基于擴頻通信技術的智能電表設計

3智能電表系統(tǒng)的軟件設計

系統(tǒng)軟件設計采用模塊化設計思想，其主要性能是滿足電網電能計量采集的可靠性和精度。智能電表系統(tǒng)軟件設計原理框圖如圖2所示。

其擴頻載波通信子程序則按用電管理部門指令通信，包括接收程序和發(fā)送程序兩部分。故障保護子程序能自動監(jiān)測過載和竊電等故障，具有自保護等功能，最終實現智能化監(jiān)控;當掉電保護子程序檢測到電源掉電，則自動將當前電量和時間送串行非易失性存儲器保存，等恢復正常后自動以此值累計。異常保護子程序如果監(jiān)測到用戶用電過載、線路漏電或電網供電電壓過高則通過負荷控制電路自動斷電。存儲、顯示子程序則實時顯示當前電量和有功功率。智能電表系統(tǒng)軟件具體流程如圖3所示。

此外，智能電表系統(tǒng)需采用有效的抗干擾措施以保證實際運行。當干擾信號較強時，系統(tǒng)性能的可靠性與運行安全性都會降低。在具有衰減、失真的電力線信道上，由于隨機干擾，都會使得接收端解調后的數據出現差錯。因此在考慮了通信調制技術、解調技術以及發(fā)射功率后，發(fā)送數據時必須采用一定的差錯控制來確保數據可靠的通信。電力線上的干擾脈沖持續(xù)雖然短，但能量集中，頻譜寬，能影響若干個位甚至十幾個位。為了糾錯比較多的誤碼，就需附加多余碼元，這就使得傳輸效率低下。此外，由于電力線信道的時變性，難以測定數據通信信道的差錯統(tǒng)計特性。當系統(tǒng)的信道產生的差錯超過其糾錯能力，接收端將收到錯誤信息。因此智能電表系統(tǒng)的抗干擾設計是在電力線數據傳輸中采用ARQ差錯控制為差錯控制協(xié)議，其優(yōu)點是能自動調節(jié)通信信道性能，數據傳輸率也可通過接收端的信噪比電平來進行改變。

4結論

智能電表系統(tǒng)采用了SSCP300和AD7751等芯片，主要實現了通信、電能計量、數據處理等功能。此系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點是能利用電力載波擴頻通信技術實現了電能量參數測量、數據通信，提高抗干擾能力，突破傳統(tǒng)的電度表概念，把用戶電度表終端設計成一個智能化的綜合性通信終端。除了完成電量的計量和存儲外，它還具有用戶現場防竊電、故障保護、和負荷控制等功能。其數據傳輸速率為1～2 Mb/s，能滿足自動抄表的數據量。通過對低壓配電網智能電表自動抄收系統(tǒng)的實驗、調試和試運行，可以做到正確無誤的自動抄收。由于該系統(tǒng)的數據量小，可以降低傳輸速率，從而可以降低誤碼率。