【正文】 ................................................ 5 課題的提出和意義 .......................................................................................................... 5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和動態(tài) .................................................................................................. 5 課題的可行性分析 .......................................................................................................... 5 本文的主要任務(wù) .............................................................................................................. 6 第 2 章 用電采集系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .............................................................................................. 6 用電采集系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................................................... 7 集中器上下通訊的選擇 .................................................................................................. 7 通訊方式對比 ............................................................................................................ 7 載波若干種技術(shù)對比 ............................................................................................... 9 無線若干種技術(shù)對比 ............................................................................................. 11 通訊規(guī)約 ......................................................................................................................... 12 電力載波居民集抄系統(tǒng)集中器上行通信規(guī)約 ...................................................... 12 多功能電能表與終端通信的協(xié)議 .......................................................................... 17 集中器通訊規(guī)約 ............................................................................................ 18 系統(tǒng)總體方案確定 ......................................................................................................... 19 2． 5 本章小結(jié) ...................................................................................................................... 20 第 3 章 用電采集系統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)各功能模塊設(shè)計(jì) ........................................................ 21 用電采集系統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)集中器的硬件設(shè)計(jì) ......................................................... 21 集中器的功能及技術(shù)指標(biāo) ...................................................................................... 21 集中器的結(jié)構(gòu)框圖 .................................................................................................. 22 集中器各功能模塊設(shè)計(jì) ................................................................................................. 22 主控器 的選型 ......................................................................................................... 22 時鐘模快電路設(shè)計(jì) .................................................................................................. 25 復(fù)位模塊電路設(shè)計(jì) ................................................................................................. 25 電源電路模塊設(shè)計(jì) ................................................................................................. 26 存儲器電路設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 27 LCD 接口電路設(shè)計(jì) ................................................................................................. 30 IV IV 電能計(jì)量模塊 ......................................................................................................... 32 其他電路的設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 36 集中器電力線載波通信模塊設(shè)計(jì) .......................................................................... 39 GPRS 通信模塊 ....................................................................................................... 49 本章小結(jié) ..................................................................................................................... 51 第 4 章集中器各種功能流程的簡單介紹 .............................................................................. 52 通訊任務(wù)的建立 ................................................................................................... 52 自動抄表任務(wù)的實(shí)現(xiàn) ..................................................................................................... 53 載波抄表任務(wù)的實(shí)現(xiàn) ..................................................................................................... 54 本章小結(jié) ......................................................................................................................... 55 結(jié)論 .......................................................................................................................................... 56 致 謝 .......................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。集中器是連接主機(jī)與載波智能表之間的關(guān)鍵，起著上下聯(lián)系的作用。本文在查閱了大量國內(nèi)外相關(guān)資料后、結(jié)合實(shí)際工作，提出了一種運(yùn)用低壓電力線載波通信的新型遠(yuǎn)程用電采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為 3 個層次，即主機(jī)、集中器和載波智能表表，本文重點(diǎn)分析研究了集中器硬件組成以及通信。根據(jù)國家電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的集中器的主要功能及性能指標(biāo)要求，本文重點(diǎn)研究設(shè)計(jì)了集中器的硬件組成。 個人簡歷 .................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 遠(yuǎn)程用電采集系統(tǒng)是指采用先進(jìn)的通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自動獲取和處理電能表數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和動態(tài) 近年來，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為全球電力能源發(fā)展的新趨勢，包括美、日在內(nèi)的許多發(fā)達(dá)國家把智能電網(wǎng)戰(zhàn)略提升到了國家戰(zhàn)略的高度。德 D— Tech 公司則此專門開發(fā)了 SMI 專用模塊，用于電子式電能表的數(shù)據(jù)采集，以 400 脈沖 /度或 800 脈沖 /度向外輸出數(shù)據(jù) [1]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，安裝的智能抄表用戶超過 250 萬戶，抄表技術(shù)多樣公：總線、載波、紅外、工頻、超窄帶（ UNB）。因此，本文設(shè)計(jì)的用電采集系統(tǒng)在技術(shù)層面來講是可行的。該系統(tǒng)的核心設(shè)備便是集中器，集中器即可以當(dāng)做關(guān)口的電能表使用，采用交流采樣方式；又可以通過安裝可插拔式的載波模塊，實(shí)現(xiàn)對臺區(qū)的低壓智能表的抄取，載波芯片使用 青島東軟 公司的 PLCI38‐ IV芯片 ；上層通訊采用無線公網(wǎng)。 最底層為智能表，隨著國家智能電網(wǎng)戰(zhàn)略的實(shí)施，智能表的推廣為遠(yuǎn)程用電采集創(chuàng)造了條件。 9 9 載波若干種技術(shù)對比 電力線作為一種通信傳輸介質(zhì)，具有可變信號衰減、阻抗調(diào)制、脈沖噪聲以及等幅振蕩波干擾等不利于數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶匦浴? 從技術(shù)發(fā)展的角度來說，電力線載波通信分為傳統(tǒng)的頻帶傳輸技術(shù)和目前流行的擴(kuò)頻通信（ Spread Spectrum Communication， SSC）技術(shù)：所謂頻帶傳輸就是用載波調(diào)制的方法將攜帶信息的數(shù)字信號的頻譜搬移到較高的載波頻率上。此外，跳頻（ Frequency Hopping， FH），跳時（ Time Hopping， TH）以及上述各種方式的組合擴(kuò)頻技術(shù)也較為常用。不能完成實(shí)時控制 抗干擾能力強(qiáng)。 11 11 無線若干種技術(shù)對比 本部分只羅列被廣泛研究的無線通訊技術(shù)。其中還有另外一個很大的缺點(diǎn)是頻點(diǎn)需要事先申請 在日本，目前在討論，被電信廢棄的 PHS(小靈通 )網(wǎng)絡(luò)是否可以被轉(zhuǎn)為自動抄表應(yīng)用。 由于無線通訊技術(shù)已經(jīng)被廣泛使用，所以在終端方面，成本并不高昂，只是如果要達(dá)到較好的通訊效果，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要進(jìn)一步的投入，攤到每個表上，成本就會高一些。 另外幀的字符之間也有一定的間隔，同時兩幀之間在閑暇時期會有最低 33位。 對于每幀： 在效驗(yàn)幀中，固定的文頭都會和所規(guī)定的字符達(dá)成相應(yīng)的協(xié)議，并進(jìn)行標(biāo)識； 對兩個長度的 L 進(jìn)行識別； 每個幀的接收長度數(shù)據(jù)都為 L1+8；