摘要：随着我国科学技术不断发展，我国电力行业也进入了高速发展阶段。电力行业作为国民经济的支柱型产业，对社会经济发展、人们生活质量有着重要影响。对于电力抄表来说，人工抄表形式存在较大的弊端，如效率慢、精准度低等。基于此，本文重点探究低压电力线路载波远程自动抄表系统，分析自动抄表系统的实现与应用方式。
关键词：低压电力；线路载波；远程；自动抄表系统
引言
低压电力线路载波是指通过低压配电线作为主要传输媒介，从而实现信息交换和数据传递的新型电力技术。现如今，随着我国电力行业健康发展，无论是城市还是农村都在建设电力线路网络，通过电线网络传输相关信息，不需要设置其他的辅助通信线路，从而大大降低了电力工程的成本。因此，如何充分发挥电力系统网络的应用范围成为了当今电力行业重点关注的问题。经过相关实践表明，以扩频通信芯片作为基础，并联合住户水表远程自动抄表系统，能够实现自动化抄表，也就是通过网络信息传递技术时刻掌握用户用电情况，从而提高自动抄表的稳定性与可靠性。
1、自动化抄表系统的构成与功能
自动化抄表系统主要采用分层结构（三层），将电表在管理系统中上位机间采用采集器、集中器两级数据汇聚，包含采集器、表端器，中间层主要是低压电力线路网和集中器；上层主要包含上位机和GPRS。这样就能够构成一个简单的远程自动抄表系统。以小区作为单位，在每栋楼中设置一个采集器，一个下去采用一个集中器。表端与采集器采用MBUS连接通信，集中器与采集器通过低压电力传输相关数据，集中器通过GPRS网络将数据信息传输到远程上位机中，这样就能够实现电表数据的处理全过程。
采集器通过对用户用电用水量信息进行采集，并将采集数据集中存储在数据库当中。集中器作为采集器和上位机的连接设备，主要负责收集采集器所获得的电表数据，并进行处理和存储。当管理中心要求更新用户电表时，会通过终端发出指令，集中器会接受上位机质量从而控制接收器的采集工作。
2、低压电力线路载波远程自动抄表系统设计分析
2.1硬件系统设计
（1）采集器设计
采集器是自动抄表系统中的重要一环，主要采用AT89C51单片机作为控制器，外围电路主要包含数据存储器AT24C16、M－BUS转 RS232模块、电源转换电路、电力线载波电路等。存储数据格式为表号、流量数据、时间共同组成，表号主要用HEX表示，流量数据和时间采用BCD码表示，时间通常只记录小时即可，从0点~24点，每个小时上传一次电量数据，第二天所采集的数据会覆盖前一天的采集数据。每天所存储的数据量为240byte，采用AT24C16 即可全面满足存储要求。并且，每个采集器具都具备独立的4Bytes标识码，这样能够方便于与集中器进行数据转化。
（2）集中器设计
集中器作为上位机和采集器的桥梁，主要用作于数据处理、存储，同时与终端进行数据交换，通常需要将集中器设置小区中心位置。为了能够加强集中器存储的可靠性与定位性，可以采用个非易失性铁电存储器，该存储器的温度范围在-40~85℃，能够适应全国各地的工作环境。其读写效率为70ns，读写次数为1010，与单片机通信接口为I2C总线，具备控制简单、操纵方便、接口少、通信效率高等特点。由于不需要提升内部电路电压，该存储器能够在功耗非常低的情况下进行工作，即使存在突然断电问题，也不会遗失采集数据。
集中器外部电路系统设计中，主要包括存储器、电力线载波电路、GPRS模块组成。电力线载波可以采用SC1128，该芯片主要采用直接序列扩频、直接数字频率、数字信号处理合成等技术，在电力线通信层面上具有非常强的抗衰减性能和抗干扰性能。MCU对SC1128芯片内部RAM 读写方式主要采用I2C总线形式，数据通过芯片处理过后，通过功率放大和耦合后传输到低压定力系统网络当中，从而实现数据发送与数据接收。
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（3）硬件实现功能
低压电力线路载波通信系统能够提高低压电力输电资源的利用率，不需要重新投资就能够实现较好的通信功能。采用电力载波系统扩频通信系统，首先能够降低整个自动抄表系统的成本，并且方便维护与安装；其次，通过使用扩频技术能够大大提高通信的可靠性，克服了电力传输谐波对通信信号的干扰程度，极大的提高了系统运行质量。
某公司的低压电力系统载波通信系统在通信形式上采用了多信道技术，通过计算机终端和宽带线路两种通信方式。在集中器中设置一个RS - 232A通讯端口和一个PDA专用红处接口，电力用户能够方便在集中器现场进行数据校对操作和系统调试工作，如果通过控制终端，也能够实现远程设置，这样就能够将PDA专用红外线接口将相关数据传输到电脑中，也可以通过蓝牙技术和WiFi等无线技术实现。整个自动抄表系统支持多个电子终端设备，包括三相全电子电度表、单相全电子载波电镀表、普通电子表加装载波块后同样能够实现电子表终端功能。
2.2软件系统设计
说到自动抄表系统，就必须要融入扩频通信，扩频通信用来传输信号的信号带宽要远远高于信息自身的带宽的通信形式。在解调过程中，通常是通过接受信号与一个发端扩频码同时对采集信号处理，最终完成相应的处理工作。扩频通信技术能够应用较大的带宽并换取较小的信噪比，也就是较小的信号功率。从而提高自动抄表系统的抗干扰性，使自动抄表系统能够在噪声环境下也能够保持不错的通信质量。这种通过带宽换功率的措施非常符合电力线载波通信的要求，能够大大提高自动抄表系统的安全性与可靠性。
如果采集器没有接收到集中器信号时，需要采用定时采集方式对各个表端进行轮询采集，当接收到集中器信号指令后会立即执行相关指令，例如实时抄表、数据更改等。集中器软件设计与采集器大致相同，首先要执行管理控制终端指令，在无新指令时，执行周期抄读采集器信息存储，并记录每块电表在每个时间段的信息。在初始化程序中，需要对监控定时器、默认抄表参数、串口等进行设置，在初始化完成后会判断是否有上层指令，如果没有接受到上层指令，则根据默认参数进行周期抄表转发，一旦接收到新指令则快速执行新指令。
后台经营管理软件主要分为两大模块：第一，载波抄表系统，主要用作于将集中器存储的数据采集转换为载波管理系统所需要的数据形式与数据文件。能够实现实时抄表和定时抄表，设置集中器系统校时和自动化抄表周期。同时，载波挂历软件还能够实现远程停送电和实时抄录电表的功能；第二，载波抄表管理系统主要是用于用户信息管理，供电设备与用电设备进行的维护与录入，对抄回数据进行统计分析、异常分析、线损分析，为系统完善提供强有力的依据。同时还能够提供ODBC公共数据接口，能够为电力局的电力MIS系统应用，这样就能够自动生成电费票据、用电量、线损等经营报表。
结束语
综上所述，电力行业作为我国国民经济发展的支柱性产业，对国民经济发展和人们生活质量有着重要影响。因此，为了能够推动我国电力行业发展进程。本文重点探究了低压电力线路载波远程自动抄表系统的工程与功能，并从软、硬件两个层面进行了设计分析，从而完善远程自动抄表系统。
参考文献
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[4]彭昱.基于低压电力线载波的远程自动抄表系统[J].仪器仪表与分析监测,2013,02:13-15.
作者简介
郭竞（1992-），男，汉族，湖南益阳市人，学历：大学本科，职称：助理工程师。
论文作者:郭竞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/21
标签：集中器论文; 载波论文; 数据论文; 低压论文; 抄表系统论文; 采集器论文; 通信论文; 《电力设备》2017年第19期论文;