者簡介：王麗平（1974-），女，吉林長春人，講師，研究方向：計算機(jī)應(yīng)用。

作者單位：長春工程學(xué)院，長春 130012