探究低压电力用户用电量远程自动采集系统设计

1、 探究低压电力用户用电量远程自动采集系统设计 摘要：电力行业是我国经济发展的重要支柱，科学技术的发展为我国电力行业的发展带来了助力，如何通过科技技术持续推动电力行业的进步是研究人员应该关注的问题，本文则主要对低电压用户的用电量远程采集系统的设计进行研究。关键词：低压电力用户；电量采集；自动化引言：人工电量采集有着较大的弊端，如效率低、结果不准确等，研究自动采集系统已经是电力发展的重要方向，远程自动采集系统能够降低电力发展的人工成本，推动电力行业的智能化、自动化，使电力行业的服务更加方便快捷。1. 电量远程自动采集系统电量远程自动采集系统可以分为三层来设计，在设计过程中，一般通过采集器和集中器收

2、集相关数据，上层主要包含了上位机和gprs，中层由低压电力线路网和集中器构成，通过采集器、集中器、上位机、gprs系统、管理终端共同组成电量远程自动采集系统。在小区中安装电量远程自动采集系统时，技术人员可以在每栋单元楼中安装一个采集器和一个集中器，通过mbus连接电表和采集器，使用低压电力来完成集中器和采集器的数据传输，通过gprs连接集中器和远程上位机完成数据传输，以此来实现用户电量的远程自动采集。在这个过程中采集器负责收集用户的用电量，并储存在数据库中，集中器负责采集器和上位机的连接，当需要查看用户电量时，集中器会从上位机中将用电量信息传输给管理终端。2. 采集器设计分析采集器是电量远程自

3、动采集系统中的第一步，同样也是最重要的一步，在设计采集器的过程中一般会使用单片机来控制运行，结合数据存储器、mbus组件、电源转换电路等共同构成采集器。采集的电量数据包括表号、时间、电量三个数据，使用hex来表示表号，使用bcd来表示电量和时间，一般会在每小时内上传一次电量数据，一天的24次数据为一轮，当天的电量数据会覆盖前一天的电量数据。为了使采集器能够与集中器形成较好的信息转换结果，一般会在采集机上装配标识码。以设计电量自动采集器为例，在选择采集器的组件时，设计师可以选用at89c51单片机、at24c16数据存储器，由于一天的数据信息为24组，数据量为240byte，因此at24c16数

4、据存储器满足自动采集器的需求。为了保证采集器能够与集中器进行良好的数据转化，可以在采集器上装配4bytes标识码。3. 集中器设计分析集中器是连接采集器和上位机的转换器，主要负责将采集器所采集的数据进行处理并储存在上位机、以及在管理终端进行查看时，将电量数据传输至管理终端。在实地安装过程中，一般需要将集中器安装在小区的中心位置。集中器的外部电路一般由存储器、gprs组件、电力线载波电路组成，在设计过程中，设计师应该根据实际情况选择适当的组件，构成应用效果良好的集中器，保证电量采集工作的顺利进行。以设计集中器为例，为了保证集中器运行情况的稳定性，设计师可以采用个非易失性铁片存储器，这种存储器的运

5、作比较稳定，一般在-40度至80的温度下皆能正常运行，适应于我国各种气候条件。该种存储器的读写效率是70ns，读写次数是1010，通过i2c总线与单片机连接，操作方法简单，储存效率高。此外这种储存器的功耗很低，这意味着在运转过程中即使突然停电，储存器的内部信息也不会遗失。可以选用sc1128电力线载波，这种芯片的耐性及抗干扰性优良，在实际应用中应用非常广泛。而且mcu与sc1128的连接方式也是采用i2c总线，在用户用电量自动采集时，电量数据的发送与接收情况非常稳定。4. 硬件实现设计分析在低压电力网络运作的过程中，装配载波通信系统能够提升电力资源的利用率，而且还能在基础情况下以低成本实现数据

6、通信功能。电力载波系统的通信功能使得用户用电量远程自动采集系统的成本大幅降低，而且由于载波系统的安装及操作较为简单，且耐性优良、方便维修，故而给用电量远程自动采集系统的运转带来了便捷，载波系统的扩频功能能够使数据通信网络的稳定性大大提升，解决了电力传输谐波对通信网络造成的问题，使得用电量远程自动采集系统能够正常运行。此外，在设计载波通信系统时可以选用多信道形式。以对用户用电量远程自动采集系统的硬件进行设计为例，可以选择计算机终端和宽带线路作为用电量远程自动采集系统的通讯方式，采用多信道技术提升系统的运作效率。在设置集中器时，在集中器中安装rs-232a通讯端口和pda专用红处接口，使用户在查看

7、集中器时能够及时对数据进行校对、对系统进行调试。也可以选择远程设置,通过对终端的调控将用电量数据通过pda专用红外线接口传输至管理终端，在这个过程中可以采用蓝牙或wifi等通讯技术。将三相全电子电表、单向全电子电表和普通电子表等多种形式连接至用电量自动采集系统中，通过选择多个层面、多种装置的混合使用来实现用电量远程自动采集系统的多元化操作，提升整个系统的便捷度。5. 软件系统设计分析在用户用电量远程自动采集系统的设计中，设计师应该重视扩频通信的设计分析。扩频通讯在传输用户的用电量信息时，其信号带宽要比信号自身的带宽要高，在对信号进行解调时，一般是通过发端扩频码对信号进行处理。应用扩频通信能够使

8、用电量采集系统在运作过程中通过较高的带宽得到较小的信噪比，这也意味着在信号发送过程中，整个系统所耗费的功率较小，抗干扰性较强，在噪音较大的环境中，用户用电量远程自动采集系统能够保持良好的工作状态，提升自动采集系统的工作稳定性。将带宽转换为功率的方法给采集系统的通讯带来了诸多的好处，使自动采集系统的稳定性大幅提升，同时由于操作较为简单，故而应用非常广泛。在用电量远程自动采集系统的运作过程中，如果采集器没有及时接收到集中器的信号，则采集器需要定时对各个电表开展自动采集的工作，此时的工作主要为用户用电量信息采集；如果集中器对采集器发送了采集信号，则采集器需要立即对各个电表开展采集工作，此时的工作则包

9、括用户用电量信息采集和用户用电量数据调整等工作。集中器的软件设计方案与采集器的软件设计方案有着异曲同工之处，在管理终端发送条件指令时，立即执行新指令，在没有新指令时，则按照周期定期循环旧指令，记录电表的数据信息。这也意味着在对初次使用的用电量自动采集系统进行调试时，需要对定时组件、用电量自动采集组件及串口等组件进行设置，使用电量自动采集系统形成一个自动化、智能化的运行系统，保证后期能够自动开展用电量采集工作。以对用户用电量远程自动采集系统的软件进行设计为例，采集系统的最终作用是查看用户的用电量，因此对管理终端进行设计是非常重要的，而后台管理的软件设计主要是对载波自动采集系统的设计，载波自动采集

10、系统的作用主要是将上位机中存储的数据通过采集器转换为载波系统所适用的信号类型，这意味着通过载波自动采集系统能够对电表进行实时采集，还能通过载波系统对集中器的时间进行调整。同时由于载波系统中一般会有日历功能，因此在载波系统运转过程中能够自动对停送电的情况进行记载，故而技术人员可以定期使用载波系统开展用电量自动采集系统的维护，将用电量数据采集间隔时常定为一小时，每30天自动调整集中器的时间和信号采集间隔时长。总结：电力的发展对我国的经济发展有着至关重要的作用，对我国的国民生活质量影响也非常重大，因此推进我国电力行业的发展非常重要，而用户用电量自动采集系统能够提升供电工作的便捷性，降低人力成本，推进我国科技发展的进程。参考文献：1. 王璐,曹志强,李