电力线载波抄表系统的设计与实现

1、收稿日期：8-07-28作者简介：陈晓娟（1970-），女，吉林九台人，教授，从事电力线通信、模拟电路故障诊断和生物信号处理研究。E-mail：cxj_neiep第11期陈晓娟等：电力线载波抄表系统的设计与实现东北电力大学科研专栏电气连接处，每套计量装置相对于集中器独立工作。这样，通过比较这2个计量读数，如果存在差异，则该用户可能存在窃电行为，管理中心给出报警信号以及对该用户电量数据进行多次采集，可使用电管理部门实时监察窃电行为。2基于PL3200采集器设计本设计是基于51兼容芯片PL3200的单片机，对4路电能表的脉冲进行实时采集、计算，变成各路电表的用电量数据进行保存。通过RS485串行通

2、信口可利用外设对系统初始化设置和数据抄录。初始化设置包括系统编号、电表常数和表底数设置，系统依据这些参数进行电量转换。系统内配有电源监视器和看门狗，保证系统可靠运行。同时，还具备红外或其他方式的通信功能，以便在采集器与外界联系中断时，采用半自动的方式进行抄表4。系统的硬件结构如图2所示，它实现的功能是对电能的计量和与外界进行通信。图3集中器硬件框图Fig.3Concentratorhardware微处理器是整个系统的核心，它实时地采集和处理电表的数据，同时接收并执行管理中心的操作指令。4远程信息管理远程管理计算机系统在线运行时，一方面是通过远程通信网建立与集中器的通信连接，获取各采集模块的电能

3、等信息；另一方面将相关信息存入数据库中，并根据数据库设定经集中器向采集模块发送命令，向预付费用户发出欠费报警或控制供电线路通断。而在非在线运行时负责数据库用户信息的管理等工作。其关键技术在远程数据库系统的设计，所涉及的数据包括向系统输入的数据和用户所需要输出的数据。根据软件系统的功能，可确定出向系统输入的图2采集器硬件框图数据主要有：（1）设备基本信息。这里的设备指的是变电站，线路，集中器和电表。其中集中器和电表是主要的设备。由图2可以看出集中器是与监控中心直接通信的远端设备，它的最主要字段是集中器的电话号码。集中器由S3C2410X微处理器5、485通信模块、而电表是这个系统的最终端，根据“

4、一户一表”的原则，每个电表对应一个用户，信息包括用户姓名，用户住址，电表地址，电表常数，电表状态等。（2）收费记录的有关数据。系统对每个集中器下的电表可以选择采用预付费方式或非预付费方式。对预付费方式，需要记录用户缴费时间，剩余金额等。（3）参数设定的数据。如电表型号、电价、倍率等。（4）用户登录注册的有关数据。包括管理员帐号、密码、权限级别等。系统输出的数据主要有用户基本信息、用户缴费信息、用户用电信息、整体用电的统计信息等。此外，系统输入的数据也可以通过屏幕或者打印机输出。根据功能要求采用MSAccessFig.2Collectorhardware3基于嵌入式技术的集中器GPRS模块、以太

5、网模块、键盘控制模块、LCD显示模块、Flash存储模块以及SDRAM模块等几个部分组成，如图3所示。S3C2410X微处理器由Samsung公司生产，该芯片为目前国内ARM9系列应用领域的主流芯片，具有低功耗、高集成度的特点。芯片中集成了以下部件：16kB指令Cache、16kB数据Cache、MMU、外部存储控制器、LCD控制器、NANDFlash控制器、4个DMA通道，3个UART通道、1个I2C总线控制器、1个I2S总线控制器，以及4个PWM定时器和1个内部定时器、通用I/O口、实时时钟、8通道10位ADC和触摸屏接口、USB主从、SD/MMC卡接口等。因此，整个系统可以进行很方便地扩

6、展从而达到用户的需求。东北电力大学科研专栏中国电力第41卷进行数据残缺分析、用量统计分析和用量等级分析5系统软件设计系统的软件设计包括采集器部分、集中器部分和等各种数据分析处理。6结语随着嵌入式系统和通信新技术的发展，对此类系主站计算机部分。下面主要给出主站计算机部分软件设计，它又包括通信软件设计和主站管理软件设计。5.1通信软件通信软件包括拨号、挂机、查询和电表参数设统提出了更高的实时性和稳定性要求，迫切需要新一代采用32位嵌入式处理器的高功能集中器、支持多种（复合）通信接口的采集模块和管理计算机系统。置。用MODEMAT命令集拨号，通过使串口的DRT引脚变为低电平挂机。查询软件完成查询电表

7、内各种计量信息的主要任务3，主要流程如图4所示。参数设置主要用于电表内的时钟和各种参数：电表底数、自动抄表的起始时间和结束时间、抄表日期、电表通信地址及指定通信路径等。参考文献：1LABROSSEJJ.嵌入式实时操作系统C/OS-IIM.邵贝贝,宫辉，蒋俊峰，等译.北京：北京航空航天大学出版社，2003.5.2主站管理软件主站管理软件包括操作注册、取消注册、档案管LABROSSEJJ.MicroC/OS-IIthereal-timekernelM.TranslatedbySHAOBei-bei，GONGHui,JIANGJun-feng,etal.Beijing：Bei-hangUnivers

8、ityPress,2003.2姚放吾.嵌入式系统的硬件/软件协同设计J.微计算机信息,理、数据查询和数据管理5个模块。（1）操作注册模块：系统操作权限管理模块。（2）取消注册模块：取消目前所有操作员的操作权限或重复操作注册。（3）档案管理模块：对系统档案进行管理。（4）数据查询模块：可查询所有用户的表编号、表序列号、门牌号、用户姓名、电话号码及常数等信息。（5）数据管理模块：2001,17（3）：1-3.YAOFang-wu.Hardware-softwareco-designofembeddedsystemJ.MicrocomputerInformation,2001,17（3）：1-3.3

9、许瑛,马维华.微机网络集中抄表系统的一种设计J.自动化技术与应用，2002,21（3）：39-41.XUYing,MAWei-hua.ThedesignofacentralizedammeterreadingsystemJ.TechniquesofAutomationandApplications,2002,21（3）：39-41.4王予沁,游斌,顾波,等.低压远程抄表系统设计与实现J.电脑开发与应用,2007,20（11）：50-54.WANGYu-qin,YOUBin,GUBo,etal.Designandrealizationofremotereadingsystemwithsecond

10、arypowerlinecarrierJ.ComputerDevelopmentandApplications,2007,20（11）：50-54.5阳旭东,马旭东.基于S3C2410的远程抄表系统集中器的设计与实现J.中国仪器仪表,2006（11）：41-44.YANGXu-dong,MAXu-dong.Designandimplementationofcon-centratorbasedonS3C2410inremotemeterreadingsystemJ.China图4查询流程InstrumentandControl,2006（11）：41-44.Fig.4Flowchartofinq

11、uiry（责任编辑张重实）DesignandimplementationforpowerlinecarriermetersystemCHENXiao-juan1，XIAZeng-ji1，SUIJi-sheng2（1.NortheastDianliUniversity,Jilin132012,China；2.JilinElectricPowerCompany,Changchun130011,China）Abstract:Withtheexcellenceofgreatefficiencyandconvenience,AutomaticMeterReadingSystem（AMRS）isappli

12、edmoreandmorewidely.AMRSuseslowpowerlineascorrespondingmediumtotransmitinformation,thereisnoneedtosetupcommunicationcable.OnthebasisofanalyzingtheprinciplesandmethodsoftraditionalMeterReadingSystem,theschemeofaconcentratordesignedbyadoptingtheembeddedsystemtechnologywasprovidedtorealizetheAMRS.Themethodforembeddedsystemtechnologycompletelyovercomesthedefect,a