北斗星嵌入式modem在智能型電能表中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的電能表由于不能自動抄收、控制用戶用電量而導(dǎo)致的諸如抄表收費困難,電費回收滯后、竊電等一系列管理問題。磁卡或IC卡電表是以卡上攜帶的電量為基準,實施對用電的自動控制,變用電管理部門的人工抄表計算收費為用電用戶自己買電插卡用電,這在很大程度避免了上述大部分弊端的產(chǎn)生。但由于用戶用電與用電管理部門仍然是相隔離的,致使管理部門無法對用戶及電能表本身實施實時的監(jiān)測與管理和及時發(fā)現(xiàn)并解決不法用戶的竊電問題。將傳統(tǒng)的電表與通信控制單元有機結(jié)合起來,由此構(gòu)成的電能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可基本覆蓋用電管理部門對用戶電能計量裝置要求的所有功能,并可實現(xiàn)智能化的自動故障診斷。

二、工程說明：

本網(wǎng)絡(luò)電表的任務(wù)就是要準確地反映用戶電表的實時運行狀態(tài),實行遠程全自動集中抄表,分時段復(fù)查計費和預(yù)防竊電現(xiàn)象的發(fā)生,并依據(jù)具體情況發(fā)出相應(yīng)的命令和信號,實行遠程全自動控制。

三、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備：

1、智能電表：

智能電表由傳統(tǒng)電表與信號轉(zhuǎn)換、監(jiān)控裝置三部分組成。

2、數(shù)據(jù)采集器：

數(shù)據(jù)采集器主要由四部分組成:

(1)采用工業(yè)級的微處理芯片,組成核心器件,負責管理整個采集控制工作和運行預(yù)先編制好的管理程序。

(2)用E2PROM和看門狗電路提高系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。

(3)用RS485通訊協(xié)議接口將數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

(4)脈沖信號采集及控制器接口。

3、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要收集數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)并儲存。在數(shù)據(jù)傳遞中起網(wǎng)絡(luò)服務(wù)作用,是上位機與數(shù)據(jù)采集器交換數(shù)據(jù)的中間橋梁。主要包括以下三部分:

(1)主控電腦部分由大規(guī)格、大容量存儲器芯片和微處理器組成,完成對所有采集數(shù)據(jù)的保存、處理工作,并管理其他所有部件,運行所有管理程序來協(xié)調(diào)各方面的工作。

(2)網(wǎng)絡(luò)管理部分由兩大網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成:

① 通過RS485協(xié)議接口與數(shù)據(jù)采集器、用戶查詢裝置連接,此網(wǎng)是本系統(tǒng)的基礎(chǔ)網(wǎng)。它負責整個系統(tǒng)的實時運行,對系統(tǒng)的要求也特別高,如抗干擾能力,負載能力,傳遞的準確性。

②公眾電話通信網(wǎng)管理部分?？紤]網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與數(shù)據(jù)管理中心相距甚遠,我們采用公眾電話網(wǎng)作為我們網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與數(shù)據(jù)管理中心電腦傳輸?shù)幕A(chǔ),即在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器設(shè)置MODEM接口將數(shù)據(jù)信號調(diào)制成公眾電話網(wǎng)的信號傳輸給不在同一位置和地區(qū)的上位機(數(shù)據(jù)管理中心的電腦)。雙方通訊采用撥號方式連接,連接后進行數(shù)據(jù)傳送。這樣一臺普通的電腦可與多個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器分時連接,達到對所有的用戶進行遠程自動抄表和監(jiān)控的目的。

(3)數(shù)據(jù)傳輸模塊：

北斗星數(shù)碼BDXMD-1嵌入式工業(yè)級MODEM：性能穩(wěn)定、誤碼率低、不易掉線。外形如名片的一半大小，可以方便的嵌入到各種單板機系統(tǒng)，更省用戶系統(tǒng)空間。DC5V供電，TTL電平接口，并行總線和標準串行總線兩種連方式，通過與市話網(wǎng)或單位內(nèi)部電話線相連即可實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸和控制功能。

4、用戶查詢裝置：

用戶查詢裝置是人機界面的第一層結(jié)構(gòu),通過它可對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行查詢、設(shè)置、監(jiān)視和控制。

5、 上位機：

上位機是人機界面的第二層結(jié)構(gòu),供管理者監(jiān)視整個系統(tǒng)的運行情況,并能發(fā)出控制命令。它通過一臺微機、一個MODEM、專用的應(yīng)用系統(tǒng)視窗平臺來實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理與監(jiān)控、保存與查詢電表數(shù)據(jù)、報表自動生成及打印,系統(tǒng)幫助說明。

四、系統(tǒng)實現(xiàn)：

五、采用電力線載波方式的網(wǎng)絡(luò)電能表管理系統(tǒng)

1、系統(tǒng)設(shè)計：

用電力線載波網(wǎng)代替RS485協(xié)議通信網(wǎng)所構(gòu)成的系統(tǒng)在整體結(jié)構(gòu)和原理上述網(wǎng)管系統(tǒng)基本相同。不同之處在于，前述數(shù)據(jù)采集器由外裝到表內(nèi)，通信芯片、智能表與用戶查詢裝置通過電力線載波協(xié)議接口(而非RS485通信協(xié)議接口)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通信。其功能及試驗結(jié)構(gòu)與前述RS485協(xié)議通信網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成的系統(tǒng)完全一樣。而且其所連接的智能網(wǎng)絡(luò)電表與用戶查詢裝置數(shù)只受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的容量限制。而其現(xiàn)場安裝施工卻避免了有線方式連接不便所帶來的麻煩，。將BDXMD-1嵌入到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，通過公眾電話交換網(wǎng)即可實現(xiàn)與上位機系統(tǒng)的通信。

2、系統(tǒng)實現(xiàn)：