專利名稱：電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，尤其是一種以電力線載波為主要通訊通道的電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程抄讀、監(jiān)控和管理系統(tǒng)，屬于供電監(jiān)控管理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的電力供應(yīng)系統(tǒng)通過(guò)臺(tái)區(qū)變壓器向本區(qū)域的各個(gè)用戶供電。每戶用戶的用電量可以由進(jìn)戶電表記錄。通過(guò)長(zhǎng)期相關(guān)實(shí)踐和深入研究，本專利申請(qǐng)人意識(shí)到，由于理論上各用戶的用電量總和應(yīng)當(dāng)與臺(tái)區(qū)變壓器輸出的電能相當(dāng)，因此，為了對(duì)電力供應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)督管理，有必要在掌握各電表計(jì)量數(shù)據(jù)的同時(shí)，對(duì)臺(tái)區(qū)變壓器的電能量輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)是否存在偷、漏電、過(guò)量線損等非正常情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高供電效率。
檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)枮镃N95113716.6的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種低壓載波電能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有用于抄讀電表的數(shù)據(jù)采集器(抄表終端)以及用于接收抄讀采集器數(shù)據(jù)的集中器。抄表終端的信號(hào)采集端通過(guò)接口電路外接電表，其信號(hào)輸出端通過(guò)載波調(diào)制解調(diào)電路與供電線路耦合連接；含有微處理器集中器的信號(hào)接收端通過(guò)載波調(diào)制解調(diào)電路與供電線路耦合連接。其中的電力載波收發(fā)訊機(jī)采用了二次調(diào)制、二次解調(diào)的方式，一次調(diào)制用軟件實(shí)現(xiàn)，相對(duì)應(yīng)的二次解調(diào)用電路實(shí)現(xiàn)。該專利申請(qǐng)較好的解決了用戶電表的集中抄讀問(wèn)題，然而卻未能實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)區(qū)變壓器電能輸出的實(shí)測(cè)監(jiān)督，更談不上有效控制了。
此外，深入分析可知，以上現(xiàn)有技術(shù)還存在如下不足之處
1、該系統(tǒng)沒(méi)有主站，只能采集數(shù)據(jù)，不具備數(shù)據(jù)管理分析功能；2、二次解調(diào)從根本上還是調(diào)頻方式調(diào)制數(shù)據(jù)，當(dāng)干擾信號(hào)幅值比信號(hào)幅值大的時(shí)候，不能成功傳輸數(shù)據(jù)(如果要保證通訊的成功率，就必須加大發(fā)送功率，結(jié)果對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的干擾將超標(biāo))；3、數(shù)據(jù)采集終端采集電表數(shù)據(jù)通過(guò)累加脈沖的方式，脈沖信號(hào)在長(zhǎng)距離導(dǎo)線上傳輸容易丟失。
據(jù)申請(qǐng)人了解，目前其它的電能量遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)只是集合了配變監(jiān)測(cè)與大用戶電表電能量的采集，并不能直接采集變壓器出線端的電能量，也不能直接通過(guò)低壓載波抄讀并監(jiān)控居民電表。另外，現(xiàn)有此類系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)電表、精確計(jì)算臺(tái)區(qū)線損等方面也有很多不合理之處。因此，在實(shí)際使用過(guò)程中往往存在以下問(wèn)題1、系統(tǒng)建設(shè)成本高——建設(shè)電能量遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)需要安裝終端及信道設(shè)備，可以獲取配變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及大用戶電能表數(shù)據(jù)。如要采集變壓器出線端的電能量，需要增加安裝一只電表。如要通過(guò)低壓載波抄讀居民電表，該類系統(tǒng)目前還不能實(shí)現(xiàn)。
建設(shè)居民用電低壓載波遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)需要安裝采集終端、載波集中器及信道設(shè)備、可以獲取居民電表的數(shù)據(jù)。如要獲取配變檢測(cè)數(shù)據(jù)，需要增加安裝配變監(jiān)測(cè)終端；如要采集變壓器出線端的電能量，需要增加安裝一只電表。
2、資源不能共享——居民電表的抄讀與管理、配變的運(yùn)行狀態(tài)、大用戶的用電管理、臺(tái)區(qū)變壓器的線損情況對(duì)供電營(yíng)銷部門來(lái)說(shuō)都是非常重要的，相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)使得現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)不能共享，使用起來(lái)非常繁瑣，難以滿足現(xiàn)代化管理的需要。
3、信道資源浪費(fèi)——相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，信道不能共享，增加系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種可以同時(shí)具有臺(tái)區(qū)變壓器出線端電能量采集和居民電表抄讀功能的電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，從而真正實(shí)現(xiàn)集中抄表和用電管理，為供電部門提高供電效率提供方便。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于提出一種可以實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)區(qū)變壓器輸出電能遠(yuǎn)程控制的電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)。
為了達(dá)到以上首要目的，本發(fā)明的電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)包括以下組成部分——用于抄讀電表數(shù)據(jù)的抄表終端，其信號(hào)采集端通過(guò)接口電路外接電表，其信號(hào)輸出端通過(guò)載波調(diào)制解調(diào)電路與供電線路耦合連接；——用于接收并上傳抄讀終端數(shù)據(jù)的集中器，其中微處理器的信號(hào)接收端通過(guò)載波調(diào)制解調(diào)電路與供電線路耦合連接，微處理器的通訊端通過(guò)通訊接口與遠(yuǎn)程通道連接；——作為管理中心主站的計(jì)算機(jī)，其通訊端通過(guò)遠(yuǎn)程通道(公共電話網(wǎng)PSTN、GPRS、GSM、以太網(wǎng)、無(wú)線電臺(tái)等)與集中器通訊連接；改進(jìn)之處在于——所述集中器還含有由電流采樣電路和電壓采樣電路構(gòu)成的變壓器電能采集模塊；——所述電流采樣電路為三組差分式電路，各組中的電流互感器分別與臺(tái)區(qū)變壓器的三相輸出耦合連接，其信號(hào)輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，接微處理器的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端；——所述電壓采樣電路含有電壓互感器，所述電壓互感器的原邊線圈通過(guò)與之串聯(lián)的分壓電阻接臺(tái)區(qū)變壓器的輸出端，所述電壓互感器的副邊與采樣電阻并聯(lián)，其信號(hào)輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，接微處理器的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端。
這樣，只要增加成本有限的采樣電路，便可使集中器的微處理器充分發(fā)揮其效用，既可實(shí)時(shí)或周期性通過(guò)電力線載波的方式抄讀來(lái)自抄表終端的數(shù)據(jù)，又可計(jì)量臺(tái)區(qū)變壓器出線端的電能量，監(jiān)測(cè)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，并將有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡?，以便及時(shí)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電表數(shù)據(jù)的采集以及臺(tái)區(qū)變壓器電能采集和監(jiān)測(cè)功能，大大方便供電營(yíng)銷部門的電力管理。
為了達(dá)到以上進(jìn)一步的目的，本發(fā)明的電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)還含有開關(guān)量輸出和執(zhí)行電路，所述微處理器的I/O口通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與執(zhí)行電路通過(guò)光電耦合器耦合連接，所述執(zhí)行電路含有供電線路通斷控制器件。因此，集中器可以接受管理中心主站的指令，對(duì)供電線路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
總之，本發(fā)明的系統(tǒng)既實(shí)現(xiàn)了與管理中心主站的計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程通訊，又通過(guò)變壓器電能采集模塊以及開關(guān)量輸出和執(zhí)行電路，以電力線載波為主要信道，實(shí)現(xiàn)了將集中抄表和臺(tái)區(qū)變壓器監(jiān)測(cè)控制有機(jī)結(jié)合起來(lái)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有系統(tǒng)的欠缺，可以大大提高供電營(yíng)銷部門的電力管理水平。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖7為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
圖1為圖7實(shí)施例中集中器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為圖1集中器的微處理器電路圖。
圖3為圖1集中器的載波調(diào)制解調(diào)電路和三相載波耦合電路圖。
圖4為圖1集中器的電能采集模塊和電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)控模塊電路圖。
圖5為圖1集中器的開關(guān)量輸出和模擬量輸入電路圖。
圖6為圖1集中器的外部通訊接口電路圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一本實(shí)施例的電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)如圖7所示，主要由于用于抄讀電表的抄表終端、用于接收并上傳抄讀以及臺(tái)區(qū)變壓器數(shù)據(jù)的集中器以及作為管理中心主站的計(jì)算機(jī)構(gòu)成。抄表終端可以借用各種現(xiàn)有載波數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐愌b置，其信號(hào)采集端通過(guò)接口電路外接電表，其信號(hào)輸出端通過(guò)載波調(diào)制解調(diào)電路與供電線路耦合連接。集中器中含有微處理器，該微處理器的信號(hào)接收端通過(guò)載波調(diào)制解調(diào)電路與供電線路耦合連接，通訊端通過(guò)通訊接口與遠(yuǎn)程通道連接。主站計(jì)算機(jī)可以采購(gòu)市場(chǎng)上PC機(jī)等，其通訊端通過(guò)以太網(wǎng)(也可以根據(jù)實(shí)際情況，通過(guò)公共電話網(wǎng)PSTN、GPRS、GSM、無(wú)線電臺(tái))與集中器通訊連接。
集中器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由電源電路、微處理器電路、外部通訊接口電路、載波耦合電路、電能采集模塊和電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)控模塊、開關(guān)量輸出和模擬量輸入電路、以及顯示電路組成。其中的微處理器電路由32位微處理器芯片及其外圍的硬件時(shí)鐘、RAM存儲(chǔ)單元構(gòu)成。外部通訊接口電路包括與微處理器連接的并行MODEM接口、RS232接口、RS485接口、紅外接口、GPRS/GSM接口、以及以太網(wǎng)接口，因此具有良好的適應(yīng)性，可通過(guò)包括網(wǎng)絡(luò)連接在內(nèi)的各種通訊連接方式與主站計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程連接。微處理器中載波端口的串行接口經(jīng)載波調(diào)制解調(diào)電路通過(guò)三相載波耦合電路與三相輸電線路耦合連接，微處理器電路中的微處理器作為通訊端的串行接口通過(guò)電能采集模塊和電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)控模塊接輸電線路。此外，微處理器的I/O口和A/D端口分別通過(guò)開關(guān)量輸出和模擬量輸入電路外接需控制和監(jiān)測(cè)器件。
圖2所示的微處理器電路中U9可以是PHILIPS、三星等公司基于ARM內(nèi)核的32位微處理器芯片，選用此類CPU可以在低成本和功耗的基礎(chǔ)上獲得更快更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。外部時(shí)鐘源由晶振XT1、電容C32和C33、電阻R21組成，此時(shí)鐘源通過(guò)CPU內(nèi)部的PLL(鎖相環(huán))，可以得到高達(dá)320MHz的內(nèi)部時(shí)鐘。JP1為微處理器的JTAG調(diào)試接口，用于方便程序的調(diào)試。U6為帶有手動(dòng)復(fù)位功能的微處理器監(jiān)控芯片，例如SP708SCN等。由U6為核心，與K3、R14、C18、R15、N1、R16、R19、N2、R18組成微處理器的復(fù)位電路。其中，微處理器監(jiān)控芯片U6的復(fù)位控制端8腳接兩三極管N1、N2的基極，并由此兩三極管的集電極分別接微處理器芯片U9的復(fù)位端135和43腳。LED1用于指示復(fù)位的狀態(tài)。
圖3為載波通訊部分——即調(diào)制解調(diào)電路和三相載波耦合電路原理圖。為節(jié)省成本，本集中器的調(diào)制解調(diào)電路只采用了一片載波調(diào)制解調(diào)芯片U8，該載波調(diào)制解調(diào)芯片U8的通訊端34、35腳分別與微處理器芯片的對(duì)應(yīng)端口連接，其信號(hào)接收端通過(guò)與非門U11分別與三相載波耦合電路中的載波發(fā)送電路切換連接，其信號(hào)接收端通過(guò)模擬開關(guān)U18分別與三相載波耦合電路中的載波接收電路切換連接，借以實(shí)現(xiàn)切換載波發(fā)送和載波接收的相別。
由光電隔離器U10、整流二極管D27、電阻R24-R26、電容C18構(gòu)成的采集A相50Hz同步信號(hào)的電路，B相和C相的檢測(cè)電路與A相完全一樣。該電路實(shí)現(xiàn)了本集中器獨(dú)有的判斷現(xiàn)場(chǎng)抄表終端所在相別的功能?，F(xiàn)場(chǎng)抄表終端每次載波發(fā)送都是在所在相別50Hz信號(hào)的下降沿開始，這樣集中器可以根據(jù)收到現(xiàn)場(chǎng)抄表終端命令的時(shí)間和ABC三相同步信號(hào)就可以判斷出發(fā)命令的現(xiàn)場(chǎng)抄表終端所在相別。J7為載波調(diào)制解調(diào)芯片U8的ISP(在系統(tǒng)編程)接口。
T4、T5、T7分別為ABC三相載波耦合線圈，對(duì)應(yīng)的電路分別是ABC三相載波接收發(fā)送電路。以A相為例加以說(shuō)明，B相和C相可以類推。
載波耦合電路的電力線載波信號(hào)通過(guò)電力線A(B、C)、L輸入，經(jīng)過(guò)耦合電容C25、耦合變壓器T4耦合至電壓瞬間抑止器D29，然后再經(jīng)過(guò)電阻R30、電容C27和C28、電感L3、二極管D32和D33、電容C31耦合至由電阻R32-R35、電容C32、三極管N8組成的信號(hào)放大電路，構(gòu)成載波接收電路，通過(guò)模擬開關(guān)U18A切換連接到載波調(diào)制解調(diào)芯片U8。載波調(diào)制解調(diào)芯片U8的輸出信號(hào)APSK_OUT通過(guò)與非門U11A，經(jīng)電容C29和C30、電阻R15和R31、穩(wěn)壓二極管D20和D30，以及三極管N1、N2、N5、N6，二極管D16、D28構(gòu)成的放大電路，經(jīng)電容C26耦合到耦合線圈T4，再經(jīng)電容C25耦合到電力線上去，由此構(gòu)成載波發(fā)送電路。
圖4為三相電量和電網(wǎng)參數(shù)采集部分——即電能采集模塊和電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)控模塊電路原理圖。圖中U2為作為高精度三相電參數(shù)和電量采集芯片的帶A/D轉(zhuǎn)換的DSP芯片(例如ADE7758)，U2通過(guò)SPI接口與微處理器通訊連接，交換數(shù)據(jù)。U1為串行非易失性存儲(chǔ)器，可以是鐵電FRAM或EEPROM。U1用于存儲(chǔ)校正ABC三相采集電路和計(jì)量精度時(shí)的設(shè)定值，這樣在每次系統(tǒng)停電后重新上電時(shí)，微處理器讀取U1內(nèi)保存的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)寫入U(xiǎn)2的設(shè)置單元，使U2立刻按照校正的精度采集和計(jì)算參數(shù)。將U1和U2設(shè)計(jì)在一起，使每臺(tái)集中器的采集板可以互換，而不影響精度。電流互感器L1、電阻R1、R2、R3、R16，以及電容C1、C2組成A相差分式電流采樣電路，B相和C相的電流采樣電路與A相完全一樣。采用差分式采樣電路為集中器能夠計(jì)算出四象限無(wú)功電能量提供硬件基礎(chǔ)。電壓互感器T1的原邊與分壓電阻R4、R4、R7、R9、R11串聯(lián)，接臺(tái)區(qū)變壓器輸出，T1副邊與采樣電阻R6、R8并聯(lián)，并通過(guò)電阻R10接濾波電容C7，組成A相電壓采樣電路，B相和C相的電壓采樣電路與A相完全一樣。以上電能采集模塊和電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)控模塊中的三相電參數(shù)和電量采集芯片對(duì)應(yīng)端口分別通過(guò)差分式電流采樣電路和電壓采樣電路外接待采集和監(jiān)控的臺(tái)區(qū)變壓器。這樣，通過(guò)采集輸入到集中器的三相電壓和電流信號(hào)，集中器中的電量采集模塊能夠精確計(jì)算出臺(tái)區(qū)變壓器輸出的電能量數(shù)據(jù)，包括正反向有功電量、四象限無(wú)功電量，整點(diǎn)有功無(wú)功電量、日有功無(wú)功電量、月有功無(wú)功電量等。
圖5的開關(guān)量輸出和模擬量輸入電路中，開關(guān)量輸出通道共三路，三路硬件完全一樣，微處理器電路的微處理器芯片I/O口接驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，驅(qū)動(dòng)電路與執(zhí)行電路通過(guò)光電耦合器耦合。電阻R1、R2，三級(jí)管N1，光電耦合器U1組成開關(guān)量輸出的驅(qū)動(dòng)電路。二極管D1，繼電器K1，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲F1，接線端子J1組成開關(guān)量輸出的執(zhí)行電路部分。通過(guò)連接J1的1-2腳和1-3腳可以實(shí)現(xiàn)常開常閉的選擇。模擬量輸入電路的輸出端接微處理器電路微處理器芯片的A/D口，模擬量的輸入通道共兩路，可以配置采樣不同的模擬信號(hào)(例如油溫、油壓等)。二極管D4和D5、D6和D7分別限制兩路輸入模擬信號(hào)的幅值。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲F4是限制外部傳感器的吸入電流，確保集中器系統(tǒng)供電不受外界影響。
圖6的外部通訊接口電路中，U7、C19、C22、C23、C24、C25和九芯頭組成RS232接口電路，U7為RS232電平信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片。微處理器CPU輸出的串口TTL電平通過(guò)U7轉(zhuǎn)換成RS232電平。U1、C2、R6、R7、R8、R9、R10、J7組成PSTN(公共電話網(wǎng)接口)。U1為低功耗工業(yè)級(jí)嵌入式MODEM，以TTL電平與微處理器CPU通訊。VCC與3.3V共地，但VCC為5V，而微處理器斷口為3.3V，所以用R6-R10在嵌入式MODEM的輸出口限流進(jìn)行電壓匹配。U4-U7、R3-R13、R97、D13、J4組成RS485接口電路。U7為半雙工差分RS485收發(fā)器。U4-U6為光電隔離器，提高系統(tǒng)的EMC性能。D13為瞬間電壓抑止器(TVS)，R10、R11為聚合物自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。通過(guò)D13、R10、R11的保護(hù)，確保在遠(yuǎn)距離RS485通訊時(shí)，U7能安全穩(wěn)定工作。R22-R25、N3-N5、D7組成紅外通訊接口。N3為紅外接收管，D7為紅外發(fā)送管，PWM2為紅外發(fā)送38K調(diào)制信號(hào)輸入端。
由于微處理器只能提供一個(gè)串口供外部通訊接口使用，而從上面所述外部通訊接口需要四個(gè)串口，所以本集中器設(shè)計(jì)了一個(gè)低成本高效的一串口轉(zhuǎn)4串口的接口電路。該電路較專用一串口轉(zhuǎn)多串口芯片成本大幅降低，而性能不打折。本實(shí)施例采用高速模擬開關(guān)，構(gòu)成母串口(TXD0、RXD0)和子串口(TD1、RD1；TD2、RD2；TD3、RD3；TD4、RD4)的接口硬件。SEL1-SEL4信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)為高電平，則對(duì)應(yīng)子串口就可以與母串口接通，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)接口電路與微處理器的通訊。為了實(shí)現(xiàn)串口間的自動(dòng)切換，則需要將子串口的接收端與微處理器的外部中斷收入端口相連。具體工作原理如下在外部通訊接口都沒(méi)有收到數(shù)據(jù)的時(shí)候，母串口始終與子串口4(TD4、RD4)相連(SEL1-SEL3為低電平，SEL4為高電平)。這樣做是因?yàn)榧衅鞴ぷ鳝h(huán)境中紅外線無(wú)處不在，對(duì)于集中器來(lái)說(shuō)都是干擾信號(hào)。如果母串口沒(méi)有與子串口4相連的時(shí)候紅外干擾就會(huì)迫使集中器進(jìn)行串口的切換，這樣就造成了集中器頻繁切換串口，使通訊效率和成功率下降。當(dāng)子串口1～子串口3的數(shù)據(jù)接收端(RD1-RD3)由信號(hào)存在的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的微處理器外部中斷輸入口就會(huì)立刻會(huì)向CPU提出中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)對(duì)應(yīng)的中斷程序，通過(guò)數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)判斷，選擇實(shí)際需要通訊的子串口，進(jìn)行與外部接口的通訊。母串口與其中一個(gè)子串口通訊時(shí)，不再響應(yīng)其它子串口的通訊請(qǐng)求，直到該串口通訊結(jié)束母串口回到與串口4(紅外)連接的時(shí)候，子串口1～子串口3再進(jìn)行再一次的串口通訊申請(qǐng)。
總之，本實(shí)施例的電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)具有以下主要功能1、可以根據(jù)設(shè)定方式工作，既可以自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，又可以根據(jù)操作者的指令實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。
2、為了避免電力線上干擾以及不穩(wěn)定性導(dǎo)致的暫時(shí)載波信號(hào)失真，本系統(tǒng)的所有抄表終端都具有中繼轉(zhuǎn)發(fā)功能，集中器能夠根據(jù)通訊成功率和信號(hào)及干擾情況自動(dòng)生成中繼網(wǎng)路。
3、針對(duì)多費(fèi)率電表而言，本電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)對(duì)電表時(shí)間做了兩級(jí)監(jiān)控?？梢员ＷC系統(tǒng)各部分的時(shí)間準(zhǔn)確。
4、基于系統(tǒng)各部分存有大量的數(shù)據(jù)，主站能夠以圖形或表格的方式分析任意一個(gè)用戶的用電情況，為管理部門提供判斷用戶用電是否異常提供依據(jù)。
5、具有臺(tái)區(qū)變壓器輸出電能量的采集功能以及監(jiān)測(cè)功能，系統(tǒng)可以精確計(jì)算出臺(tái)區(qū)變壓器輸出的電能量數(shù)據(jù)，并能夠監(jiān)測(cè)A、B、C相電壓、電流、功率因數(shù)等各種參數(shù)。
其突出的優(yōu)點(diǎn)是1、采用頻移鍵控窄帶直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)容易，抗噪聲與抗衰減的性能較好；2、在現(xiàn)場(chǎng)抄表終端中集成了RS485接口和脈沖輸入接口，提高了適應(yīng)性；3、集中器為模塊化設(shè)計(jì)，使得將獨(dú)立的系統(tǒng)統(tǒng)一管理變?yōu)榭赡埽?、集中器在硬件上采用了32位ARM處理器，提高了數(shù)據(jù)處理能力；5、主站的數(shù)據(jù)庫(kù)使用了IBM DB2，使得主站保存的數(shù)據(jù)很容易上傳給供電部門的營(yíng)銷庫(kù)。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，包括以下組成部分——用于抄讀電表數(shù)據(jù)的抄表終端，其信號(hào)采集端通過(guò)接口電路外接電表，其信號(hào)輸出端通過(guò)載波調(diào)制解調(diào)電路與供電線路耦合連接；——用于接收并上傳抄讀終端數(shù)據(jù)的集中器，其中微處理器的信號(hào)接收端通過(guò)載波調(diào)制解調(diào)電路與供電線路耦合連接，微處理器的通訊端通過(guò)通訊接口與遠(yuǎn)程通道連接；——作為管理中心主站的計(jì)算機(jī)，其通訊端通過(guò)遠(yuǎn)程通道與集中器通訊連接；其特征在于——所述集中器還含有由電流采樣電路和電壓采樣電路構(gòu)成的變壓器電能采集模塊；——所述電流采樣電路為三組差分式電路，各組中的電流互感器分別與臺(tái)區(qū)變壓器的三相輸出耦合連接，其信號(hào)輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，接微處理器的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端；——所述電壓采樣電路含有電壓互感器，所述電壓互感器的原邊線圈通過(guò)與之串聯(lián)的分壓電阻接臺(tái)區(qū)變壓器的輸出端，所述電壓互感器的副邊與采樣電阻并聯(lián)，其信號(hào)輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，接微處理器的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，其特征在于還含有開關(guān)量輸出和執(zhí)行電路，所述微處理器的I/O口通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與執(zhí)行電路通過(guò)光電耦合器耦合連接，所述執(zhí)行電路含有供電線路通斷控制器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，其特征在于所述電壓采樣電路的信號(hào)輸出端經(jīng)帶A/D轉(zhuǎn)換的DSP芯片與微處理器通訊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，其特征在于所述遠(yuǎn)程通道為公共電話網(wǎng)PSTN、GPRS、GSM、以太網(wǎng)、無(wú)線電臺(tái)之
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，其特征在于所述集中器的調(diào)制解調(diào)電路采用一片載波調(diào)制解調(diào)芯片，所述載波調(diào)制解調(diào)芯片的信號(hào)接收端通過(guò)與非門分別與三相載波耦合電路中的載波發(fā)送電路切換連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，其特征在于所述集中器的外部通訊接口電路包括RS232接口電路、公共電話網(wǎng)接口電路、RS485接口電路和紅外通訊接口電路，所述微處理器電路中的微處理器芯片通過(guò)一轉(zhuǎn)多串口芯片分別與所述各接口電路連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，其特征在于所述抄表終端中集成有RS485接口和脈沖輸入接口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以電力線載波為主要通訊通道的電表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程抄讀、監(jiān)控和管理系統(tǒng)，屬于供電監(jiān)控管理技術(shù)領(lǐng)域。該管理系統(tǒng)包括抄表終端、集中器、主站計(jì)算機(jī)，其改進(jìn)之處在于集中器還含有由電流采樣電路和電壓采樣電路構(gòu)成的變壓器電能采集模塊。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)既實(shí)現(xiàn)了與管理中心主站的計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程通訊，又通過(guò)變壓器電能采集模塊以及開關(guān)量輸出和執(zhí)行電路，以電力線載波為主要信道，實(shí)現(xiàn)了將集中抄表和臺(tái)區(qū)變壓器監(jiān)測(cè)控制有機(jī)結(jié)合起來(lái)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有系統(tǒng)的欠缺，可以大大提高供電營(yíng)銷部門的電力管理水平。
文檔編號(hào)G08C19/16GK1838193SQ20061003879
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者韓永范, 吳惠昌, 刁國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:常州蘇源永利達(dá)電子科技有限公司