智能抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
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智能抄表系統(tǒng)目前主要有：有線通訊技術(shù)和電力載波通訊技術(shù)。有線通訊技術(shù)作為傳統(tǒng)方法，以其穩(wěn)定性占有優(yōu)勢。但有線通訊鋪線工程浩大，而且容易被人為損壞，同時居民樓已建成，再在墻壁表面拉線，居民難以接受。電力載波通訊技術(shù)能有效解決上述問題，他利用現(xiàn)有交流電源線作為通訊線路，省去了不切實(shí)際的鋪線工程，優(yōu)勢明顯。同時智能抄表系統(tǒng)還適用于水表、煤氣表等家用生活表。
1 系統(tǒng)的硬件基本構(gòu)成和原理
基于電力載波通訊的智能抄表系統(tǒng)是指：由主站通過電力線載波通訊信道將多個電能表電能量的記錄值(窗口值)的信息集中抄讀的系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)的構(gòu)成
圖1主要是由載波電表(裝有采集用戶電能表電量信息的采集終端或采集模塊)、集中器(根據(jù)上位機(jī)指令，控制該線路內(nèi)所有電表示數(shù)的收發(fā))、信道(一般用PSTN公共電話網(wǎng))和上位機(jī)(如社區(qū)抄控中心主要是抄表管理系統(tǒng))等設(shè)備組成。
1．2 系統(tǒng)工作原理
計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)的指令，通過社區(qū)抄控中心與集中器通信連接，根據(jù)抄控中心軟件與集中器的通信協(xié)議，由社區(qū)抄控中心控制集中器的程序，集中器根據(jù)中器內(nèi)的各種電路工作，把應(yīng)發(fā)送和接收的指令通過電力線與各載波表通訊，接收電表計(jì)量的各種數(shù)據(jù)。各個載波表又同時接受集中器的設(shè)定程序，互相傳遞信息或委托某個載波表把信息轉(zhuǎn)送集中器。在整個過程中，他受集中器設(shè)置的程序執(zhí)行功能控制，形成一個智能化自適應(yīng)中繼通信系統(tǒng)。
但是在電力線傳輸?shù)倪^程中存在開關(guān)電源、變頻電機(jī)和其他的一些通訊設(shè)備產(chǎn)生的各種噪音和信號衰減，由此引發(fā)的各種干擾，使得載波通訊系統(tǒng)通訊的成功率大大降低，阻礙了智能抄表系統(tǒng)的發(fā)展。針對上述情況，我們將在本系統(tǒng)中的集中器和載波電表中安裝KQ-100E的載波通訊收發(fā)模塊，他是一個功能強(qiáng)大的MODEM，具有良好的信噪比，減少干擾，提高傳輸距離，大大優(yōu)化了傳統(tǒng)上的抄表系統(tǒng)。
1.3 KQ-100E模塊具體的性能指標(biāo)
(1)收發(fā)模塊微機(jī)控制端由RX、TX、R／T三個端口構(gòu)成，全是TTL電平。
(2)＋5 V端接入＋5 V±5％的直流電源；VAA端為發(fā)送功率電源，可用直流不穩(wěn)壓電源，發(fā)送時電流300 mA(不發(fā)送時為0 mA)，VAA可在9～15 V之間選定；2個AC端可以直接接市電的火線和零線，也可以接火線和地線；而在遠(yuǎn)距離戶外通信時可采用火 線和零線通訊方式。
(3)KQ-100E可以與單片機(jī)進(jìn)行串行通訊，也可以通過RS232串行口與微機(jī)之間進(jìn)行串行通訊。過零載波模塊與微機(jī)接口采用1 200 B／S通信，串行異步10位方式，1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位。
(4)采用FSK過零載波通訊方式，試驗(yàn)證明在一個10 kV變壓器臺區(qū)內(nèi)，任何時候都可以100％成功通信。由于KQ-100E為過零點(diǎn)傳送模塊，因此只有在同相電力線上才能夠正確傳送數(shù)據(jù)。但我國都采用三相電源供電。因此，在集中器必須有三相電源，并能保證集中器三相都能傳送數(shù)據(jù)，具體的步驟如下：在集中器內(nèi)采用三個模塊分別接A，B，C三相，而后在單片機(jī)控制時采用CD4053進(jìn)行多個PTT，RX，TX等信號切換，這樣做成本高，體積大，但不存在干擾及切換壽命等問題。具體參考如圖2所示。
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