基于擴頻通信技術(shù)的智能電表設計

3智能電表系統的軟件設計

系統軟件設計采用模塊化設計思想，其主要性能是滿(mǎn)足電網(wǎng)電能計量采集的可靠性和精度。智能電表系統軟件設計原理框圖如圖2所示。

其擴頻載波通信子程序則按用電管理部門(mén)指令通信，包括接收程序和發(fā)送程序兩部分。故障保護子程序能自動(dòng)監測過(guò)載和竊電等故障，具有自保護等功能，最終實(shí)現智能化監控;當掉電保護子程序檢測到電源掉電，則自動(dòng)將當前電量和時(shí)間送串行非易失性存儲器保存，等恢復正常后自動(dòng)以此值累計。異常保護子程序如果監測到用戶(hù)用電過(guò)載、線(xiàn)路漏電或電網(wǎng)供電電壓過(guò)高則通過(guò)負荷控制電路自動(dòng)斷電。存儲、顯示子程序則實(shí)時(shí)顯示當前電量和有功功率。智能電表系統軟件具體流程如圖3所示。

此外，智能電表系統需采用有效的抗干擾措施以保證實(shí)際運行。當干擾信號較強時(shí)，系統性能的可靠性與運行安全性都會(huì )降低。在具有衰減、失真的電力線(xiàn)信道上，由于隨機干擾，都會(huì )使得接收端解調后的數據出現差錯。因此在考慮了通信調制技術(shù)、解調技術(shù)以及發(fā)射功率后，發(fā)送數據時(shí)必須采用一定的差錯控制來(lái)確保數據可靠的通信。電力線(xiàn)上的干擾脈沖持續雖然短，但能量集中，頻譜寬，能影響若干個(gè)位甚至十幾個(gè)位。為了糾錯比較多的誤碼，就需附加多余碼元，這就使得傳輸效率低下。此外，由于電力線(xiàn)信道的時(shí)變性，難以測定數據通信信道的差錯統計特性。當系統的信道產(chǎn)生的差錯超過(guò)其糾錯能力，接收端將收到錯誤信息。因此智能電表系統的抗干擾設計是在電力線(xiàn)數據傳輸中采用ARQ差錯控制為差錯控制協(xié)議，其優(yōu)點(diǎn)是能自動(dòng)調節通信信道性能，數據傳輸率也可通過(guò)接收端的信噪比電平來(lái)進(jìn)行改變。

4結論

智能電表系統采用了SSCP300和AD7751等芯片，主要實(shí)現了通信、電能計量、數據處理等功能。此系統的主要創(chuàng )新點(diǎn)是能利用電力載波擴頻通信技術(shù)實(shí)現了電能量參數測量、數據通信，提高抗干擾能力，突破傳統的電度表概念，把用戶(hù)電度表終端設計成一個(gè)智能化的綜合性通信終端。除了完成電量的計量和存儲外，它還具有用戶(hù)現場(chǎng)防竊電、故障保護、和負荷控制等功能。其數據傳輸速率為1～2 Mb/s，能滿(mǎn)足自動(dòng)抄表的數據量。通過(guò)對低壓配電網(wǎng)智能電表自動(dòng)抄收系統的實(shí)驗、調試和試運行，可以做到正確無(wú)誤的自動(dòng)抄收。由于該系統的數據量小，可以降低傳輸速率，從而可以降低誤碼率。