智能用電抄表系統(tǒng)的方案設計

1 引言

目前國內(nèi)已有多種用于居民用電抄表的產(chǎn)品，從近幾年實際投入的情況看， IC卡表和電力線載波集抄的應用占了較大的比重，但是由于這些產(chǎn)品在節(jié)能降損、提升企業(yè)經(jīng)濟效益方面的實際作用不大，在供電行業(yè)沒有能夠廣泛地推廣使用。

預付費 IC卡電表，其方案僅能單一的解決電費回收問題，相比之下投入較大、隱患較多、維護難、必須專人值班售電管理等，因為它不具備監(jiān)察用戶用電的功能，所以很容易發(fā)生解密盜電或其它偷漏電情況，而且難以查覺。預付費本身也容易引起與用戶的糾紛，許多地方已明文限制使用。

低壓載波集中抄表，其技術方案具有較大的優(yōu)勢，它利用了現(xiàn)有低壓電力線作為通訊載體實施計算機自動抄表，不僅可省去敷設線路和日后維護線路的大量工作及費用，同時線路的安全也自然有了保障，運行通訊費用較低，它可以不更換舊表而是在原表上增裝一個小的傳感器來完成轉(zhuǎn)換和傳輸數(shù)據(jù)，這樣可省去大量換表資金。

但它存在的缺點是，電網(wǎng)線路上周期性、持續(xù)性的干擾信號以及干擾的隨機突發(fā)性與多變性影響了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，盡管可采用規(guī)避干擾和中繼技術能夠提高一些抄收成功率，可是產(chǎn)品的技術方案（電話線 +載波通訊）從根本上無法適應國內(nèi)各種電網(wǎng)結構，抄收數(shù)據(jù)的實時性又很低，很難穩(wěn)定地保證每天采集到完整的臺區(qū)數(shù)據(jù)。由于電話線的通訊速率低，而且平常不能總保持連通狀態(tài)（會發(fā)生大量的通訊費用），無法實現(xiàn)在線監(jiān)測和自動報警功能，因此產(chǎn)品的實際用途受到很大的限制，其性能價格比直接影響了產(chǎn)品的推廣應用。

GPRS（General Packet Radio Service），即通用分組無線業(yè)務，這種無線業(yè)務是在現(xiàn)有 GSM網(wǎng)絡上開通的一種新型的分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，它是利用"分封交換"（Packet-Switched）的概念所發(fā)展出的一套無線傳輸方式。GPRS采用分組交換技術，它可以讓多個用戶共享某些固定的信道資源。GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS相對有線電話還具有通訊信道安全可靠、速率高、實時在線不發(fā)生費用、通訊費用低、普及面廣、安裝便利等優(yōu)勢，尤其是它所提供的點對多點無連接型網(wǎng)絡業(yè)務非常適合抄表項目。

2 系統(tǒng)結構與總體方案設計

基本系統(tǒng)由抄表工作站、數(shù)據(jù)集中器、電表測控器、參數(shù)設置器和管理軟件組成。系統(tǒng)總體結構如圖 1所示。

抄表工作站通過局域網(wǎng)或?qū)拵нB入 INTERNET，利用移動 GPRS基站與相應區(qū)域的數(shù)據(jù)集中器（一般每個臺區(qū)一個）通訊，集中器通過專用線路（總線方式）或電力線（載波方式）連接臺區(qū)電表測控器 (安裝在電表進線座上與電子表輸出口或機械表傳感器相連)。集中器與測控器之間始終保持通信狀態(tài)。集中器與 GPRS網(wǎng)絡之間通常在線狀態(tài)不產(chǎn)生通訊費用，在傳遞數(shù)據(jù)時才發(fā)生流量費用。初始時抄表工作站將日常工作指令分發(fā)到集中器和測控器存儲，以后每天各測控器按其指令自動將數(shù)據(jù)儲存（凍結），集中器按測控器地址編號順序依次間隔采集匯總數(shù)據(jù)定時發(fā)送到工作站或由抄表工作站主抄，工作站自動檢查補齊傳送到服務器中。

抄表工作站承擔數(shù)據(jù)抄收、指令下達及控制斷合電是實現(xiàn)用電監(jiān)察管理最基礎和關鍵環(huán)節(jié),它還負責對臺區(qū)所有系統(tǒng)設施的管理、維護和正常運行等。一臺抄表工作站管理 1至 100個臺區(qū)集中器，一臺集中器連接 1至 1000個測控器，一個測控器連接一塊電表。整個系統(tǒng)包含多個抄表工作站，工作站可集中在同一點也可分散在不同的點并連接到供電企業(yè)的局域網(wǎng)上。系統(tǒng)還有與其它管理系統(tǒng)的接口，如：電費管理系統(tǒng)接口，催費管理服務器及管理軟件、用電監(jiān)察與電網(wǎng)配電分析管理工作站等。