智能抄表系統的設計和實(shí)現
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智能抄表系統目前主要有：有線(xiàn)通訊技術(shù)和電力載波通訊技術(shù)。有線(xiàn)通訊技術(shù)作為傳統方法，以其穩定性占有優(yōu)勢。但有線(xiàn)通訊鋪線(xiàn)工程浩大，而且容易被人為損壞，同時(shí)居民樓已建成，再在墻壁表面拉線(xiàn)，居民難以接受。電力載波通訊技術(shù)能有效解決上述問(wèn)題，他利用現有交流電源線(xiàn)作為通訊線(xiàn)路，省去了不切實(shí)際的鋪線(xiàn)工程，優(yōu)勢明顯。同時(shí)智能抄表系統還適用于水表、煤氣表等家用生活表。
1 系統的硬件基本構成和原理
基于電力載波通訊的智能抄表系統是指：由主站通過(guò)電力線(xiàn)載波通訊信道將多個(gè)電能表電能量的記錄值(窗口值)的信息集中抄讀的系統。
1 系統的構成
圖1主要是由載波電表(裝有采集用戶(hù)電能表電量信息的采集終端或采集模塊)、集中器(根據上位機指令，控制該線(xiàn)路內所有電表示數的收發(fā))、信道(一般用PSTN公共電話(huà)網(wǎng))和上位機(如社區抄控中心主要是抄表管理系統)等設備組成。
1．2 系統工作原理
計算機根據設計的指令，通過(guò)社區抄控中心與集中器通信連接，根據抄控中心軟件與集中器的通信協(xié)議，由社區抄控中心控制集中器的程序，集中器根據中器內的各種電路工作，把應發(fā)送和接收的指令通過(guò)電力線(xiàn)與各載波表通訊，接收電表計量的各種數據。各個(gè)載波表又同時(shí)接受集中器的設定程序，互相傳遞信息或委托某個(gè)載波表把信息轉送集中器。在整個(gè)過(guò)程中，他受集中器設置的程序執行功能控制，形成一個(gè)智能化自適應中繼通信系統。
但是在電力線(xiàn)傳輸的過(guò)程中存在開(kāi)關(guān)電源、變頻電機和其他的一些通訊設備產(chǎn)生的各種噪音和信號衰減，由此引發(fā)的各種干擾，使得載波通訊系統通訊的成功率大大降低，阻礙了智能抄表系統的發(fā)展。針對上述情況，我們將在本系統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(gè)功能強大的MODEM，具有良好的信噪比，減少干擾，提高傳輸距離，大大優(yōu)化了傳統上的抄表系統。
1.3 KQ-100E模塊具體的性能指標
(1)收發(fā)模塊微機控制端由RX、TX、R／T三個(gè)端口構成，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，可用直流不穩壓電源，發(fā)送時(shí)電流300 mA(不發(fā)送時(shí)為0 mA)，VAA可在9～15 V之間選定；2個(gè)AC端可以直接接市電的火線(xiàn)和零線(xiàn)，也可以接火線(xiàn)和地線(xiàn)；而在遠距離戶(hù)外通信時(shí)可采用火 線(xiàn)和零線(xiàn)通訊方式。
(3)KQ-100E可以與單片機進(jìn)行串行通訊，也可以通過(guò)RS232串行口與微機之間進(jìn)行串行通訊。過(guò)零載波模塊與微機接口采用1 200 B／S通信，串行異步10位方式，1個(gè)起始位，8個(gè)數據位，1個(gè)停止位。
(4)采用FSK過(guò)零載波通訊方式，試驗證明在一個(gè)10 kV變壓器臺區內，任何時(shí)候都可以100％成功通信。由于KQ-100E為過(guò)零點(diǎn)傳送模塊，因此只有在同相電力線(xiàn)上才能夠正確傳送數據。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據，具體的步驟如下：在集中器內采用三個(gè)模塊分別接A，B，C三相，而后在單片機控制時(shí)采用CD4053進(jìn)行多個(gè)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(wèn)題。具體參考如圖2所示。
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