我們知道全球目前都在致力發(fā)展智能電網(wǎng)，而智能電網(wǎng)的智能其中的一個(gè)方面就是可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心，節(jié)省了抄表員上門抄表的時(shí)間，同時(shí)也能夠使的電表的度數(shù)更加精確，更加方便居民用電，下面我們來(lái)介紹一下當(dāng)前智能電表中用到的自動(dòng)抄表方案，以饗讀者。

　　基于DLMS/COSEM協(xié)議的電能表設(shè)計(jì)

　　電能表的硬件組成

　　三相電子式電能表由電流互感器、電壓采樣網(wǎng)絡(luò)、計(jì)量集成電路ATT7022B等組成電能計(jì)量單元;由微控制器（瑞薩M30624單片機(jī)）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡、時(shí)鐘芯片、LCD組成數(shù)據(jù)處理與顯示單元;由RS485總線、紅外（或無(wú)線）等通信接口組成通信單元。如圖1所示。

　　電能表的軟件實(shí)現(xiàn)

　　本設(shè)計(jì)電能表采用模塊化方法實(shí)現(xiàn)軟件功能，包括計(jì)量模塊、顯示模塊、事件記錄模塊、分時(shí)模塊、通信模塊等，其中，除了通信模塊，其他部分與一般電能表軟件相比基本相同，因此以下重點(diǎn)分析電能表通信協(xié)議模塊的實(shí)現(xiàn)。

　　電能表通信結(jié)構(gòu)采用C/S模式，儀表端作服務(wù)器，抄表主臺(tái)等作客戶端。通信協(xié)議架構(gòu)如圖2示。DLMS/COSEM作為面向連接的協(xié)議，規(guī)定以下三個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)電能表系統(tǒng)的建立和通信：1.建立儀表模型和數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。2.將模型映射為協(xié)議數(shù)據(jù)單元APDU、對(duì)象的屬性和方法可被用于定義訪問(wèn)。3.通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路層與物理層連接，最后通過(guò)傳輸通道進(jìn)行通信。以下主要從建立符合COSEM的儀表模型和滿足DLMS的通信協(xié)議棧兩方面分析電能表通信功能的實(shí)現(xiàn)方法。

　　利用面向?qū)ο笏枷霕?gòu)建儀表模型

　　DLMS/COSEM協(xié)議使用COSEM接口對(duì)象，采用面向?qū)ο蟮姆椒▉?lái)構(gòu)建儀表數(shù)據(jù)模型和功能模型，通過(guò)各個(gè)COSEM接口類對(duì)象之間的配合來(lái)完成某個(gè)特定功能。

　　儀表模型的構(gòu)建包括兩部分重要內(nèi)容：協(xié)議61部分的O－BIS—對(duì)象標(biāo)識(shí)系統(tǒng)和62部分的接口類。

　　OBIS—對(duì)象標(biāo)識(shí)系統(tǒng)給計(jì)量?jī)x表中的所有數(shù)據(jù)都提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí)碼，該標(biāo)識(shí)碼唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。OBIS碼由6個(gè)數(shù)碼項(xiàng)（6個(gè)字節(jié)A-F）組合編碼。每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的含義為：A組值標(biāo)識(shí)被測(cè)能量的類型（包括水、電、氣等）;B組值標(biāo)識(shí)測(cè)量通道;C組值標(biāo)識(shí)被測(cè)物理量;D組值標(biāo)識(shí)被測(cè)物理量處理方法;E組值標(biāo)識(shí)費(fèi)率;F組值標(biāo)識(shí)歷史數(shù)據(jù)。從第B組到第D組為廠家自定義標(biāo)識(shí)碼預(yù)留了空間。

　　接口類—IEC62056針對(duì)儀表部件和通信接口單元引進(jìn)了類的概念，每個(gè)分類號(hào)都對(duì)應(yīng)于一類接口對(duì)象，每個(gè)對(duì)象包括屬性和方法，根據(jù)這些屬性和方法，可以構(gòu)成該對(duì)象的參考模型，在對(duì)象模型中不用考慮對(duì)象接口的生產(chǎn)制造廠家。目前，在IEC62056-62中規(guī)定了電能表中主要的接口類包括：寄存器、時(shí)鐘、曲線類、特殊日類、以太網(wǎng)設(shè)置類等。

　　本電能表根據(jù)需要設(shè)計(jì)了如圖3所示的儀表模型。物理設(shè)備為本電表，考慮到電能表的功能可以整合在一個(gè)功能子集中，也為了節(jié)約資源，本電能表只構(gòu)建了一個(gè)邏輯設(shè)備，用邏輯設(shè)備名LDN來(lái)標(biāo)識(shí)。組成該電能表的對(duì)象有：包含有功、無(wú)功電量等的寄存器對(duì)象、包含需量數(shù)據(jù)的需量寄存器對(duì)象、實(shí)現(xiàn)多費(fèi)率功能的日歷表、時(shí)間表、特殊日、時(shí)鐘以及腳本對(duì)象、用于連接功能的SAP和LN/SN對(duì)象以及實(shí)現(xiàn)失壓斷相等事件記錄的寄存器監(jiān)視對(duì)象等。電能表就通過(guò)這一系列接口類對(duì)象的相互配合構(gòu)成一個(gè)完整的電能表模型。

　　以下舉例說(shuō)明接口對(duì)象的程序?qū)崿F(xiàn)，考慮單片機(jī)編譯器只支持C語(yǔ)言編程，故設(shè)計(jì)用函數(shù)指針來(lái)實(shí)現(xiàn)類和對(duì)象。以有功電能接口對(duì)象為例，在圖3所示的儀表模型中，有功電能用寄存器類封裝，OBIS碼就是寄存器類中的屬性1：邏輯名。

　　通信協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)

　　通信協(xié)議棧包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層三層。

　?。?）物理層的任務(wù)比較簡(jiǎn)單，包括連接管理、數(shù)據(jù)收發(fā)和與數(shù)據(jù)鏈路層接口三部分。它對(duì)應(yīng)于通信系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)部分。

　　（2）數(shù)據(jù)鏈路層包括提供鏈路傳輸服務(wù)的LLC子層和負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸可靠性的MAC子層。鏈路層采用HDLC協(xié)議，它是一種透明數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。在DLMS/COSEM協(xié)議模型中，鏈路層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸可靠性，應(yīng)用層處理用戶數(shù)據(jù)信息。鏈路層程序流程圖如圖4所示。

　　（3）DLMS/COSEM應(yīng)用層用一種抽象語(yǔ)法語(yǔ)言來(lái)描述。這樣做極大的提高了協(xié)議的抽象性和通用性，有利于程序移植。應(yīng)用層規(guī)定用抽象語(yǔ)法記法ASN.1來(lái)描述應(yīng)用層數(shù)據(jù)幀，而應(yīng)用層的APDU（應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元）用編碼規(guī)則BER和A-XDR來(lái)實(shí)現(xiàn)ASN.1語(yǔ)法。應(yīng)用層作為協(xié)議棧的最上層，負(fù)責(zé)向COSEM應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)，包括建立應(yīng)用連接服務(wù)和接口對(duì)象用戶數(shù)據(jù)信息服務(wù)，并使用低層支撐協(xié)議提供的服務(wù)。應(yīng)用層程序流程圖如圖5所示。

　　通過(guò)以上的處理，在完成信息編碼后形成的報(bào)文即可通過(guò)信道進(jìn)行傳輸了。本電能表配置的是抄表系統(tǒng)常用的485總線和紅外口。

　　利用本方法設(shè)計(jì)的電能表采用DLMS UA工作組提供的專用測(cè)試工具CTT進(jìn)行符合性測(cè)試，結(jié)果顯示其符合DLMS/COSEM協(xié)議要求，因此獲得了DLMS UA工作組的認(rèn)證，這也是國(guó)內(nèi)第一塊獲得該認(rèn)證的三相電能表?；贒LMS/COSEM的電能表的實(shí)現(xiàn)，改變了現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)計(jì)量?jī)x表不具有互操作性的缺點(diǎn)，必將推動(dòng)國(guó)內(nèi)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。



　　基于ZigBee的多用戶智能電表設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)方案

　　文中的設(shè)計(jì)針對(duì)對(duì)象是小區(qū)用戶，在小區(qū)內(nèi)每一座住宅樓的各個(gè)單元中安裝一塊智能電表，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中，一塊電表可實(shí)現(xiàn)一個(gè)單元最多16戶的電能自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)斷電等附屬功能（可通過(guò)增加數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)目實(shí)現(xiàn)一個(gè)單元更多的用戶點(diǎn)數(shù)目）。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，從系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)上電表可分為控制單元，測(cè)量與執(zhí)行單元，通訊單元三部分。具體功能分析如下：

　　控制單元

　　電表的控制單元由基于MSP430F133的控制器模塊組成，控制器模塊按照預(yù)先設(shè)定的控制程序通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)選擇器的相應(yīng)操作逐次接受對(duì)應(yīng)電能計(jì)量模塊傳送的脈沖信號(hào)，按照文中設(shè)計(jì)的計(jì)量方式，經(jīng)內(nèi)部計(jì)算處理后，得出其在循環(huán)周期內(nèi)的電量數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)累加存儲(chǔ)并定時(shí)以ZigBee通訊方式上傳，同時(shí)控制執(zhí)行器模塊/通訊模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)/定時(shí)的欠費(fèi)斷電/實(shí)時(shí)抄送命令的執(zhí)行。而且控制器單元作為智能電表的大腦也負(fù)責(zé)了整個(gè)電表系統(tǒng)日常工作的運(yùn)行與維護(hù)。

　　測(cè)量與執(zhí)行單元

　　電表的測(cè)量單元由16個(gè)電表計(jì)量模塊與一個(gè)16選1數(shù)據(jù)選擇器組成，每一塊計(jì)量模塊由ADE7755電能計(jì)量芯片及其附屬電路構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)一個(gè)家庭用戶的電能自動(dòng)測(cè)量，符合當(dāng)前“一戶一表”的要求，ADE7755可以實(shí)現(xiàn)用電量的自動(dòng)測(cè)量，將當(dāng)前用電量以脈沖信號(hào)的形式經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)選擇器輸送到控制器，而16選1數(shù)據(jù)選擇器可通過(guò)設(shè)定的程序逐次將各個(gè)計(jì)量模塊的脈沖信號(hào)輸送到控制器，針對(duì)家庭居民用戶，用電功率小且功率曲線平緩不易突變的特點(diǎn)，采用在一循環(huán)時(shí)間周期內(nèi)用其中某一時(shí)間段的平均功率代替整個(gè)時(shí)間范圍平均功率的計(jì)量方式。文中選取32s作為循環(huán)周期，具體地講，在32s的循環(huán)周期內(nèi)，每2s逐次接通一個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量通道，控制器記錄下相應(yīng)電能計(jì)量模塊在2s時(shí)間內(nèi)的積累脈沖數(shù)。

　　采用此種計(jì)量方式不僅可以保證測(cè)量精度，而且大大節(jié)省了控制器芯片的端口資源從而有效降低系統(tǒng)成本。數(shù)據(jù)選擇器采用控制器對(duì)其4個(gè)控制引腳的不同職位實(shí)現(xiàn)16個(gè)數(shù)據(jù)上傳通道的逐次接通。電表的執(zhí)行單元由一個(gè)4線—16線數(shù)據(jù)輸出控制器和16個(gè)SSR構(gòu)成，一旦單片機(jī)收到上端集中器下傳來(lái)的欠費(fèi)或者其他原因引起的斷電信號(hào)就立即通過(guò)對(duì)4線—16線數(shù)據(jù)輸出控制器的G0，G1，A，B，C，D6個(gè)引腳的不同置位控制相應(yīng)用戶所屬的固態(tài)繼電器切斷其電源供應(yīng)。

　　通訊單元

　　電表與上層集中器的通訊方式采用ZigBee通訊方式。從過(guò)程上講，采用CC2420芯片通過(guò)ZigBee局域網(wǎng)絡(luò)將16戶的當(dāng)前用電量以被動(dòng)查詢或定時(shí)上傳的形式發(fā)送到數(shù)據(jù)集中器?；蛘邔⑸蠈訑?shù)據(jù)集中器的查詢命令與欠費(fèi)自動(dòng)斷電命令下載到控制器單元。從數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)上講，一定數(shù)目的多用戶智能電表和一個(gè)集中器構(gòu)成中心結(jié)構(gòu)的ZigBee局域網(wǎng)絡(luò)。

　　硬件設(shè)計(jì)

　　控制器單元原理圖電路構(gòu)建

　　控制單元以MSP430F133單片機(jī)作為核心控制芯片，MSP430系列單片機(jī)是美國(guó)德州儀器（TI）1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16位超低功耗的混合信號(hào)處理器（MixedSignalProcessor）。稱之為混合信號(hào)處理器，主要是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，把許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個(gè)芯片上，以提供“單片”解決方案。

　　MSP430F133單片機(jī)在32s的循環(huán)周期內(nèi)通過(guò)控制數(shù)據(jù)選擇器的4位選擇引腳，每2s逐次接通一個(gè)通道將從對(duì)應(yīng)電能計(jì)量模塊上傳來(lái)的累加脈沖信號(hào)累加到對(duì)應(yīng)的累加器單元中，在每10min將積累的計(jì)量脈沖計(jì)算轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的用電量數(shù)據(jù)附加上當(dāng)前的時(shí)間常數(shù)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器單元中。在每1h末按照預(yù)先的程序定時(shí)上傳存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或者隨時(shí)執(zhí)行下傳的抄送命令立即將積累的脈沖計(jì)算轉(zhuǎn)化為用電數(shù)據(jù)附加上此刻的時(shí)間常數(shù)，和前1h末到此刻積累的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)一起發(fā)送到上層的集中器。發(fā)送的方式是通過(guò)ZigBee通訊模塊發(fā)送到小區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)集中器上端。同時(shí)可隨時(shí)將上端傳送來(lái)的欠費(fèi)或其他原因造成的斷電指令發(fā)送到執(zhí)行模塊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電功能?？刂破骶唧w硬件構(gòu)建如下：

　　系統(tǒng)供電采用LM7805整流后的+3.3V直流電源，以+4.5V電池組作為后備電源；系統(tǒng)采用4×4矩陣鍵盤進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；外擴(kuò)了FM24C16以增加系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)能力；用戶的用電量顯示可精確到最新10m內(nèi)的用電量，采用6只共陰極LED數(shù)碼管構(gòu)成的動(dòng)態(tài)掃描顯示電路第一位采用16進(jìn)制數(shù)字表示16個(gè)用戶，其后的5位數(shù)字顯示相應(yīng)用戶的當(dāng)前用電量，精度可以精確到小數(shù)點(diǎn)后2位數(shù)。也可以將其用電量數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)處理后直接循環(huán)逐次顯示當(dāng)前用電費(fèi)用，采用不同時(shí)刻不同費(fèi)率的計(jì)算處理手段同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)復(fù)費(fèi)率功能。其具體硬件原理連接電路圖如圖2所示。

　　測(cè)量及其執(zhí)行單元原理圖電路構(gòu)建

　　測(cè)量單元中數(shù)字式電能計(jì)量芯片采用ADE7755，16選1數(shù)據(jù)選擇器采用74LS150。執(zhí)行單元中4線—16線數(shù)據(jù)輸出控制器采用74HC154，SSR采用MOC3061+IGBT。

　　ADE7755是美國(guó)著名的ADI公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種脈沖輸出的電能計(jì)量集成芯片，在惡劣的環(huán)境條件下仍能保持極高的準(zhǔn)確度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。它內(nèi)部集成了包含相位校正、乘法器、數(shù)字一頻率轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理電路組成的電能計(jì)量運(yùn)算的核心電路，并能將電量以與瞬時(shí)功率成正比的脈沖輸出形式提供給MCU，單片機(jī)只需通過(guò)計(jì)數(shù)器自動(dòng)記錄一定時(shí)間間隔內(nèi)傳送的脈沖數(shù)，然后與功率/頻率轉(zhuǎn)換參數(shù)相乘即可得出這一時(shí)間段內(nèi)的用電量。單片機(jī)在不同時(shí)間采用不同的費(fèi)率/功率參數(shù)即可方便的實(shí)現(xiàn)復(fù)功率計(jì)費(fèi)。

　　ADE7755中SCF=0，S1=S0=1。CF輸出選擇最高頻輸出模式，儀表脈沖/功率輸出常數(shù)為204800imp/kWhr，戶用電最大電流值為20A，則PMAX=2.2kW，CFMAX=125Hz，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求CFMIN=0.5Hz，則PMIN=8.8W。即文中的多用戶智能電表能夠測(cè)量的最低功率為8.8W。

　　MSP430F133通過(guò)對(duì)74LS150的A、B、C、D4個(gè)引腳的不同置位實(shí)現(xiàn)E0-E15共16條通道的依次接通。而ADE7755將當(dāng)前用電功率以脈沖頻率的形式輸送到MSP430F133，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表；一旦上位集中器發(fā)送斷電命令，單片機(jī)通過(guò)4線—16線數(shù)據(jù)輸出控制器74HC154的置位控制相應(yīng)的SSR固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)斷電，原理是通過(guò)光電耦合器MOC3061驅(qū)動(dòng)IGBT的關(guān)斷。其具體硬件原理連接電路圖如圖3所示。

　　通訊單元原理圖電路構(gòu)建

　　CC2420只需要極少的外圍元器件，它的外圍電路包括晶振時(shí)鐘電路、射頻輸入／輸出匹配電路和微控制器接口電路三個(gè)部分。其硬件原理連接電路圖如圖4所示。

　　CC2420內(nèi)部使用1.8V工作電壓，因而功耗很低，適合于電池供電的設(shè)備;外部數(shù)字I/O接口使用3.3V電壓，這樣對(duì)于只有3.3V電源的設(shè)備，不需要額外的電壓轉(zhuǎn)換電路就能正常工作。CC2420射頻信號(hào)的收發(fā)采用差分方式傳送，其最佳差分負(fù)載是115+j180，阻抗匹配電路應(yīng)該根據(jù)這個(gè)數(shù)值進(jìn)行調(diào)整。如果使用單端天線則需要使用平衡/非平衡轉(zhuǎn)換電路，以達(dá)到最佳收發(fā)效果。CC2420與處理器的連接非常方便。它使用SDF、FIFO、FIFOP、和CCA四個(gè)引腳表示收發(fā)數(shù)據(jù)的狀態(tài);而處理器通過(guò)SPI接口與CC242O交換數(shù)據(jù)、發(fā)送命令等;CC2420通過(guò)4線SPI總線（SI、SO、SCLK、CSn）設(shè)置芯片的工作模式并實(shí)現(xiàn)讀／寫緩存數(shù)據(jù)、讀／寫狀態(tài)寄存器等。通過(guò)控制FIFO和FIFOP管腳接口的狀態(tài)可設(shè)置發(fā)射／接收緩存器。

　　軟件設(shè)計(jì)

　　電表系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括主程序設(shè)計(jì)和通訊程序設(shè)計(jì)，在此只講主程序的設(shè)計(jì)，其流程圖如圖5所示。

　　系統(tǒng)進(jìn)程首先進(jìn)行初始化，成功后的進(jìn)程分為并列的兩部分。其一是各戶用電量的上抄：?jiǎn)纹瑱C(jī)內(nèi)輪抄計(jì)數(shù)器置01，MSP430F133對(duì)74LS150的ABCD四個(gè)控制端置0000位，此時(shí)引腳EA0對(duì)應(yīng)的通道接通到MSP430F133的輸入端，單片機(jī)統(tǒng)計(jì)其在32s內(nèi)積累的脈沖數(shù)。2s后，輪抄計(jì)數(shù)器加1為02，ABCD置1000位，EA1對(duì)應(yīng)通道接通，進(jìn)行相應(yīng)用戶的計(jì)數(shù)積累脈沖的上抄，以此循環(huán)進(jìn)行相應(yīng)用戶的抄送，當(dāng)輪抄計(jì)數(shù)器的數(shù)目=16時(shí)，完成總共16戶的上抄，將輪抄計(jì)數(shù)器的置01，進(jìn)行下一輪循環(huán)的上抄?？傮w上講，整個(gè)電表系統(tǒng)32s為一個(gè)循環(huán)，對(duì)用戶用電量進(jìn)行循環(huán)抄送，每10m將各用戶累加器單元統(tǒng)計(jì)的累積脈沖計(jì)算轉(zhuǎn)換為電量數(shù)據(jù)（用電量=脈沖數(shù)×16×儀表脈沖/功率輸出常數(shù)，因統(tǒng)計(jì)脈沖數(shù)是真實(shí)值的1/16）并附屬時(shí)間常數(shù)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器單元，并且實(shí)時(shí)顯示最新10m內(nèi)的用電量/用電費(fèi)用，每1h末進(jìn)行用電數(shù)據(jù)（用電量和對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)）的定時(shí)傳送，其二是電表數(shù)據(jù)的上傳和斷電的執(zhí)行：?jiǎn)?dòng)CC2420連入ZigBee局域網(wǎng)，成功后等待上層集中器命令，一旦網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)立即重啟CC2420重新連入局域網(wǎng)絡(luò)；上層集中器下載的命令分為數(shù)據(jù)上傳和欠費(fèi)斷電兩種，若是斷電命令，MSP430F133控制相應(yīng)用戶的SSR斷開(kāi)電源連接，成功后自動(dòng)轉(zhuǎn)為待命狀態(tài)，若不成功，重復(fù)進(jìn)行斷電操作直至操作成功。若是上傳命令，MSP430F133立即將累加器內(nèi)積累脈沖轉(zhuǎn)化為電量數(shù)據(jù)附上時(shí)間常數(shù)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器單元，然后將前1h末到此刻RAM內(nèi)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)通過(guò)CC2420以ZigBee通訊的方式上傳到上位集中器。成功后自動(dòng)轉(zhuǎn)入待命狀態(tài)。

　　采用了ZigBee通訊技術(shù)的多用戶智能電表是遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)和構(gòu)成元素，一定數(shù)目的表和同樣采用基于CC2420的ZigBee通訊技術(shù)的集中器構(gòu)成了中心結(jié)構(gòu)的ZigBee局域通訊網(wǎng)絡(luò)，每一塊表與中心節(jié)點(diǎn)集中器數(shù)據(jù)交換，集中器將匯集的抄表數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)程控制中心實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下利用MSPRF-430F2618-PK專業(yè)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)（部分模塊進(jìn)行了更換）進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，證明多用戶智能電表運(yùn)行正常，與集中器通訊暢通，但也存在通訊距離不夠遠(yuǎn)（小于50m），易受外界電磁環(huán)境干擾的缺陷。可考慮采用最新的CC2591（加強(qiáng)了天線功率，其理論通訊距離可達(dá)到1000m）替換CC2420的方式提高通訊效率。


　　本系統(tǒng)提供豐富的接口，可與電業(yè)系統(tǒng)的MIS系統(tǒng)鏈接或進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

　　抄表軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)為ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)行于WIN98/2000/XP、NT的操作系統(tǒng)，易于使用。軟件所能管理的用戶數(shù)量沒(méi)有限制。

　　項(xiàng)目分析

　　本系統(tǒng)由電度表，采集器，F(xiàn)2103 GPRS IP MODEM傳輸終端，帶系統(tǒng)軟件的主站組成。手持終端是本系統(tǒng)的補(bǔ)充，在系統(tǒng)出現(xiàn)意外時(shí)進(jìn)行人工抄表。

　　系統(tǒng)組成

　　電能表： A）三相有功無(wú)功多功能表，有功0.5級(jí)、無(wú)功2級(jí)，具有RS485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約?；蛘呤褂茫築）三相有功復(fù)費(fèi)率表，有功1級(jí)，具有RS-485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約。

　　采集器：采集器主要特征如下：采用24個(gè)I/O口，可帶24戶電度表，停電數(shù)據(jù)保護(hù)，帶后備電源，停電后仍可抄表。

　　傳輸終端： 傳輸終端采用廈門四信的F2103，實(shí)時(shí)永久在線，內(nèi)嵌自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧，透明傳輸，同時(shí)支持RS232和RS485，支持多種工作模式，支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)。

　　中心軟件系統(tǒng)：基于ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)的抄表軟件，用戶數(shù)量無(wú)限制，安全可靠，運(yùn)行和處理速度快 ，功能豐富完善。

　　系統(tǒng)總架構(gòu)

　　多個(gè)電表通過(guò)RS485通信接口把電表數(shù)據(jù)傳到采集集中器上，采集集中器通過(guò)RS485通信接口和四信通信的IP modem（F2103）連接，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器可以使用APN專線或普通ADSL等作為網(wǎng)絡(luò)接入。當(dāng)F2103通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機(jī)，建立透明數(shù)據(jù)通道后，采集終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只要送到串口，F(xiàn)2103就會(huì)把收到的數(shù)據(jù)原封不動(dòng)地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機(jī)；同時(shí)服務(wù)器主機(jī)下發(fā)的命令通過(guò)通道傳輸?shù)紽2103后，F(xiàn)2103通過(guò)串口送到采集終端，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下圖所示：

　　第三部分 項(xiàng)目架構(gòu)實(shí)施

　　傳輸模塊與采集終端連接

　　四信的F2103無(wú)線傳輸模塊同時(shí)支持RS232/485接口，可通過(guò)RS232/485與終端通訊。本系統(tǒng)采用的是485的接口方式。F2103和采集器的接線線序如下：

　　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)接入方式分析

　　APN專線接入

　　中心采用APN專線， 所有點(diǎn)都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP，客戶中心通過(guò)一條2M APN專線接入移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進(jìn)行廣域連接，在GGSN與移動(dòng)公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。

　　為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請(qǐng)?jiān)揂PN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡才能進(jìn)入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶的進(jìn)入。

　　用戶在內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器，作為內(nèi)部用戶接入的遠(yuǎn)程認(rèn)證服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用路由器本地認(rèn)證功能）。只有通過(guò)認(rèn)證的用戶才允許接入，用以保證用戶內(nèi)部安全。

　　用戶在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能），為通過(guò)認(rèn)證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。移動(dòng)終端和服務(wù)器平臺(tái)之間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過(guò)程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過(guò)濾。

　　中心采用APN專線接入的方式，在實(shí)時(shí)性，安全性和穩(wěn)定性表現(xiàn)優(yōu)異，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點(diǎn)比較多、實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。

　　ADSL撥號(hào)連接（動(dòng)態(tài)公網(wǎng)IP地址）

　　中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)的?？蛻粝扰cDNS服務(wù)商聯(lián)系開(kāi)通動(dòng)態(tài)域名，IP MODEM先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器，再由DNS服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費(fèi)用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務(wù)商。此種方案適合小規(guī)模應(yīng)用。

　　通過(guò)固定公網(wǎng)IP連接

　　中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP服務(wù)的。此種方案先向INTERNET運(yùn)營(yíng)商申請(qǐng)ADSL等寬帶業(yè)務(wù)，中心有公網(wǎng)固定IP的。IP MODEM直接向中心發(fā)起連接。雖然申請(qǐng)固定IP費(fèi)用比較貴，但其運(yùn)行可靠穩(wěn)定，組網(wǎng)方式簡(jiǎn)易方便，深受廣大用戶的青睞，一般推薦此種方案。

　　無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式

　　傳輸設(shè)備采用廈門四信的F2103，其功能齊全，性能穩(wěn)定，簡(jiǎn)單易用，它是一款工業(yè)級(jí)別的無(wú)線傳輸終端，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種各樣的工業(yè)，金融場(chǎng)合。

　　終端設(shè)備和傳輸設(shè)備連接好后，設(shè)置好各種通訊參數(shù)，工作模式后，在傳輸設(shè)備F2103中填入數(shù)據(jù)中心的地址和應(yīng)用程序的端口號(hào)。這樣當(dāng)終端設(shè)備數(shù)據(jù)傳給傳輸設(shè)備F2103，F(xiàn)2103就會(huì)把數(shù)據(jù)透明地傳輸?shù)街行?。終端設(shè)備支持多種中心模式（主備中心，多中心），多種激活模式（電話，短信，數(shù)據(jù)），多種工作模式（TCP，UDP，telnet等），方便用戶組網(wǎng)和各種系統(tǒng)需求。心跳包機(jī)制，注冊(cè)包機(jī)制，數(shù)據(jù)幀可控，重連機(jī)制等多種機(jī)制不僅保證設(shè)備實(shí)時(shí)在線，而且穩(wěn)定可靠，同時(shí)方便客戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，來(lái)設(shè)置各種傳輸參數(shù)，進(jìn)而達(dá)到最佳效果。

　　數(shù)據(jù)中心軟件平臺(tái)構(gòu)建

　　抄表系統(tǒng)的核心部分是系統(tǒng)軟件，它遵循DL/T645部標(biāo)通訊規(guī)約，并有擴(kuò)展性。

　　具有四信通信的GPRS無(wú)線模塊的中心端軟件建有多種方式，對(duì)于傳入數(shù)據(jù)的方式的不同，我們提供不同的軟件來(lái)幫助客戶快速地實(shí)現(xiàn)中心端的數(shù)據(jù)接收和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理。

　　目前四信提供三種方式的中心接口：

　　首先是對(duì)于組態(tài)軟件，目前很多組態(tài)軟件廠家已經(jīng)集成了四信通信的驅(qū)動(dòng)了，可以直接配置使用；其次對(duì)于原本是讀串口的程序，為了兼容原來(lái)的系統(tǒng)而不做開(kāi)發(fā)工作，我們提供一個(gè)虛擬串口軟（TCP2COM）；最后是對(duì)于想開(kāi)發(fā)自己獨(dú)有的數(shù)據(jù)中心軟件的客戶，會(huì)提供一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)及四信公司的測(cè)試版數(shù)據(jù)中心軟件，不僅開(kāi)放源碼還全程協(xié)助客戶進(jìn)行自己數(shù)據(jù)中心軟件和功能的開(kāi)發(fā)?？蛻艨赡芡ㄟ^(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)快速開(kāi)發(fā)一個(gè)靈活的，穩(wěn)定的，功能齊全的終端管理和數(shù)據(jù)交互的中心軟件。

　　如下是該系統(tǒng)的中心站軟件：第一個(gè)圖式web界面的，第二個(gè)圖是用VB開(kāi)發(fā)的中心站。

　　在系統(tǒng)安全方面，本公司除了采用大型、多用戶的ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)對(duì)用戶實(shí)現(xiàn)分級(jí)授權(quán)管理和提供防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能外，對(duì)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線數(shù)據(jù)監(jiān)控中心還提供了安全技術(shù)解決方案，以確保數(shù)據(jù)安全可靠。

　　電力線載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)組成

　　自動(dòng)抄表系統(tǒng)是隨著近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)在計(jì)量?jī)x表領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而掀起的一場(chǎng)重大變革，自動(dòng)抄表系統(tǒng)采用低壓電力載波通信，系統(tǒng)安裝非常簡(jiǎn)單，無(wú)需開(kāi)墻鑿洞大量布線，日后的使用維護(hù)也簡(jiǎn)單可靠，我公司經(jīng)過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)證明，推出了符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DL/T698-1999）要求的低壓電力線載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)。它由以下幾個(gè)部分組成：數(shù)據(jù)采集站（軟件、硬件）；載波集中器；全電子式載波電度表；載波采集模塊+光電直讀網(wǎng)絡(luò)水表，載波采集模塊+光電直讀網(wǎng)絡(luò)氣表。

　　旌旗公司經(jīng)過(guò)多年的研究，在低壓電力線載波通訊領(lǐng)域取得了突破性的成果，擁有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，并取得了國(guó)家發(fā)明專利；解決了我國(guó)的電網(wǎng)運(yùn)行長(zhǎng)期存在的不規(guī)范性，清潔度差等痼疾。東軟公司推出的第二代通訊專用芯片SSC16，該芯片適應(yīng)我國(guó)電網(wǎng)情況，將其應(yīng)用于電力線載波系統(tǒng)，將電力線載波擴(kuò)頻通信與數(shù)據(jù)采集結(jié)合為一體，實(shí)現(xiàn)了單芯片運(yùn)行結(jié)構(gòu)，在通訊可靠性、傳輸質(zhì)量上最適合我國(guó)電力線現(xiàn)況。

　　旌旗公司技術(shù)與東軟公司技術(shù)的結(jié)合開(kāi)發(fā)出了一種既符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，又適應(yīng)中國(guó)電網(wǎng)傳輸特性的低壓電力線載波技術(shù)，應(yīng)用了最先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DSP），使通訊過(guò)程全面實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，并采用窄帶信號(hào)調(diào)制解調(diào)技術(shù)，使系統(tǒng)的抗衰減，抗干擾能力大幅提高。在通信能力、穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾能力等方面優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品。

　　大型企業(yè)集抄方案

　　我們將針對(duì)項(xiàng)目的具體情況，同時(shí)參照我們以往的成功運(yùn)行案例和經(jīng)驗(yàn)制定方案。由于旌旗電子有限公司自主研發(fā)的水電氣遠(yuǎn)程集中自動(dòng)抄表系統(tǒng)，是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體的自動(dòng)抄表系統(tǒng)。具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)程監(jiān)控、實(shí)時(shí)或定時(shí)完成系統(tǒng)計(jì)量表的抄、核、收、查、控等功能，可以很好的解決用戶的需求問(wèn)題。該系統(tǒng)方案在設(shè)計(jì)上不但可以滿足用戶的業(yè)務(wù)需求，而且始終關(guān)注系統(tǒng)建設(shè)成本與經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還要為后續(xù)系統(tǒng)的功能擴(kuò)展做好資源儲(chǔ)備。

　　大型企業(yè)集抄系統(tǒng)采用“主站—分站—電力線載波水電氣表網(wǎng)絡(luò)”三級(jí)架構(gòu)。

　　系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)集團(tuán)管控，信息化管理。

　　用戶通過(guò)網(wǎng)站、手機(jī)短信、自動(dòng)語(yǔ)音電話、營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)電子觸摸屏等方式查詢水、電、氣、熱的用量、繳費(fèi)情況、欠費(fèi)告警、政策法規(guī)等信息；

　　通過(guò)數(shù)據(jù)分析，掌握水、電、氣、熱用量峰谷值、管網(wǎng)損耗并進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)；

　　運(yùn)用海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、銀行托收服務(wù)等，實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。完成銀行托收、數(shù)據(jù)管理分析、報(bào)表上傳、信息發(fā)布及查詢功能。并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶水、電、氣、熱的遠(yuǎn)程控制等功能；

　　系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和匯總分析后，按要求向相關(guān)部門呈報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)表。

　　主站構(gòu)架圖

　　主站由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器（雙機(jī)）、磁盤陣列、WEB服務(wù)器、交換機(jī)、GPS時(shí)鐘、防火墻、路由器、維護(hù)終端、語(yǔ)音短信查詢系統(tǒng)等組成。通過(guò)外部網(wǎng)絡(luò)WEB服務(wù)器可向外網(wǎng)發(fā)布計(jì)量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，用戶可到銀行網(wǎng)點(diǎn)辦理繳費(fèi)和查詢服務(wù)，企業(yè)可通過(guò)辦公網(wǎng)絡(luò)與集抄系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息化管理，用戶可通過(guò)自助查詢終端查詢用戶信息和水電氣熱用量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及用的繳費(fèi)情況、帳戶余額等。

　　上傳方案

　　我公司提供技術(shù)方案的通信系統(tǒng)分為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　　第一級(jí)為用戶計(jì)量表具與集中器之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸，第二級(jí)為集中器與分站的網(wǎng)絡(luò)傳輸，第三級(jí)為分站至主站的網(wǎng)絡(luò)傳輸。主站向外網(wǎng)發(fā)布各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

　　第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)為各種計(jì)量表具與集中器間的固定通信方式，建議采用電力線載波方式連接。系統(tǒng)可以根據(jù)需要組成多級(jí)電力線載波網(wǎng)絡(luò)以適應(yīng)用戶千變?nèi)f化的實(shí)際需求。

　　第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)為集中器與分站間的數(shù)據(jù)通信，旌旗電子生產(chǎn)的集中器產(chǎn)品與分站管理計(jì)算機(jī)可以采用多種數(shù)據(jù)傳輸方式，集中器與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)可根據(jù)用戶實(shí)地情況靈活采用串口通信方式或有線、無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的方式。集中器設(shè)置較多且與分站管理計(jì)算機(jī)連接距離較遠(yuǎn)時(shí)可采用以太網(wǎng)、光纖以太網(wǎng)、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的方式連接。

　　第三級(jí)網(wǎng)絡(luò)建議利用公網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)組建專用城域或廣域網(wǎng)絡(luò)。

　　有線接入網(wǎng)絡(luò)方案

　　每個(gè)分站至主站，獨(dú)立申請(qǐng)一條公網(wǎng)專線數(shù)據(jù)傳輸通道或?qū)拵Ы尤刖€路。每個(gè)分站可根據(jù)需要申請(qǐng)1~2個(gè)2M傳輸通道。專線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)成熟，可選用設(shè)備品牌較多，傳輸質(zhì)量有保證，且不需要對(duì)傳輸線路進(jìn)行管理和維護(hù)。

　　無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸方案

　　通過(guò)公用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建立專用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，計(jì)量表具數(shù)據(jù)通過(guò)分站服務(wù)器預(yù)存整理后在有限的傳輸帶寬上進(jìn)行集中傳輸。目前移動(dòng)通信服務(wù)商可為用戶提供的無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)最大傳輸帶寬為40~400Kbit/s（GPRS方式，根據(jù)各省運(yùn)營(yíng)商提供的接入技術(shù)不同，速度有較大差異），無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸方案有組網(wǎng)靈活，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用可控，網(wǎng)絡(luò)組建簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

　　技術(shù)特點(diǎn)

　　以低壓臺(tái)變?yōu)閱挝唤M網(wǎng)，每個(gè)臺(tái)變至少需要一臺(tái)集中器，可管理1000余個(gè)用戶單元，它主要負(fù)責(zé)將本臺(tái)變內(nèi)各采集單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、向上轉(zhuǎn)發(fā)，并接受分站的控制，向下轉(zhuǎn)發(fā)命令。每個(gè)分站可管理多個(gè)集中器，它負(fù)責(zé)系統(tǒng)的總控、設(shè)置、數(shù)據(jù)處理、輸出報(bào)表等各種功能。

　　本技術(shù)方案的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可采用分級(jí)方式或者集中存儲(chǔ)方式，即可分為分站管理計(jì)算機(jī)和主站服務(wù)器二級(jí)，或者直接由主站服務(wù)器存儲(chǔ)管理數(shù)據(jù)。在分站管理計(jì)算機(jī)和主站服務(wù)器均設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)，由數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)各種計(jì)量表具的計(jì)量數(shù)據(jù)。分站數(shù)據(jù)庫(kù)與主站數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)保持同步，以達(dá)到數(shù)據(jù)互為備份的目的，保證了數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)。

　　本系統(tǒng)由三級(jí)網(wǎng)絡(luò)組成，各級(jí)通信相互獨(dú)立，均通過(guò)專用線路組建網(wǎng)絡(luò)，相互沒(méi)有依存關(guān)系，系統(tǒng)間只需相互提供網(wǎng)絡(luò)接口，保證了整個(gè)系統(tǒng)的高安全性。

　　在完成了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)需求后，本系統(tǒng)還為數(shù)據(jù)的發(fā)布和用戶查詢預(yù)留了傳輸通道和接口，根據(jù)計(jì)量數(shù)據(jù)格式，可通過(guò)internet接入各種辦公計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，提供網(wǎng)上查詢功能。通過(guò)web服務(wù)器，可以將各種計(jì)量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布于網(wǎng)絡(luò)上，方便查詢核對(duì)。同時(shí)通過(guò)internet網(wǎng)絡(luò)建立的寬帶連接，可以使運(yùn)營(yíng)后的系統(tǒng)維護(hù)工作變得簡(jiǎn)單易行，維護(hù)人員不需要到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)就可以通過(guò)無(wú)處不在的internet網(wǎng)絡(luò)登陸到各級(jí)管理系統(tǒng)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的各種終端、服務(wù)器和計(jì)量表具等進(jìn)行維護(hù)管理。

　　近年來(lái)，智能化小區(qū)迅猛發(fā)展，作為智能化小區(qū)重要組成部分的電腦自動(dòng)抄表系統(tǒng)，也得到了廣泛的應(yīng)用。自動(dòng)抄表系統(tǒng)不僅給物業(yè)管理帶來(lái)了很大的方便，徹底改變了傳統(tǒng)的入戶抄表帶來(lái)的種種弊端，提高了工作效率和管理水平，也讓住戶居住更加方便放心，減少了治安隱患，體現(xiàn)了科技服務(wù)生活，以人為本的理念。

　　但是也有一些住宅小區(qū)由于種種原因，安裝的抄表系統(tǒng)不盡人意，不僅沒(méi)有減少工作量，提高效率，反而由于計(jì)數(shù)不準(zhǔn)而帶來(lái)麻煩，引起糾紛。致使部分用戶有了偏見(jiàn)，進(jìn)而對(duì)自動(dòng)抄表系統(tǒng)持否定態(tài)度。

　　造成抄表系統(tǒng)不準(zhǔn)確的原因分析：

　　一般抄表系統(tǒng)由這樣幾部分組成：

　　1、遠(yuǎn)傳表計(jì)

　　2、數(shù)據(jù)采集器、集中器

　　3、控制中心電腦抄表軟件

　　4、信號(hào)線及通訊線路。傳表計(jì)通過(guò)信號(hào)線將信號(hào)傳給數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器負(fù)責(zé)記錄表計(jì)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集器通過(guò)４８５、ＴＣＰ／ＩＰ、ＬＡＮ等協(xié)議方式，將所存數(shù)據(jù)上傳給管理中心的計(jì)算機(jī)。這幾個(gè)部分任何一個(gè)環(huán)節(jié)有可能存在造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的因素，讓我們一起來(lái)分析一下。

　　一、 遠(yuǎn)傳表計(jì)

　　由于遠(yuǎn)傳表計(jì)的原因造成不準(zhǔn)確是抄表系統(tǒng)中最常見(jiàn)的問(wèn)題。

　　一般遠(yuǎn)傳表的信號(hào)傳輸分為脈沖形式或數(shù)字形式。其中脈沖遠(yuǎn)傳表是將表計(jì)遠(yuǎn)傳的信號(hào)以脈沖（或開(kāi)關(guān)量）的形式發(fā)出，每一個(gè)脈沖信號(hào)代表一定的數(shù)值，由數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行實(shí)時(shí)在線累計(jì)存貯。系統(tǒng)要對(duì)這樣累計(jì)的脈沖數(shù)進(jìn)行一定的換算處理之后，才能得到表計(jì)的數(shù)值。遠(yuǎn)傳數(shù)字表則內(nèi)置電子芯片，自身已經(jīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，向外傳輸?shù)氖菧?zhǔn)確的數(shù)據(jù)，上位機(jī)可以通過(guò)總線方式直接讀取到確切的數(shù)值，而不必要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理。

　　脈沖表價(jià)位低廉，應(yīng)用比較廣泛，數(shù)字表由于價(jià)格較貴，市場(chǎng)占有面較小。從目前使用的效果來(lái)看，遠(yuǎn)傳數(shù)字表問(wèn)題較少，脈沖表的問(wèn)題多一些，尤其以脈沖式水表問(wèn)題較多。一般的遠(yuǎn)傳水表是用一塊磁鐵和一個(gè)干簧管做成的提取信號(hào)的傳感器。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、省電，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)磁鐵按圓周運(yùn)動(dòng)到某特定位置，即磁力線使干簧管的簧片靠近并且兩簧片即將碰上但又沒(méi)碰上的所謂臨界狀態(tài)。就在此刻，如果外界稍有變動(dòng)兩簧片就因震動(dòng)而觸碰，而在供水管道中大小水錘現(xiàn)象是經(jīng)常發(fā)生的。因此，業(yè)主在并沒(méi)有用水的情況下，水表脈沖卻不斷的產(chǎn)生，造成水表抄數(shù)比業(yè)戶實(shí)際用水?dāng)?shù)大。

　　另外，人為在水表上加上磁鐵干擾，也可以造成系統(tǒng)不準(zhǔn)確。有一些水表的磁針使用久了存在退磁現(xiàn)象，也會(huì)影響系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

　　脈沖電表和煤氣表問(wèn)題很少，一是由于沒(méi)有水錘現(xiàn)象這種造成誤脈沖的因素，另外由于存在危險(xiǎn)性，人為破壞干擾較少也是一個(gè)原因。

　　二、數(shù)據(jù)采集器

　　由于數(shù)據(jù)采集器自身的問(wèn)題，也可能造成系統(tǒng)的抄表數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)會(huì)受到很多強(qiáng)磁、強(qiáng)電的干擾，這種干擾會(huì)在信號(hào)線上形成雜波。如果數(shù)據(jù)采集器沒(méi)有很好的抗干擾能力，就會(huì)把這些干擾信號(hào)誤當(dāng)作正常的脈沖信號(hào)而進(jìn)行累計(jì)。數(shù)據(jù)采集器的運(yùn)行一般是由單片機(jī)控制的，如果抗干擾能力不好，在外界強(qiáng)干擾下，也可能使單片機(jī)程序出現(xiàn)死機(jī)或頻繁復(fù)位啟動(dòng)的情況，這樣數(shù)據(jù)采集器就不能正常工作，造成丟失數(shù)據(jù)。

　　三、電源

　　電源也是造成系統(tǒng)不可靠的一個(gè)重要原因，由于數(shù)據(jù)采集器等設(shè)備都是在弱電下工作的，需要電源將220V交流電轉(zhuǎn)換成合適的直流弱電輸入。眾所周知，我國(guó)電網(wǎng)電壓很不穩(wěn)定，電網(wǎng)電壓波動(dòng)，會(huì)影響到電源輸出的直流弱電不一定合乎要求，造成系統(tǒng)設(shè)備不能正常工作。由于電網(wǎng)這種波動(dòng)往往是短暫的不確定的，電網(wǎng)電壓正常后系統(tǒng)又正常工作，人們往往忽視了電源方面的因素。另外，斷電時(shí)間超過(guò)了備用電源延時(shí)時(shí)間，也可以引起系統(tǒng)的數(shù)據(jù)失真。

　　四、抄表軟件

　　抄表軟件除了要準(zhǔn)確抄收表計(jì)數(shù)據(jù)，還要按照計(jì)費(fèi)和統(tǒng)計(jì)要求進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，但由于在程序編寫過(guò)程中可能存在的一些錯(cuò)誤會(huì)引起計(jì)量和計(jì)費(fèi)的不準(zhǔn)確，或者是程序考慮情況不全面不能處理一些不常見(jiàn)的問(wèn)題。遇到有表計(jì)更換，費(fèi)率更改，超值優(yōu)惠或限量使用要求時(shí)，軟件不能準(zhǔn)確計(jì)算出用戶應(yīng)交費(fèi)額，引起用戶不滿和糾紛。

　　五、人為破壞

　　人為破壞雖然是少數(shù)人所為，但在各個(gè)工程實(shí)例中還是常見(jiàn)的，主要有的剪斷或短路信號(hào)線造成數(shù)據(jù)不能正常傳輸，在水表上加磁鐵造成信號(hào)失真。

　　解決抄表系統(tǒng)不可靠的相應(yīng)措施

　　針對(duì)以上可能引起抄表系統(tǒng)不可靠的成因，我們德?tīng)栕钥丶夹g(shù)有限公司經(jīng)過(guò)多年的搜索總結(jié)，采取了一系列行之有效的措施和方法，保證了抄表系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。以下的方法供大家參考：

　　1、一定要選用合格遠(yuǎn)傳表計(jì)

　　合格耐用的遠(yuǎn)傳表計(jì)是抄表系統(tǒng)可靠運(yùn)行的首要保障，如果表計(jì)不能準(zhǔn)確地輸出信號(hào)，系統(tǒng)可靠性就無(wú)從談起，對(duì)于遠(yuǎn)傳表計(jì)一定要選用經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試、能夠防磁防干擾的，特別是遠(yuǎn)傳水表。這里向大家推薦由著名發(fā)明人潘柯先生的專利水表，具有極佳的抗磁抗干擾能力，有效地解決了水錘現(xiàn)象。

　　2、抄表采集設(shè)備要充分考慮各種干擾

　　在各種干擾下都能保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，甚至在總線帶220V電的情況下仍能保持系統(tǒng)的正常工作。數(shù)據(jù)采集器采用雙ＣＰＵ設(shè)計(jì)，一個(gè)CPU負(fù)責(zé)計(jì)數(shù)，一個(gè)CPU負(fù)責(zé)處理其他事物，包括各種干擾信號(hào)的判斷、排除等工作，保證了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。抄表采集器電路還加上抗雷擊保護(hù)措施，在雷電擊中這樣的惡劣的條件下，也能保證設(shè)備不被損毀。

　　3、選用長(zhǎng)延時(shí)開(kāi)關(guān)電源

　　抄表系統(tǒng)配套的電源選用高質(zhì)量輸出的工業(yè)級(jí)開(kāi)關(guān)電源，保證系統(tǒng)在電壓不穩(wěn)的情況下仍能保證高質(zhì)量輸出。斷電延時(shí)系統(tǒng)可以做到斷電時(shí)備用電的無(wú)縫連接，延時(shí)達(dá)48小時(shí)以上，保障系統(tǒng)始終處于良好的工作狀態(tài)。

　　4、軟件設(shè)計(jì)要周到、全面

　　軟件是基于大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，該軟件充分考慮了物業(yè)管理和行業(yè)管理的各種要求，對(duì)各種特殊的復(fù)雜的情況也考慮得很周全，有效地保證了數(shù)據(jù)運(yùn)算的可靠性和準(zhǔn)確性。

　　系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)五級(jí)以下分區(qū)段計(jì)費(fèi)，可以保證絕大多數(shù)用戶的要求（計(jì)費(fèi)區(qū)段還可根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整）。對(duì)于同一種被計(jì)量物質(zhì)（如電能）我們可設(shè)置多種計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于不同用途可設(shè)置不同單價(jià)。靈活科學(xué)的結(jié)算方式，可以采用傳統(tǒng)抄表的實(shí)抄實(shí)計(jì)，按當(dāng)前實(shí)際抄表指針結(jié)算，亦可科學(xué)折算至抄表日，使計(jì)量結(jié)算更加準(zhǔn)確。

　　5、抄表系統(tǒng)應(yīng)考慮各種防范措施

　　應(yīng)將所有計(jì)量表箱，采集器箱都采用防盜措施上鎖，使外人不能接觸。信號(hào)線外露部分套上不銹鋼軟管，接線處設(shè)防盜86盒保證線路全部密封，防止破壞和剪斷。