俞海烽

摘 要：抄表一直是電力企業(yè)重要工作之一，也是經(jīng)濟(jì)回收重要保障與憑證。但傳統(tǒng)的人工手工抄表存在的誤差大、實(shí)時(shí)性差、工作效率低下和計(jì)量計(jì)費(fèi)不準(zhǔn)確等問(wèn)題，制約了供電系統(tǒng)管理工作的發(fā)展。針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一套遠(yuǎn)程智能電力抄表系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與原理進(jìn)行了分析。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多用戶的電能信息的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄錄，能夠?qū)崿F(xiàn)電能計(jì)量的高質(zhì)量和高效率管理。

關(guān)鍵詞：電力企業(yè)；抄表系統(tǒng)；供電控制；計(jì)算機(jī)化

中圖分類號(hào)：TP274.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.138

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電力系統(tǒng)的不斷完善，傳統(tǒng)的人工抄表方式越來(lái)越不能滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的要求。因此，實(shí)現(xiàn)多用戶能耗儀表的自動(dòng)抄表已是必然趨勢(shì)。而智能遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)電子技術(shù)與通訊技術(shù)的結(jié)合，從而自動(dòng)實(shí)時(shí)獲取和處理用戶表數(shù)據(jù)的一種方式。它能基本解決人工抄表和一般自動(dòng)抄表系統(tǒng)中的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)用戶信息錄入、用戶購(gòu)電、用戶退電、用戶供電控制、用電查詢以及用戶購(gòu)電、退電、用電的報(bào)表打印等基本功能；具有用防竊電、電器識(shí)別、分時(shí)限點(diǎn)、復(fù)費(fèi)率、透支額等特有功能。在實(shí)際生活中，應(yīng)用遠(yuǎn)程智能電力抄表系統(tǒng)，不僅可以降低人為誤差及運(yùn)營(yíng)成本，還可以提高工作效率，適應(yīng)了當(dāng)今社會(huì)的現(xiàn)代化發(fā)展。

1 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)目標(biāo)

遠(yuǎn)程智能抄表是利用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)電子技術(shù)與通訊技術(shù)結(jié)合，按照用戶用電記費(fèi)、管理部門(mén)檢查、管理、收費(fèi)的工作流程設(shè)計(jì)完成的。為了使本系統(tǒng)在小區(qū)、公寓的智能化管理中發(fā)揮更大的作用，實(shí)現(xiàn)工作過(guò)程的計(jì)算機(jī)化，應(yīng)提高工作效率和工作質(zhì)量。通過(guò)無(wú)線信道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的方式是最簡(jiǎn)單、方便的抄表模式，甚至在最近建設(shè)部某通訊規(guī)約的討論稿中也初定了三表無(wú)線抄表使用的無(wú)線電頻點(diǎn)，但無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸存在著在建筑物對(duì)無(wú)線電信號(hào)的反射、吸收等的作用下，信號(hào)傳輸不穩(wěn)定的問(wèn)題。此外，表具安裝位置、空間抗擾等也對(duì)其穩(wěn)定工作有較大影響，同時(shí)，無(wú)線電表產(chǎn)品自身也存在功耗大等問(wèn)題，因此，該模式概念上雖然很好，但真正大面積推廣和應(yīng)用還有一定的困難。

無(wú)論是各地的用電管理部門(mén)，還是智能電表的生產(chǎn)廠家，都迫切需要有一個(gè)規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)，以使目前的電表行業(yè)早日步入規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展道路?，F(xiàn)提出以下的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)目標(biāo)：系統(tǒng)應(yīng)具有安全性、穩(wěn)定性和快捷性，同時(shí)，注重先進(jìn)性；對(duì)用戶的用電信息實(shí)行智能管理，減輕管理部門(mén)的工作量，提高工作效率；對(duì)用戶的購(gòu)電、退電、用電信息實(shí)現(xiàn)報(bào)表打??；系統(tǒng)具有人性化設(shè)計(jì)，界面友好，方便用戶操作；提供設(shè)備管理功能，比如開(kāi)箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過(guò)載告警等；對(duì)欠費(fèi)用戶進(jìn)行拉閘控制；提供停電數(shù)據(jù)保護(hù)功能，在停電48～72 h內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控；系統(tǒng)可提供豐富的接口，可與電業(yè)系統(tǒng)的MIS系統(tǒng)連接或進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

2 系統(tǒng)原理分析

2.1 系統(tǒng)構(gòu)架功能

多個(gè)電表通過(guò)RS485通信接口把電表數(shù)據(jù)傳到采集終端器上，采集終端通過(guò)RS485或是電力載波將數(shù)據(jù)傳送到采集集中器上，采集集中器通過(guò)RS485通信接口和通信IP modem連接，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器可以使用GPRS、APN專線或普通ADSL等作為網(wǎng)絡(luò)接入。當(dāng)集中器通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機(jī)，建立透明數(shù)據(jù)通道后，采集終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只要送到串口，集中器就會(huì)把收到的數(shù)據(jù)原封不動(dòng)地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機(jī)；同時(shí)，服務(wù)器主機(jī)下發(fā)的命令通過(guò)通道傳輸?shù)郊衅骱?，集中器通過(guò)串口送到采集終端，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向透明傳輸，如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)組成

2.2.1 電能表

單相有功無(wú)功多功能表，有功0.5級(jí)，無(wú)功2級(jí)，具有RS485和低壓電力載波通訊接口，并且采用最新單片微處理器及其外圍芯片技術(shù)設(shè)計(jì)制造，采用美國(guó)AD公司的專用單相電能計(jì)量芯片對(duì)電流、電壓信號(hào)采樣，能計(jì)量雙向有功電能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓居民用戶的電力線載波自動(dòng)抄表。

2.2.2 采集器

采集器主采用先進(jìn)微電子技術(shù)及SMT生產(chǎn)工藝制造，應(yīng)用于低壓電力線載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)，作為系統(tǒng)的終端設(shè)備之一，自帶24個(gè)I/O口，可帶24戶電度表，停電數(shù)據(jù)保護(hù)，帶后備電源，停電后仍可抄表，可實(shí)現(xiàn)24路用戶電表的電量等數(shù)據(jù)采集，適合與帶RS485接口的電能表進(jìn)行配合實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表。

2.2.3 中心軟件系統(tǒng)

抄表系統(tǒng)的核心部分是系統(tǒng)軟件，它應(yīng)遵循DL/T645部標(biāo)通訊規(guī)約，并具有擴(kuò)展性。對(duì)于傳入數(shù)據(jù)方式的不同，還需有 不同的軟件來(lái)快速地實(shí)現(xiàn)中心端的數(shù)據(jù)接收和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理。

3 項(xiàng)目構(gòu)架的開(kāi)發(fā)

3.1 傳輸終端與采集終端連接

目前，無(wú)線傳輸模塊同時(shí)支持RS232/485接口，可通過(guò)RS232/485與終端通訊。本系統(tǒng)采用的是485的接口方式。

3.2 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入方式

中心采用APN專線，所有點(diǎn)都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP，管理中心通過(guò)一條2MAPN專線接入移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進(jìn)行廣域連接，在GGSN與移動(dòng)公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。為管理中心分配專用的APN，普通用戶不得申請(qǐng)?jiān)揂PN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡才能進(jìn)入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶的進(jìn)入。用戶在內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器，作為內(nèi)部用戶接入的遠(yuǎn)程認(rèn)證服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用路由器本地認(rèn)證功能）。只有通過(guò)認(rèn)證的用戶才允許接入，用以保證用戶內(nèi)部安全。用戶在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能），為通過(guò)認(rèn)證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。移動(dòng)終端與服務(wù)器平臺(tái)之間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過(guò)程中可能的泄露。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過(guò)濾。中心采用APN專線接入的方式，在實(shí)時(shí)性、安全性和穩(wěn)定性表現(xiàn)優(yōu)異，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點(diǎn)比較多、實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用環(huán)境，是在資金允許的情況下之最佳的組網(wǎng)方式。

3.3 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式

傳輸設(shè)備采用F2103，其功能齊全、性能穩(wěn)定、簡(jiǎn)單易用，是一款工業(yè)級(jí)別的無(wú)線傳輸終端，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種各樣的工業(yè)、金融場(chǎng)合。終端設(shè)備與傳輸設(shè)備連接好后，設(shè)置好各種通訊參數(shù)、工作模式后，在傳輸設(shè)備F2103中填入數(shù)據(jù)中心的地址和應(yīng)用程序的端口號(hào)。這樣當(dāng)終端設(shè)備數(shù)據(jù)傳給傳輸設(shè)備F2103，F(xiàn)2103就會(huì)把數(shù)據(jù)透明地傳輸?shù)街行摹?/p>

終端設(shè)備支持多種中心模式（主備中心、多中心），多種激活模式（電話、短信、數(shù)據(jù)），多種工作模式（TCP、UDP、telnet等），方便用戶組網(wǎng)和滿足各種系統(tǒng)需求。心跳包機(jī)制、注冊(cè)包機(jī)制、數(shù)據(jù)幀可控、重連機(jī)制等多種機(jī)制，不僅可保證設(shè)備實(shí)時(shí)在線、穩(wěn)定可靠，還可方便客戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況來(lái)設(shè)置各種傳輸參數(shù)，從而達(dá)到最佳效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前各種遠(yuǎn)程智能電力抄表系統(tǒng)在人們生活中的應(yīng)用越來(lái)越普及，作為現(xiàn)代化管理系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)發(fā)揮了相當(dāng)重要的作用。遠(yuǎn)程智能電力抄表系統(tǒng)是一個(gè)完整的自動(dòng)抄表和管理系統(tǒng)，具有自動(dòng)化程度高、計(jì)量抄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、不受用戶計(jì)量表類型、負(fù)荷大小的限制、兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，擁有廣闊的發(fā)展前景。在實(shí)踐應(yīng)用中，該系統(tǒng)既可以節(jié)省人力，又可減少相關(guān)事業(yè)部門(mén)與客戶之間的糾紛，不僅提高了工作效率，也對(duì)供電企業(yè)提高用電營(yíng)銷管理水平、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和獲得較大的社會(huì)效益起到了重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]嚴(yán)誠(chéng)幸.遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子科技大學(xué)，2012（04）.

[2]王德義.智能遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子世界，2013（13）.

〔編輯：張思楠〕