【正文】 分線制集中抄表系統(tǒng)有很大的優(yōu)越性，但它們互有優(yōu)缺點[1]。因此也有人將它稱之為“數(shù)碼表”。在這種情況下，直讀表應運而生。由于表的供應商和系統(tǒng)的供應商分離，現(xiàn)階段對于表具沒有統(tǒng)一的標準可以遵循，系統(tǒng)的質(zhì)量和表具的質(zhì)量都是良莠不齊，經(jīng)常出現(xiàn)互相扯皮的現(xiàn)象， 影響 用戶最后的使用；④由于系統(tǒng)環(huán)節(jié)繁多，導致系統(tǒng)出問題的點比較多，又由于采用集中采集的特點一個地方出現(xiàn)問題可能會導致一大片出問題，因此問題很多。從2002年至今，主流模式是數(shù)碼表。如何把龐大且分散的居民用電量及其它數(shù)據(jù)及時有效而且準確無誤地收集、統(tǒng)計及分析，成為供電企業(yè)一個迫切需要解決的問題。為此就提出了遠程集中抄表的要求以提高電能管理自動化水平，促使電力營銷工作邁入新的臺階。由于電作為一種特殊產(chǎn)品，其產(chǎn)、供、銷都是即時發(fā)生，夜晚用電低谷時采取降低電費的措施以鼓勵多用電，有助于發(fā)供電量平衡，而集中抄表系統(tǒng)在不增加其他設備投資情況下，就能分時記費。隨著電力市場化改造的深入，電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行已進入一個新的階段，供電企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動，各行管理工作的現(xiàn)代化水平直接影響到企業(yè)的效益，成為供電企業(yè)超一流企業(yè)的標志。如靠抄表員每月登門抄表既要化費大量的人力和時間，給用戶帶來諸多不便，而且抄錄的數(shù)據(jù)在時間上離散性大、準確度低，給用電管理帶來很大困難。為滿足居民對生活用電的需求，不斷提高供電服務質(zhì)量，電力企業(yè)正在對城填居民用戶實施一戶一表工程，以提高用戶用電的安全可靠性和收費的準確、合理性。 Concentrator。s intensity, reduce manmade mistake, but also greatly improve the efficiency and realtime performance of reading meter data. Concentrator is an important part of the system,in this paper we use the technology of Low carrier and GPRS to design a concentrator in the remote automatic meter reading system of lower voltage network. This article consists of five chapters, in the first three quarters are Theoretical description and the fourth and fifth chapter is the core of the design. The main ideal including following:(1) GPRS wireless module. GPRS wireless module based on 16 microprocessor design of embedded system, it will set copy system data access China mobile, then enter Internet GPRS networks based on Internet, the data management and concentration. The embedded system is equivalent to a GPRS modem, it exists in concentrators and management center of the PC.(2) Carrier munication interface. Lowvoltage power line carriercurrent munication interface in the terminal and concentrators are, in fact, is a MODEM lines. This section includes lines around the MODEM chip filtering, preamplifier, the power amplifier circuit and control procedures and munication protocols of the design and debug.Key words: Automatic meter reading。這一部分包括圍繞電力線MODEM芯片的濾波、前置放大、功率放大的電路和控制程序及通信規(guī)約的設計和調(diào)試。(2) 載波通信接口。GPRS無線模塊是以16位微處理器設計的嵌入式系統(tǒng)，它將集抄系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入中國移動的GPRS網(wǎng)絡，進而進入Internet，實現(xiàn)基于Internet的數(shù)據(jù)集中和管理。集中器是其一個核心部件，本文利用低壓載波技術(shù)和GPRS技術(shù)設計了一款低壓電網(wǎng)遠程自動抄表系統(tǒng)的集中器。北方民族大學學士學位論文論文題目:低壓電力網(wǎng)自動抄表系統(tǒng)的集中器設計 院(部)名 稱: 電氣信息工程學院 學 生 姓 名: 李志強 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 學 號: 20060261 指導教師姓名: 張新聞 論文提交時間: 2010年 5月23日 論文答辯時間: 2010年5月 29日 學位授予時間: 北方民族大學教務處制摘要 自動抄表是指采用計算機技術(shù)和通信技術(shù)自動讀取和處理計量表數(shù)據(jù)的一種手段，是提高能耗管理部門自動化水平的需要，也是計算機技術(shù)和通信技術(shù)迅速發(fā)展的必然。它不僅可以緩解抄表人員的勞動強度，降低人為因素造成的抄表差錯，而且具有抄收速度快，實時性好等優(yōu)點。課題研究的主要內(nèi)容包括有:(1) GPRS無線模塊。這個嵌入系統(tǒng)實際相當于一個GPRS調(diào)制解調(diào)器，它存在于集中器和管理中心PC中。低壓電力線載波通信接口在采集器和集中器中都有，實際上是一個電力線MODEM。關鍵詞：自動抄表；低壓載波技術(shù)；集中器；低壓電網(wǎng)遠程自動抄表系統(tǒng)ABSTRACTAutomatic meter reading is a method of reading and processing data automatically with puter and munication. It is the requirement of improving the automatic level of energy consumption, and the necessity of rapid development of puter and munication technology. It may not only relieve the labor39。 Low carrier technology。 Low power remote automatic meter reading system目 錄第一章 前 言 1第二章 自動抄表系統(tǒng) 3 低壓電網(wǎng)自動抄表系統(tǒng)的組成 3 組建方案 3第三章 集中器 4 集中器的功能 4 主要技術(shù)簡介 4 低壓配電線載波通信 4 GPRS技術(shù) 5第四章 集中器硬件設計 7 自動集中抄表系統(tǒng)介紹 7 系統(tǒng)主要硬件設計 8 電力載波通信硬件設計 8 GPRS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計 10第五章 通信協(xié)議與數(shù)據(jù)存儲格式 11 通信協(xié)議的設計 11 集中器與抄表服務器之間的通信協(xié)議 11 集中器通信流程 11 集中器通信控制 11 字節(jié)格式 12 幀格式 12 寫設備地址 20 寫設備地址請求命令幀 20 集中器與GPRS無線終端的通信協(xié)議 21 集中器的數(shù)據(jù)存儲設計 25第六章 基于GPRS網(wǎng)絡的集中器軟件設計 26 集中器通訊程序 26 集中器控制程序 29總結(jié) 32致謝 33參考文獻 34附錄1英文資料 35附錄2譯文 39北方民族大學學士學位論文 低壓電網(wǎng)自動抄表系統(tǒng)的集中器設計 第一章 前言隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展和深化改革，我國將在20022010年實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)、統(tǒng)一調(diào)度、廠網(wǎng)分開，完成城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)改造，實現(xiàn)全國城鄉(xiāng)電網(wǎng)同網(wǎng)同價，建立競爭有序的電力市場，與國際先進的電力工業(yè)管理體制接軌。一戶一表的實施給電力企業(yè)增加了大量的工作量，一個中等城市戶表數(shù)可達數(shù)十萬臺之多，除配電線路改造外，更有大量的抄表收費工作。人工抄表不但工作量大，也不便于電力管理部門進行全面準確的生產(chǎn)經(jīng)營的統(tǒng)計、分析、線損計算、電量平衡、負荷率計算等。目前大量存在的人工抄表提供原始數(shù)據(jù)的方法，己遠不能適應現(xiàn)代化管理的需要。國家電網(wǎng)公司在有關城網(wǎng)改造的工作會議上多次提出了“要大力推行一戶一表，”“集中抄表、服務到戶、收費與銀行聯(lián)網(wǎng)的要求”。隨著國家電力系統(tǒng)兩網(wǎng)改造工作漸近尾聲，“一戶一表，管電到戶”政策的貫徹，用電網(wǎng)絡急劇膨脹，使得供電企業(yè)對用電網(wǎng)絡的管理任務日益加劇。如果僅憑抄表工人挨家挨戶地抄表，不但會造成工作效率低，而且由于人工抄表所帶來的漏抄、誤抄、估抄，甚至抄表人員同用電戶合伙作弊，給供電企業(yè)帶來不可估量的損失，因此供電企業(yè)需要一種投資較少，安裝及維護方便，通訊可靠，計量準確的電能表遠程集中抄表解決方案。完善集中抄表系統(tǒng)主要有幾大難點：①設計時無統(tǒng)一標準，基本都是各自為政，使產(chǎn)品的普及存在難度；②調(diào)試時只靠人為的標識來區(qū)別線路，施工中容易造成混亂；③系統(tǒng)開發(fā)商和廠家脫節(jié)。比如，ups電源故障，可能會導致若干個采集器無法計數(shù)，可能就有好幾十戶或者上百戶人家需要重新抄表。這種表區(qū)別與以往的表的特點是讀出的就是數(shù)據(jù)，而不再是脈沖，相當于把流量計和積算儀集成到一起。直讀表分為兩種，分別是脈沖計數(shù)式數(shù)據(jù)遠傳表和機械位置識別式直讀表。脈沖計數(shù)方式的數(shù)據(jù)遠傳表（即直讀表），實際上是將數(shù)據(jù)采集模塊和遠程通訊模塊集成到表內(nèi)，將脈沖計數(shù)值記錄到表內(nèi)，外界需要讀取表讀數(shù)時，接通通訊電源，按照通訊協(xié)議發(fā)出讀數(shù)命令即可讀取數(shù)據(jù)。一般情況下不再需要設定初始值。計數(shù)遠傳表的缺點：內(nèi)部有電源供電，電源的壽命是否能夠滿足要求成為質(zhì)量的關鍵；對于電路的抗干擾性能要求較高。當外界需要讀取數(shù)據(jù)時，接通通訊電源，按照通訊協(xié)議發(fā)出讀數(shù)命令即可讀取數(shù)據(jù)。位置直讀表缺點：電路結(jié)構(gòu)復雜，元件多，電路部分體積較大，成本較高，嵌入表也較困難；對原表結(jié)構(gòu)改動較大，精度要求高，安裝精度要求高，因此精度成本高，成品率低，長期應用故障率高；在字輪處于進位狀態(tài)時，有讀數(shù)盲區(qū)，這時讀到的將是亂數(shù)，需另一個集中器經(jīng)常讀取數(shù)據(jù)，系統(tǒng)之外的設備訪問時實際讀取的是集中器中的數(shù)據(jù)；為了降低成本，一般只在3個或2個低位字輪上安裝位置檢測單元，其它高位數(shù)據(jù)還需要外部設備如集中器或上位管理機進行識別處理，并仍然需要設置初始值。計數(shù)直讀表的實現(xiàn)難度是電子方面的低功耗和抗干擾性；位置直讀表的實現(xiàn)難度是零件精度和安裝精度。由于內(nèi)部采用無干擾的電池供電，只要在硬件方面采取有效的隔離措施，軟件方面采用冗余校驗的方法，計數(shù)直讀表的可靠性是完全值得信賴的。相對來講位置直讀表的諸多缺點是很難解決的，如進位時的檢測盲區(qū)是原理性問題，而外部再加一個設備，一方面系統(tǒng)復雜了，另一方面同時也帶來了電子實現(xiàn)難度。市場上的諸多位置直讀表已經(jīng)由于精度達不到要求出現(xiàn)了很多問題，而且當某位出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)在短期內(nèi)是難以識別的?！　〖谐硐到y(tǒng)：主站通過傳輸媒體（無線、有線、電力線載波等信道）將多個電能表電能量記錄值的信息集中抄讀的系統(tǒng)。集中器數(shù)據(jù)可通過信道遠距離傳送到主站計算機。上層包括用電管理中心、集中器、和上層GPRS通信網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)收集；底層包括集中器、采集器、電表和基于低壓電力線載波的底層通信網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)采集。 圖21系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖用戶現(xiàn)場可直接掛接電力載波電表，也可以采用全電子式電度表增加載波采集終端(采集器)。所以本系統(tǒng)的設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)設置的要求定時或隨時通過電力線抄收數(shù)據(jù)采集終端的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抄表或通斷電控制，從而實現(xiàn)遠程抄表和監(jiān)控功能。另外一個任務是根據(jù)要求完成與主站的通信，將主站需要的用戶信息傳送到主站上，集中器在整個系統(tǒng)中起著重要的中介作用，將主站與用戶連接起來。(2) 設置功能：當?shù)鼗蜻h方設置抄讀間隔及自動抄表日，兼有防止非授權(quán)人員操作的功能。(4) 校時功能：集中器具有計時單元，可被后臺系統(tǒng)校時。(6) 自診斷和異常信息記錄功能：可自動進行系統(tǒng)自檢，集中器通信中斷時，記錄中斷時間(月、日、時)。 低壓配電線載波通信[5]電力線載波是電力系統(tǒng)特有的、基本的通信方式，電力線載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。我國從70年代開始電力線自動抄表的研究與實驗。后來又出現(xiàn)了擴展的頻移鍵控、超窄帶出書等調(diào)制方式，都不是很理想。擴頻通信技術(shù)[6]是電力線載波通信技術(shù)中的一種。根據(jù)仙農(nóng)公式: C=H因此，相應地增加信號帶寬，可以使信號在被噪聲淹沒的情況下仍能保持可靠的傳輸。因為即使存在