【正文】 )，并最大限度地抑制來自電力線上的噪聲十擾，目使無源濾波網(wǎng)絡(luò)的插入損耗最小。 利用 AFE3361來完成 載 波通信，作為信號接收部分。 GPRS是在 GSM系統(tǒng)基 礎(chǔ)上引入新的部件而構(gòu)成的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 集中器對抄表服務(wù)器應(yīng)答的報文有 :復(fù)位應(yīng)答報文、停止應(yīng)答報文、抄表應(yīng)答報文、地址添加成功應(yīng)答報文、地址添加失敗應(yīng)答報文、地址刪除成功應(yīng)答報文、返回地址信息應(yīng)答報文、返回集中器當前工作狀態(tài)應(yīng)答報文、返回非多功能表數(shù)據(jù)應(yīng)答報文、返回非多功能表數(shù)據(jù)報文 、返回多功能表數(shù)據(jù)應(yīng)答報文、返回多功能表數(shù)據(jù)報文、集中器參數(shù)設(shè)置應(yīng)答報文、非法請求和異常應(yīng)答報文。 當集中器處于待機狀態(tài)時，響應(yīng)所有命令請求報文，不包括在流程內(nèi)使用的請求報文 (如繼續(xù)返數(shù)報文和繼續(xù)返地址報文 )，如此時出現(xiàn)此類報文，集中器不響應(yīng)請求，認為抄表服務(wù)器的請求為非法請求，并返回非法請求異常應(yīng)答報文。 (3) 差錯控制 ： 幀校驗為縱向信息和，接收方檢測到縱向信息校驗和出錯，放棄該信息幀，不予執(zhí)行命令但應(yīng)給出異常應(yīng)答。 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P 1 傳送方向 起始位 8 位數(shù)據(jù) 偶校驗位 停止位 圖 51 字節(jié)傳輸序列 幀格式 [13] (1) 幀是傳送信息的基本單元。具體使用可由用戶自行決定。 北方民族大學學士學位論文 低壓電網(wǎng)自動抄表系統(tǒng)的集中器設(shè)計 13 3) 控制碼 C：控制碼的格式如圖 53 所示。傳輸時發(fā)送方按字節(jié)進行加 33H 處理，接收方按字節(jié)進行減 33H 處理。 2) 傳輸次序 ： 所有數(shù)據(jù)項均先傳送低位字節(jié)，后傳送高位字節(jié)。 1200bps 時， Z=時特征字 Z僅在一個二進制位為 1時有效。 (5) 數(shù)據(jù)標識 1) 數(shù)據(jù)分類 ： 除測量值以外，本協(xié)議將計數(shù)值，最大需量發(fā)生時間，瞬時電壓、電流、功率值等歸為變量類，將日歷、時間、用戶設(shè)置值、費率裝置的特征字、狀態(tài)字、費率時段等歸為參變量類。 用 DI1H標識數(shù)據(jù)的類型，其標識如下： 北方民族大學學士學位論文 低壓電網(wǎng)自動抄表系統(tǒng)的集中器設(shè)計 15 DI1 DI1H DI1L D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1001 電能量 1010 最大需量 1011 變量 1100 參變量 1100 負荷曲線 1110 廠家功能擴展 1111 保留 DI0 DI0H DI0L D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 用 DI1l、 DI0h、 DI0l 標識數(shù)據(jù)的不同屬性時，對于電能量 和最大需量數(shù)據(jù)，由于其具有多個屬性，如時域性（當前值、上月值、上上月值等）、分類屬性（有功、無功）、供電方向?qū)傩裕ㄕ颉⒎聪颍?、費率屬性（總量、不同費率的量）等，它們的標識如下： 電能量數(shù)據(jù)標識： DI1 DI1H DI1L D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1001 電能量 00 當前 00 有功 01 上月 01 無功 10 上上月 10 保留 11 集合 11 集合 北方民族大學學士學位論文 低壓電網(wǎng)自動抄表系統(tǒng)的集中器設(shè)計 16 DI0 DI0H DI0L D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0001 正向電能 0000 總電能 0010 反向電能 0001 費率 1 0011 一象限無功 0010 費率 2 0100 四象限無功 0011 費率 3 0101 二象限無功 0100 費率 4 0110 三象限無功 0101∽ 1110 保留 0111∽ 1110 保留 1111 本數(shù)據(jù)塊集合 1111 集合 最大需量數(shù)據(jù)標識 DI1 DI1H DI1L D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1010 最大需量 00 當前 00 有功 01 上月 01 無功 10 上上月 10 保留 11 集合 11 集合 DI0 DI0H DI0L D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0001 正向有功最大需量 0000 總最大需量 0010 反向有功最大需量 0001 費率 1 0011 一象限無功 0010 費率 2 0100 四象限無功 0011 費率 3 0101 二象限無功 0100 費率 4 0110 三象限無功 0101∽ 1110 保留 0111∽ 1110 保留 1111 本數(shù)據(jù)塊集合 1111 集合 負荷記錄數(shù)據(jù)塊的標識編碼列在表中，關(guān)于該項數(shù)據(jù)的格式及字長在有關(guān)標準中尚北方民族大學學士學位論文 低壓電網(wǎng)自動抄表系統(tǒng)的集中器設(shè)計 17 未給出，暫可由用戶自行定義。 數(shù)據(jù)項 反映費率裝置中某一時空量和數(shù)字量的若干 BCD 碼。 數(shù)據(jù)集合 由 1 個或多個數(shù)據(jù)塊構(gòu)成一個數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)集合中包含四個數(shù)據(jù)塊，其中數(shù)據(jù)塊 1有 m1項數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)塊 2有 m2 項數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)塊 3為 0 項，數(shù)據(jù)塊 4有m4 項數(shù)據(jù)。0； RS232C、 EIAamp。 這里只介紹 RS232C（簡稱 232， RS232）。 (1) EIARS232C 對電器特性、邏輯電平和各種信號線 功能都作了規(guī)定。 RS323C 標準對邏輯電平的定義 是： 對于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯 “1” （傳號）的電平低于 3V，邏輯 “0” （空號）的電平告語 +3V；對于控制信號；接通狀態(tài)（ ON）即信號有效的電平高于 +3V，斷開狀態(tài) (OFF)即信號無效的電平低于 3V，也就是當傳輸電平的絕對值大于 3V 時，電路可以有效地檢查出來，介于 3～ +3V 之間的電壓無意義，低于 15V 或高于 +15V 的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應(yīng)保證電平在 177。0； RS423A、 EIAamp。它規(guī)定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。此時不論其下一級標識字段為何值，均視為數(shù)據(jù)集標識，即 11B 或 1111B。K（ K 為可能的最大取值） ]的各連續(xù)數(shù)據(jù)項組成的一組數(shù)據(jù)，稱數(shù)據(jù)塊。單個數(shù)據(jù)項可以用標識碼唯一地標識。本規(guī)約采用四級樹狀結(jié)構(gòu)的標識法來表示這些數(shù)據(jù)。收到從站確認幀后，雙方以確認的新的速率進行以后的通信，并在通信結(jié)束后恢復(fù)到初始速率；若在 500ms 內(nèi)未建立起通信鏈路，則雙方均恢復(fù)到初始速率。 4) 收到命令幀后的響應(yīng)延時 Td： 20ms≤ Td≤ 500ms. 5) 字節(jié)之間停頓時間 Tb： Tb≤ 500ms. (3) 差錯控制 字節(jié)校驗為偶校驗，幀校驗為縱向信息校驗和，按收方無論檢測到偶校驗出錯或縱向信息校驗和出錯，均放該信息幀，不予響應(yīng)。 6) 結(jié)束符號 16H：標識一幀信息的結(jié)束，其值為 16H=00010110B。讀數(shù)據(jù)時 L≤ 200，寫數(shù)據(jù)時 L≤ 50，表示無數(shù)據(jù)域。低地址位在先，高地址位在后。 2) 地址域 A0∽ A5：地址域由 6 個字節(jié)構(gòu)成，每字節(jié) 2 位 BCD 碼。其傳輸序列如圖 51， D0 是字節(jié)的最低有效位， D7是字節(jié)的最高有效位。 (2) 傳輸響應(yīng) ： 除集中器主動向抄表服務(wù)器返數(shù)外，每次通訊都是由抄表服務(wù)器向指定的 集中器發(fā)出請求命令幀開始，被請求的集中器根據(jù)命令幀中控制碼的要求作出相應(yīng)響應(yīng)。為了保證集中器系統(tǒng)的正常運行，只有當集中器抄表系統(tǒng)出現(xiàn)混亂時 (如集中器一直處于 抄表狀態(tài)，不能抄回電表數(shù)據(jù) )，主要是集中器的執(zhí)行單元出現(xiàn)問題，才允許抄表服務(wù)器使用復(fù)位請求，這 時集中器主控單元，將其他的控制和執(zhí)行單元進行硬件復(fù)位，集中器處于 待機狀態(tài)，此命令只提供給自動抄表系統(tǒng)高級管理員使用。 集中器通信流程 [10] 集中器上電初始化，等待接收控制命令或抄表服務(wù)器的請求報文，并根據(jù)控制命令或請求報文作出響應(yīng)。而要實現(xiàn)自動抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)遠傳，我們則需在集中器和管理中心之間選擇另外的通信方式，在這里我們使用 GPRS網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠傳。 圖 44 信號接收電路 AFE3361是一個低功耗窄帶 FM中頻模擬解調(diào)集成電路，其內(nèi)部含有完整的窄帶調(diào)頻解調(diào)系統(tǒng)，包括 : (1) 振蕩器 (Oscillator) (2) 混頻器 (Mixer) (3) 限幅放大器 (Limiting Amplifier) (4) FM解調(diào)器 (Demodulator) (5) 交鑒頻器 (Quadrature Discriminator) (6) 濾波放大器 (Filter Amplifier) (7) 靜噪電路 (Squelch Circuit)。 圖 43 功率控制部分 信號接收部分由信號耦 合電路、帶通濾波器 BPF和模擬前端 AFE二部分組成，其主要功能是對來自電力線上的擴頻通信信號進行有效的接收和模擬解調(diào)。 圖 42 信號發(fā)送電路 TS5是一顆 20V的肖特基穩(wěn)壓管，但在這里沒有用到它的穩(wěn)壓特性，用到而是它的正向?qū)妷旱偷奶攸c，來保護 P溝道的 MOS管，考慮到產(chǎn)品的可靠性，這顆穩(wěn)壓二極管選用 1N5817或 SS12，或具有更低正向?qū)妷旱亩O管。由于配電線路結(jié)構(gòu)和配電變壓器的阻抗特性相對比較穩(wěn)定，因此，用電負荷的大小對電力線阻抗的變化影響較大。電力線載波通訊以電力線路為介質(zhì)，電力線載波通信系統(tǒng)的信號發(fā)送部分由擴頻調(diào)制信號輸入、諧振功率放大器和信號耦合電路二部分組成。所以本系統(tǒng)的設(shè)計是基于這種方式的；集中器掛接在同一臺配變下的電力線上，根據(jù)設(shè)置的要求定時或隨時通過電力線抄收臺變下所有載波表的測量數(shù)據(jù)并保存；主站計算機通過 GPRS移動公網(wǎng)對集中器發(fā)布設(shè)置、廣播命令或抄表命令，對集中器進行綜合數(shù)據(jù)的抄收，對集中器下的任一臺采集器進行召抄或通斷電控制，從而實現(xiàn)遠程抄表和監(jiān)控功能，極大減少電力部門的勞動力，提高社會效益和經(jīng)濟效益；為電力管理上等級和現(xiàn)代化管理水平的提高打下堅實的基礎(chǔ)。 北方民族大學學士學位論文 低壓電網(wǎng)自動抄表系統(tǒng)的集中器設(shè)計 7 第四章 集中器硬件設(shè)計