遠(yuǎn)程抄表技術(shù)論文

開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇遠(yuǎn)程抄表技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

第1篇

【關(guān)鍵詞】 遠(yuǎn)程抄表 數(shù)據(jù)傳輸

一、概述

遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)是指由主站通過(guò)傳輸媒體對(duì)多個(gè)電能表記錄的電能信息實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄讀的系統(tǒng)，也就是實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和傳輸?shù)南到y(tǒng)。遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主要由電能表、采集器、集中器、數(shù)據(jù)傳輸通道、主站系統(tǒng)組成。常見(jiàn)的遠(yuǎn)程抄表技術(shù)主要分為有線抄表技術(shù)及無(wú)線抄表技術(shù)兩大類(lèi)，其中，有線抄表技術(shù)主要包括總線式抄表技術(shù)、電力線載波式抄表技術(shù)；無(wú)線抄表技術(shù)主要包括掌上抄表技術(shù)、基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的抄表技術(shù)。

二、遠(yuǎn)程抄表技術(shù)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的分析研究

2.1總體情況

截止本文的檢索時(shí)間，在CNTXT數(shù)據(jù)庫(kù)中以“遠(yuǎn)程抄表”為關(guān)鍵詞對(duì)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)進(jìn)行檢索，從申請(qǐng)人類(lèi)別看，企業(yè)仍是申請(qǐng)的主力，高校、個(gè)人也提出了一定數(shù)量的申請(qǐng)，還有部分申請(qǐng)由企業(yè)與高校聯(lián)合提出；從申請(qǐng)人地域看，申請(qǐng)量在前5位的省份是廣東、北京、江蘇、山東、浙江，上述地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)，對(duì)新興技術(shù)的認(rèn)知程度相對(duì)較高，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)相對(duì)較強(qiáng)，促使了較高的申請(qǐng)量。從2002年起，遠(yuǎn)程抄表技術(shù)的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量保持在每年30件以上，并呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)；從2009年起，申請(qǐng)量增長(zhǎng)極為迅速，從2009年的111件，到2010年的174件，再到2011年起每年保持300件以上，這很大程度上與通信技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)始走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)并廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)有關(guān)，同時(shí)也表明我國(guó)對(duì)遠(yuǎn)程抄表技術(shù)的關(guān)注與發(fā)展正在持續(xù)升溫。

2.2 技術(shù)熱點(diǎn)

2.2.1 針對(duì)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的改進(jìn)

在遠(yuǎn)程抄表技術(shù)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中，涉及針對(duì)電能表、采集器、集中器、主站系統(tǒng)的改進(jìn)。

發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN201510782526涉及一種反遙控竊電的智能電表，該發(fā)明提出的反遙控竊電的智能電表，在現(xiàn)有遠(yuǎn)程抄表功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了反遙控竊電的功能，當(dāng)竊電現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，不但可以跳閘以保護(hù)電能，還能利用遠(yuǎn)程通信模塊、載波模塊向電力公司發(fā)出報(bào)警。

實(shí)用新型申請(qǐng)CN201220279934涉及一種自適應(yīng)的電能表采集器，其具有自適應(yīng)電能表的通信波特率的功能，能夠自適應(yīng)電能表通信規(guī)約，自適應(yīng)各種通信模塊，抗干擾能力強(qiáng)，不需另外布線，不需現(xiàn)場(chǎng)抄表，節(jié)約人力成本，提高工作效率。

發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN201210350568涉及一種遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中的集中器，其保證了集中器中提供的時(shí)間精準(zhǔn)可靠，時(shí)間計(jì)時(shí)不會(huì)存在誤差，為新型的分時(shí)計(jì)費(fèi)等涉及到時(shí)間的電量統(tǒng)計(jì)和費(fèi)用計(jì)算提供了保障。

發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN201210070176涉及一種電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控主站，其能夠?qū)崿F(xiàn)不同電能計(jì)量自動(dòng)化主站之間的電量信息共享，提高系統(tǒng)靈活性，為業(yè)務(wù)的開(kāi)展提供指導(dǎo)。

2.2.2 針對(duì)數(shù)據(jù)傳輸方式的改進(jìn)

在遠(yuǎn)程抄表技術(shù)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中，涉及對(duì)電力載波線、總線、GSM、GPRS、藍(lán)牙等數(shù)據(jù)傳輸方式進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN201410575920涉及一種電力線載波的低壓智能抄表系統(tǒng)，其以電力線為通信介質(zhì)，結(jié)合擴(kuò)頻技術(shù)的原理，具有成本低、電路簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN201410689808涉及一種基于RS485總線通信技術(shù)的小^智能電表系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，組網(wǎng)簡(jiǎn)易，避免了小區(qū)工作人員挨家挨戶(hù)進(jìn)行抄表，極大的降低了小區(qū)物業(yè)的工作量，并且實(shí)現(xiàn)了小區(qū)的智能化管理。

實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)CN201220722646及一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)將直讀式抄表技術(shù)與無(wú)線傳輸技術(shù)相結(jié)合，利用無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸儀表數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線自動(dòng)抄表。

發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN201310004675涉及一種基于GPRS與物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以降低運(yùn)行成本和功耗，提高工作效率，避免有線抄表系統(tǒng)布線施工帶來(lái)的問(wèn)題，提高系統(tǒng)的靈活性和實(shí)用性。

發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN201310082058涉及一種基于WiFi的遠(yuǎn)程抄表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由于WiFi網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量高、覆蓋面大、費(fèi)用低，該發(fā)明具有抄表數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、速度快的優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行成本低。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文在對(duì)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)遠(yuǎn)程抄表技術(shù)的專(zhuān)利發(fā)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行了分析研究，并針對(duì)遠(yuǎn)程抄表技術(shù)在中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中的技術(shù)熱點(diǎn)進(jìn)行了介紹，有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地了解遠(yuǎn)程抄表技術(shù)。

參 考 文 獻(xiàn)

第2篇

論文關(guān)鍵詞：ZigBee，通信模塊，無(wú)線技術(shù)，電能管理系統(tǒng)

 

0 引言

隨著全球范圍內(nèi)智能電網(wǎng)建設(shè)正逐步展開(kāi)，用戶(hù)端是智能電網(wǎng)重要組成部分，用戶(hù)端的核心內(nèi)容包括智能配電與能量管理、智能電器、用電安全、電力計(jì)量等多個(gè)方面。目前能量管理系統(tǒng)都會(huì)考慮采用多種通信技術(shù)混合組網(wǎng)的方式，以克服現(xiàn)有技術(shù)固有的一些不足，從而達(dá)到滿(mǎn)足系統(tǒng)性能和投資回報(bào)的要求。目前工業(yè)以太網(wǎng)、電力線載波及無(wú)線短距離通信被認(rèn)為是AMR自動(dòng)抄表系統(tǒng)可用的解決方案。其中無(wú)線短距離通信是一個(gè)很好的本地通信網(wǎng)絡(luò)的解決方案，工業(yè)以太網(wǎng)、GPRS及CDMA等遠(yuǎn)距離通信可以作為遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)，以這樣方式的混合組網(wǎng)被公認(rèn)為一種很好的解決方案。隨著一種新興的短距離、低速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ZigBee技術(shù)的興起，基于ZigBee技術(shù)的本地?zé)o線自動(dòng)抄表系統(tǒng)成為了一個(gè)熱點(diǎn)。本文主要介紹了一款基于ZigBee技術(shù)無(wú)線模塊的設(shè)計(jì)及其在ZigBee無(wú)線自動(dòng)抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1 ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)

ZigBee無(wú)線技術(shù)的特點(diǎn)是低耗電、低成本、低數(shù)據(jù)速率、短距離、通信可靠性高。它的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲饕С?種自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型，即星型結(jié)構(gòu)(Star)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh)和樹(shù)型結(jié)構(gòu)(Cluster Tree)，特別是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)可靠性。這使ZigBee技術(shù)在低耗電、低成本、低數(shù)據(jù)速率、可靠性強(qiáng)的無(wú)線抄表系統(tǒng)中發(fā)揮巨大的作用。

2 ZigBee無(wú)線模塊的設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的ZigBee無(wú)線模塊采用導(dǎo)軌式安裝的安裝方式，可以方便地安裝在35mm的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上，這使模塊能靈活的安裝在各類(lèi)配電箱、配電柜中。其外觀側(cè)視圖如圖1所示。ZigBee無(wú)線模塊的技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 ZigBee無(wú)線模塊的技術(shù)指標(biāo)

 

ZIGBEE采集器

ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)終端

無(wú)線

頻率范圍

2.41GHz~2.48GHz

RF信道

16

接收靈敏度

-94dbm

發(fā)射功率

-27dbm~25dbm

天 線

外置SMA天線

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

網(wǎng)狀

尋址方式

IEEE802.15.4/ZIGBEE標(biāo)準(zhǔn)地址

網(wǎng)絡(luò)容量

最大255個(gè)節(jié)點(diǎn)

通信接口

通信接口

RS485

工業(yè)以太網(wǎng)

波特率

9600bps（默認(rèn)）、4800bps、2400bps、1200bps可選；

第3篇

論文關(guān)鍵詞：用電信息采集系統(tǒng),無(wú)線傳輸,多功能抄管理系統(tǒng)

[項(xiàng)目背景]

隨著用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)，營(yíng)銷(xiāo)管理工作推進(jìn)，傳統(tǒng)的抄表方式已逐步被遠(yuǎn)抄方式代替，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程電能信息采集后，抄表員去現(xiàn)場(chǎng)的頻率較之以前大幅降低，對(duì)計(jì)量裝置的檢查也相應(yīng)減少，給不法用戶(hù)提供了違約、違章用電可乘之機(jī)。

目前電費(fèi)催費(fèi)基本上采用人工催費(fèi)、上門(mén)貼條的方式，這種方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低，難以及時(shí)地完成大量的催繳工作，所以迫切需要有現(xiàn)代化系統(tǒng)解決手段來(lái)代替過(guò)去繁重而低效的催費(fèi)工作，減輕抄表員催費(fèi)員的勞動(dòng)工作壓力，提高催費(fèi)成效。

制定一套基于采集平臺(tái)的營(yíng)銷(xiāo)管理模式，建立多功能抄管理系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)綜合抄表員，以適應(yīng)并優(yōu)化這種全新的營(yíng)銷(xiāo)管理模式，集成抄表異常處理、用電檢查及語(yǔ)音催費(fèi)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集平臺(tái)下的抄表、用電檢查、電費(fèi)催費(fèi)的管理優(yōu)化，達(dá)到準(zhǔn)確抄表、隨時(shí)開(kāi)展用電檢查、及時(shí)進(jìn)行電費(fèi)催費(fèi)的目的。

[應(yīng)用前景]

綜合抄表員系統(tǒng)采用無(wú)線及時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，確保可以即時(shí)上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)情況，營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)平臺(tái)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)派出相應(yīng)工作人員進(jìn)行進(jìn)一步處理；提高了數(shù)據(jù)采集成功率及采集質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并上報(bào)用違約、違章用電情況并記錄了異常用電位置，并通報(bào)給用電檢查人員處理，及時(shí)有效地維護(hù)了正常的用電秩序，減少了國(guó)家點(diǎn)能量的損失，遏制了不法分子的違法行為，提高了供電企業(yè)的社會(huì)形象。

二、項(xiàng)目?jī)?nèi)容

系統(tǒng)采用無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)的方式，即時(shí)上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)情況到服務(wù)中心平臺(tái)與即時(shí)獲取抄表任務(wù)。在服務(wù)平臺(tái)中即可實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，可以及時(shí)分析現(xiàn)場(chǎng)、處理現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，與現(xiàn)場(chǎng)形成良好的互動(dòng)。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行定位現(xiàn)場(chǎng)位置即時(shí)上傳至中心平臺(tái)，準(zhǔn)確定位抄表異常、設(shè)備故障點(diǎn)及違約用電計(jì)量點(diǎn)位置，為后續(xù)處理提供精確的位置參考，從而保證抄表工作及用電檢查工作有質(zhì)量的完成。

定制新的計(jì)劃后移動(dòng)抄表終端可以自動(dòng)獲取最新計(jì)劃，完成每項(xiàng)計(jì)劃任務(wù)后抄表數(shù)據(jù)可自動(dòng)上傳；采集設(shè)備故障原因、現(xiàn)場(chǎng)狀況、處理方法、處理結(jié)果錄入后自動(dòng)上傳，并分類(lèi)存儲(chǔ)；能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)違約違章用電等異常情況拍照取證并即時(shí)上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)情況；操作員現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)可以獲取抄錄位置，并自動(dòng)上傳；申請(qǐng)移動(dòng)綜合抄表管理技術(shù)專(zhuān)利一項(xiàng)；研制多功能抄表器；

項(xiàng)目?jī)?nèi)容：采用Android平臺(tái)，開(kāi)發(fā)移動(dòng)抄表系統(tǒng)；開(kāi)發(fā)移動(dòng)抄表日常基礎(chǔ)抄表模塊、用電檢查模塊、遠(yuǎn)抄校核模塊、業(yè)務(wù)變更檢查模塊、統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊；開(kāi)發(fā)移動(dòng)抄表計(jì)劃巡查模塊，巡查內(nèi)容包含電量信息復(fù)查、檔案信息檢查、線損管理、用電檢查、安全檢查；開(kāi)發(fā)催費(fèi)模塊，包含現(xiàn)場(chǎng)催費(fèi)和電話(huà)語(yǔ)音催費(fèi)；開(kāi)發(fā)移動(dòng)抄表無(wú)線數(shù)據(jù)即時(shí)交互模塊；開(kāi)發(fā)移動(dòng)抄表GPS定位模塊。

1． 移動(dòng)抄表日常基礎(chǔ)抄表功能

(1) 支持最基本的電表示數(shù)抄錄功能，異常的電量可以選擇電表異常類(lèi)型。

(2) 用戶(hù)信息的詳細(xì)展示可以幫助操作員快速了解每一戶(hù)的詳細(xì)情況。

(3) 異常情況現(xiàn)場(chǎng)拍照取證，有效的記錄現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，防止客戶(hù)糾纏時(shí)作為有利的證明。

(4) 預(yù)警波動(dòng)即時(shí)提醒對(duì)零電量、突增突減、居民大電量的用戶(hù)進(jìn)行有效的提醒核查。

(5) 抄表不是一日可以完成的任務(wù)，繼續(xù)上次抄表可以快速定位之前退出時(shí)抄表的界面。

(6) 即時(shí)查詢(xún)用戶(hù)欠費(fèi)方便操作員及時(shí)通知用戶(hù)盡快繳費(fèi)。

(7) 系統(tǒng)中提供了查詢(xún)用戶(hù)，可以根據(jù)戶(hù)號(hào)、序號(hào)和表號(hào)進(jìn)行快速查詢(xún)需要的用戶(hù)信息。

(8) 多種統(tǒng)計(jì)信息直觀展示了當(dāng)前任務(wù)完成情況以和現(xiàn)場(chǎng)情況的統(tǒng)計(jì)。

(9) 自動(dòng)檢索滿(mǎn)足一定條件的欠費(fèi)用戶(hù)，進(jìn)行語(yǔ)音催費(fèi)。

2． 移動(dòng)抄表計(jì)劃巡查模塊

(1) 對(duì)于電量使用異常的用戶(hù)進(jìn)行電量復(fù)查，可以確保電表抄錄錯(cuò)誤或現(xiàn)場(chǎng)存在異常及時(shí)更正或得以處理。

(2) 對(duì)于重要的用戶(hù)、最近檔案發(fā)生變更的用戶(hù)或抽查的用戶(hù)可以進(jìn)行檔案檢查現(xiàn)場(chǎng)情況是否一致。

(3) 線損管理可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行比對(duì)公變信息、關(guān)口信息與臺(tái)區(qū)信息是否正確，對(duì)于錯(cuò)誤的信息可以及時(shí)更正，保證服務(wù)平臺(tái)中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤。

(4) 可以對(duì)異常的用戶(hù)或抽查的用戶(hù)進(jìn)行用電檢查，檢查現(xiàn)場(chǎng)情況是否存在異常，保證用戶(hù)可以正常、安全用電。

(5) 安全檢查是更為深入的一項(xiàng)檢查，檢查用戶(hù)線路、表箱是否符合標(biāo)準(zhǔn)，是否存在高壓安全隱患，保證用戶(hù)使用正常、安全、放心。

(6) 催費(fèi)管理：操作員可以查詢(xún)到欠費(fèi)的用戶(hù)后進(jìn)行上門(mén)催費(fèi)或觸發(fā)語(yǔ)音催費(fèi)，通知用戶(hù)盡快繳納電費(fèi)，保障用戶(hù)可以正常用電。

(7) 采用遠(yuǎn)程集抄的可能會(huì)出現(xiàn)未抄表或不準(zhǔn)確的問(wèn)題，遠(yuǎn)抄校核可以到現(xiàn)場(chǎng)核查異常情況，以及核對(duì)指數(shù)是否一致，可以幫助分析遠(yuǎn)抄的誤差率。

(8) 業(yè)務(wù)變更檢查可以防止現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際與服務(wù)平臺(tái)中數(shù)據(jù)不一致的情況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況可以修改更新到服務(wù)平臺(tái)，保證服務(wù)平臺(tái)中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤。

(9) 采集設(shè)備故障現(xiàn)場(chǎng)處理，記錄故障原因、處理方式、處理結(jié)果，并獲取故障設(shè)備GPS位置，以便后續(xù)處理。

3． 無(wú)線數(shù)據(jù)即時(shí)交互模塊

(1) 在服務(wù)平臺(tái)中成功定制計(jì)劃后，移動(dòng)手持終端只需在無(wú)線環(huán)境下即可即時(shí)獲取到最新計(jì)劃任務(wù)。完成每項(xiàng)計(jì)劃后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)上傳到服務(wù)平臺(tái)中。方便服務(wù)平臺(tái)可以即時(shí)分析了解現(xiàn)場(chǎng)情況。

(2) 當(dāng)遇到無(wú)線信號(hào)弱或無(wú)線信號(hào)不穩(wěn)定時(shí)，操作員也可以選擇USB傳輸模式下裝或上裝數(shù)據(jù)，解決了在惡劣環(huán)境下也可以正常工作的需求。

4． 開(kāi)發(fā)移動(dòng)抄表GPS實(shí)時(shí)定位模塊

(1) 采集設(shè)備故障時(shí)，記錄故障設(shè)備位置，便于后續(xù)處理；

(2) 用電檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)違約違章用電情況，獲取異常用電位置，提交用電檢查人員進(jìn)行快速定位處理。

三、采取的研究方法和技術(shù)路線

[研究方法]

1． 在PC上模擬Android環(huán)境；

2． 采用Java移動(dòng)編程工具進(jìn)行編程，并在模擬環(huán)境測(cè)試；

3． 最終程序從PC移植到手持終端中進(jìn)行測(cè)試；

4． 實(shí)驗(yàn)環(huán)境測(cè)試通過(guò)后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試；

[技術(shù)路線]

1． 移動(dòng)編程技術(shù)；

2． Java 移動(dòng)編程工具的應(yīng)用；

3． Android移動(dòng)操作系統(tǒng)的特性；

[技術(shù)關(guān)鍵]

1．采用Android作為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)；

2．使用Java 移動(dòng)平臺(tái)編程技術(shù)；

3．移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸安全保障；

4. 實(shí)時(shí)捕獲GPS當(dāng)前位置；

參考文獻(xiàn)

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第4篇

關(guān)鍵詞：負(fù)荷管理系統(tǒng) 通信信道 數(shù)據(jù)采集

中圖分類(lèi)號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（c）-0047-02

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，又被稱(chēng)作電力負(fù)荷控制系統(tǒng)，是將現(xiàn)代化管理、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等多門(mén)學(xué)科技術(shù)融為一體的系統(tǒng)，其主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)電力負(fù)荷的監(jiān)測(cè)以及管理的一個(gè)完整集成系統(tǒng)。它能有效實(shí)施對(duì)電力負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，改善電負(fù)荷特性曲線，降低用電高峰和低峰的谷差，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的最佳分布，最大程度的減小損失，最終提高從發(fā)電、供電到用電設(shè)備的利用率，對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)施節(jié)約型國(guó)家具有重大的意義。

1 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的電力負(fù)荷管理系統(tǒng)一般由控制管理中心、通信通道和若干個(gè)用戶(hù)終端組成，其中還包括著若干個(gè)中接點(diǎn)，組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，即SCADA （Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

1.1 控制管理中心

控制管理中心居于整個(gè)系統(tǒng)的核心地位，是整個(gè)系統(tǒng)的大腦和指揮中心，它主要由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和控制部分組成，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)部分主要包括：服務(wù)器、工作站、人機(jī)交換界面（顯示器），打印設(shè)備，集線器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，控制部分主要包括數(shù)據(jù)傳輸信道機(jī)以及電源組成。在圖一中主要是指：數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、前置機(jī)、應(yīng)用工作站等設(shè)備。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要作用是數(shù)據(jù)管理，即對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)匯總和統(tǒng)計(jì)處理，進(jìn)而保證整個(gè)數(shù)據(jù)的安全可靠。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的配置可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷管理需求大小來(lái)進(jìn)行實(shí)際配置，但數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器必須進(jìn)行雙熱機(jī)備份。

Web服務(wù)器主要作用是提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)公布用電信息，同時(shí)用戶(hù)也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)即時(shí)了解自己的用電情況，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)催繳電費(fèi)的功能。

應(yīng)用服務(wù)器的作用是給各種應(yīng)用服務(wù)，諸如數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)、計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等提供支撐。

前置機(jī)的主要作用是管理系統(tǒng)應(yīng)用與用戶(hù)終端之間的數(shù)據(jù)交換，具體包括數(shù)據(jù)的接受與采集、存儲(chǔ)以及主服務(wù)器命令的組合、傳輸和用戶(hù)終端數(shù)據(jù)的回收、解釋工作。因此，前置機(jī)又被稱(chēng)為數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的配置可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷管理需求大小來(lái)進(jìn)行實(shí)際配置，但數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器必須進(jìn)行雙熱機(jī)備份。

應(yīng)用工作站的主要功能是起到一個(gè)自動(dòng)宏的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的遠(yuǎn)程操作管理、用戶(hù)終端信息采集管理、負(fù)荷管理系統(tǒng)綜合應(yīng)用管理以及數(shù)據(jù)分析等功能[1]。

1.2 通信信道

通信通道，顧名思義，指的是系統(tǒng)的通訊線路，主要作用是用來(lái)在管理中心和系統(tǒng)管理終端傳遞信息，通信信道的傳遞質(zhì)量對(duì)于系統(tǒng)功能有著很大影響。

通信質(zhì)量的好壞受到諸多條件的影響，比如地理、氣候、環(huán)境等，一般情況下我們采用GPRS進(jìn)行通信。在系統(tǒng)中，GPRS模塊一般由CPU、無(wú)線通信模塊、SIM卡插槽、擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等部分組成[2]，其優(yōu)點(diǎn)是主要由移動(dòng)公司負(fù)責(zé)維護(hù)，成本低，網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)，但是在一些山區(qū)部分，數(shù)據(jù)損失率較高，因此需要增加部分中繼站以提高數(shù)據(jù)的傳輸效果，但是某個(gè)中繼站如果收到不可抗力的作用，很有可能導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓。

“十一五”以來(lái)，我國(guó)充分增強(qiáng)了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，當(dāng)前，我國(guó)固話(huà)網(wǎng)絡(luò)以及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基本上已經(jīng)覆蓋95%以上的國(guó)土面積，因此我們可以采用將有線通信技術(shù)與無(wú)線通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)的通信模式。

1.3 用戶(hù)終端

用戶(hù)終端主要是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)采集，它主要包括信息采集模塊和數(shù)據(jù)傳輸線路組成，能夠?qū)崟r(shí)采集到用戶(hù)的用電信息、電量情況、電量記錄數(shù)據(jù)，供電情況等各項(xiàng)用電數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線路傳送到系統(tǒng)管理中心。

2 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的主要功能

2.1 數(shù)據(jù)采集和即時(shí)處理功能

整個(gè)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)最主要的功能之一就是數(shù)據(jù)采集功能和即時(shí)處理，系統(tǒng)通過(guò)用戶(hù)終端，實(shí)時(shí)采集負(fù)荷數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)、電量計(jì)數(shù)等負(fù)荷管理數(shù)據(jù)，進(jìn)而生成每天、每月的負(fù)荷管理特性曲線，總計(jì)有功和無(wú)功電能量曲線等，為電力管理部門(mén)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析提供決策的依據(jù)。終端數(shù)據(jù)采集的來(lái)源主要是依據(jù)電能表脈沖輸出、門(mén)接點(diǎn)、輸出（計(jì)量表計(jì)、交流采樣裝置或其他智能裝置）、開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)等[3]。

2.2 數(shù)據(jù)的記錄保存功能

在實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集之后，就要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，保存的主要數(shù)據(jù)有每日、每月的三相電壓、有功電能示值、無(wú)功電能示值、三相電流、任務(wù)點(diǎn)數(shù)據(jù)以及報(bào)警事件等數(shù)據(jù)。

2.3 負(fù)荷控制、預(yù)測(cè)分析功能

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的另外一個(gè)重要功能就是實(shí)現(xiàn)對(duì)功率設(shè)定值的閉環(huán)控制調(diào)節(jié)、用電量設(shè)定值的閉環(huán)控制調(diào)節(jié)以及遙控等多種控制方式，在超過(guò)設(shè)定值范圍的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)以往數(shù)據(jù)進(jìn)行做出相應(yīng)反應(yīng)，如自動(dòng)斷電或者繼電保護(hù)等。

負(fù)荷預(yù)測(cè)分析功能的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)就是豐富的用戶(hù)用電數(shù)據(jù)，有了大量的用戶(hù)數(shù)據(jù)就可以根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行專(zhuān)家系統(tǒng)判斷，自動(dòng)對(duì)下一階段用戶(hù)用電水平進(jìn)行評(píng)估分析，并及時(shí)作出預(yù)測(cè)分析。

2.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表功能

遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表實(shí)現(xiàn)了抄表的自動(dòng)化，其利用電子計(jì)量表的功能，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄、采集，并通過(guò)電力負(fù)荷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信信道資源和終端設(shè)備，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行模憧梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表功能；同時(shí)，系統(tǒng)定時(shí)采集的數(shù)據(jù)也會(huì)暫時(shí)存儲(chǔ)在用戶(hù)終端中，并做到間段校正，減小誤差。與傳統(tǒng)的人工抄表相比，最大程度上地避免了人工抄表帶了的漏抄、錯(cuò)抄等問(wèn)題，也從根本上杜絕了竊電行為的發(fā)生。

2.5 事件記錄分類(lèi)功能

根據(jù)事先設(shè)定的事件的重要性，可以將電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的事件重要性分為重要事件和一般事件，同時(shí)分類(lèi)記錄。

2.6 安全保護(hù)功能

用戶(hù)終端必須在和管理中心保持正常通信連接的狀態(tài)下，終端信息才能得到存儲(chǔ)以及采集，用戶(hù)終端在控制中心程序設(shè)定無(wú)通信狀態(tài)下，自動(dòng)進(jìn)入保電時(shí)間，在控制中心解除鎖定后，自動(dòng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。

2.7 本地系統(tǒng)管理

負(fù)荷管理系統(tǒng)提供分級(jí)管理權(quán)限。負(fù)荷管理系統(tǒng)對(duì)提供終端的數(shù)據(jù)包括用戶(hù)檔案的錄入、終端配置參數(shù)、控制參數(shù)和限值參數(shù)的設(shè)置以及查詢(xún)等；系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)通信設(shè)備的管理，主要是指通信信道管理、中繼站管理以及參數(shù)配置等；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)，對(duì)終端、主站和中繼站的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行顯示、統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)事件進(jìn)行自動(dòng)記錄；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種數(shù)據(jù)不同采集方式的采集，實(shí)現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、及時(shí)性、完整性以及可靠性。通過(guò)系統(tǒng)提供的多功能的負(fù)荷監(jiān)控手段，可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)用戶(hù)負(fù)荷，并根據(jù)需要進(jìn)行有效控制。另外，系統(tǒng)還能進(jìn)行負(fù)荷數(shù)據(jù)的深層次綜合運(yùn)用，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)開(kāi)放和數(shù)據(jù)共享。

3 結(jié)語(yǔ)

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的，不斷發(fā)展的系統(tǒng)，在這里我們僅僅是講述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)的主要功能，對(duì)于我們實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的全程自動(dòng)化運(yùn)行還尚欠火候，我們可以推斷，電力負(fù)荷管理系統(tǒng)會(huì)朝以下幾個(gè)方向發(fā)展。

3.1 系統(tǒng)通信技術(shù)多樣化

在傳統(tǒng)系統(tǒng)中我們一般采用GPRS，但是在以后的系統(tǒng)中，隨著數(shù)字通信技術(shù)的不斷發(fā)展，通信手段必將多樣化，信號(hào)更強(qiáng)，保密性更好是一個(gè)良好的發(fā)轉(zhuǎn)方向。

3.2 專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用更加廣泛

未來(lái)系統(tǒng)更加智能化，專(zhuān)家化，一個(gè)完整的系統(tǒng)必將是一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的問(wèn)題，由計(jì)算機(jī)分析，采用一個(gè)更加有效的控制策略，即專(zhuān)家系統(tǒng)。

3.3 用戶(hù)終端更加多元化

一個(gè)開(kāi)放性的終端，將實(shí)現(xiàn)每個(gè)家庭，每個(gè)用戶(hù)的實(shí)時(shí)管理，人機(jī)交換操作，以達(dá)到節(jié)約電能，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)運(yùn)行效果。

參考文獻(xiàn)

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第5篇

此無(wú)線抄表系統(tǒng)采用分布式體系結(jié)構(gòu)，電力局抄表中心與農(nóng)電工抄表器之間數(shù)據(jù)的采集采用星型結(jié)構(gòu)；集中器與采集器之間數(shù)據(jù)的采集采用網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在基于GPRS抄表器下的無(wú)線遠(yuǎn)抄系統(tǒng)中首先通過(guò)抄表器進(jìn)行電表表碼的采集，采集后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到抄表器內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后通過(guò)抄表器內(nèi)部GPRS模塊將數(shù)據(jù)上發(fā)至電力局抄表中心。電力局后臺(tái)服務(wù)器直接通過(guò)防火墻與移動(dòng)專(zhuān)線、DDN或者Internet等相連，服務(wù)器具有外部IP。GPRS抄表器Modem登錄到GPRS網(wǎng)絡(luò)后，通過(guò)中國(guó)移動(dòng)的接入點(diǎn)獲得外部IP，建立訪問(wèn)接入點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的通道。然后，GPRS抄表終端Modem通過(guò)連接通道，連接到電力局，電力局后臺(tái)服務(wù)器就可以記錄各個(gè)無(wú)線抄表終端客戶(hù)端的連接信息了。至此，GPRS抄表終端Modem和電力局后臺(tái)服務(wù)器就實(shí)現(xiàn)了相互之間的數(shù)據(jù)信息傳輸。

此無(wú)線抄表器主要應(yīng)用以下相關(guān)技術(shù)：ARM芯片，WindowsCE系統(tǒng)，SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，紅外通信技術(shù)，GPRS通信技術(shù)。設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：

1.硬件設(shè)計(jì)

基于GPRS無(wú)線抄表系統(tǒng)的抄表器應(yīng)用系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)，主要是基于ARM的嵌入式開(kāi)發(fā)板為主，配以交叉開(kāi)發(fā)用的PC機(jī)Windows平臺(tái)和燒寫(xiě)下載用線等設(shè)備，完成開(kāi)發(fā)后，目標(biāo)硬件板可脫機(jī)單獨(dú)運(yùn)行工作。ARM2410核心板配以ARM9處理器芯片S3c2410，控制著 LCD液晶屏、以太網(wǎng)接口、USB接口等硬件資源。GPRS模塊、打印模塊，作為獨(dú)立的部分，通過(guò)串口連接到ARM開(kāi)發(fā)板上達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)無(wú)線傳輸和打印功能的實(shí)現(xiàn)。

2.抄表器紅外部分設(shè)計(jì)

所設(shè)計(jì)的紅外部分符合紅外傳輸方式的特點(diǎn)。抄表器中紅外芯片與CPU之間通過(guò)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，遵守RS-232電平規(guī)則，接口形式為9芯針插座，工作方式為全雙工。通訊座機(jī)的RS-232接口參數(shù)，接口電平符合RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口電平規(guī)定。紅外通信協(xié)議物理層采用了IEC1107中的光學(xué)接口部分，同時(shí)吸收了我國(guó)當(dāng)前電力系統(tǒng)中普遍采用的RS-485 標(biāo)準(zhǔn)的串行電氣接口和調(diào)制型紅外光接口；鏈路層中的字節(jié)格式、幀格式參照IEC1142中的有關(guān)內(nèi)容；樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)信息編碼格式參考IEC1107有關(guān)內(nèi)容；數(shù)據(jù)域傳輸時(shí)采用余3編碼原則；在數(shù)據(jù)分組、標(biāo)識(shí)編碼方面保證了傳輸數(shù)據(jù)的快捷方便，兼顧了信息的可擴(kuò)充性。

3.GPRS傳輸設(shè)計(jì)

GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸流程：首先通過(guò)抄表器紅外模塊進(jìn)行抄表將抄表返回值記錄下來(lái)；然后由抄表器程序控制GPRS模塊的電源，以決定是否進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸；待開(kāi)機(jī)成功后，查詢(xún)網(wǎng)絡(luò)是否注冊(cè)成功；成功后即可建立模塊與電力局抄表中心服務(wù)器的連接，根據(jù)需要發(fā)送一定格式的心跳信息。

無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)格式采用幀格式。具體指令功能采用AFN功能碼。不同電表類(lèi)型數(shù)據(jù)在KN處進(jìn)行細(xì)分標(biāo)示，在確定電表類(lèi)型后，抄表器將采集數(shù)據(jù)值上發(fā)。數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議是實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾罁?jù)，只要抄表器和電力局抄表中心進(jìn)行匹配的數(shù)據(jù)交流，才可以完成整套系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。在抄表器中需要建立用戶(hù)登錄表存儲(chǔ)登陸名和數(shù)據(jù)；電表表碼記錄用來(lái)存儲(chǔ)抄表情況與抄表狀態(tài)。本設(shè)計(jì)中移動(dòng)抄表器主要使用的數(shù)據(jù)庫(kù)表主要有：抄表器抄表記錄表，系統(tǒng)登錄表和參數(shù)表。

開(kāi)發(fā)首先要按照WinCE的工程向?qū)?chuàng)建一個(gè)基于模擬器的工程，當(dāng)工程創(chuàng)建完成后，需要編譯WinCE，編譯完成后，需要配置連接屬性，就可以將WinCE下載到模擬器上面運(yùn)行。如果要想使在模擬器上運(yùn)行的WinCE具有網(wǎng)絡(luò)連接，可以選擇綁定某個(gè)網(wǎng)卡，也可以選擇綁定當(dāng)前PC的網(wǎng)卡。選擇在模擬器上運(yùn)行時(shí)所支持的串口，還可以獲得打印信息。最后模擬器配置完成后，WinCE的image就會(huì)被下載，就可以在模擬器中運(yùn)行。

系統(tǒng)在全部環(huán)境穩(wěn)定可靠的情況下，整套系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果如下：

在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)GPRS連接出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)常導(dǎo)致丟幀現(xiàn)象，經(jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)目前移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)存在不穩(wěn)定現(xiàn)象在一段時(shí)間收費(fèi)終端不與主站進(jìn)行通信會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)連接異常。需要在程序中加上終端定期發(fā)送握手通信的數(shù)據(jù)，既心跳幀，為是程序靈活性增加程序中涉及流量的使用所以程序提供用戶(hù)選擇心跳時(shí)間的接口。用戶(hù)可以自行設(shè)定心跳時(shí)間。

在測(cè)試紅外抄表的過(guò)程中，將程序保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，但存儲(chǔ)數(shù)據(jù)過(guò)多會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行速度慢，查詢(xún)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，所以將繳費(fèi)成功的數(shù)據(jù)備份到備份庫(kù)中，再將這些用戶(hù)刪除掉。

第6篇

論文關(guān)鍵詞：電力線通信；設(shè)備

論文摘要：隨著社會(huì)信息化程度的提高，網(wǎng)絡(luò)已成為人們生活中不可缺少的一部分。網(wǎng)絡(luò)接入帶寬迅速提升，以適應(yīng)大容量、高速率的數(shù)據(jù)、視頻、語(yǔ)音等高質(zhì)量的信息傳輸與服務(wù)。目前常用的寬帶接入方式有電話(huà)撥號(hào)（即XDSL）方式、有線電視線路（CableModem）方式、雙絞線以太網(wǎng)方式，隨著科技的迅速發(fā)展，電力線通信已成為一種新型的寬帶接入技術(shù)，并且有著良好的發(fā)展前景。

電力線通信簡(jiǎn)稱(chēng)PLC（PowerLineCommunication0）是利用配電網(wǎng)低壓線路傳輸多媒體信號(hào)的一種通信方式。在發(fā)送時(shí)利用GMSK（高斯濾波最小頻移鍵控）或OFDM（正交頻分多路復(fù)用）調(diào)制技術(shù)將用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，把載有高頻信息的高頻加載于電流，然后再電力線上傳輸，在接收端先經(jīng)過(guò)濾波器將調(diào)制信號(hào)取出，再經(jīng)過(guò)解調(diào)，就可得到原通信信號(hào)，并傳送到計(jì)算機(jī)或電話(huà)，實(shí)現(xiàn)信息傳遞。類(lèi)似的電力線通技術(shù)信早已有所應(yīng)用，電力系統(tǒng)中在中高壓輸電網(wǎng)(35千伏以上)上通過(guò)電力載波機(jī)利用較低的頻率以較低速率傳送遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)或話(huà)音，就是電力線通信技術(shù)應(yīng)用的主要形式之一，已經(jīng)有幾十年歷史。

PLC接入設(shè)備分局段設(shè)備和用戶(hù)端PLC調(diào)制解調(diào)器。局段負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)連接。在通信時(shí)來(lái)自用戶(hù)的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器后，通過(guò)用戶(hù)配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端設(shè)備將信號(hào)解調(diào)出來(lái)，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。該技術(shù)不需要重新布線，在現(xiàn)有低壓配電線路上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、和視頻業(yè)務(wù)的承載。終端用戶(hù)只需插上電源插座即可實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入，電視接收、打電話(huà)等。同樣電力線通信技術(shù)也可應(yīng)用于其他相關(guān)領(lǐng)域，對(duì)于重要場(chǎng)所的監(jiān)控和保護(hù)，一直需要投入大量的人力和財(cái)力，現(xiàn)在只需利用電源線，用極低的代價(jià)更新原有監(jiān)控設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。目前電力系統(tǒng)抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的準(zhǔn)確性、同步性難以保證。同時(shí)由于抄表地點(diǎn)分散，表記數(shù)量眾多，所以抄表的工作量巨大。基于電力線路載波(PLC)通信方式的自動(dòng)抄表裝置，由于不需要重鋪設(shè)通信信道，節(jié)省了施工及線路費(fèi)用,成為現(xiàn)代電力通訊的首選方式，使得抄表的工作量大大減少。近年來(lái)居民小區(qū)及大樓朝智能化發(fā)展，現(xiàn)在的智能化建筑已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5A。但是這些不同的系統(tǒng)自動(dòng)化需要不同的網(wǎng)絡(luò)支持；給建設(shè)和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的壓力。借助電力線通信技術(shù)，無(wú)論是監(jiān)控、消防、樓宇還是辦公或者通信自動(dòng)化都可以利用電力線實(shí)現(xiàn)，便于管理和擴(kuò)展。

電力線通信主要優(yōu)勢(shì)：

電力線通信有無(wú)可比擬的網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢(shì)，我國(guó)擁有全世界排名第二的電力輸電線路，擁有用電用戶(hù)超過(guò)10億，居民家里誰(shuí)都離不開(kāi)電力線；顯然連接這10億用戶(hù)的既存電力線是提供上網(wǎng)服務(wù)的巨大物質(zhì)基礎(chǔ)。在廣闊的農(nóng)村地區(qū)，特別是那些電話(huà)網(wǎng)絡(luò)不太發(fā)達(dá)的地區(qū)，PLC更有用武之地，畢竟電力網(wǎng)規(guī)模之大是任何網(wǎng)都不可比擬的。雖然這些地區(qū)上網(wǎng)短期需求量并不大，市場(chǎng)發(fā)展成熟較慢，但會(huì)存在電力線上網(wǎng)先入為主的局面，對(duì)PLC的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和擴(kuò)展非常有利。

電力線通信可充分利用現(xiàn)有低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，不需要任何新的線路鋪設(shè)，隨意接入，簡(jiǎn)單方便的安裝設(shè)備及使用方式，節(jié)約了資源和費(fèi)用，無(wú)需挖溝和穿墻打洞，避免了對(duì)建筑物和公共設(shè)施的破壞，同時(shí)也節(jié)省了人力，共享互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接，高通訊速率可達(dá)141Mbps（將未通過(guò)升級(jí)設(shè)備可達(dá)200Mbps）。PLC調(diào)制解調(diào)器放置在用戶(hù)家中，局端設(shè)備放置在樓宇配電室內(nèi)，隨著上游芯片廠商14M產(chǎn)品技術(shù)相對(duì)成熟。PLC設(shè)備整體投入不斷下降，據(jù)調(diào)查當(dāng)前14M的PLCModem產(chǎn)品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平，而局端設(shè)備則更便宜。由于一般一個(gè)局端拖帶PLC調(diào)制解調(diào)器的規(guī)模為20-30臺(tái)，因此隨著用戶(hù)的增長(zhǎng)，局端設(shè)備可以隨時(shí)動(dòng)態(tài)增加，這一點(diǎn)對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，不必在設(shè)備采購(gòu)初期投入巨大的資金。因此也有寬帶網(wǎng)絡(luò)接入最后一公里最具競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案之稱(chēng)。

電力線通信的缺點(diǎn)

傳輸帶寬的問(wèn)題。PLC與電話(huà)線上網(wǎng)從本質(zhì)上講并沒(méi)有區(qū)別，都是利用銅線作為傳輸媒質(zhì)，銅線上網(wǎng)的最大問(wèn)題是不能解決傳輸帶寬問(wèn)題。雖然14M的產(chǎn)品已經(jīng)成熟，但電力線上網(wǎng)是共享帶寬，若同一地區(qū)多個(gè)用戶(hù)同時(shí)上網(wǎng)則數(shù)據(jù)傳輸速度將會(huì)相應(yīng)降低，如何保證用戶(hù)能夠獲得足夠帶寬成為挑戰(zhàn)噪聲安全性問(wèn)題。由于電力網(wǎng)使用的大多是非屏蔽線，用它來(lái)傳輸數(shù)據(jù)不可避免的會(huì)形成電磁輻射，從而會(huì)對(duì)其它無(wú)線通信，如公安部門(mén)或軍事部門(mén)的通信造成干擾；再次電力線上網(wǎng)存在不穩(wěn)定的問(wèn)題，家用電器產(chǎn)生的電磁波對(duì)通信產(chǎn)生干擾，時(shí)常會(huì)發(fā)生一些不可預(yù)知的錯(cuò)誤。與信號(hào)潔凈特性恒定的Ethernet電纜相比，電力線上接入了很多電器，這些電器任何時(shí)候都可以插入或拆開(kāi)，并機(jī)或關(guān)閉電源。因而導(dǎo)致電力線的特性不斷變化，影響網(wǎng)速。

衰減問(wèn)題。與以太網(wǎng)接入或者ADSL接入不同，盡管PLC接入可以選擇家庭內(nèi)任意電力插座聯(lián)接到Internet，但是就目前而言，由于衰減因素仍然存在，不同接入點(diǎn)的帶寬是不一樣的，如果家庭比較大，那么在最遠(yuǎn)處接入，帶寬衰減將非常明顯。其次大部分情況下，PLC數(shù)據(jù)需要通過(guò)電表傳輸，帶寬往往在這里產(chǎn)生非常大的衰減，這成為PLC的技術(shù)瓶頸之一，有專(zhuān)家表示主要問(wèn)題在于電表的設(shè)計(jì)，而不是PLC自身的技術(shù)因素，但由于電表是既有產(chǎn)品，不可能對(duì)其大規(guī)模換用，所以只能通過(guò)PLC產(chǎn)品自身技術(shù)來(lái)克服PLC衰減問(wèn)題。

目前我國(guó)在沈陽(yáng)及北京多個(gè)小區(qū)開(kāi)通了多個(gè)PLC接入試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，主要以2M和14M帶寬接入為主。由于法律、服務(wù)、技術(shù)指標(biāo)等影響，還沒(méi)有大規(guī)模的商用PLC系統(tǒng)投入使用。隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，相關(guān)技術(shù)將逐步得到有效解決。最近國(guó)電科技推出的200Mb/sPLC接入方案具有布線簡(jiǎn)單，電磁輻射低，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在接入帶寬及穩(wěn)定性方面有了重大突破，具有強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和廣泛的市場(chǎng)前景。電力線通信技術(shù)畢將得到廣泛應(yīng)用發(fā)展。

第7篇

摘要：介紹了光纖通信技術(shù)在華北油田電網(wǎng)的推廣應(yīng)用，講述了項(xiàng)目的系統(tǒng)組成和規(guī)模、傳輸設(shè)備的功能特點(diǎn)、項(xiàng)目成效和應(yīng)用價(jià)值等。

關(guān)鍵詞：電力通信；ADSS光纜；SDH傳輸系統(tǒng)

電力通信是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行應(yīng)運(yùn)而生的，它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)被人們合稱(chēng)為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱。因此，要求電力通信應(yīng)具有很高的可靠性。目前，光纖通信在電力載波通信、微波通信、一點(diǎn)多址等諸多通信方式中日顯優(yōu)勢(shì)，已成為電力通信網(wǎng)的主要傳輸方式。它是以光波為載體，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒質(zhì)，將信號(hào)從一處傳輸?shù)搅硪惶幍囊环N通信手段。它具有傳輸?shù)男畔⒘看蟆⒕嚯x遠(yuǎn)、頻帶寬、質(zhì)量高、抗干擾及輻射性強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)，是集語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)通信為一體的綜合傳輸系統(tǒng)。

隨著華北油田變電站無(wú)人值守項(xiàng)目的實(shí)行，電網(wǎng)專(zhuān)業(yè)化管理的進(jìn)一步深化，電力通信專(zhuān)網(wǎng)在整個(gè)油田電網(wǎng)運(yùn)行管理中的地位越來(lái)越重要，積極采用新技術(shù)和新設(shè)備組建電力通信專(zhuān)網(wǎng)已是十分緊迫的任務(wù)。在此背景下，自2007年以來(lái)，華北油田進(jìn)行了電力通信專(zhuān)網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)，建成了以光纖通信為主，微波和電力載波為輔的通信系統(tǒng)。

1系統(tǒng)組成、規(guī)模及維護(hù)

1.1系統(tǒng)組成

（1）全介質(zhì)自承光纜——ADSS（AllDielectricSelfSupporting）。ADSS光纜在輸電線路上廣泛使用，特別是在已建線路上使用較多。它能滿(mǎn)足輸電線跨度大、垂度大的要求。其特點(diǎn)是：①?gòu)埩碚撝禐榱悖虎跒槿^緣結(jié)構(gòu)，安裝及線路維護(hù)時(shí)可帶電作業(yè)，這樣可大大減少停電損失；③其伸縮率在溫差很大的范圍內(nèi)可保持不變，而且其在極限溫度下，具有穩(wěn)定的光學(xué)特性；④耐電蝕ADSS光纜可減少高壓感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)光纜的電腐蝕；⑤ADSS光纜直徑小、質(zhì)量輕，可以減少冰和風(fēng)對(duì)光纜的影響，其對(duì)桿塔強(qiáng)度的影響也很小。

（2）SDH傳輸系統(tǒng)。本項(xiàng)目SDH傳輸系統(tǒng)具有靈活的設(shè)備配置：STM-16／4兼容設(shè)備，支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從622M到2.5G的在線升級(jí)，具備高低階20G全交叉能力。具有強(qiáng)大的組網(wǎng)能力支持Mesh組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)即插即用。支持SDH業(yè)務(wù)、PDH業(yè)務(wù)、以太網(wǎng)等多業(yè)務(wù)接口，單子架可實(shí)現(xiàn)1×STM-16四纖環(huán)或2×STM-16二纖環(huán)，可支持Mesh網(wǎng)絡(luò)中多達(dá)40個(gè)光方向的組網(wǎng)；具有完善的網(wǎng)絡(luò)生存機(jī)制和完備的設(shè)備保護(hù)機(jī)制。

（3）同步時(shí)鐘系統(tǒng)。同步時(shí)鐘源包括：線路時(shí)鐘源、支路信號(hào)時(shí)鐘源、2個(gè)外同步時(shí)鐘源。每個(gè)站點(diǎn)可以從兩個(gè)方向提取時(shí)鐘，對(duì)這兩個(gè)方向時(shí)鐘設(shè)置優(yōu)先級(jí)，當(dāng)高優(yōu)先級(jí)的時(shí)鐘質(zhì)量低于要求時(shí)，自動(dòng)跟隨另一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的時(shí)鐘，以此對(duì)同步時(shí)鐘建立起時(shí)鐘保護(hù)自愈環(huán)。21寫(xiě)作秘書(shū)網(wǎng)

（4）網(wǎng)管系統(tǒng)。本項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)傳輸和接入設(shè)備的統(tǒng)一管理。網(wǎng)管放在電力調(diào)度中心，提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑴渲谩踩⑾到y(tǒng)維護(hù)等管理功能，支持軟件在線升級(jí)。

（5）PCM接入系統(tǒng)。PCM接入系統(tǒng)具有集中網(wǎng)絡(luò)管理能力，與SDH傳輸系統(tǒng)統(tǒng)一網(wǎng)管，具有大容量的交叉連接矩陣，是一種SDH設(shè)備延伸的業(yè)務(wù)接入。其接口豐富，極大豐富了業(yè)務(wù)的靈活接入，擴(kuò)充了傳輸業(yè)務(wù)的特殊要求。

1.2系統(tǒng)規(guī)模

華北油田現(xiàn)擁有變電站43余座，依據(jù)油田電網(wǎng)各變電站分布情況，以電調(diào)中心和四個(gè)集控中心為支點(diǎn)建立主干光纖環(huán)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)光纜向35kV變電站輻射，35kV變電站之間串聯(lián)運(yùn)行，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)雙光纖環(huán)路，為集控化的智能電網(wǎng)建設(shè)提供通信保障。1.3系統(tǒng)維護(hù)

SDH系統(tǒng)的維護(hù)主要是對(duì)光線路和設(shè)備的維護(hù)，具體如下：

（1）光纜線路情況：包括光纜的長(zhǎng)度、芯數(shù)、接頭、跳纖及光纖的衰耗值、備纖等各方面情況。

（2）設(shè)備情況：主要包括設(shè)備的型號(hào)、配置情況、機(jī)盤(pán)功能、接口情況、面板上各種告警燈和指示燈的顯示情況及組網(wǎng)情況；光端機(jī)的各種測(cè)試指標(biāo)；設(shè)備供電電源情況；ODF架、DDF架、VDF架及網(wǎng)管系統(tǒng)的應(yīng)用情況。

（3）儀表、工具情況：SDH光傳輸系統(tǒng)常用儀表有：光功率計(jì)、誤碼儀等。要熟練掌握這些儀表的功能及使用方法。

2項(xiàng)目成效

華北油田電網(wǎng)光纖通信規(guī)劃建設(shè)為無(wú)人值守變電站的現(xiàn)代化自動(dòng)化管理和運(yùn)營(yíng)提供了先進(jìn)的通信手段，為油田電網(wǎng)的管理和運(yùn)行提供了充足可靠的綜合業(yè)務(wù)接口及傳輸通道。具體來(lái)講：

（1）滿(mǎn)足了各站點(diǎn)調(diào)度電話(huà)對(duì)電路的需求。中心調(diào)度、各集控站調(diào)度、無(wú)人值守變電站之間的電力調(diào)度專(zhuān)用電話(huà)傳輸有了穩(wěn)定可靠的通信電路來(lái)作為保障。

（2）滿(mǎn)足了電力自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電路的需求。電網(wǎng)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等電力自動(dòng)化信息對(duì)通信系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，本通信系統(tǒng)為其提供了標(biāo)準(zhǔn)和足夠的數(shù)據(jù)接入接口，并保證了自動(dòng)化數(shù)據(jù)信號(hào)的實(shí)時(shí)和無(wú)誤傳輸。

（3）滿(mǎn)足了監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)電路的需求。今后油田各個(gè)變電站將逐步向無(wú)人職守的方向發(fā)展，廣泛采用變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控技術(shù)是變電站自動(dòng)化建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，本通信系統(tǒng)為其預(yù)留了高速視頻監(jiān)控通道。

（4）滿(mǎn)足了遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)對(duì)電路的需求。油田的電量遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)在不斷建設(shè)和發(fā)展，本通信系統(tǒng)為其提供了相應(yīng)的專(zhuān)用數(shù)據(jù)接口和通道。

第8篇

關(guān)鍵詞 嵌入式系統(tǒng);局域網(wǎng);無(wú)線傳輸

中圖分類(lèi)號(hào)TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2010)31-0245-02

0 引言

目前,嵌入式系統(tǒng)的各種成熟的產(chǎn)品都已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家電、通信、工業(yè)控制等領(lǐng)域。目前,應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域諸如信息電器、移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、工控、仿真、醫(yī)療儀器等。此外,隨著Internet用戶(hù)的不斷增多,嵌入式系統(tǒng)今后的發(fā)展無(wú)疑要面向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。隨著數(shù)字化通信,數(shù)字化家電和控制領(lǐng)域等巨大需求的牽引下,嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展如火如荼,伴隨著集成程度的不斷提高,嵌入式系統(tǒng)已愈加趨于智能化,開(kāi)發(fā)嵌入式智能系統(tǒng)必然是未來(lái)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的方向。

本論文主要針對(duì)目前研究廣泛的局域網(wǎng)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),利用嵌入式技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),以期實(shí)現(xiàn)無(wú)線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸,并以此和廣大同行分享。

1 局域網(wǎng)無(wú)線傳輸嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)為一個(gè)時(shí)分信道的局域無(wú)線通信系統(tǒng),由若干終端(公共信息終端機(jī))和一個(gè)中心站(公共信息服務(wù)器)組成。每個(gè)終端只與中心站進(jìn)行點(diǎn)與點(diǎn)通信。

中心服務(wù)器可以采用性能較高的32位CPU/MPU,可以使用鍵盤(pán)輸入和LCD接口;有豐富的I/O資源,比如USB,Ethernet接口。用戶(hù)可以通過(guò)TCP/IP和別的主機(jī)或Internet聯(lián)網(wǎng)。中心服務(wù)器具備較大的信道容量,并且有良好的擴(kuò)充性。中心服務(wù)器的發(fā)射功率,靈敏度,通信速率與無(wú)線收發(fā)模塊有關(guān)。用戶(hù)終端采用智能電源管理技術(shù),具備較低的功耗和較小的體積。系統(tǒng)的框圖如圖1所示。

圖1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖

在本系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中,無(wú)線終端對(duì)處理速度有嚴(yán)格的需求,僅靠單DSP系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)超大運(yùn)算量的要求,尤其是在運(yùn)算量大,處理復(fù)雜,數(shù)據(jù)吞吐量也很大的情況,必須采用實(shí)時(shí)性強(qiáng)、精度高和具備高數(shù)據(jù)吞吐量連接網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模并行處理系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中采用DSP并行處理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。它是一種可重構(gòu)的、可擴(kuò)展的通用系統(tǒng),一方面,可以通過(guò)靈活的軟件編程來(lái)適應(yīng)處理問(wèn)題的變化和算法的發(fā)展;另一方面, 可以通過(guò)簡(jiǎn)單的硬件擴(kuò)展來(lái)適應(yīng)處理規(guī)模的變化。

1.2 并行DSP處理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

目前的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā),許多并行處理系統(tǒng)采用共享總線來(lái)實(shí)現(xiàn)一種共享存儲(chǔ)器通信機(jī)制。這種共享存儲(chǔ)器通信機(jī)制雖然仍被用來(lái)實(shí)現(xiàn)處理器間的數(shù)據(jù)傳輸,但是卻已經(jīng)慢慢顯露出它的不足。只要系統(tǒng)中處理器的數(shù)目不是太多,整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量不會(huì)受到太大的影響。然而,今天的大多數(shù)處理器(如SHARC)都是單周期機(jī)制,即對(duì)存儲(chǔ)器的存取都發(fā)生在一個(gè)時(shí)鐘周期,這樣,處理器都連接到一個(gè)共享存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中,勢(shì)必存在著總線競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題,存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)吞吐量受到很大的影響。

為了解決上述問(wèn)題,在本論文中,通過(guò)一種稱(chēng)為“初級(jí)/次級(jí)”總線網(wǎng)絡(luò)的思想可以緩解這種總線競(jìng)爭(zhēng)。在該系統(tǒng)中,先由一個(gè)背板總線作為初級(jí)總線體系,DMA控制器及FIFO構(gòu)成的橋接電路使初級(jí)總線和次級(jí)總線彼此分離,每個(gè)次級(jí)總線都與系統(tǒng)中的一部分DSP處理器及存儲(chǔ)器相連,這部分DSP之間通過(guò)次級(jí)總線形成相鄰的模式,彼此通信只需要通過(guò)次級(jí)總線,不用影響初級(jí)總線和其他次級(jí)總線,從而緩解了對(duì)共享總線的競(jìng)爭(zhēng)。在該并行處理系統(tǒng)中,位于初級(jí)總線上的某個(gè)處理器發(fā)起一次數(shù)據(jù)傳輸操作,這里假定初級(jí)總線和次級(jí)總線的數(shù)據(jù)吞吐量是不同的,橋接電路起到了數(shù)據(jù)緩沖的作用。

2 嵌入式系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

由于該局域網(wǎng)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采用uClinux 操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)的資源,相對(duì)于傳統(tǒng)的單片機(jī),更類(lèi)似一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),具有更強(qiáng)的性能和不同于傳統(tǒng)單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)方法,其軟件結(jié)構(gòu)包括加載程序、uClinux內(nèi)核、系統(tǒng)調(diào)用接口和應(yīng)用程序。

加載程序負(fù)責(zé)在加電后對(duì)微處理器進(jìn)行必要的硬件設(shè)置,初始化內(nèi)存,并把uClinux 內(nèi)核映像從Flash 中復(fù)制到內(nèi)存,把控制權(quán)交給內(nèi)核,使內(nèi)核運(yùn)行,最終使應(yīng)用程序運(yùn)行。uClinux內(nèi)核作為應(yīng)用程序控制系統(tǒng)硬件的接口,提供應(yīng)用程序?qū)τ布拈g接訪問(wèn),在具體設(shè)計(jì)中,對(duì)微處理器中內(nèi)置A/D 轉(zhuǎn)換器的操作、對(duì)鍵盤(pán)的操作以及對(duì)LCD的操作由在uClinux下編寫(xiě)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完成,這些驅(qū)動(dòng)被編譯進(jìn)uClinux 的內(nèi)核。

基于μClinux應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí),首先對(duì)CPU初始化,接著進(jìn)行操作系統(tǒng)初始化,主要任務(wù)控制塊初始化(TCB),TCB優(yōu)先級(jí)表初始化;空任務(wù)的創(chuàng)建;新任務(wù)創(chuàng)建,并可在新創(chuàng)建的任務(wù)中在創(chuàng)建其他的新任務(wù),最后調(diào)用OSSTART()函數(shù)啟動(dòng)多任務(wù)調(diào)度。

3 結(jié)論

本文對(duì)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)進(jìn)行了初步的探索,設(shè)計(jì)了一種運(yùn)用DSP和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中移植的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的局域無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),該系統(tǒng)可以應(yīng)用在電力監(jiān)控、電力抄表、導(dǎo)盲、氣象監(jiān)測(cè)、工業(yè)控制、金融無(wú)線交易系統(tǒng)、交通圖像實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦安全系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域,具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,因而是值得推廣的,同時(shí)這些研究也為后續(xù)的研究工作打下了必要的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]唐偉,張建波,范文賓.基于GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)通信,2004(11):38-40.

第9篇

對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

[關(guān)鍵詞]提高；抄核收智能化；管理水平；電力公司；發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：F426.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）22-0290-01

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)電力企業(yè)的電費(fèi)管理工作已獲得一定的成就，但是電費(fèi)的管理模式仍然相對(duì)落后，與歐美國(guó)家的管理模式存在一定的差距。現(xiàn)階段人們對(duì)用電量的需求與日俱增，用電的方式也多種多樣，而且電力產(chǎn)品價(jià)格的層次也被拉開(kāi)距離，在電費(fèi)的管理工作中毫無(wú)疑義增加了不少的困難。所以，對(duì)目前電力企業(yè)電費(fèi)抄核收管理的狀況一定要引起足夠的重視，若是發(fā)現(xiàn)其缺失，應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間采取切實(shí)有效地措施進(jìn)行創(chuàng)新，這是每個(gè)供電企業(yè)擺在面前一定要重視的問(wèn)題。隨著我國(guó)電網(wǎng)企業(yè)使用與推廣智能化裝置系統(tǒng)，現(xiàn)階段電力局對(duì)電費(fèi)抄核收工作越來(lái)越重視。由于傳統(tǒng)的手工電費(fèi)抄核收工作存在諸多的缺點(diǎn)，已難以滿(mǎn)足當(dāng)前的發(fā)展需求。所以，為了能夠適應(yīng)當(dāng)代人們的生活需求與企業(yè)未來(lái)的發(fā)展，電費(fèi)的抄核收工作一定要緊跟時(shí)代脈搏，同時(shí)應(yīng)不斷地創(chuàng)新管理模式，從而能夠?qū)崿F(xiàn)供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

一.我國(guó)電力智能化的現(xiàn)狀

我國(guó)是―個(gè)人口大國(guó)，對(duì)于一切資源的需求度也是非常高的，但是資源的有限性與人口之間的矛盾還是比較明顯的，其中最為普遍的就是電力資源與水資源等。就拿電力資源為例，無(wú)論是在工業(yè)生產(chǎn)上還是在人們的日常生活之上，電力資源的需求量是比較高的，所以這也就間接的造成了我國(guó)對(duì)于電力資源發(fā)展以及管理的關(guān)注以及更新。

其實(shí)，我國(guó)電力智能化的起步相對(duì)于一些國(guó)家而言發(fā)展是比^早的，其中應(yīng)用的最為普遍的就是智能電表以及抄表工作之中抄核收自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用。但是由于我國(guó)技術(shù)發(fā)展的局限性以及一些電力資源方面的專(zhuān)家學(xué)者多追求理論研究，以及學(xué)術(shù)論文的撰寫(xiě)而忽視了技

術(shù)的創(chuàng)新，從而導(dǎo)致了我國(guó)電力智能化發(fā)展的滯后性以及技術(shù)多引進(jìn)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的局面。而且這在一定程度之上也限制了我國(guó)的電力事業(yè)的發(fā)展以及創(chuàng)新。

二.我國(guó)電力營(yíng)銷(xiāo)中存在的問(wèn)題

就目前我國(guó)國(guó)家形勢(shì)來(lái)講，我國(guó)的電力市場(chǎng)出現(xiàn)了部分壟斷的情況，我國(guó)電力市場(chǎng)中并沒(méi)有能夠與電力公司匹敵的對(duì)手，并且電力公司目前的管理形式較為單一，這促使許多供電公司的專(zhuān)職銷(xiāo)售人員十分匱乏，并且其中只有較少高素質(zhì)的銷(xiāo)售人員，整體上都缺乏專(zhuān)業(yè)人士的指導(dǎo)，并且沒(méi)有專(zhuān)業(yè)人士的調(diào)查結(jié)果，也不能夠很好地了解當(dāng)前我國(guó)電力使用情況。這些不利因素都導(dǎo)致了我國(guó)電力企業(yè)整體都不容樂(lè)觀。與此同時(shí)，電力企業(yè)缺少適當(dāng)?shù)拇碳づc有效的營(yíng)銷(xiāo)動(dòng)力。目前，我國(guó)供電產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)上占有的比例較大，只有少部分個(gè)體戶(hù)加入到了電力開(kāi)發(fā)的活動(dòng)當(dāng)中，其規(guī)模還不夠大，并且開(kāi)銷(xiāo)巨大，不能夠有效地促使競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)率提升，也不能夠推動(dòng)電力企業(yè)的改革。

由于受到了傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)意義體制上的約束，供電人員的服務(wù)意識(shí)明顯有所局限，很多供電產(chǎn)業(yè)的營(yíng)銷(xiāo)模式較為薄弱，并且經(jīng)常處于被動(dòng)狀態(tài)，如果不能主動(dòng)接觸客戶(hù)，只是被動(dòng)地等待用電客戶(hù)上門(mén)尋求服務(wù)，那么供電產(chǎn)業(yè)將會(huì)中斷，很多供電產(chǎn)業(yè)管理人員的意識(shí)還停留在原始的供電管理模式，并沒(méi)有轉(zhuǎn)變到現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)體制下的營(yíng)銷(xiāo)模式中來(lái)，與終端用戶(hù)的要求有所出入，導(dǎo)致供電企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)管理工作不到位，且用戶(hù)所需的信息無(wú)法進(jìn)行共享，更有一些企業(yè)的業(yè)務(wù)無(wú)法正常進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

二.提高抄核收智能化管理水平的制勝策略

（1）全面推行數(shù)據(jù)計(jì)量采集，創(chuàng)新抄表管理模式

對(duì)人員職責(zé)與業(yè)務(wù)流程進(jìn)一步細(xì)化，對(duì)采集覆蓋范圍內(nèi)的高、低壓用戶(hù)，統(tǒng)一實(shí)施遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表方式，使數(shù)據(jù)計(jì)量全采集得到實(shí)現(xiàn)。為更好更快地提高自動(dòng)抄表準(zhǔn)確率，完善營(yíng)銷(xiāo)應(yīng)用系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)功能，在抄表核算過(guò)程中，人工核對(duì)檔案可改變?yōu)樘崆皩?duì)檔案的正確性自動(dòng)進(jìn)行分析；人工制定抄表計(jì)劃、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)抄錄等工作可改變?yōu)榧凶詣?dòng)處理；人為監(jiān)管可改變?yōu)榧斜O(jiān)控實(shí)時(shí)處理過(guò)程；人工復(fù)核可改變?yōu)橄到y(tǒng)提前智能復(fù)核分析，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)高效、集約智能的抄表管理模式。

不斷強(qiáng)化抄表管理，使核算應(yīng)用水平得到有效提高。根據(jù)每月監(jiān)督抄表情況，若發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)須現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)加以處理；嚴(yán)格認(rèn)真根據(jù)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行核算電費(fèi)，堅(jiān)決杜絕一些人為調(diào)整底碼現(xiàn)象的出現(xiàn)；嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行輪流調(diào)換抄表工作人員。

（2）優(yōu)化抄核作業(yè)流程，實(shí)施智能核算電費(fèi)

積極組織開(kāi)展智能抄核試點(diǎn)工作，對(duì)于居民客戶(hù)用電選擇系統(tǒng)自動(dòng)核算以及人工處理異常的手法，而對(duì)于非居民客戶(hù)用電可選擇系統(tǒng)和人工結(jié)合的核算方法，核算系統(tǒng)可全面組織進(jìn)行梳理核算規(guī)則項(xiàng)，同時(shí)對(duì)工作職責(zé)與業(yè)務(wù)流程有所清晰，讓系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置等問(wèn)題得到有效規(guī)范，認(rèn)真尋找出工作方面的薄弱之處以及進(jìn)行有效管控，對(duì)電費(fèi)核算及校核信息系統(tǒng)規(guī)則有所完善，能夠使智能化核算能力得到一定的提高，從而可以使電費(fèi)抄核管理水準(zhǔn)獲得很大程度的提升。

（3）積極實(shí)施自動(dòng)對(duì)賬業(yè)務(wù)，提升電費(fèi)賬務(wù)處理自動(dòng)化水準(zhǔn)

以建設(shè)銀行作為一個(gè)試點(diǎn)，積極實(shí)施賬務(wù)對(duì)賬及記賬自動(dòng)化業(yè)務(wù)，讓賬務(wù)自動(dòng)化管理水準(zhǔn)得到一定的提高。以營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)系統(tǒng)作為一個(gè)基礎(chǔ)，經(jīng)由編制符合要求的接口程序，制定相關(guān)的業(yè)務(wù)規(guī)范，讓營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)與銀行數(shù)據(jù)兩者之間的關(guān)系創(chuàng)建關(guān)聯(lián)，可以從營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)中獲得準(zhǔn)確解款單數(shù)據(jù)，還能夠?qū)崟r(shí)地從銀行中獲得正確的進(jìn)賬單數(shù)據(jù)，使電力收費(fèi)信息與銀行回單自動(dòng)銷(xiāo)賬及到賬確認(rèn)得以實(shí)現(xiàn)，營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)到賬確認(rèn)之后能夠接收到信息自動(dòng)生成記賬憑證，同時(shí)可以對(duì)科目匯總賬、明細(xì)賬進(jìn)行自動(dòng)登記。營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)經(jīng)由接收銀行數(shù)據(jù)之后，全自動(dòng)給予每條銀行對(duì)賬單獨(dú)有的票據(jù)號(hào)碼，按照網(wǎng)銀記錄與記賬憑證進(jìn)行自動(dòng)檢核，然后可生成銀行存款余額調(diào)節(jié)表。對(duì)營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)在途資金、銀行資金的使用、銀行未達(dá)賬項(xiàng)與電費(fèi)回收情況能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行掌握，從而能夠使資金管理水平得到提高。

（4）積極開(kāi)拓繳費(fèi)方式多元化，提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)水準(zhǔn)

積極拓展繳費(fèi)方式多元化，對(duì)社會(huì)上資源應(yīng)當(dāng)充分加以利用，實(shí)施代收電費(fèi)業(yè)務(wù)。盡全力積極推廣智能互動(dòng)網(wǎng)站的應(yīng)用，讓網(wǎng)上繳費(fèi)方式得以實(shí)現(xiàn)；與建行、工行、農(nóng)行、郵政儲(chǔ)蓄銀行等進(jìn)行友好合作，使銀行代扣電費(fèi)、電話(huà)繳費(fèi)、手機(jī)微信繳費(fèi)得以實(shí)現(xiàn)；同時(shí)還可以支持支付寶網(wǎng)上繳費(fèi)等方式。

結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展以及人民生活水平的逐漸提高，抄核收工作在原本工作條件和工作要求上展現(xiàn)了比較大的改變，要求也越來(lái)越高，已經(jīng)逐漸由全人工轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)代，應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)利用各種現(xiàn)代化的裝置以及技術(shù)手段，通過(guò)輔助系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)信皂尉我們的抄表、算費(fèi)以及收費(fèi)工作進(jìn)行監(jiān)控，便于提高抄核收工作質(zhì)量和管理水平，為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)工作提供最有力保障。要順應(yīng)信息化發(fā)展的需求，通過(guò)先進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)的實(shí)施來(lái)跟上時(shí)代的發(fā)展，達(dá)到電費(fèi)抄核收管理模式的不停創(chuàng)新。供電企業(yè)應(yīng)當(dāng)要對(duì)現(xiàn)階段電費(fèi)的抄核收管理現(xiàn)狀采取認(rèn)真的解析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)要采取措施加以及時(shí)解決，爭(zhēng)取讓企業(yè)的管理與運(yùn)營(yíng)更上一層樓。

參考文獻(xiàn)

第10篇

論文關(guān)鍵詞：強(qiáng)化；實(shí)訓(xùn)教學(xué)；提升；技能水平

隨著我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)電力設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，電力設(shè)備智能化程度越來(lái)越高，打造一支優(yōu)秀的高技能農(nóng)電人員隊(duì)伍，肩負(fù)起農(nóng)村電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)、建設(shè)與發(fā)展的責(zé)任意義重大。江蘇省電力公司也在“十二五”實(shí)訓(xùn)規(guī)劃中明確指出，要構(gòu)建一個(gè)“開(kāi)放式、全覆蓋、高層次、精品化”的“大實(shí)訓(xùn)”格局。

目前，江蘇省農(nóng)電人員總數(shù)為46000余人，其中中級(jí)工43100余人，高級(jí)工2400余人，技師64人。江蘇省連云港職業(yè)技能訓(xùn)練基地?fù)?dān)負(fù)著全省農(nóng)電人員的單元制實(shí)訓(xùn)及技能鑒定工作，其中高技能實(shí)訓(xùn)作為一項(xiàng)核心工作，今年以來(lái)已完成了2000余人的高級(jí)工實(shí)訓(xùn)鑒定、200人的技師實(shí)訓(xùn)及鑒定工作。在多年的教學(xué)實(shí)訓(xùn)中，就如何做好農(nóng)電人員的高技能實(shí)訓(xùn)工作，進(jìn)行了以下幾方面探索與實(shí)踐。

一、明確實(shí)訓(xùn)方向，拓寬實(shí)訓(xùn)思路，滿(mǎn)足實(shí)訓(xùn)需求

在進(jìn)行農(nóng)電人員高技能實(shí)訓(xùn)中，根據(jù)國(guó)家頒布的《農(nóng)村配電營(yíng)業(yè)工》的職業(yè)鑒定標(biāo)準(zhǔn)、省電力公司的各項(xiàng)實(shí)訓(xùn)考核標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)其崗位要求，加大了高級(jí)工到技師的高技能實(shí)訓(xùn)、考核、鑒定力度。結(jié)合當(dāng)前農(nóng)村供電所的實(shí)際工作需要，從實(shí)用性出發(fā)，為達(dá)到效果最大化，構(gòu)建一個(gè)農(nóng)電人員從初級(jí)工、高級(jí)工、技師、高級(jí)技師的階梯式人才結(jié)構(gòu)。主要做法有以下幾點(diǎn)：

（1）實(shí)訓(xùn)人員上，精選一批具備資格的、關(guān)鍵崗位的人員進(jìn)行高層次的技能實(shí)訓(xùn)。一般通過(guò)普考、調(diào)考、推薦等多種形式選拔人才、重點(diǎn)實(shí)訓(xùn)，提高他們的業(yè)務(wù)技術(shù)整體水平，使其成為各個(gè)重要工作崗位上的技術(shù)骨干，成為高技能人才。農(nóng)電人員作為電力企業(yè)的重要組成部分，從事的運(yùn)行維護(hù)管理工作越來(lái)越多，技術(shù)要求越來(lái)越高，作用越來(lái)越大，地位也越來(lái)越重要。因此，打造一批高技能的優(yōu)秀農(nóng)電人員，是教學(xué)實(shí)訓(xùn)的一項(xiàng)重要工作。

（2）實(shí)訓(xùn)內(nèi)容上，做到使農(nóng)電人員具備一人多能，一崗多職的能力，不斷提高他們的整體素質(zhì)。在全國(guó)農(nóng)電人員實(shí)訓(xùn)大綱中，要求農(nóng)電人員應(yīng)具備法律法規(guī)、電工基礎(chǔ)知識(shí)、配電營(yíng)業(yè)操作技能、職業(yè)道德和優(yōu)質(zhì)服務(wù)等四個(gè)方面的知識(shí)。農(nóng)電人員是一個(gè)綜合性崗位，他們擔(dān)負(fù)著供電區(qū)域內(nèi)的高、低壓電力客戶(hù)的用電業(yè)務(wù)受理、抄表、收費(fèi)、事故搶修、內(nèi)外線施工、低壓裝表接電、運(yùn)行維護(hù)等工作，又要開(kāi)展優(yōu)質(zhì)服務(wù)。因此，無(wú)論從工作需要出發(fā)，還是從企業(yè)發(fā)展的角度，加大實(shí)訓(xùn)力度，不斷提升農(nóng)電人員的各個(gè)層面的技術(shù)知識(shí)水平，是電力行業(yè)不斷發(fā)展，不斷創(chuàng)新的需要。

（3）實(shí)訓(xùn)中堅(jiān)持高要求、高標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)的實(shí)際需求，在配電運(yùn)行、裝表接電、營(yíng)銷(xiāo)抄核收三個(gè)專(zhuān)業(yè)方向，編制了中級(jí)工、高級(jí)工、技師的農(nóng)電人員單元制實(shí)訓(xùn)教材。現(xiàn)行的農(nóng)電人員管理體制中，一部分人員是由農(nóng)民工組成的，文化水平、各項(xiàng)工作技能比較低。雖然近幾年通過(guò)考核選拔，招用了一些大學(xué)畢業(yè)生，但其整體素質(zhì)仍然參差不齊，技能操作水平與現(xiàn)代電力企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求有著很大的距離。因此，我們?cè)谂潆娺\(yùn)行、裝表接電、營(yíng)銷(xiāo)抄核收三個(gè)專(zhuān)業(yè)方向開(kāi)辦了單元制實(shí)訓(xùn)班。實(shí)訓(xùn)人員必須參加四期實(shí)訓(xùn)，完成從電工基礎(chǔ)理論到各個(gè)專(zhuān)業(yè)的嚴(yán)格實(shí)訓(xùn)，并通過(guò)各專(zhuān)業(yè)的技能考試和理論考試。

（4）實(shí)訓(xùn)形式不拘一格，靈活多樣。采用不同形式、不同方法，因地、因時(shí)、因人而定。根據(jù)各個(gè)單位的不同特性，開(kāi)設(shè)了網(wǎng)絡(luò)學(xué)院，開(kāi)發(fā)了“農(nóng)電人員教學(xué)實(shí)訓(xùn)、考試系統(tǒng)”，利用多媒體技術(shù)，進(jìn)行全方位的理論技能訓(xùn)練。可以在各市、縣、局及營(yíng)業(yè)所遠(yuǎn)程操作，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容全面，涵蓋了農(nóng)電人員所需的各專(zhuān)業(yè)方向知識(shí)及考試題庫(kù)，利用三維動(dòng)畫(huà)、攝像等技術(shù)形象地制作了電工基礎(chǔ)知識(shí)和多項(xiàng)技能操作項(xiàng)目的課件，理論聯(lián)系實(shí)際，簡(jiǎn)單易學(xué)。

（5）實(shí)訓(xùn)過(guò)程中處處從企業(yè)的需要，工作的實(shí)際出發(fā)，實(shí)實(shí)在在地抓好每一項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)工作，對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容都落到實(shí)處。結(jié)合農(nóng)電人員的具體情況，進(jìn)行針對(duì)性的實(shí)訓(xùn)，不搞形式主義，不搞一刀切，落實(shí)實(shí)訓(xùn)效果。通過(guò)實(shí)訓(xùn)，有效地提高農(nóng)電人員的整體綜合素質(zhì)，培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)他們的學(xué)習(xí)自覺(jué)性，形成由“讓我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。

考核中，“嚴(yán)”字當(dāng)頭，嚴(yán)格考試考核。成立了專(zhuān)門(mén)的考評(píng)機(jī)構(gòu)，由省公司、上級(jí)主管部門(mén)、專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)和各個(gè)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)家組成，有統(tǒng)一的考核標(biāo)準(zhǔn)和要求，必須通過(guò)配電運(yùn)行、裝表接電、營(yíng)銷(xiāo)抄核收三個(gè)專(zhuān)業(yè)方向單元制實(shí)訓(xùn)，并考試合格的人員，才能進(jìn)行技能鑒定。在鑒定中，堅(jiān)持一嚴(yán)到底的原則。樹(shù)立“嚴(yán)”是愛(ài)，“松”是害的思想。針對(duì)電力這一有著高危險(xiǎn)的特殊行業(yè)，嚴(yán)要求就是對(duì)從業(yè)人員的生命安全負(fù)責(zé)，對(duì)國(guó)家和企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全負(fù)責(zé)。

二、加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)管理，發(fā)揮實(shí)訓(xùn)師的能力，提升實(shí)訓(xùn)效果

參加農(nóng)電高技能實(shí)訓(xùn)的人員，都是來(lái)自各個(gè)崗位的骨干人員，有一定的工作經(jīng)驗(yàn)。對(duì)此，教學(xué)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容也從以往的教他們?nèi)绾巫觯嵘秊樽屗麄內(nèi)绾稳シ治鰡?wèn)題，解決問(wèn)題，這對(duì)老師的授課水平和教學(xué)內(nèi)容也提出了更高的要求。在課程設(shè)計(jì)和教學(xué)管理中，更加側(cè)重對(duì)實(shí)際工作能力提高的培養(yǎng)。我們運(yùn)用先進(jìn)的實(shí)訓(xùn)思路指導(dǎo)教學(xué)實(shí)訓(xùn)工作，做好確定實(shí)訓(xùn)需求、設(shè)計(jì)和策劃實(shí)訓(xùn)、實(shí)施實(shí)訓(xùn)、評(píng)價(jià)實(shí)訓(xùn)結(jié)果四個(gè)階段工作，并對(duì)這四階段工作進(jìn)行全程監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，持續(xù)改進(jìn)和完善各階段教學(xué)工作，進(jìn)一步地提高實(shí)訓(xùn)質(zhì)量。在具體教學(xué)實(shí)訓(xùn)工作過(guò)程中，體現(xiàn)了以下幾方面的特點(diǎn)。 　1.實(shí)訓(xùn)需求到位，教學(xué)課程設(shè)計(jì)合理

由于農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)模大、地域分布廣、工作內(nèi)容多，因此實(shí)訓(xùn)需求也會(huì)多種多樣。在實(shí)訓(xùn)意見(jiàn)征集過(guò)程中，我們充分發(fā)揮了電力企業(yè)信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，在網(wǎng)絡(luò)上公開(kāi)實(shí)訓(xùn)課程及實(shí)訓(xùn)資源，調(diào)查農(nóng)電人員的實(shí)訓(xùn)需求，聽(tīng)取他們對(duì)實(shí)訓(xùn)的意見(jiàn)，并據(jù)此對(duì)課程的內(nèi)容和教學(xué)時(shí)間都做了相應(yīng)的調(diào)整，加大了實(shí)訓(xùn)課程在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的比重，理論課程改為遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)院，農(nóng)電人員可以不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，靈活掌握學(xué)習(xí)時(shí)間。

2.實(shí)訓(xùn)中做到針對(duì)性和有效性相結(jié)合

實(shí)訓(xùn)的對(duì)象都來(lái)自農(nóng)電工作的主要技術(shù)管理崗位，有一定的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，遵循成人學(xué)習(xí)特點(diǎn)，實(shí)訓(xùn)前要求他們帶著問(wèn)題來(lái)學(xué)習(xí)，教師則根據(jù)他們提出的形形的實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行歸納整理，依據(jù)教材，更好地把握教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，使實(shí)訓(xùn)更好與實(shí)際相結(jié)合，提高他們解決工作中實(shí)際問(wèn)題的能力，提高實(shí)訓(xùn)的實(shí)用性。同時(shí)，為了能夠給學(xué)員提出的問(wèn)題一個(gè)滿(mǎn)意的答案，要求老師必須不斷地學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)、新理念，提高自身教學(xué)實(shí)訓(xùn)能力，對(duì)實(shí)訓(xùn)老師也提出了更高的要求。

3.實(shí)訓(xùn)過(guò)程體現(xiàn)科學(xué)規(guī)范和可操作性

農(nóng)電人員技能實(shí)訓(xùn)強(qiáng)調(diào)以技能訓(xùn)練為主，可以根據(jù)不同實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)對(duì)象，采取不同的實(shí)訓(xùn)形式和方法，使實(shí)訓(xùn)科目更加生動(dòng)，更易于理解接受。簡(jiǎn)化知識(shí)點(diǎn)，使用口訣幫助他們更好地理解和掌握所學(xué)的知識(shí)。根據(jù)農(nóng)電人員每個(gè)人都有豐富的工作經(jīng)歷、一定的技能水平的狀況，在教學(xué)中，經(jīng)常采用角色扮演的授課方式，加強(qiáng)互動(dòng)，讓學(xué)員從自身扮演的不同角色中，對(duì)實(shí)際案例進(jìn)行剖析，發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，找出解決問(wèn)題的方法，加深印象，達(dá)到事半功倍的作用。

4.發(fā)揮實(shí)訓(xùn)師的能力，拓寬實(shí)訓(xùn)視野

實(shí)訓(xùn)基地的實(shí)訓(xùn)老師都是來(lái)自全省電力行業(yè)的專(zhuān)家及有豐富專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力的人員。為了更好地完成高技能實(shí)訓(xùn)教學(xué)，我們?cè)谶M(jìn)行課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，配合以講座研討、案例分析、實(shí)戰(zhàn)模擬、輔導(dǎo)答疑等多種教學(xué)方式，使其更貼近實(shí)際，更注重實(shí)效。確保讓農(nóng)電人員在有限的實(shí)訓(xùn)時(shí)間內(nèi)，盡快地學(xué)習(xí)到電力知識(shí)的精髓，掌握電力領(lǐng)域的前沿新知，提升每位農(nóng)電人員自身的綜合素質(zhì)和分析解決問(wèn)題的能力。另外，開(kāi)展參觀考察、拓展演練也是在教學(xué)實(shí)訓(xùn)中經(jīng)常運(yùn)用的一種教學(xué)模式。

5.加強(qiáng)對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)督管理

實(shí)訓(xùn)管理人員堅(jiān)持每天對(duì)正常教學(xué)秩序進(jìn)行巡視督導(dǎo)，經(jīng)常隨機(jī)到教室聽(tīng)課，到實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地了解實(shí)訓(xùn)情況，參與重要課程教案的編寫(xiě)，定期舉辦有關(guān)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)形式的研討，組織試講、聽(tīng)課。實(shí)現(xiàn)了實(shí)訓(xùn)過(guò)程管理常態(tài)化，使實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作在控、有序進(jìn)行。

三、完善實(shí)訓(xùn)設(shè)備，滿(mǎn)足實(shí)訓(xùn)需求，強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)效果

運(yùn)用模塊式、組合式、插件式技術(shù)，全能完備的教學(xué)系統(tǒng)，先進(jìn)的技能實(shí)訓(xùn)設(shè)備，多功能的操作訓(xùn)練場(chǎng)地，做實(shí)做好各專(zhuān)業(yè)方向的高技能實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

1.實(shí)訓(xùn)技能實(shí)訓(xùn)設(shè)備是提高農(nóng)電人員實(shí)訓(xùn)質(zhì)量的重要保證

職業(yè)實(shí)訓(xùn)基地具有鮮明的電力職業(yè)特點(diǎn)，所有實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、設(shè)備都圍繞電力企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)各專(zhuān)業(yè)的實(shí)訓(xùn)需求而設(shè)立，以提高農(nóng)電人員操作技能為主旨。根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的特點(diǎn)、實(shí)訓(xùn)的需求，模擬真實(shí)的工作場(chǎng)景，設(shè)計(jì)研發(fā)了一系列的技能訓(xùn)練裝置和設(shè)備，制訂了一系列的實(shí)訓(xùn)設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)訓(xùn)技能操作規(guī)范、實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地管理標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和實(shí)訓(xùn)裝置的設(shè)置上，堅(jiān)持一切為滿(mǎn)足實(shí)際出發(fā)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)原則，將實(shí)際工作中的各種技能精心梳理，綜合集成，在一套實(shí)訓(xùn)裝置上能夠模擬多種實(shí)際工作場(chǎng)景，完成相關(guān)專(zhuān)業(yè)的多項(xiàng)技能教學(xué)實(shí)訓(xùn)需要。

2.職業(yè)技能實(shí)訓(xùn)基地堅(jiān)持基本技能訓(xùn)練和專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練相結(jié)合的原則

研究探討利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，采取模擬仿真設(shè)備真實(shí)再現(xiàn)設(shè)備故障。電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線模擬系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)實(shí)訓(xùn)就是一個(gè)典型的例子，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，它能夠使學(xué)員直觀地了解和熟悉較常見(jiàn)的設(shè)備故障現(xiàn)象，正確判斷計(jì)量裝置的接線情況，分析三相三線接線制、三相四線接線制計(jì)量系統(tǒng)的工作原理，研究現(xiàn)場(chǎng)接線對(duì)電能計(jì)量準(zhǔn)確性的影響，進(jìn)而正確計(jì)算線損、追補(bǔ)電量，提高電力計(jì)量工作人員的技能工作能力。

3.應(yīng)用多媒體和網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)等先進(jìn)技術(shù)

由視頻服務(wù)器和客戶(hù)端組成遠(yuǎn)程教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，散布在全省各個(gè)營(yíng)業(yè)部的員工都可以利用電力專(zhuān)用的局域網(wǎng)遠(yuǎn)程連接，直接遠(yuǎn)程登陸，實(shí)現(xiàn)交互式的遠(yuǎn)程視頻教學(xué)。遠(yuǎn)程教學(xué)過(guò)程中，主講老師可以控制，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置轉(zhuǎn)變、分屏的變化、組織試卷、視頻教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)考試等。視頻服務(wù)器可以部署在省公司局網(wǎng)的任何位置，安裝了客戶(hù)端軟件的PC機(jī)器或便攜式筆記本，可以監(jiān)控各終端的情況，允許分會(huì)場(chǎng)發(fā)言，轉(zhuǎn)發(fā)分會(huì)場(chǎng)視音頻，與主會(huì)場(chǎng)進(jìn)行互動(dòng)交流，具有極強(qiáng)的靈活性和主動(dòng)性。系統(tǒng)支持多路混音，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交流、桌面共享、文字聊天、文件傳輸?shù)裙δ堋?/p>

第11篇

摘 要 本文敘述了監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展情況、構(gòu)成情況、監(jiān)控系統(tǒng)軟件特點(diǎn)及監(jiān)控系統(tǒng)的功能,從根本上改變傳統(tǒng)維護(hù)模式。本論文共分為三節(jié),第一節(jié)概述,簡(jiǎn)要介紹了通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的定義。第二節(jié)通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用的目的、優(yōu)點(diǎn)

關(guān)鍵詞 動(dòng)力及環(huán)境監(jiān)控 通信電源 智能化 標(biāo)準(zhǔn)化

一、概述

隨著通信業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展,通信設(shè)備的大量增加,需要使用大量的動(dòng)力設(shè)備。動(dòng)力設(shè)備不僅種類(lèi)繁多,而且位置分散,無(wú)疑增加了維護(hù)的難度。維護(hù)人員不但要巡視重要局房,經(jīng)常對(duì)重要的設(shè)備數(shù)據(jù)或信號(hào)進(jìn)行抄表和測(cè)試,更要求能對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障做出快速響應(yīng)。

隨著通信企業(yè)改革的不斷深入,對(duì)維護(hù)效率的提出了更高的要求。不少局站可能無(wú)人值守或少人值守,需要通過(guò)一定的遠(yuǎn)程監(jiān)控手段實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)正是適應(yīng)這一要求,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理,不但能有力的保障通信設(shè)備的正常運(yùn)行和設(shè)備安全,同時(shí)可提高通信企業(yè)維護(hù)效率。

二、動(dòng)力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的定義

動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)分布的動(dòng)力系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)房環(huán)境和安全保衛(wèi)系統(tǒng)進(jìn)行遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)的四遙功能,把現(xiàn)場(chǎng)、分散、人工的巡視和操作變成遠(yuǎn)程、集中的維護(hù)和管理。通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)表自動(dòng)化、故障告警與處理、智能分析、數(shù)據(jù)視頻聯(lián)動(dòng)等監(jiān)測(cè)手段來(lái)提高維護(hù)管理水平,保證動(dòng)力、空調(diào)設(shè)備的正常運(yùn)行和機(jī)房安全。

三、動(dòng)力及環(huán)境 監(jiān)控系統(tǒng)的目的

通信電源集中監(jiān)控技術(shù)在通信電源的應(yīng)用,標(biāo)志著通信電源的維護(hù)和管理從人工看守式的維護(hù)管理模式向計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控和管理模式轉(zhuǎn)換,其目的:

1.實(shí)現(xiàn)少人或無(wú)人值守,實(shí)現(xiàn)集中維護(hù)、集中管理

電源集中監(jiān)控的基本目的,是對(duì)網(wǎng)上運(yùn)行的電源設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)少人或無(wú)人值守,改變過(guò)去由人員看守的落后維護(hù)方式。用準(zhǔn)確、快速、真實(shí)的數(shù)據(jù)全面表現(xiàn)設(shè)備及系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,是實(shí)現(xiàn)集中維護(hù)、集中管理的根本保證。在我國(guó)發(fā)達(dá)地區(qū),通信能力迅猛發(fā)展,電源空調(diào)設(shè)備、維護(hù)工作量成倍增加,由于選用先進(jìn)設(shè)備,采用電源空調(diào)集中監(jiān)控技術(shù),做到了維護(hù)人員基本不增加。實(shí)踐已證實(shí)電源空調(diào)集中監(jiān)控能夠達(dá)到減少值守人員、提高維護(hù)水平、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的作用。

2.為維護(hù)提供真實(shí)技術(shù)數(shù)據(jù),推進(jìn)科學(xué)維護(hù)管理方式

監(jiān)控建立的最終目的是在少人或無(wú)人值守的條件下實(shí)現(xiàn)新的具有科學(xué)性的維護(hù)管理方式的運(yùn)作。大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),直觀的反映設(shè)備、系統(tǒng)的真實(shí)狀態(tài)。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)處理、分析,可定性或定量地對(duì)設(shè)備、系統(tǒng)工作品質(zhì)給予準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。可以以大量的技術(shù)數(shù)據(jù)為依據(jù),指導(dǎo)設(shè)備的檢修維護(hù),采用專(zhuān)家系統(tǒng),制定科學(xué)合理的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃。充分利用設(shè)備的自動(dòng)化功能,使用科學(xué)的操作程序,把過(guò)去落后、復(fù)雜的監(jiān)測(cè)方式、方法進(jìn)行改進(jìn)提煉,并通過(guò)先進(jìn)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)手段,把設(shè)備維護(hù)工作變的簡(jiǎn)單、輕松、準(zhǔn)確、高效。如把發(fā)電機(jī)組的自啟動(dòng)帶載試驗(yàn)和直流系統(tǒng)、大型UPS供電系統(tǒng)的電池組容量核對(duì)性檢查工作巧妙結(jié)合,統(tǒng)一安排,集中監(jiān)測(cè),可同時(shí)獲取多種設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在專(zhuān)家系統(tǒng)的支持下,得出準(zhǔn)確的分析結(jié)果,由此指導(dǎo)設(shè)備的故障預(yù)防檢修及更換。在這里,需要重申一點(diǎn)的是:實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控后的設(shè)備維護(hù),仍然需要技術(shù)精湛、經(jīng)驗(yàn)豐富的電源專(zhuān)家,進(jìn)行必要的設(shè)備檢修與集中監(jiān)控管理。集中監(jiān)控管理系統(tǒng)將為無(wú)人值守、集中維護(hù)管理做出巨大貢獻(xiàn)。

3.推動(dòng)電源設(shè)計(jì)及產(chǎn)品自動(dòng)化功能的合理性、實(shí)用性

延續(xù)至今的電源設(shè)計(jì),是依據(jù)傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)、模式而進(jìn)行。有些設(shè)計(jì)參量的確定,如,設(shè)備及系統(tǒng)的容量冗余、備件數(shù)量等,缺乏大量的數(shù)據(jù)驗(yàn)證其合理性。使用電源監(jiān)控后,可獲得電源品質(zhì)、真實(shí)用電量、系統(tǒng)供電能力等參數(shù),將準(zhǔn)確指導(dǎo)設(shè)備系統(tǒng)的更新設(shè)計(jì)及選型。根據(jù)市電品質(zhì)和發(fā)電機(jī)組響應(yīng)時(shí)間,提出更合理的直流系統(tǒng)、大型UPS供電系統(tǒng)的放電時(shí)間。能有效的節(jié)約投資和能源。集中監(jiān)控的應(yīng)用,對(duì)電源產(chǎn)品自動(dòng)化功能的合理性、實(shí)用性及設(shè)計(jì)也將產(chǎn)生極大的促進(jìn)。

4.推動(dòng)通信機(jī)房的環(huán)境集中監(jiān)控的建設(shè)與完善

電源空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)中明確了環(huán)境監(jiān)控的相關(guān)內(nèi)容,首先使電源、空調(diào)機(jī)房的環(huán)境有了統(tǒng)一的集中監(jiān)控管理要求。這一確定,將推動(dòng)通信機(jī)房監(jiān)控的完善性。如在綜合通信機(jī)房中主要通信設(shè)備及系統(tǒng)的監(jiān)控,大多數(shù)為國(guó)外設(shè)備廠家所創(chuàng),對(duì)環(huán)境及安全內(nèi)容,不能全面包括,按那樣創(chuàng)建的監(jiān)控系統(tǒng)有很大缺陷,是不完善的。而電源、空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于我國(guó)電信行業(yè)的實(shí)際情況,充分考慮到對(duì)通信機(jī)房環(huán)境監(jiān)控的要求及發(fā)展趨勢(shì),從而補(bǔ)充、完善了綜合通信機(jī)房的集中監(jiān)控內(nèi)容,使其更具全面性。

5.培養(yǎng)了一大批復(fù)合型維護(hù)、管理人才

電源監(jiān)控的推廣應(yīng)用,迫使從事電源、空調(diào)維護(hù)管理人員必需對(duì)電源監(jiān)控和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)認(rèn)真學(xué)習(xí)。通過(guò)技術(shù)講座、技術(shù)談判、實(shí)際工程應(yīng)用,培養(yǎng)了一大批電源、空調(diào)維護(hù)管理全能人才。一大批懂監(jiān)控和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的新生力量也加盟到電源、空調(diào)維護(hù)管理行列,一大批復(fù)合型維護(hù)、管理人才將在電源監(jiān)控的推廣應(yīng)用中產(chǎn)生。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,通信電源監(jiān)控系統(tǒng)必將呈現(xiàn)一個(gè)嶄新的面貌。通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)作為電信網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的重要支撐手段,將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn):

第12篇

1.1課題的研究意義1

1.2智能電度表的發(fā)展情況2

1.2.1機(jī)電結(jié)合的電度表2

1.2.2全電子式電度表3

1.2.3無(wú)線抄表5

1.3本設(shè)計(jì)電度表的主要特點(diǎn)5

2.智能電度表的硬件設(shè)計(jì)7

2.1工作原理7

2.2硬件電路設(shè)計(jì)8

2.2.1本設(shè)計(jì)核心芯片89C20519

2.2.2A/D轉(zhuǎn)換器TLC54915

2.2.3看門(mén)狗監(jiān)控器的選擇X2504515

2.2.4通訊總線的選擇RS-485總線19

2.3本設(shè)計(jì)電度表的誤差分析27

2.3.1機(jī)械表芯測(cè)量誤差28

2.3.2電子檢測(cè)誤差28

3.軟件設(shè)計(jì)30

3.1軟件設(shè)計(jì)的思想和方法30

3.2軟件流程圖31

4.結(jié)論33

致謝36

參考文獻(xiàn)：3

1.緒論

1.1課題的研究意義

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,電力已經(jīng)成為國(guó)家的最重要能源。近年來(lái)，我國(guó)電力系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，特別是作為基礎(chǔ)自動(dòng)化的變電站綜合自動(dòng)化更是方興未艾，其中電度量對(duì)電力部門(mén)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的參數(shù)。就民用電力來(lái)說(shuō),由于人民物質(zhì)生活的極大豐富,生活質(zhì)量迅速提高,對(duì)電力的需求也越來(lái)越大。但是,當(dāng)前居民用電的管理過(guò)于落后,居民用電管理收費(fèi)多年來(lái)一直采用先用電、后抄表、再付費(fèi)的傳統(tǒng)作業(yè)方式。

在社會(huì)走向信息化,網(wǎng)絡(luò)化,電力系統(tǒng)大踏步現(xiàn)代化的今天,手工抄表更是與無(wú)人值班等高度的自動(dòng)化形成了鮮明對(duì)比,成為制約供電系統(tǒng)現(xiàn)代化管理的一大障礙。就系統(tǒng)的完整性而言,電力系統(tǒng)從發(fā)電,配電,傳輸一直到區(qū)域變電所已基本實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理,而唯獨(dú)用戶(hù)終端沒(méi)有和網(wǎng)絡(luò)連接上,造成了系統(tǒng)的不完整,直接或間接的影響了系統(tǒng)潛能的發(fā)揮。

居民用電絕大多數(shù)實(shí)行“分表制”,即若干集中居住的家庭(一個(gè)居住單元或若干居住單元的集合)使用一個(gè)總的電表,每戶(hù)裝一個(gè)分電表,電力部門(mén)抄表員抄收總電表的電量,作為居民交付電費(fèi)的依據(jù)。居委會(huì)或物業(yè)管理部門(mén)還需去抄取各家電表的讀數(shù),按比例收取電費(fèi)。

這種用電管理模式,給居民帶來(lái)諸多不便,而且增加了管理人員的工作。1998年開(kāi)始在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)行電力城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造，使得電度表數(shù)量迅速增大，抄表的工作量就會(huì)越來(lái)越大，因此在電網(wǎng)改造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表是非常必要的，同時(shí)也是電能管理進(jìn)步的要求。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅電力部

門(mén)的抄表隊(duì)伍人數(shù)就數(shù)以萬(wàn)計(jì),且人為方式弊端多,工作效率低,給管理部門(mén)造成了人力、物力、時(shí)間上的極大浪費(fèi)。

為了適應(yīng)社會(huì)的需要,保證用戶(hù)安全、合理、方便地用電,對(duì)傳統(tǒng)的電表和用電的管理模式進(jìn)行改造,使之符合社會(huì)發(fā)展的需要就顯得很有必要。要實(shí)現(xiàn)電表集中自動(dòng)抄表,其前提是電表需首先實(shí)現(xiàn)智能化,這樣才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)出戶(hù),以達(dá)到集中抄表的目的。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表，就要使電度表具有遠(yuǎn)傳功能，而常用的電度表多為感應(yīng)式機(jī)械電度表，這種表具有運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但不具有遠(yuǎn)傳功能。

正是由于以上背景,智能電度表應(yīng)運(yùn)而生。所謂智能電度表,就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),通訊技術(shù)等,形成以智能芯片(如CPU)為核心,具有電功率計(jì)量計(jì)時(shí)、記費(fèi)、與上位機(jī)通訊、用電管理等功能的電度表。

1.2智能電度表的發(fā)展情況

1.2.1機(jī)電結(jié)合的電度表

第一類(lèi)機(jī)電結(jié)合的電度表,是在原有的機(jī)械表的基礎(chǔ)上,加裝電子式計(jì)數(shù)裝置和相應(yīng)的控制、通訊電路,或加上IC卡讀寫(xiě)接口以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量計(jì)費(fèi)和控制;其基本結(jié)構(gòu)是在原有機(jī)械電度表的轉(zhuǎn)盤(pán)上打孔或涂(貼)上能吸收光線的材料,通過(guò)光電轉(zhuǎn)換,將機(jī)械轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)變換成電脈沖信號(hào),再進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)數(shù)處理。這類(lèi)電度表由于其計(jì)量原理沒(méi)有改動(dòng),其計(jì)量精度和特性與機(jī)械表完全一樣,而成本相對(duì)較高,其優(yōu)勢(shì)在于能充分利用現(xiàn)已安裝使用中的大量的機(jī)械電度表,且其計(jì)量原理為大眾所熟悉而容易接受。

另一類(lèi)機(jī)電結(jié)合的電度表則是采用電子式計(jì)量電路在獲得數(shù)字式脈沖信號(hào)后,通過(guò)微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)字碼轉(zhuǎn)輪得到電能計(jì)數(shù)值,這種結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)潔可行的電子式電度表的方案,但遺憾的是其對(duì)計(jì)量電路的要求較高,即要求所有的表都按一個(gè)固定的比例將電能值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)數(shù)量的數(shù)字脈沖,才能按正確的速度驅(qū)動(dòng)微電機(jī)以轉(zhuǎn)動(dòng)字輪。這個(gè)比例就是所謂的電表常數(shù)(mp/kwH),由于電路中所用的決定脈沖速度的定時(shí)元件大都是參數(shù)離散性較大的阻容元件,為了保證電度表的計(jì)量精度和產(chǎn)品的一致性,就必須在生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)元件的篩選和對(duì)半成品的調(diào)校,也就是說(shuō)要增加相應(yīng)的人力物力的投入并要延長(zhǎng)生產(chǎn)周期,從而使電度表的生產(chǎn)費(fèi)用和成本有所增加。另外這種結(jié)構(gòu)的電度表在數(shù)據(jù)收集和用戶(hù)繳費(fèi)方式上與老式的機(jī)械表沒(méi)什么區(qū)別,應(yīng)屬淘汰產(chǎn)品。

1.2.2全電子式電度表

全電子式電度表則是當(dāng)今國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的一類(lèi)電度表,其采用先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)和專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的電能測(cè)量集成電路,具有計(jì)量精度高、可防止竊電、自身?yè)p耗低和可靠性高等特點(diǎn)。其中的一些型號(hào)還具有復(fù)式計(jì)費(fèi)功能。由于此類(lèi)電度表的用電量數(shù)據(jù)已經(jīng)數(shù)字化,可以很方便地與各種數(shù)據(jù)收集傳送電路配合組成自動(dòng)計(jì)量計(jì)費(fèi)的系統(tǒng),是現(xiàn)行家用電度表的換代產(chǎn)品,該類(lèi)產(chǎn)品的大量使用將節(jié)省供電部門(mén)大量的抄表計(jì)算工作,并能及時(shí)回收電費(fèi)(先付費(fèi)后用電),具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)于抄表方案,國(guó)內(nèi)近幾年流行以下幾種模式:

1）總線制集中抄表:電表部分采用智能電表,各戶(hù)智能電表信號(hào)線并接在一根總線上,總線連接到樓下轉(zhuǎn)接器,各樓轉(zhuǎn)接器與小區(qū)的集中器相連,由集中器集中供電。

2）電力載波抄表:電力載波集中抄表系統(tǒng)是直接利用現(xiàn)有低壓輸電線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募谐硐到y(tǒng),省去了鋪線工程,優(yōu)勢(shì)明顯。該系統(tǒng)集微電子技術(shù)、通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高新產(chǎn)品,具有高可靠且安裝簡(jiǎn)單等顯著特點(diǎn),廣泛適用于城市及農(nóng)村的電表、氣表抄收、計(jì)費(fèi)和監(jiān)控。但由于電力線是給用電設(shè)備傳送電能的,而不是用來(lái)傳送數(shù)據(jù)的,所以電力線對(duì)數(shù)據(jù)傳輸有許多限制:(1)配電變壓器對(duì)力載波信號(hào)有阻隔作用,所以電力載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送;(2)不同信號(hào)耦合方式對(duì)電力載波信號(hào)損失不同;(3)電力線存在本身固有的脈沖干擾。另外電力線上的高削減、高噪聲、高變形,使電力線成為一個(gè)不理想的通信媒介,但由于現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展,使電力線載波通信成為可能,其中數(shù)據(jù)信號(hào)的信噪比決定傳輸距離的遠(yuǎn)近。電力線載波通信的關(guān)鍵就是選用一個(gè)功能強(qiáng)大的電力線載波專(zhuān)用Modem芯片。

系統(tǒng)組成:

(1)遠(yuǎn)傳表。具有脈沖輸出的水表、電表、氣表、熱表等計(jì)量表為遠(yuǎn)傳表,其計(jì)量方式與傳統(tǒng)表一樣,不同的是在原基表上增加了脈沖輸出功能,每個(gè)脈沖代表一定的計(jì)量值。采集器通過(guò)遠(yuǎn)傳表脈沖輸出端口采集脈沖。

(2)采集器。我公司研制的采集器能同時(shí)采集水表、電表、氣表、熱表等輸出的脈沖信息,并將這些脈沖信息轉(zhuǎn)換成計(jì)量認(rèn)可的物理量,存儲(chǔ)在各采集器的存儲(chǔ)器中,通過(guò)管理微機(jī),可以查詢(xún)系統(tǒng)中任意一戶(hù)的耗能信息,并在管理微機(jī)的抄表等命令下將用戶(hù)信息上傳。

(3)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器的主要任務(wù)為:完成與采集器的數(shù)據(jù)通信工作,向采集器下達(dá)電量數(shù)據(jù)凍結(jié)命令,定時(shí)循環(huán)接收采集器的電量數(shù)據(jù)或根據(jù)系統(tǒng)要求接收某個(gè)電表或某組電表的數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)要求完成與主站的通訊,將用戶(hù)用電數(shù)據(jù)等主站需要的信息傳送到主站數(shù)據(jù)庫(kù)中。下行通道指的是轉(zhuǎn)換器與采集器之間的通信線路,主要有總線抄表系統(tǒng)、載波抄表系統(tǒng)和紅外抄表系統(tǒng)等三種方式。通信信道上行通道指的是轉(zhuǎn)換器與主站之間的通信線路,可以采用電話(huà)、無(wú)線、專(zhuān)線等通信介質(zhì)。

(4)系統(tǒng)管理軟件功能。系統(tǒng)管理軟件以通訊為基礎(chǔ),以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心,提供數(shù)據(jù)處理、查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表、備份等功能;采用面向?qū)ο蠛湍K化相結(jié)合的方法,靈活支持不同客戶(hù)的要求,如特殊格式報(bào)表,權(quán)限控制等;持客戶(hù)原有的管理系統(tǒng),可與其它管理軟件接口,提供數(shù)據(jù)接口和通訊接口,具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能;可同時(shí)管理多個(gè)小區(qū),對(duì)各小區(qū)設(shè)置通訊參數(shù);電表管理,設(shè)置電表的原始參數(shù)、地址、及其狀態(tài);費(fèi)率管理,可任意設(shè)置多種費(fèi)率,設(shè)置能源的單價(jià);用戶(hù)管理,管理和控制每戶(hù)的用量,管理用戶(hù)的結(jié)算式;實(shí)時(shí)抄表功能,系統(tǒng)可抄取各能源表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);費(fèi)用自動(dòng)計(jì)算,實(shí)現(xiàn)將公共能源損耗平均分?jǐn)偦虬幢壤謹(jǐn)偟矫繎?hù)并根據(jù)查表數(shù)據(jù)和單價(jià),自動(dòng)計(jì)算每產(chǎn)應(yīng)交費(fèi)用,以便向用戶(hù)收費(fèi);打印功能,打印各用戶(hù)費(fèi)用清單;查詢(xún)功能,可隨時(shí)查詢(xún)?nèi)我粦?hù)、任一單元全部住戶(hù)及整個(gè)小區(qū)內(nèi)所有住戶(hù)的耗能信息。

1.2.3無(wú)線抄表

無(wú)線抄表是利用空間的無(wú)線信道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的,這樣的抄表方式毋須置疑是最為簡(jiǎn)單、方便的抄表模式,甚至在最近建設(shè)部某通訊規(guī)約的討論稿中也初定了三表無(wú)線抄表使用的無(wú)線電頻點(diǎn),但無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸存在著在建筑物對(duì)無(wú)線電信號(hào)的反射、吸收等作用下,信號(hào)傳輸不穩(wěn)定的問(wèn)題,另外表具安裝位置、空間抗擾等也對(duì)其穩(wěn)定工作有較大影響,同時(shí)無(wú)

線電表產(chǎn)品自身也存在功耗等問(wèn)題,因此該模式概念上雖然都很好,但真正大面積推廣應(yīng)用還有相當(dāng)?shù)臍v程。

舊的事物消亡,新的事物產(chǎn)生,是辯證唯物主義發(fā)展觀中事物發(fā)展規(guī)律必然趨勢(shì),同樣智能電表的發(fā)展是也是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步而必然前進(jìn)的,市場(chǎng)的需求也進(jìn)一步推動(dòng)了該產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步,因此,無(wú)論各地的用電管理部門(mén)還是智能電表生產(chǎn)廠家,都迫切需要有一個(gè)規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn),以使目前的電表行業(yè)早日步入規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展道路。

1.3本設(shè)計(jì)電度表的主要特點(diǎn)

本設(shè)計(jì)電度表是在機(jī)械式電度表的基礎(chǔ)上加入了微處理單元電子電路，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)抄表，同機(jī)械式電度表相比，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1）電度表的窗口值完全復(fù)制

微處理單元能將電度表的窗口值完全復(fù)制，即內(nèi)存單元中的讀數(shù)值與該表計(jì)數(shù)器窗口顯示值無(wú)差。該特點(diǎn)優(yōu)于任何一種以脈沖式電度表。因?yàn)槊}沖累計(jì)式的產(chǎn)品不可避免地丟漏脈沖而產(chǎn)生誤差。

2）無(wú)需設(shè)置初值

任何一類(lèi)脈沖表，開(kāi)始工作時(shí)都不可避免要設(shè)置初使值，每當(dāng)搶修、停電（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）、核表等都如此，而本產(chǎn)品不需要。因而大大地方便了電度表的安裝與使用。

3）可靠的計(jì)量性能

因不改變?cè)頊y(cè)量電路及元件，僅對(duì)其機(jī)械計(jì)數(shù)器進(jìn)行光電編碼，復(fù)制計(jì)數(shù)器窗口值，這樣就保證了原基表的測(cè)量精度。

4）方便的召喚讀出方式

當(dāng)上位機(jī)下發(fā)讀表指令時(shí)，微處理單元校核指令正確后讀表，通過(guò)RS-485上發(fā)窗口值，這樣即取即讀，節(jié)約了通道資源，同時(shí)保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

5）功耗少

因采用了召喚讀出方式，且處理單元所用芯片為低功耗CMOS電路，所以未召喚讀表時(shí)，編碼器不加電，耗能極低。

2.智能電度表的硬件設(shè)計(jì)

2.1工作原理

此智能電度表的技術(shù)核心部分是對(duì)感應(yīng)式機(jī)械電度表的機(jī)械計(jì)數(shù)器直讀并遠(yuǎn)傳，它由以光電器件為核心的偏碼器和以單片機(jī)為核心的處理器兩部分組成。

編碼器就是對(duì)原有的機(jī)械計(jì)數(shù)器進(jìn)行改造，加裝光電編碼裝置，它由底板和垂直插板構(gòu)成，計(jì)數(shù)器的字鼓上開(kāi)有兩個(gè)不同型狀的透光孔，在立板的電路上焊有對(duì)稱(chēng)分布放置的發(fā)射及接收微封裝光電耦合對(duì)管。這樣

當(dāng)計(jì)數(shù)器的字鼓置于兩個(gè)立片之間時(shí)，就能根據(jù)發(fā)射接收對(duì)管和字鼓上透光孔相對(duì)位置的變化編制出不同的二進(jìn)制碼。

處理器以單片機(jī)為核心的電路構(gòu)成。CPU通過(guò)串行接口收到的遠(yuǎn)端上位機(jī)下發(fā)的讀表命令后，它逐位讀取各位計(jì)數(shù)器字鼓對(duì)應(yīng)的接收管的電壓（每個(gè)字鼓有五對(duì)發(fā)射接收對(duì)管），據(jù)電壓的不同按照特定的編碼原則，把每個(gè)字鼓上的窗口值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的BCD碼。并通過(guò)RS-485送出讀數(shù)值。

由于選用了具有內(nèi)置程序存貯器和串行通訊口的89C2051單片機(jī)，使得電路得到很大的簡(jiǎn)化，體積也相對(duì)地減小，可以在不改動(dòng)電度表內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上把微處理單元安裝于電度表內(nèi)，達(dá)到計(jì)量不出表。從而提高了計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性。另外，還可用程序追蹤判定讀數(shù)正誤，更提高了計(jì)數(shù)器的數(shù)值讀數(shù)的準(zhǔn)確度。當(dāng)CPU通過(guò)RS-485收到上位機(jī)發(fā)出的讀表命令時(shí)，把命令中的地址碼與從X25045中讀出的本表地址碼比較，當(dāng)其一致時(shí)開(kāi)始讀表；首先把CPU的P1.7置低電平，選通TLC549，使放大的電流加到電度表計(jì)數(shù)器中的發(fā)射管；通過(guò)P1.0、P1.1、P1.2和P1.3分時(shí)選通每片CD4051，而通過(guò)P1.4、P1.5和P1.6實(shí)現(xiàn)CD4051的八選一，這樣就可以把30路接收管的電壓分時(shí)加至TLC549的模入端，CPU從TLC549讀入對(duì)應(yīng)的數(shù)字量；然后再置P1.7為高電平，停止讀表。把采集到的值經(jīng)過(guò)特定的編碼方式進(jìn)行編碼、查表，可確定電度表計(jì)數(shù)器的示值。通過(guò)RS-485把本次的讀表示值上傳給上位機(jī)，完成本次的讀表操作。

2.2硬件電路設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)智能電度表的硬件電路設(shè)計(jì)部分中，CPU采用了單片機(jī)AT89C2051。單片機(jī)89C2051是20腳雙列直插且具有2K字節(jié)的FlashMemory作為程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)的內(nèi)部RAM，P3口是雙功能端口。

4片CD4051組成輸入信號(hào)選擇電路，接收來(lái)自30只接收管的電壓信號(hào)。

30路信號(hào)選通進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器TLC549，TLC549是8腳雙列直插的八位串行A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間是17us，I/O時(shí)鐘頻率可達(dá)1.1MHz。

SN75LBC184是具有瞬變電壓抑制的RS-485收發(fā)器,能防雷電和抗靜電作用,具有熱關(guān)斷保護(hù)；總線上可掛64個(gè)收發(fā)器,傳送數(shù)據(jù)速率在100kbit/S時(shí)通信距離可達(dá)1200m。

X25045是可編程看門(mén)狗監(jiān)控E2PROM，它把可編程看門(mén)狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控和E2PROM組合在單一封裝之內(nèi)；外部I/O采用串行操作，512X8位串行E2PROM，本機(jī)用于存放本表的地址號(hào)；看門(mén)狗定時(shí)器有1.4S、60mS、200mS可選。電壓監(jiān)控在電源電壓低至1V時(shí)，復(fù)位信號(hào)有效。

硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1

圖2.1微處理單元硬件結(jié)構(gòu)

2.2.1本設(shè)計(jì)核心芯片89C2051

ATMEL89系列單片機(jī)是ATMEL公司的8位Flash單片機(jī)系列。這個(gè)系列單片機(jī)的最大特點(diǎn)就是在片內(nèi)含有Flash存儲(chǔ)器，因此，有著十分廣泛的用途，特別是在便攜式、省電和特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得尤為適用。

在小型控制系統(tǒng)中，活躍著89C2051單片機(jī)這類(lèi)簡(jiǎn)單適用的微處理器。它不僅包括了運(yùn)算器和控制器，還有小規(guī)模的存儲(chǔ)器以及輸入輸出接口。可以獨(dú)立地完成數(shù)據(jù)的采集、處理，與儀表或PC機(jī)進(jìn)行串行通訊或接受儀表發(fā)送的數(shù)據(jù)。

89系列單片機(jī)是以8031技術(shù)為核心構(gòu)成的器件。所以，它和8051系列單片機(jī)是完全兼容的系列產(chǎn)品。這個(gè)系列對(duì)于以8051為核心的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是十分容易進(jìn)行取代和構(gòu)造的。因此，用89系列單片機(jī)取代8051的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是輕而易舉的事。采用89C2051芯片作為中央處理芯片，由于該單片機(jī)采用靜態(tài)時(shí)鐘方式，所以節(jié)省電能，這對(duì)于降低產(chǎn)品的功耗十分有用。

對(duì)于一般的OTP產(chǎn)品，一旦錯(cuò)誤編程就成了廢品。而89C2051芯片內(nèi)部采用了Flash存儲(chǔ)器：89C2051芯片是一個(gè)帶有2kBFlash可編程、可擦除只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）的低壓、高性能8位CMOS微型計(jì)算機(jī)。

因而，在89C2051芯片的使用過(guò)程中，錯(cuò)誤編程之后仍可以重新編程，直到正確為止，故不存在廢品。可以反復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)。每次試驗(yàn)可以編入不同的程序，這樣可以保證用戶(hù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)。而且隨著用戶(hù)的需要和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，還可以不斷地進(jìn)行修改，使系統(tǒng)能夠不斷追隨用戶(hù)的最新要求，與時(shí)俱進(jìn)。在一般情況下，可以重新使用1000次左右。

它采用了ATMEL的高密非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。通過(guò)在單塊芯片上組合通用的CPL和Flash存儲(chǔ)器，使89C2051成為一款強(qiáng)勁的微型計(jì)算機(jī)。它為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了高度靈活和成本低的解決辦法。

1)89C2051芯片

89C2051芯片除提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：2kBFlash存儲(chǔ)器；128字節(jié)RAM；它還具有15條1/0引線；2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；1個(gè)5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)；1個(gè)全雙工串行口；1個(gè)精密模擬比較器以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。此外，89C2051是用可降到0頻率的靜態(tài)邏輯操作設(shè)計(jì)的，并支持兩種可選的軟件節(jié)電工作方式。空閑方式停止CPU工作，但允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁止所有其他部件的工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。

主要性能參數(shù)：

·MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容

·2K字節(jié)可重擦寫(xiě)閃速存儲(chǔ)器

·1000次擦寫(xiě)周期

·2.7—6V的工作電壓范圍

·全靜態(tài)操作：0HZ—24MHZ

·兩極加密程序存儲(chǔ)器

·128×8字節(jié)內(nèi)部RAM

·15個(gè)可編程I/O口線

·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

·6個(gè)中斷源

·可編程串行UART通道

·可直接驅(qū)動(dòng)LED的輸出端口

·內(nèi)置一個(gè)模擬比較器

·低功耗空閑和掉電模式

AT89C2051的引腳結(jié)構(gòu)如圖2.2

圖2.289C2051引腳結(jié)構(gòu)

引腳功能:

·VCC電源電壓

·GND地

·P1口：P1口是一組8位雙相I/O口，P1.2—P1.7提供內(nèi)部上拉電阻主要是考慮它們分別是內(nèi)部精密比較器的同相輸入端（AINO）和反相輸入端（AIN1），如果需要應(yīng)在外部接上拉電阻。Pl口輸出緩沖器可吸收20M電流并可直接驅(qū)動(dòng)LED。當(dāng)P1口引腳寫(xiě)入“1”時(shí)可作輸入端，當(dāng)引腳Pl.2-Pl.7用作輸入并被外部拉低時(shí)，它們將因內(nèi)部的上拉電阻而輸出電流。

·P3口接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。

·RST:復(fù)位輸入。RST引腳一旦變成兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平，所有的I/O口都將復(fù)制到“1"(高電平)狀態(tài)，當(dāng)振蕩器正在工作時(shí)，持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平便可完成復(fù)位，每個(gè)機(jī)器周期為12個(gè)振蕩時(shí)鐘周期。

·XTALl:振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。

·XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。

振蕩器特征：

XTAL1,XTAL2為片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，如下圖所示。可采用石英晶體或陶瓷振蕩器組成時(shí)鐘振蕩器，如需從外部輸入時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)AT89C2051，時(shí)鐘信號(hào)從XTAL1輸入，XTAL2應(yīng)懸空。由于輸入到內(nèi)部電路是經(jīng)過(guò)一個(gè)2分頻觸發(fā)器，所以輸入的外部時(shí)鐘信號(hào)無(wú)需特殊要求，但它必須符合電平的最大值和最小值及時(shí)序規(guī)范。

2)AT89C2051指令的約束條件：

AT89C2051是經(jīng)濟(jì)型低價(jià)位的微控制器，它含有2k字節(jié)的Flash閃速程序存儲(chǔ)器，指令系統(tǒng)與MCS-51完全兼容，可使用MCS-51指令系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行編程。但是在使用某些有關(guān)指令進(jìn)行編程時(shí)，須注意一些事項(xiàng)和跳轉(zhuǎn)或分支有關(guān)的指令有一定的空間約束，使目的地址能安全落在AT89C2051的2k字節(jié)的物理程序存儲(chǔ)器空間內(nèi)。對(duì)于2k字節(jié)存儲(chǔ)器的AT89C2051來(lái)說(shuō)，LJMP7EOH是一條有效指令，而LJMP900H則為無(wú)效指令。

(1)分支指令

對(duì)于LCALL,LJMP,ACALL,AJMP,SJMP,JMP@A+DPTR等指令，只要記住這些分支指令的目的地址在程序存儲(chǔ)器大小的物理范圍(AT89C2051程序地址空間為:OOOH-7FFH單元)，這些無(wú)條件分支指令就會(huì)正確執(zhí)行，超出物理空間的限制會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)知的程序出錯(cuò)。

CJNE[……],DJNZ[……],JB,JNB,JC,JNC,JBC,JZ,JNZ等這些條件轉(zhuǎn)移指令的使用與上述原則一樣，同樣，超出物理空間的限制也會(huì)引起不可預(yù)知的程序出錯(cuò)。至于中斷的使用，80C51系列硬件結(jié)構(gòu)中已保留標(biāo)準(zhǔn)中斷服務(wù)子程序的地址。

(2）與MOVX相關(guān)的指令，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

AT89C2051包含128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這樣，AT89C2051的堆棧深度局限于內(nèi)部RAM的128字節(jié)范圍內(nèi)，它既不支持外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)，也不支持外部程序存儲(chǔ)器的執(zhí)行，因此程序中不應(yīng)有MOVX[……指令。一般的80C51匯編器即使在違反上述指令約束而寫(xiě)入指令時(shí)仍對(duì)指令進(jìn)行匯編，用戶(hù)應(yīng)了解正在使用的AT89C2051微控制器的存儲(chǔ)器物理空間和約束范圍，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整所使用的指令尋址范圍以適應(yīng)AT89C2051。

AT89C2051可使用對(duì)芯片上的兩個(gè)加密位進(jìn)行編程(P)或不編程(U)來(lái)得到，功能如表2.3所示

表2.3

空閑模式:

在空閑模式下，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時(shí)，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。空閑模式可由任何允許的中斷請(qǐng)求或硬件復(fù)位終止。P1.0和P1.1在不使用外部上拉電阻的情況下應(yīng)設(shè)置為“0",或者在使用上拉電阻的情況下設(shè)置為“1"

應(yīng)注意的是:在用硬件復(fù)位終止空閑模式時(shí)，AT89C2051通常從程序停止一直到內(nèi)部復(fù)位獲得控制之前的兩個(gè)機(jī)器周期處恢復(fù)程序執(zhí)行。在這種情況下片內(nèi)硬件禁止對(duì)內(nèi)部RAM的讀寫(xiě)，但允許對(duì)端口的訪問(wèn)，要消除硬件復(fù)位終止空閑模式對(duì)端口意外寫(xiě)入的可能，原則上進(jìn)入空閑模式指令的下一條指令不應(yīng)對(duì)端口引腳或外部存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn)。

掉電模式:

在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM中的內(nèi)容，在Vcc恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無(wú)效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。P1.0和P1.1在不使用外部上拉電阻的情況下應(yīng)設(shè)置為“0",或者在使用外部上拉電阻時(shí)應(yīng)設(shè)為“1"。

2.2.2A/D轉(zhuǎn)換器TLC549

TLC549是以8位開(kāi)關(guān)電容逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器為基礎(chǔ)而構(gòu)造的CMOSA/D轉(zhuǎn)換器。它設(shè)計(jì)成能通過(guò)3態(tài)數(shù)據(jù)輸出與微處理器或設(shè)備串行接口。TLC549僅用輸入/輸出時(shí)鐘和芯片選擇輸入作數(shù)據(jù)控制。TLC549的I/OCLOCK輸入頻率最高可達(dá)1.1MHz。

TLC549的使用與較復(fù)雜的TLC540和TLC541非常相似；不過(guò)，TLC549提供了片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘，它通常工作在4MHz且不需要外部元件。片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘使內(nèi)部器件的操作獨(dú)立于串行輸入/輸出端的時(shí)序并允許TLC549象許多軟件和硬件所要求的那樣工作。I/OCLOCK和內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘一起可以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳送，對(duì)于TLC549為每秒40,000次的轉(zhuǎn)換速度。TLC549的其他特點(diǎn)包括通用控制邏輯，可自動(dòng)工作或在微處理器控制下工作的片內(nèi)采樣-保持電路，具有差分高阻抗基準(zhǔn)電壓輸入端，易于實(shí)現(xiàn)比率轉(zhuǎn)換（ratiometricconversion）、定標(biāo)（scaling）以及與邏輯和電源噪聲隔離的電路。整個(gè)開(kāi)關(guān)電容逐次逼近轉(zhuǎn)換器電路的設(shè)計(jì)允許在小于17μs的時(shí)間內(nèi)以最0±0.5最低有效位（LSB）的精度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。

2.2.3看門(mén)狗監(jiān)控器的選擇X25045

看門(mén)狗電路一般有軟件看門(mén)狗和硬件看門(mén)狗兩種。軟件看門(mén)狗不需外接硬件電路，但系統(tǒng)需要出讓一個(gè)定時(shí)器資源，這在許多系統(tǒng)中很難辦到，

而且若系統(tǒng)軟件運(yùn)行不正常，可能導(dǎo)致看門(mén)狗系統(tǒng)也癱瘓。硬件看門(mén)狗是真正意義上的“程序運(yùn)行監(jiān)視器”，如計(jì)數(shù)型的看門(mén)狗電路通常由555多諧振蕩器、計(jì)數(shù)器以及一些電阻、電容等組成，分立元件組成的系統(tǒng)電路較為復(fù)雜，運(yùn)行不夠可靠。

1)X25045芯片

X25045是美國(guó)Xicor公司的生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化8腳集成電路，它將EEPROM、看門(mén)狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個(gè)芯片之內(nèi)，大大簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對(duì)印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機(jī)芯片。

X25045引腳如圖2-4所示。

圖2.4X25045引腳結(jié)構(gòu)

其引腳功能如下

CS：片選擇輸入；SO：串行輸出，數(shù)據(jù)由此引腳逐位輸出；SI：串行輸入，數(shù)據(jù)或命令由此引腳逐位寫(xiě)入X25045；SCK：串行時(shí)鐘輸入，其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫(xiě)入，下降沿將數(shù)據(jù)輸出；WP：寫(xiě)保護(hù)輸入。當(dāng)它低電平時(shí)，寫(xiě)操作被禁止；Vss：地；Vcc：電源電壓；RESET：復(fù)位輸出。

X25045在讀寫(xiě)操作之前，需要先向它發(fā)出指令，指令名及指令格式如表2.5所示。

表2.5X25045指令及其含義

指令名指令格式操作

WREN00000110設(shè)置寫(xiě)使能鎖存器（允許寫(xiě)操作）

WRDI00000100復(fù)位寫(xiě)使能鎖存器（禁止寫(xiě)操作）

RDSR00000101讀狀態(tài)寄存器

WRSR00000001寫(xiě)狀態(tài)寄存器

READ0000A8011把開(kāi)始于所選地址的存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)讀出

WRITE0000A8010把數(shù)據(jù)寫(xiě)入開(kāi)始于所選地址的存儲(chǔ)器

2)X25045看門(mén)狗電路設(shè)計(jì)

X25045芯片內(nèi)包含有一個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器，可通過(guò)軟件預(yù)置系統(tǒng)的監(jiān)控時(shí)間。在看門(mén)狗定時(shí)器預(yù)置的時(shí)間內(nèi)若沒(méi)有總線活動(dòng)，則X25045將從RESET輸出一個(gè)高電平信號(hào)，經(jīng)過(guò)微分電路C2、R3輸出一個(gè)正脈沖，使CPU復(fù)位。圖2電路中，CPU的復(fù)位信號(hào)共有3個(gè)：上電復(fù)位(C1、R2)，人工復(fù)位(S、R1、R2)和Watchdog復(fù)位(C2、R3)，通過(guò)或門(mén)綜合后加到RESET端。C2、R3的時(shí)間常數(shù)不必太大，有數(shù)百微秒即可，因?yàn)檫@時(shí)CPU的振蕩器已經(jīng)在工作。

看門(mén)狗定時(shí)器的預(yù)置時(shí)間是通過(guò)X25045的狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位來(lái)設(shè)定的。X25045狀態(tài)寄存器共有6位有含義，其中WD1、WD0和看門(mén)狗電路有關(guān)，其余位和EEPROM的工作設(shè)置有關(guān)。如表2.6所示。

表2.6X25045狀態(tài)寄存器

D7

D6D5D4D3D2D1D0

X

XWD1WD0BL1BL0WELWIP

WD1＝0，WD0=0，預(yù)置時(shí)間為1.4s。WD1＝0，WD0=1，預(yù)置時(shí)間為0.6s。WD1＝1，WD0=0，預(yù)置時(shí)間為0.2s。WD1＝1，WD0=1，禁止看門(mén)狗工作。

看門(mén)狗電路的定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短可由具體應(yīng)用程序的循環(huán)周期決定，通常比系統(tǒng)正常工作時(shí)最大循環(huán)周期的時(shí)間略長(zhǎng)即可。編程時(shí)，可在軟件的合適地方加一條喂狗指令，使看門(mén)狗的定時(shí)時(shí)間永遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)置時(shí)間，系統(tǒng)就不會(huì)復(fù)位而正常工作。當(dāng)系統(tǒng)跑飛，用軟件陷阱等別的方法無(wú)法捕捉回程序時(shí)，則看門(mén)狗定時(shí)時(shí)間很快增長(zhǎng)到預(yù)置時(shí)間，迫使系統(tǒng)復(fù)位。X25045的看門(mén)狗電路使用十分方便。X25045內(nèi)部還集成了512BEEPROM和電壓運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)，只需這樣一塊芯片，外加晶振和復(fù)位電路就可以組成單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)，非常適合于便攜式儀器和嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3)軟件看門(mén)狗技術(shù)

我們知道看門(mén)狗的作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)，或者說(shuō)程序跑飛。硬件看門(mén)狗是利用了一個(gè)定時(shí)器，來(lái)監(jiān)控主程序的運(yùn)行，也就是說(shuō)在主程序的運(yùn)行過(guò)程中，我們要在定時(shí)時(shí)間到之前對(duì)定時(shí)器進(jìn)行復(fù)位如果出現(xiàn)死循環(huán)，或者說(shuō)PC指針不能回來(lái)。那么定時(shí)時(shí)間到后就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。

軟件看門(mén)狗技術(shù)的原理和這差不多，只不過(guò)是用軟件的方法實(shí)現(xiàn)，我們還是以51系列來(lái)講，我們知道在51單片機(jī)中有兩個(gè)定時(shí)器，我們就可以用這兩個(gè)定時(shí)器來(lái)對(duì)主程序的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。我們可以對(duì)T0設(shè)定一定的定時(shí)時(shí)間，當(dāng)產(chǎn)生定時(shí)中斷的時(shí)候?qū)σ粋€(gè)變量進(jìn)行賦值，而這個(gè)變量在主程序運(yùn)行的開(kāi)始已經(jīng)有了一個(gè)初值，在這里我們要設(shè)定的定時(shí)值要小于主程序的運(yùn)行時(shí)間，這樣在主程序的尾部對(duì)變量的值進(jìn)行判斷，如果值發(fā)生了預(yù)期的變化，就說(shuō)明T0中斷正常，如果沒(méi)有發(fā)生變化則使程序復(fù)位。對(duì)于T1我們用來(lái)監(jiān)控主程序的運(yùn)行，我們給T1設(shè)定一定的定時(shí)時(shí)間，在主程序中對(duì)其進(jìn)行復(fù)位，如果不能在一定的時(shí)間里對(duì)其進(jìn)行復(fù)位，T1的定時(shí)中斷就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。在這里T1的定時(shí)時(shí)間要設(shè)的大于主程序的運(yùn)行時(shí)間，給主程序留有一定的的裕量。而T1的中斷正常與否我們?cè)儆蒚0定時(shí)中斷子程序來(lái)監(jiān)視。這樣就夠成了一個(gè)循環(huán)，T0監(jiān)視T1，T1監(jiān)視

主程序，主程序又來(lái)監(jiān)視T0，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2.4通訊總線的選擇RS-485總線

1)RS-485通訊標(biāo)準(zhǔn)

RS-485是美國(guó)電氣工業(yè)聯(lián)合會(huì)(EIA)制定的利用平衡雙絞線作傳輸線的多點(diǎn)通訊標(biāo)準(zhǔn)。它采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸，最大傳輸距離可以達(dá)到1.2km，最大可連接32個(gè)驅(qū)動(dòng)器和收發(fā)器，接收器最小靈敏度可達(dá)士200mV。由此可見(jiàn)，RS-485通訊協(xié)議正是針對(duì)遠(yuǎn)距離、高靈敏度、多點(diǎn)通訊制定的標(biāo)準(zhǔn)。

RS-485通訊標(biāo)準(zhǔn)允許在電路中可以有多個(gè)發(fā)送器。它允許一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載設(shè)備，負(fù)載設(shè)備可以是被動(dòng)發(fā)送器、接收器或收發(fā)器組合單元。RS-485在一對(duì)平衡傳輸?shù)膬啥硕寂渲媒K端匹配電阻，其發(fā)送器、接收器、組合收發(fā)器可以?huà)煸谄胶鈧鬏斁€的任何位置，實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸中多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器共用同一傳輸線的應(yīng)用。

在自動(dòng)化領(lǐng)域，隨著分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展，迫切需要一種總線能適合遠(yuǎn)距離的數(shù)字通信。在RS-422標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，EIA研究出了一種支持多節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離和接收高靈敏度的RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)。RS-485標(biāo)準(zhǔn)采有用平衡式發(fā)送，差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來(lái)驅(qū)動(dòng)總線，具體規(guī)格要求：

（1）接收器的輸入電阻RIN≥12kΩ

（2）驅(qū)動(dòng)器能輸出±7V的共模電壓

（3）輸入端的電容≤50pF

（4）輸出電壓1.5V（終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關(guān)）

（5）接收器的輸入靈敏度為200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信號(hào)“0”（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信號(hào)“1”）

因?yàn)镽S-485的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)（32個(gè)）以及傳輸線成本低的特性，使得EIARS-485成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標(biāo)準(zhǔn)。

2)異步串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)與RS—485標(biāo)準(zhǔn)總線

集控器與分機(jī)間數(shù)據(jù)通信必然要使用異步串行通信接口，標(biāo)準(zhǔn)的異步串行通信接口主要有(l)RS—232C、RS—232E；(2)RS—449(RS—422、RS—423、RS—485)；(3)20毫安電流環(huán)(4)USB通用接口。

其中RS—449和20毫安電流環(huán)可用于中長(zhǎng)距離通信。為保證可靠數(shù)據(jù)通信，在選用通信接口標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，須注意兩點(diǎn)；一是通信速度和通信距離，二是抗干擾能力。通常的串行通信接口的電氣特性，都有滿(mǎn)足可靠傳輸時(shí)的最大傳輸速率和最大傳輸距離指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)之間具有相關(guān)性，適當(dāng)?shù)亟档蛡鬏斔俾士商岣邆鬏斁嚯x，反之亦然。串行通信接口在保證不超過(guò)其使用范圍時(shí)都有一定的抗干擾能力，但在某些環(huán)境中，干擾往往十分惡劣，因此在選擇通信介質(zhì)、接口標(biāo)準(zhǔn)時(shí)要注意其抗干擾能力，并采取必要的抗干擾措施。

例如，在中遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，使用RS—422能有效抑制共模信號(hào)干擾；使用加毫安電流環(huán)技術(shù)，可大大降低對(duì)噪聲的敏感程度。提高有線基帶傳輸距離的有效技術(shù)有:

(l)降低波特率。

信號(hào)的衰減與信號(hào)頻率有很大關(guān)系，降低波特率可減小衰減，使通信距離增大，但卻同時(shí)降低了系統(tǒng)控制的反應(yīng)速度。

(2)加粗通信線直徑。

選用線徑粗的傳輸線可以有效地減小傳輸衰減，但勢(shì)必增加成本。

(3)增大發(fā)送端驅(qū)動(dòng)電壓和電流。

選用輸出電壓和電流較大的驅(qū)動(dòng)器芯片，可明顯增大通信距離。

(4)提高接收端靈敏度。

(5)采用中繼方式。

對(duì)于第一種異步串行通信接口，RS—232C使用廣泛，但缺陷明顯。采用RS—232C標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其所用的驅(qū)動(dòng)器和接收器芯片采用的是單端電路，易引入附加電平：一是來(lái)自于干擾，二是由于兩端地電平不同而導(dǎo)致接收器產(chǎn)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)輸出。

RS—232C規(guī)定最大負(fù)載電容為2500PF，這個(gè)電容限制了傳輸距離和傳輸速率，且TTL/RS—232C轉(zhuǎn)換電路屬非平衡電壓型線電路，不具有抗共模干擾特性，如果TTL電平信號(hào)直接進(jìn)行有線傳輸，由于受信號(hào)反射波噪聲、信號(hào)階躍失真、信號(hào)幅度衰減等多種不利因素的影響，其有效傳輸距離非常有限，通常最大不過(guò)十幾米。故在一般情況下，RS—232C只用于短距通信(15米內(nèi))。若要遠(yuǎn)距通信，需加MODEM。可以看出，要實(shí)現(xiàn)中長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸，可采用RS—449和20毫安電流環(huán)。20毫安電流環(huán)是將電壓信號(hào)通過(guò)光耦隔離轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，廣泛應(yīng)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊中，但是用電流環(huán)實(shí)現(xiàn)總線式點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信卻比較困難，這是因?yàn)殡娏鳝h(huán)是靠電流傳送信號(hào)的，輸入阻抗低，線路的損耗也較大，這樣，很難保證最遠(yuǎn)端的節(jié)點(diǎn)正確接收到信息。當(dāng)然，在一定的條件下用電流環(huán)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)

的通信也是可以的，但距離只能限制在2.5公里以?xún)?nèi)，更重要的是若用電流環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)總線網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)容量非常有限，例如在一個(gè)有32個(gè)分機(jī)節(jié)點(diǎn)的總線網(wǎng)內(nèi)，集控器向所有分機(jī)發(fā)送信號(hào)時(shí)，其信號(hào)電流大小至少為32*0.02=0.64安，產(chǎn)生這樣大的電流對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)要求過(guò)高。

鑒于RS—232C的缺陷，制定了RS—449標(biāo)準(zhǔn)。RS—449標(biāo)準(zhǔn)與RS—232C兼容，但增加了許多內(nèi)容，可支持較高的數(shù)據(jù)傳送速率、較遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳送距離，提供平衡電路改進(jìn)接口的電氣特性等等。RS—423/422標(biāo)準(zhǔn)是RS—449的子集，RS—422A是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”標(biāo)準(zhǔn)，采用雙絞線傳送信號(hào)，通過(guò)傳輸線驅(qū)動(dòng)器，把邏輯電平變換成電位差，完成始端的信息傳送；通過(guò)傳輸線接收器，把電位差變換成邏輯電平，完成終端的信息接收。

而RS—485是RS—422A的變型，同樣使用專(zhuān)用的接收、發(fā)送芯片，這種類(lèi)型的芯片一般是差分平衡式的，即采用差分式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，提高了抗共模干擾的能力，因此傳輸距離可達(dá)1200米左右，非常適合于本系統(tǒng)。RS—485是一種多發(fā)送器的標(biāo)準(zhǔn)，它擴(kuò)展了RS—422A的性能，允許雙絞線上一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)32個(gè)負(fù)載設(shè)備。負(fù)載設(shè)備可以是接收器或收發(fā)器。RS—485每個(gè)通道要用兩條信號(hào)線，如果其中一條是邏輯“1”狀態(tài)，另一條就是邏輯“0”狀態(tài)。RS—485電路由發(fā)送器、平衡連結(jié)電纜、電纜終端負(fù)載、接收器幾部分組成。驅(qū)動(dòng)器輸出為±2~12V，接收器可檢測(cè)到的輸入信號(hào)電平可低到200mV。

平衡驅(qū)動(dòng)器的兩個(gè)輸出端分別為+Vl和—Vl，故差分接收器的輸入信號(hào)電壓V2=+VI—(—VI)=2VI，兩者間不共地，這樣既可削弱干擾的影響，又可獲得更長(zhǎng)的傳輸距離及允許更大的信號(hào)衰減。可用于RS—485總線網(wǎng)差分平衡收發(fā)的芯片有MC3486/MC3487、MAX48X/49X系列、MAX148OA/1480B等，本系統(tǒng)采用差分平衡收發(fā)芯片MAX489完成集控器與分機(jī)間數(shù)據(jù)通信。MAX48X/49X是MAXIM公司生產(chǎn)的適用于RS—422/RS—485標(biāo)準(zhǔn)的差分平衡收發(fā)芯片系列，其中MAX488~491可用于全雙工通信，其余僅能用于半雙工通信。使用MAX489組成的全雙工總線通信網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)上最大可掛32個(gè)收發(fā)站。

在差分平衡系統(tǒng)中，一般采用雙絞線做為信號(hào)傳輸線。由于雙絞線在長(zhǎng)度、方向上完全對(duì)稱(chēng)，因此它們受到的外界干擾程度完全相同，干擾信號(hào)以共模形式出現(xiàn)。在接收器的輸入端共模干擾受到抑制，所以可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的可靠傳送。

另外，信號(hào)在傳輸線上傳送，若遇到阻抗不連續(xù)的情況，會(huì)出現(xiàn)反射現(xiàn)象，從而影響信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳送，因此必須采用電阻匹配的方法來(lái)消除反射。雙絞線的特性阻抗一般為110~130Ω。通常在傳輸線末端接120Ω的電阻，進(jìn)行阻抗匹配。

3)影響RS-485總線通訊速度和通信可靠性的三個(gè)因素

(1)在通信電纜中的信號(hào)反射

在通信過(guò)程中，有兩種信號(hào)因?qū)е滦盘?hào)反射：阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。阻抗不連續(xù)，信號(hào)在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒(méi)有，信號(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引起反射，如圖1所示。這種信號(hào)反射的原理，與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的。消除這種反射的方法，就必須在電纜的末端跨接一個(gè)與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻，使電纜的阻抗連續(xù)。由于信號(hào)在電纜上的傳輸是雙向的，因此，在通訊電纜的另一端可跨接一個(gè)同樣大小的終端電阻。

從理論上分析，在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻，就再也不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)反射現(xiàn)象。但是，在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中，由于傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等應(yīng)用環(huán)境有關(guān)。特性阻抗不可能與終端電阻完全相等，因此或多或少的信號(hào)反射還會(huì)存在。

引起信號(hào)反射的另個(gè)原因是數(shù)據(jù)收發(fā)器與傳輸電纜之間的阻抗不匹配。這種原因引起的反射，主要表現(xiàn)在通訊線路處在空閑方式時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂。信號(hào)反射對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懀瑲w根結(jié)底是因?yàn)榉瓷湫盘?hào)觸發(fā)了接收器輸入端的比較器，使接收器收到了錯(cuò)誤的信號(hào)，導(dǎo)致CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤或整個(gè)數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤。

在信號(hào)分析，衡量反射信號(hào)強(qiáng)度的參數(shù)是RAF（RefectionAttenuationFactor反射衰減因子）。

它的計(jì)算公式如式（2-1）

RAF=20lg(Vref/Vinc)（2-1）

式中：Vref—反射信號(hào)的電壓大小；Vinc—在電纜與收發(fā)器或終端電阻連接點(diǎn)的入射信號(hào)的電壓大小。具體的測(cè)量方法如圖3所示。例如，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得2.5MHz的入射信號(hào)正弦波的峰-峰值為+5V，反射信號(hào)的峰-峰值為+0.297V，則該通訊電纜在2.5MHz的通訊速率時(shí)，它的反射衰減因子為：

RAF=20lg(0.297/2.5)=-24.52dB（2-2）

要減弱反射信號(hào)對(duì)通訊線路的影響，通常采用噪聲抑制和加偏置電阻的方法。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于比較小的反射信號(hào)，為簡(jiǎn)單方便，經(jīng)常采用加偏置電阻的方法。在通訊線路中，如何通過(guò)加偏置電阻提高通訊可靠性的原理，后面將做詳細(xì)介紹。

（2）在通訊電纜中的信號(hào)衰減

第二個(gè)影響信號(hào)傳輸?shù)囊蛩厥切盘?hào)在電纜的傳輸過(guò)程中衰減。一條傳輸電纜可以把它看出由分布電容、分布電感和電阻聯(lián)合組成的等效電路。電纜的分布電容C主要是由雙絞線的兩條平行導(dǎo)線產(chǎn)生。導(dǎo)線的電阻在這里對(duì)信號(hào)的影響很小，可以忽略不計(jì)。信號(hào)的損失主要是由于電纜的分布電容和分布電感組成的LC低通濾波器。

PROFIBUS用的LAN標(biāo)準(zhǔn)型二芯電感（西門(mén)子為DP總線選用的標(biāo)準(zhǔn)電纜），在不同波特率時(shí)的衰減系數(shù)如表2-7所示。

表2-7電纜的衰減系數(shù)

通訊波特率16MHz4MHz38.4kHz9.6kHz

衰減體系數(shù)（1km)≤42dB≤22dB≤4dB≤2.5dB

（3）在通訊電纜中的純阻負(fù)載

影響通訊性能的第三個(gè)因素是純阻性負(fù)載（也叫直流負(fù)載）的大小。這里指的純阻性負(fù)載主要由終端電阻、偏置電阻和RS-485收發(fā)器三者構(gòu)成。

在敘述EIARS-485規(guī)范時(shí)曾提到過(guò)RS-485驅(qū)動(dòng)器在帶了32個(gè)節(jié)點(diǎn)，配置了150Ω終端電阻的情況下，至少能輸出1.5V的差分電壓。一個(gè)接收器的輸入電阻為12kΩ。按這樣計(jì)算，RS-485驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載能力為：RL=32個(gè)輸入電阻并聯(lián)||2個(gè)終端電阻=（（12000/32）×（150/2））/（12000/32）+（150/2））≈51.7Ω

現(xiàn)在比較常用的RS-485驅(qū)動(dòng)器有MAX485、DS3695、MAX1488/1489以及和利時(shí)公司使用的SN75176A/D等，其中有的RS-485驅(qū)動(dòng)器負(fù)載能力可以達(dá)到20Ω。在不考慮其它諸多因素的情況下，按照驅(qū)動(dòng)能力和負(fù)載的關(guān)系計(jì)算，一個(gè)驅(qū)動(dòng)器可帶節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于32個(gè)。

在通訊波特率比較高的時(shí)候，在線路上偏置電阻是很有必要的。它的作用是在線路進(jìn)入空閑狀態(tài)后，把總線上沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)（空閑方式）的電平拉離0電平。這樣一來(lái)，即使線路中出現(xiàn)了比較小的反射信號(hào)或干擾，掛接在總線上的數(shù)據(jù)接收器也不會(huì)由于這些信號(hào)的到來(lái)而產(chǎn)生誤動(dòng)作。通過(guò)下面的例子，可以計(jì)算出偏置電阻的大小：終端電阻Rt1=Rr2=120Ω；假設(shè)反射信號(hào)最大的峰-峰值Vref≤0.3Vp-p，則負(fù)半周的電壓Vref≤0.15V;終端的電阻上由反射信號(hào)引起的反射電流Iref≤0.15/(120||120)=2.5mA。

一般RS-485收發(fā)器（包括SN75176）的滯后電壓值為50mV，即：（Ibias-Iref）×（Rt1||Rt2）≥50mV；于是可以計(jì)算出偏置電阻產(chǎn)生的偏置電流Ibias≥3.33mA+5V=Ibias(R上拉+R下拉+（Rt1||Rt2）)

通過(guò)式2可以計(jì)算出R上拉=R下拉=720Ω在實(shí)際應(yīng)用中，RS-485總線加偏置電阻有兩種方法：

（1）把偏置電阻平衡分配給總線上的每一個(gè)收發(fā)器。這種方法給掛接在RS-485總線上的每一個(gè)收發(fā)器加了偏置電阻，給每一個(gè)收發(fā)器都加了一個(gè)偏置電壓。/

（2）在一段總線上只用一對(duì)偏置電阻。這種方法對(duì)總線上存在大的反射信號(hào)或干擾信號(hào)比較有效。值得注意的是偏置電阻的加入，增加了總線的負(fù)載。

4)RS-485總線的負(fù)載能力和通訊電纜長(zhǎng)度之間的關(guān)系

在設(shè)計(jì)RS-485總線組成的網(wǎng)絡(luò)配置（總線長(zhǎng)度和帶負(fù)載個(gè)數(shù)）時(shí)，應(yīng)該考慮到三個(gè)參數(shù)：純阻性負(fù)載、信號(hào)衰減和噪聲容限。純阻性負(fù)載、信號(hào)衰減這兩個(gè)參數(shù)，在前面已經(jīng)討論過(guò)，現(xiàn)在要討論的是噪聲容限（NoiseMargin）。RS-485總線接收器的噪聲容限至少應(yīng)該大于200mV。前面的論述者是在假設(shè)噪聲容限為0的情況下進(jìn)行的。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高總線的抗干擾能力，總希望系統(tǒng)的噪聲容限比EIARS-485標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的好一些。從下面的公式能看出總線帶負(fù)載的多少和通訊電纜長(zhǎng)度之間的關(guān)系：

Vend=0.8(Vdriver-Vloss-Vnoise-Vbias)(2-3)

其中：Vend為總線末端的信號(hào)電壓，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定時(shí)規(guī)定為0.2V；Vdriver為驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓（與負(fù)載數(shù)有關(guān)。負(fù)載數(shù)在5～35個(gè)之間，Vdriver=2.4V；當(dāng)負(fù)載數(shù)小于5，Vdriver=2.5V；當(dāng)負(fù)載數(shù)大于35，Vdriver≤2.3V）；Vloss為信號(hào)在總線中的傳輸過(guò)程中的損耗（與通訊電纜的規(guī)格和長(zhǎng)度有關(guān)），由表2-7提供的標(biāo)準(zhǔn)電纜的衰減系數(shù)，根據(jù)公式衰減系數(shù)b=20lg(Vout/Vin)可以計(jì)算出Vloss=Vin-Vout=0.6V(注：通訊波特率為9.6kbps，電纜長(zhǎng)度1km，如果特率增加，Vloss會(huì)相應(yīng)增大)；Vnoise為噪聲容限，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定時(shí)規(guī)定為0.1V；Vbias是由偏置電阻提供的偏置電壓（典型值為0.4V）。

式（2-3）中乘以0.8是為了使通信電纜不進(jìn)入滿(mǎn)載狀態(tài)。從式（2-3）可以看出，Vdriver的大小和總線上帶負(fù)載數(shù)的多少成反比，Vloss的大小和總線長(zhǎng)度成反比，其他幾個(gè)參數(shù)只和用的驅(qū)動(dòng)器類(lèi)型有關(guān)。因此，在選定了驅(qū)動(dòng)器的RS-495總線上，在通信波特率一定的情況下，帶負(fù)載數(shù)的多少，與信號(hào)能傳輸?shù)淖畲缶嚯x是直接相關(guān)的。具體關(guān)系是：在總線允許的范圍內(nèi)，帶負(fù)載數(shù)越多，信號(hào)能傳輸?shù)木嚯x就越小；帶負(fù)載數(shù)據(jù)少，信號(hào)能傳輸?shù)木嚯x就發(fā)越遠(yuǎn)。

5)分布電容對(duì)RS-485總線傳輸性能的影響

電纜的分布電容主是由雙絞線的兩條平行導(dǎo)線產(chǎn)生。另外，導(dǎo)線和地之間也存在分布電容，雖然很小，但在分析時(shí)也不能忽視。分布電容對(duì)總

線傳輸性能的影響，主要是因?yàn)榭偩€上傳輸?shù)氖腔ㄐ盘?hào)，信號(hào)的表達(dá)方式只有“1”和“0”。在特殊的字節(jié)中，例如0x01，信號(hào)“0”使得分布電容有足夠的充電時(shí)間，而信號(hào)“1”到來(lái)時(shí)，由于分布電容中的電荷來(lái)不及放電，(Vin+)—(Vin-)-還大于200mV，結(jié)果使接愛(ài)誤認(rèn)為是“0”，而最終導(dǎo)致CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤，整個(gè)數(shù)據(jù)幀傳輸錯(cuò)誤。

由于總線上分布影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能降低。解決這個(gè)有兩個(gè)辦法：

（1）降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈省?/p>

（2）使用分布電容小的電纜，提高傳輸線的質(zhì)量。

RS-485通訊標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)。在采用雙絞線，不用MODEM的情況下，在100kbps的傳輸速率時(shí)，可傳送1200m，若速率9600bps，則傳送距離可達(dá)1500m。它允許的最大傳輸速率為1OMbps傳輸距離為15m時(shí))。RS485通訊標(biāo)準(zhǔn)允許平衡電纜上連接32個(gè)發(fā)送器/接收器對(duì)，目前已在許多方面得到應(yīng)用，尤其是在多點(diǎn)通信系統(tǒng)中，是一個(gè)很有發(fā)展前途的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。

2.3本設(shè)計(jì)電度表的誤差分析

自九十年代起,智能電度表逐漸進(jìn)入市場(chǎng)。目前已在電能計(jì)量?jī)x表中占有一定的份量,國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)廠家數(shù)目日益增多。由于電度表是計(jì)費(fèi)的依據(jù),關(guān)系到供電單位和用電者的權(quán)益,所以雙方對(duì)于計(jì)量誤差都很重視。

電度表的誤差和任何測(cè)量工具一樣是在所難免的。在工程設(shè)計(jì)方面,自然是必須力求其降至最低,但極需配合市場(chǎng)的接受能力劃出一個(gè)界限,不能漫無(wú)限制地改進(jìn)。在選用智能電度表時(shí),應(yīng)注意性能和價(jià)格的關(guān)系,必要時(shí)可以參考前面的表格。對(duì)太廉價(jià)的產(chǎn)品,應(yīng)進(jìn)一步查詢(xún)考證其測(cè)量準(zhǔn)確度的可靠程度。

目前智能電度表依其對(duì)電量的檢測(cè)方式,可分為全電子式和機(jī)電一體式兩類(lèi)。因此對(duì)電度表而言,無(wú)論是全電子式、機(jī)械式或機(jī)電一體式都是在可能的價(jià)格范圍內(nèi)對(duì)電壓u(t)及電流i(t)作最精密的測(cè)量,然后以最精密的時(shí)間積分而得到最準(zhǔn)確的電量。

全電子式電度表最大的弱點(diǎn)在于當(dāng)電子線路受到損害之后,所有的資料將完全損失,很容易造成爭(zhēng)議。所以有廠家采用步進(jìn)電機(jī)和CPU控制的脈沖發(fā)生機(jī)構(gòu)相連,以機(jī)械方式輔助記錄。但這種做法一方面增加成本,另一方面由于步進(jìn)電機(jī)經(jīng)常發(fā)生遺漏脈沖的現(xiàn)象,常常使得機(jī)械記錄和電子記憶有明顯的差異。這種誤差由于其是動(dòng)態(tài)發(fā)生的,所以無(wú)從估計(jì)。

機(jī)電一體式電度表的測(cè)量誤差來(lái)源有兩方面,一是機(jī)械表芯對(duì)電量測(cè)量的誤差,另一是電子部份檢測(cè)機(jī)械表芯時(shí)的誤差。

2.3.1機(jī)械表芯測(cè)量誤差

機(jī)械表芯是將被測(cè)電量轉(zhuǎn)換成鋁盤(pán)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù),然后以機(jī)械計(jì)數(shù)器顯

示。這種測(cè)量方式已使用了數(shù)十年之久,所有誤差都有規(guī)范可循,成為一種完全成熟的技術(shù)。最重要的是這種計(jì)量方法已得到售電和用電雙方廣泛的支持與接受,采用這種單元作為計(jì)費(fèi)基礎(chǔ)完全能被市場(chǎng)認(rèn)可。由于計(jì)數(shù)器不會(huì)因?yàn)殡娐返臎_擊而變動(dòng),所以當(dāng)發(fā)生異常現(xiàn)象而使電表?yè)p毀時(shí)，機(jī)械表芯仍能維持損毀前的最后記錄,可供參考。

2.3.2電子檢測(cè)誤差

在機(jī)電一體式結(jié)構(gòu)中,電子電路必須從機(jī)械表芯旋轉(zhuǎn)元件(鋁盤(pán))讀取轉(zhuǎn)動(dòng)量作為計(jì)量資料。常用的讀取方式可分為電磁式和光電式兩大類(lèi)。

(1)電磁式讀頭誤差

電磁式讀頭是基于霍爾效應(yīng)的原理,在表芯轉(zhuǎn)軸上加裝一永磁轉(zhuǎn)子,和在表芯支架上安置一電磁檢測(cè)芯片而成。每當(dāng)轉(zhuǎn)子通過(guò)檢測(cè)芯片附近時(shí),將使檢測(cè)芯片產(chǎn)生一感應(yīng)脈沖。計(jì)算此脈沖量可測(cè)得轉(zhuǎn)動(dòng)量。由于磁場(chǎng)本身并無(wú)明顯的界限,所以脈沖產(chǎn)生的門(mén)檻就沒(méi)有清晰的界限。在快速旋轉(zhuǎn)時(shí),這種現(xiàn)象造成的影響不大。但由于鋁盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)隨著負(fù)載的不同而有很大的差異,可能快至每秒1圈以上,也可能慢到每5分鐘1圈或更低,所以當(dāng)此模糊界限通過(guò)霍爾集成塊時(shí),不論是由于機(jī)械振動(dòng)或電路振蕩,都可能造成多重脈沖而引起誤差。加濾波電路的辦法又因轉(zhuǎn)速覆蓋的范圍太廣,使得適當(dāng)?shù)臅r(shí)間常數(shù)非常難以決定。此外,由于額外的磁元件引入到表芯之中,或多或少會(huì)干擾電磁測(cè)量部件而使測(cè)量誤差進(jìn)一步增加。

(2)光電式讀頭誤差

光電式讀頭有遮斷式和反射式兩種,它們都是由一個(gè)紅外線發(fā)光二極管及一個(gè)光敏三極管組成。如果用遮斷式,就必須在表芯內(nèi)增加一個(gè)與鋁盤(pán)同步同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的扇形盤(pán),來(lái)間斷性地遮斷紅外線的通過(guò),在光敏三極管上造成脈沖。反射式則以鋁盤(pán)做反射面,只要將適當(dāng)?shù)纳刃螀^(qū)域涂黑阻止反射,即可產(chǎn)生所需的脈沖。不管是遮斷式還是反射式,其扇形區(qū)的界限都不可能非常的光潔,再加上鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的范圍極廣,因此與電磁式一樣,在超低速時(shí)如何避免誤讀是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題。

3.軟件設(shè)計(jì)

3.1軟件設(shè)計(jì)的思想和方法

工業(yè)用智能電度表，主要用于電力部門(mén)的發(fā)電廠、變配電站進(jìn)行電能的收費(fèi)、計(jì)劃、統(tǒng)計(jì)電量等。其次用于工業(yè)大用戶(hù)，進(jìn)行電能量的計(jì)量，收費(fèi)和工業(yè)自動(dòng)化等方面。因此電能的采集一般由集中器或RTU下表發(fā)命令完成。電度表本身收到的命令有兩類(lèi)：即設(shè)置表號(hào)（表地址）命令和讀表命令。

軟件主要完成的功能有主程序、串口中斷子程序兩部分。其中主程序完成I/O電平、X25045的設(shè)置；看門(mén)狗定時(shí)常數(shù)設(shè)為1.4S，并且在主程序中循環(huán)復(fù)位定時(shí)常數(shù)。

串口中斷子程序完成設(shè)置表號(hào)、讀表和上傳計(jì)數(shù)值。上位機(jī)向電度表發(fā)送的命令格式為：“EB90EB90表地址碼命令碼校驗(yàn)碼”，“EB90EB90”為同步字節(jié)，命令碼為“00”并且表地址編碼的最高位為“1”時(shí)，表示設(shè)置表號(hào)，而“01”表示讀表。電度表向上位機(jī)發(fā)送格式為：“EB90EB90表地址碼表計(jì)數(shù)值（六位BCD碼）校驗(yàn)碼”。

3.2軟件流程圖

圖3-1主程序流程圖

圖3-2串口中斷子程序框圖

4.結(jié)論

本論文主要研究了智能電度表的硬件設(shè)計(jì)，在硬件的研制過(guò)程中考慮到了可靠性及實(shí)用性。但是由于研究時(shí)間和條件上的限制，本設(shè)計(jì)還有許多需要改進(jìn)的地方。比如，在軟件的設(shè)計(jì)中，只是籠統(tǒng)的給出了軟件流程圖，沒(méi)有具體的程序，由于時(shí)間上的限制，沒(méi)有全部完成非常遺憾。希望可以在以后的時(shí)間加以完善。智能電度表在我國(guó)具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γm然起步較晚，但勢(shì)頭非常迅猛。在鑒于我國(guó)幅員遼闊，各地、乃至同一城市不同區(qū)域的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)布局以及負(fù)荷情況都不相同的實(shí)際情況下，本著降低成本、提高可靠性的原則，因地制宜地開(kāi)發(fā)出各種適宜的智能電度表。這樣，一個(gè)城市或電業(yè)局可以真正實(shí)現(xiàn)電能自動(dòng)監(jiān)測(cè)、調(diào)度管理系統(tǒng)，使我國(guó)的電能自動(dòng)化管理水平向前邁進(jìn)一大步。

在一些城市住宅建設(shè)發(fā)展較快的城市，已經(jīng)有多個(gè)智能化小區(qū)安裝了智能電度表。對(duì)于電力行業(yè)管理者來(lái)說(shuō)，對(duì)各類(lèi)不同用戶(hù)的不同用電負(fù)荷可以進(jìn)行準(zhǔn)確地記錄，是智能電度表最吸引他們的地方。業(yè)內(nèi)人士預(yù)言，隨著各種智能電度表產(chǎn)品的問(wèn)世，“人工抄表”退出歷史舞臺(tái)，智能抄表系統(tǒng)“一統(tǒng)天下”的日子不遠(yuǎn)了。

①社會(huì)效益分析

(1)智能電度表為“一戶(hù)一表”工程的實(shí)施提供了有力支持。

(2)智能電度表能夠使抄表人員從抄抄寫(xiě)寫(xiě)中解放出來(lái)，投身到“優(yōu)質(zhì)服務(wù)”中去。

(3)智能電度表能夠避免抄、核、收環(huán)節(jié)中人為造成的人情電、關(guān)系電和抄表差錯(cuò)等一系列因素，減輕了居民負(fù)擔(dān)。

②管理效益分析

(l)智能電度表能夠提高抄表質(zhì)量，避免估抄、漏抄和錯(cuò)抄。

(2)縮短抄表周期，避免因工作量大而導(dǎo)致的“雙月抄表”現(xiàn)象。

(3)智能電度表可實(shí)現(xiàn)“同步抄表”。即總表和分表同時(shí)抄錄，有利于線損計(jì)算。

(4)智能電度表可實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)異常用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，遏止竊電現(xiàn)象。

③經(jīng)濟(jì)效益分析

(l)節(jié)省人力的效益：智能電度表可節(jié)省幾十名至幾百名工作人員，假如

每個(gè)抄表員每月抄表1000戶(hù)，每人年薪1.5萬(wàn)元。智能電度表可直接經(jīng)

濟(jì)效益達(dá)幾十至幾百萬(wàn)元。

(2)降損效益：智能電度表系統(tǒng)能夠挽回線損損失。它帶來(lái)的利益不僅僅

只局限于直接經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)際上，其所帶來(lái)的隱含的、間接的經(jīng)濟(jì)效益則

遠(yuǎn)高于直接帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。

智能電度表的新技術(shù)展望主要是電能表和智能抄表技術(shù)的新技術(shù)展望。各種智能電度表都有其特點(diǎn)，有其相適應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境和存在條件，我們?cè)诂F(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合各種系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)處，使其揚(yáng)長(zhǎng)避短發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)。

（1）、網(wǎng)絡(luò)化電度表

電能計(jì)量信息網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由電能計(jì)量與智能抄表系統(tǒng)集成的新概念，其中電度表本身應(yīng)帶有上網(wǎng)接口并具備通訊能力。設(shè)計(jì)好網(wǎng)絡(luò)的硬件編碼、技術(shù)指標(biāo)與功能、通信規(guī)約、軟件平臺(tái)與數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，要做到原有各系統(tǒng)接口統(tǒng)一與兼容。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)抄表、實(shí)時(shí)計(jì)量與分析實(shí)時(shí)管理。

（2）、多用戶(hù)智能化電子式電度表

這種模式是多個(gè)用電戶(hù)共取一個(gè)公共電壓，而每個(gè)用電戶(hù)的電源進(jìn)線處只需裝一個(gè)CT即可，這些采集到的電流、電壓信號(hào)就地由微處理器處理。所有用電戶(hù)的用電信息都交由設(shè)在異地的一臺(tái)微機(jī)來(lái)處理、記錄和存儲(chǔ)，見(jiàn)不到傳統(tǒng)意義上電度表的蹤影了。

1）基于移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(GSM)的抄表系統(tǒng)

GSM智能抄表是一種基于智能小區(qū)完善的硬件環(huán)境發(fā)展起來(lái)的自動(dòng)抄表技術(shù)。這種完善的硬件環(huán)境主要是指完善的居民住宅小區(qū)智能化管理系統(tǒng)，主要包括住戶(hù)信息管理、安防(防盜防入侵系統(tǒng)；電視監(jiān)控；門(mén)禁系統(tǒng))和通訊(閉路電視；電話(huà)程控交換機(jī)；無(wú)線基站)等功能模塊。其智能抄表的基本思路是：所有用戶(hù)的數(shù)據(jù)通過(guò)蜂窩移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)GSM以短信息(SMS)的模式上傳到GSM網(wǎng)的SMS中心；SMS中心將接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)專(zhuān)線傳遞給用電管理部門(mén)等的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。由于現(xiàn)在GSM網(wǎng)的覆蓋面已幾乎遍及全國(guó)，故構(gòu)建這種智能抄表系統(tǒng)時(shí)，完全可以利用現(xiàn)成的GSM無(wú)線網(wǎng)而不需再新建基站，而且，這樣的智能抄表系統(tǒng)一旦開(kāi)發(fā)成功，可直接向有需求的地方推廣，不需因地域的不同而進(jìn)行改造。

2）INTERNET抄表

現(xiàn)代居民住宅小區(qū)智能化管理系統(tǒng)的一個(gè)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)是“一切都上網(wǎng)”，寬帶網(wǎng)線路建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)花費(fèi)一天天降低，使這一切變得越來(lái)越現(xiàn)實(shí)，有線電視、IP電話(huà)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)上購(gòu)物等全方位服務(wù)，可視電話(huà)以及電表，水表和防盜/防災(zāi)探測(cè)報(bào)警器等都聯(lián)到網(wǎng)上，由居民區(qū)的物業(yè)管理部門(mén)完成對(duì)本小區(qū)所有居民用戶(hù)的生活和消費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)化管理。在這樣的網(wǎng)絡(luò)化管理模式下，智能抄表只是該系統(tǒng)所具有眾多功能中的一種，隨著這種管理系統(tǒng)的不斷完善和健全，智能抄表在其中所占的成本消耗將會(huì)不斷下降。

3）藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)(1998年出現(xiàn)，是一種采用2.4GHzIMS[Industrial，scientificandMedical]頻譜的短程無(wú)線技術(shù)，主要用來(lái)打破現(xiàn)時(shí)一般以紅外線或電纜線聯(lián)系不同產(chǎn)品時(shí)受到的限制，能夠在約幾十米的距離內(nèi)無(wú)需連接電纜線或紅外接口就可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。藍(lán)牙技術(shù)的迅速擴(kuò)展給我們以新的啟發(fā)：能否將藍(lán)牙技術(shù)用于自動(dòng)抄表?有人說(shuō)，藍(lán)牙技術(shù)離能真正實(shí)用還需

一、兩年的時(shí)間；還有人認(rèn)為，藍(lán)牙技術(shù)不會(huì)往自動(dòng)抄表方向“伸腿”，因?yàn)橄鄬?duì)于現(xiàn)在的藍(lán)牙芯片來(lái)講，有些已有抄表技術(shù)的成本比較低；但有人想到，對(duì)那些利用現(xiàn)有自動(dòng)抄表技術(shù)很難抄到的所謂“死角”處的電度表，利用藍(lán)牙技術(shù)可能再好不過(guò)了。藍(lán)牙技術(shù)到底能否在智能抄表方面獲得應(yīng)用無(wú)需爭(zhēng)論，但作為從事微機(jī)化測(cè)量技術(shù)與儀器儀表研發(fā)的工程技術(shù)人員，應(yīng)該在每一項(xiàng)新的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通訊和微電子技術(shù)誕生之后就立即著手考慮，它能否給自己所從事的科研帶來(lái)革新性的發(fā)展和變化。

致謝

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，我終于完成了智能電度表的硬件設(shè)計(jì)，可以說(shuō)是如釋重負(fù)，倍感輕松，在此對(duì)老師們的指導(dǎo)和教育表示由衷地感謝。

在此，首先我要向我的指導(dǎo)老師張偉，致以衷心的感謝。他工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，一絲不茍，及時(shí)的詢(xún)問(wèn)我們做課程設(shè)計(jì)的進(jìn)度。對(duì)同學(xué)的幫助不是簡(jiǎn)單告訴，而是讓我們用自己掌握的知識(shí)進(jìn)行探索，最后，在一起經(jīng)過(guò)激烈的討論，得出結(jié)果，使我們能夠形成自己的學(xué)習(xí)方法。并且督促我們養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。最重要的是，張老師反復(fù)強(qiáng)調(diào)對(duì)待困難不要輕易放棄，要堅(jiān)持不懈。這不僅使我順利的完成課題，更培養(yǎng)了自己樂(lè)觀向上的科研精神，這種精神也會(huì)無(wú)形的鞭策我在以后的工作學(xué)習(xí)中做事認(rèn)真，精益求精。

另外，我還要感謝在這四年中所有教過(guò)我的老師們，正是他們的辛勤工作，使我在這四年之內(nèi)學(xué)到了豐富的知識(shí)，培養(yǎng)我自學(xué)自立的學(xué)習(xí)風(fēng)格，在不斷的學(xué)習(xí)中完善自我，充實(shí)自我。在此我再次表達(dá)我對(duì)所有教導(dǎo)過(guò)我的老師們的誠(chéng)摯謝意！

最后，要感謝我身邊的同學(xué)們，在遇到許多自己不懂的問(wèn)題時(shí)，他們給我不小的幫助，是他們不斷的支持我做完最后的工作。在這里對(duì)他們表示真心的感謝！

參考文獻(xiàn)：

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