智能電表之自動抄表主流方案盤點(一)

我們知道全球目前都在致力發(fā)展智能電網(wǎng)，而智能電網(wǎng)的智能其中的一個方面就是可以實現(xiàn)自動抄表，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心，節(jié)省了抄表員上門抄表的時間，同時也能夠使的電表的度數(shù)更加精確，更加方便居民用電，下面我們來介紹一下當(dāng)前智能電表中用到的自動抄表方案，以饗讀者。

　　基于DLMS/COSEM協(xié)議的電能表設(shè)計

　　電能表的硬件組成

　　三相電子式電能表由電流互感器、電壓采樣網(wǎng)絡(luò)、計量集成電路ATT7022B等組成電能計量單元;由微控制器（瑞薩M30624單片機(jī)）、數(shù)據(jù)存儲卡、時鐘芯片、LCD組成數(shù)據(jù)處理與顯示單元;由RS485總線、紅外（或無線）等通信接口組成通信單元。如圖1所示。

　　電能表的軟件實現(xiàn)

　　本設(shè)計電能表采用模塊化方法實現(xiàn)軟件功能，包括計量模塊、顯示模塊、事件記錄模塊、分時模塊、通信模塊等，其中，除了通信模塊，其他部分與一般電能表軟件相比基本相同，因此以下重點分析電能表通信協(xié)議模塊的實現(xiàn)。

　　電能表通信結(jié)構(gòu)采用C/S模式，儀表端作服務(wù)器，抄表主臺等作客戶端。通信協(xié)議架構(gòu)如圖2示。DLMS/COSEM作為面向連接的協(xié)議，規(guī)定以下三個步驟來實現(xiàn)電能表系統(tǒng)的建立和通信：1.建立儀表模型和數(shù)據(jù)標(biāo)識。2.將模型映射為協(xié)議數(shù)據(jù)單元APDU、對象的屬性和方法可被用于定義訪問。3.通過數(shù)據(jù)鏈路層與物理層連接，最后通過傳輸通道進(jìn)行通信。以下主要從建立符合COSEM的儀表模型和滿足DLMS的通信協(xié)議棧兩方面分析電能表通信功能的實現(xiàn)方法。

　　利用面向?qū)ο笏枷霕?gòu)建儀表模型

　　DLMS/COSEM協(xié)議使用COSEM接口對象，采用面向?qū)ο蟮姆椒▉順?gòu)建儀表數(shù)據(jù)模型和功能模型，通過各個COSEM接口類對象之間的配合來完成某個特定功能。

　　儀表模型的構(gòu)建包括兩部分重要內(nèi)容：協(xié)議61部分的O－BIS—對象標(biāo)識系統(tǒng)和62部分的接口類。

　　OBIS—對象標(biāo)識系統(tǒng)給計量儀表中的所有數(shù)據(jù)都提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識碼，該標(biāo)識碼唯一標(biāo)識一個數(shù)據(jù)對象。OBIS碼由6個數(shù)碼項（6個字節(jié)A-F）組合編碼。每個數(shù)據(jù)項的含義為：A組值標(biāo)識被測能量的類型（包括水、電、氣等）;B組值標(biāo)識測量通道;C組值標(biāo)識被測物理量;D組值標(biāo)識被測物理量處理方法;E組值標(biāo)識費(fèi)率;F組值標(biāo)識歷史數(shù)據(jù)。從第B組到第D組為廠家自定義標(biāo)識碼預(yù)留了空間。

　　接口類—IEC62056針對儀表部件和通信接口單元引進(jìn)了類的概念，每個分類號都對應(yīng)于一類接口對象，每個對象包括屬性和方法，根據(jù)這些屬性和方法，可以構(gòu)成該對象的參考模型，在對象模型中不用考慮對象接口的生產(chǎn)制造廠家。目前，在IEC62056-62中規(guī)定了電能表中主要的接口類包括：寄存器、時鐘、曲線類、特殊日類、以太網(wǎng)設(shè)置類等。

　　本電能表根據(jù)需要設(shè)計了如圖3所示的儀表模型。物理設(shè)備為本電表，考慮到電能表的功能可以整合在一個功能子集中，也為了節(jié)約資源，本電能表只構(gòu)建了一個邏輯設(shè)備，用邏輯設(shè)備名LDN來標(biāo)識。組成該電能表的對象