電子電能表與電能測(cè)量技術(shù)講座--電力用戶自動(dòng)抄表系統(tǒng)

1引言
　　前面17講介紹了許多新型電子電能表和有線、無(wú)線抄表系統(tǒng)。本講將以前講過的內(nèi)容疏理一下，幫助讀者對(duì)講座內(nèi)容有個(gè)全面的了解。與此同時(shí)，對(duì)抄表系統(tǒng)中的采集終端和集中器的典型設(shè)計(jì)方案也作較詳細(xì)介紹。

　　一種可采集多個(gè)用戶的終端原理電路見圖2。它由單片機(jī)、小鍵盤、顯示器、串行通信電路、存貯器等構(gòu)成。經(jīng)程序控制，此終端具有遠(yuǎn)方自動(dòng)抄表和人工就地抄表雙重功能；具有設(shè)置用電常數(shù)，采集、處理、存儲(chǔ)各用戶用電量及與一級(jí)設(shè)備通信的功能。
　　由電子電能表的工作原理知，一段時(shí)間之內(nèi)用戶消耗的有功電能EP為：
　　
　　式中，Δt為采樣時(shí)間間隔；Ui、Ii為電壓、電流的第i個(gè)采樣值；n為這段時(shí)間內(nèi)的采樣次數(shù)。表內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換電路將Ui、Ii轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量；表內(nèi)單片機(jī)或DSP對(duì)它們作數(shù)字乘法運(yùn)算，產(chǎn)生此時(shí)刻的有功功率；邊采集處理邊累加，經(jīng)過一段時(shí)間后即得到這段時(shí)間內(nèi)用戶消耗的有功電能。
　　電子電能表通過串行口(RS485或RS232)接采集終端，并按事先約定的通信規(guī)約接受采集終端的訪問，輸出積算周期的用電量等。
　　為保證掉電時(shí)不丟失信息，采集終端采用E2PROM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用戶的用電數(shù)據(jù)(用戶號(hào)、年月、用電量等)。為防止終端死機(jī)，圖2中設(shè)有看門狗電路。單片機(jī)定時(shí)發(fā)脈沖給看門狗，使它內(nèi)部的計(jì)數(shù)器清零；如果在預(yù)定時(shí)間內(nèi)看門狗沒有收到單片機(jī)發(fā)來(lái)的脈沖，則主動(dòng)發(fā)一脈沖給單片機(jī)，使其復(fù)位。

　　圖3是一種以單片機(jī)89C52為核心構(gòu)成的集中器硬件電路［1］。它主要由振鈴檢測(cè)電路、DTMF(雙音多頻)信號(hào)收發(fā)電路、載波通信模塊、存儲(chǔ)器和時(shí)鐘電路等5部分組成。