于晶晶[1]2006年在《电力线载波远程抄表系统的研究》文中指出低压电力网几乎覆盖整个人类生存空间，并且具有电力线机械强度高、可靠性好等优点。电力网用于通信时，几乎不需要基础建设投资和日常维护费用，因此利用电力线作为通信媒介具有很高的经济性、广泛性和实用性。随着我国电力事业的迅速发展，一户一表制已基本普及，企业级的电力负荷检测、控制系统已在一些地区投入使用，并取得了较好的效果。然而在居民用电管理方面，由于用户数量多，地域分布广，该类系统应用较少，用电管理工作多靠人工实现。因此，如想真正做到居民用电管理自动化，减轻电力公司的工作负担，利用已有的电力网作为通信媒介，建设“电力线载波远程自动抄表系统”，就成为解决问题的一种有效手段。本文根据课题需要，在大量收集查阅国内外有关远程抄表系统资料、深入用户及用电管理部门进行广泛调研的基础上，讨论了电力线载波通信的优、缺点及现状，对低压电力线网络的特性进行了的分析，并论述了扩频通信技术的原理，提出了一种基于低压电力线载波通信技术的远程自动抄表系统。本文详细地介绍了系统的总体设计和具体实现，包括硬件模块和管理软件；重点研究设计了电力线载波采集器，制定了集中器与采集器之间的通信协议。最后将本文设计的基于低压电力线载波通信技术的采集器与其它合作人员设计的集中器和管理系统连成一个完整的远程自动抄表系统，实现了远程自动抄表、电费管理、停、供电控制、实时监控等多种功能。最后本文还探讨了电力线通信的发展趋势。
李祥[2]2013年在《自动抄表系统中载波路由模块的设计与实现》文中研究表明自动抄表（Automatic Meter Reading，AMR）系统是为了适应智能电网的信息化建设而迅速发展起来的，能够解决人工抄表中存在的耗费人力、误差大、实时性不强、不便于管理等问题，同时提高了电力部门供电和用电的管理效率。因此，自动抄表系统的发展具有重要的意义。电力线通信（Power Line Communication，PLC）由于其无需布线、覆盖范围广等优势，在自动抄表通信技术中具有广阔的发展前景。但是电力线信道的时变性、高噪声和高衰减等不利因素，严重影响了电力线载波通信的可靠性。因此在电力线网络的组网需要采用中继路由技术以提高网络的稳定性。本文重点研究载波路由模块，其作为低压电力线载波通信的重要组成部分，采用中继路由技术来实现低压电力线载波网络的组网和重构，并对网络进行管理和维护，保证了网络的可靠性和稳定性。本文分析了低压电力线载波信道特性、调制技术、低压配电网结构以及低压电力线抄表系统架构等低压电力线抄表的关键技术，并根据载波路由模块的功能需求，进行了模块整体方案的设计和芯片选型，详细阐述了载波路由模块的软硬件设计。在硬件设计中，提出了以MK20DN512ZVLK10芯片为核心的硬件框架，设计了各个功能模块的电路原理图，分析了芯片引脚功能，并对各原理图进行了详细的说明；在软件设计中，确立了以MQX操作系统和TFS文件系统为基础的软件设计方案，根据功能不同进行了模块化设计，提出了软件功能架构，然后针对不同的功能模块，详细设计了各功能实现的流程，重点分析了基于图论生成树的广度优先搜索组网算法和改进的广度优先搜索重构算法。在模块测试中，首先对于硬件的相关技术参数进行了严格的实验测试，然后针对载波路由模块和集中器之间进行数据交互的376.2协议进行了测试，最后通过虚拟电力线网络和厂房实验对载波路由模块的组网能力和组网稳健性进行了测试。以上测试结果均符合载波路由模块的功能需求，达到了设计目的，具有一定的工程实践意义。
赵羽萌[3]2008年在《基于数据压缩宽频载波和GPRS的电能表远程集中抄表系统在安徽省电力公司的应用》文中提出长期以来,供电企业电能数据的抄算都是基于手工作业方式。随着电力负荷的急剧增长,一户一表和直供到户等营销举措的不断深入,致使供电企业的电量抄录的工作量急剧膨胀。各地供电公司在城网农网改造结束后,就地分散的手工抄表根本无法适应用电管理的需要。因此,远程抄表系统的技术研究和开发应用势在必行。1.本文研究基于低压电力线载波和GPRS无线网络的电能表集中抄表系统。2.为了克服目前国内低压电网普遍存在的干扰强、衰减大等问题对电力线载波通讯造成的障碍,本系统采用了新的基于数据压缩宽频传输的电力线载波技术。3.该载波技术还具备自动增益控制调节功能特点,能够较为正确地还原出发送信息。另有软、硬件中继接力技术等应用,极大地提高了载波的发射效率和接收灵敏度。4.本系统实现了台区电量远程抄读、查询、浏览、异常报警、线损管理与叁相平衡分析、与计费系统的数据接口等一系列功能,真正实现了远程自动抄表与用电营销管理信息系统的集成。本系统在安徽省电力公司安装应用一年来,运行稳定,数据准确可靠,取得了良好的效果。
李红[4]2004年在《基于电力线载波和GSM网络相结合的自动抄表系统研究》文中研究指明目前各种用户仪表的抄表，基本上还处在人工抄表的状况，其抄表的同时性和准确性难以保证，同时居民用表还存在着分散、量大、楼高等特点。人工抄表的工作量巨大，工作效率低，不仅给用户带来不便，而且会存在漏抄、误抄、估抄的现象。随着电子技术、计算机技术和通信技术的发展，无论用户还是管理部门都迫切需要现代化管理手段的介入。这给管理部门在管理规范化、自动化和收费网络化方面提出了新的课题，推动了计费管理的电子化、信息化和网络化。本课题正是基于这一背景，提出了将低压电力载波通信与GSM无线数据通信结合起来的自动抄表系统。远程自动抄表系统不需要人员到达用户现场，将计算机技术、通信技术、网络技术和微电子技术相结合，通过一定的网络设备建立通讯联系，具有高度集成性，集软件、硬件为一体，对各种范围内用户实时用量信息以及各种故障信息数据自动正确采集、传输、统计及综合分析。远程自动抄表系统的通信信道方案包括集中器与采集器的底层通信信道方案和管理中心与集中器的上层通信信道方案。底层通信方案常用的模式有红外线通信、RS-485总线、仪表总线和低压电力载波通信等。上层通信方案常用的模式有电话线、光纤、无线和城域网等多种模式。作为自动抄表系统的通信方案将直接影响整个系统数据传输的可靠性，本文综合考虑以上几种方案，选择采用低压电力线载波作为底层通信，利用GSM网络作为上层通信。由于底层通信和上层通信是整个系统的关键，本文将重点说明这两种通信技术。采用低压电力线载波作为集中器与采集器的底层通信信道，是因为低压电力线连接千家万户，构成最普及的网络。利用它进行数据通信，传递各种信息，不占用无线频道资源，也不需铺设专用通讯线路，省工、省钱、维护简单，有着广阔的前景。低压电力线的信道很恶劣，本文首先从理论上分析了低压电力线载波信道的输入阻抗特性、衰减特性以及加性噪声和干扰，并对电力线载波通信的叁种通信方式：窄带通信，扩频通信及OFDM在电力线上传输的优缺点进行了比较。在数据传输率要求较高时，OFDM具有优势，而在低速率时扩频技术更为适合。在本文中的自动抄表系统中，对传输速率要求不高，因此采用扩频技<WP=79>术来实现。并在此基础上选择了扩频芯片SSC P300，由此而设计出基于该芯片的Modem。 美国Intellon公司的SSC P300是一款高性能的扩频载波芯片。它利用扫描频率的chirps进行载波。作为电力线这一特殊的通信信道，虽然在通讯中采用了调制、扩频等技术来增强抗干扰问题，但是还必须依靠一定的差错控制来提高系统的抗干扰能力减少误码率。在电力线信道数据传输中主要是考虑脉冲干扰，为了可靠传递数据，可以依靠重发机制或者前向纠错机制。我们发现电力线上的干扰脉冲持续虽然短，但能量集中，频谱宽，能影响若干个位甚至十几个位。为了纠错比较多的误码，就需附加很多的多余码元，这就使得传输效率低下。当系统的信道产生的差错超过所能纠错的能力，接收端将收到错误信息。因此在电力线通讯中采用的数据差错控制协议以ARQ差错控制方式为佳。电力线载波使用的是低压电力网络，属于公开的共享传输媒介，任何用户都可以无限制的将设备接到网络上。这就使得数据安全更容易受到威胁。本文提出了以随机数确定传输数据顺序、用单向哈希函数对数据进行运算、用一次性加密方法对哈希值和随机数进行加密的数据加密解决方案。但是由于低压电力载波通信方式不能实现跨变压器通信，因此只能用于同一变压器内的数据通信。而要实现自动抄表系统的数据远传，我们则需在集中器和管理中心之间选择另外的通信方式，在这里我们选择了使用GSM网络的短消息业务来实现数据的远传。采用GSM无线网络作为自动抄表系统的上层通信信道，是因为用GSM网络可以不必重新建设新的基站，只需利用现有的网络就可以。并且在数据传输的可靠性上也完全可以依赖于网络的管理。这时，我们只需在集中器和管理中心各加装一个无线调制解调器GSM Modem即可实现数据远传。本文选择了TC35无线调制解调模块来实现利用短消息的方式传输数据。根据GSM技术规范，利用短消息进行无线数据传输时，可以采用两种数据格式，一种是文本方式，一种是PDU（Protocol Data Unit）格式。PDU相当于一个数据包, 由短消息服务中心SMSC地址和传输协议数据单元组成。通过向模块发送AT命令对模块进行控制，向GSM网络接收和发送数据，从而实现与管理中心的通信。通过本文的分析和设计，我们可以得出以低压电力线载波结合GSM网络通信的数据传输方案符合住宅小区收费表数据远传的需要，是性能价格比最优的可靠性、实用性方案。越来越多的新技术开始应用到电力线载波通信上，通<WP=80>过电力线构造通信网将成为当今又一热点。可以预见，随着科学技术的发展，新技术的引入将使电力线载波通信成为通信领域中的一种重要方式。而建立在GSM基础上的GPRS网络技术，由于引入分组概念，为设备无线接入Internet提供了一种先进的有效的手段。
方蕾[5]2004年在《低压电力线远程抄表系统后台管理软件的设计与研发》文中研究说明随着社会的发展，人们对自身生活的条件提出了越来越高的要去，希望生活变得更加便捷高效。而当今科技的进步，为人类实现这些愿望提供了保障。在涉及到千家万户的水、电、燃气等公共事业收费领域发生的变化就是一个非常好的例子。 文章介绍了一种基于低压电力线载波通信技术的远程抄表系统，结合现有的抄表状况，对系统的工作原理，组成及功能等作了详细的介绍，包括硬件电路和管理软件。其中所涉及的载波通信技术由于直接利用现有低压电力供电网络的丰富资源，不需要另外布线而节省大量布线和维护的费用，缩短施工周期，适应不同的环境而越来越受到重视。系统的硬件电路主要介绍了以电力Modem为核心的集中器和采集器的功能和实现电路。软件部分主要是以Oracle数据库为中心的数据管理系统。 其中的软件部分按照软件工程项目的思路，主要从以下几个方面详细论述了自动抄表管理软件系统的研制和设计：数据库设计，人机交互界面的设计、通信模块的设计及系统综合管理模块的设计；并阐述了该管理软件的功能。 首先，本文介绍了电力载波技术及自动抄表系统在国内外的发展；接着，简要描述了整个抄表系统的构成，本套系统由计费终端(用户电表、水表、煤气表等，本系统主要针对用户电能表)数据采集器、集中控制器和中心管理软件四部分组成，实现远程集中自动抄录电能表数据。然后，具体论述了后台软件的需求分析及实现过程，包括数据库的创建、人机交互功能等等。最后，对系统的发展进行了展望。 由于本系统将远程传输技术和当今发达的计算机技术、网络技术，将用户的计费终端和管理中心联成一体，定时(或实时)自动读取用户的消费数据。不但进一步节约了人力开支，还能实时的监控各个用户的消费情况，有利于管理部门及时发现问题，并采取相应的措施进行处理。 该系统已经过安装测试，并实际运行，性能稳定、操作简单、功能全面，相信随着电力系统对城网和农网建设改造及“一户一表”政策的实施，远程集中抄表系统的市场需求将是十分巨大的。
文志连[6]2007年在《基于低压电力线载波和GPRS的电能自动抄表系统的研究》文中研究说明为了收费而进行的电能抄表方式经历了人工抄表、IC卡预付费方式、手持终端自动抄表几个阶段，90年代，我国开始研究电能的自动抄表方式，到今天已有不少公司成功地开发了适应我国发展的电能自动抄表系统。电能自动抄表系统的方案很多，主要的不同是底层(采集器和集中器之间)和上层(集中器与管理中心之间)的通信信道的不同，本课题提出一种基于低压电力线载波通信(底层)与无线数据通信GPRS(上层)相结合的远程电能自动抄表系统，从而实现电能计量系统的自动化。低压电力线的信道很恶劣，本文首先从理论上分析了低压电力线载波信道的输入阻抗特性、衰减特性以及加性噪声和干扰，并对电力线载波通信的叁种通信方式：窄带通信，扩频通信及OFDM在电力线上传输的优缺点进行了比较。结合我国的实际情况，选择扩频通信作为本系统的底层通信信道，在此基础上选择了适合我国情况的扩频芯片SC1128，由此而设计出基于该芯片的Modem，详细介绍了采集器、集中器的软硬件设计。为了实现数据的远传，本文还采用了GPRS无线信道作为上层的通信信道，对GPRS技术进行了概述，以及系统整体组网方案进行了分析，重点介绍了嵌入式GPRS无线通信模块的硬件组成及软件实现。最后介绍了上位机管理系统的软件功能模块。本课题的研究可以说明基于低压电力线载波和GPRS技术的电能自动抄表系统是可行的和有效的，它将代表着抄表技术发展的新趋势。
金凌英[7]2008年在《电力线载波通信系统中信号干扰和扩频技术的研究》文中研究说明随着电子技术和网络技术的发展,运用电力线作为载体进行信号传输受到人们越来越多的重视,得到了越来越广泛的应用。利用低压电力线和室内用户线进行高速数据通信,是近几年国外的研究热点。目前国外主要有欧洲和美国两大阵营。在电力载波技术的应用中,信号干扰和衰减是影响信号传输的重要原因。本文简要分析了电力线的输入阻抗及其变化、高频信号的衰减、传输干扰特性、噪声特性等,重点研究分析了电力线载波通信中谐波的产生及其危害,并提出了治理谐波和信号衰减的一些方案。尽管低压电力线载波通信存在上述所说的这些困难,我们仍然认为用低压电力线作为通信信道是可行的,只是需要采用一些特殊的技术手段。本论文主要研究扩频载波通信技术,这属中高速载波通信方式,可用于利用低压电力线的数据通信,基本代表了目前低压电力线通信技术的发展方向。本文阐述了扩频通信技术的理论基础,并以直接序列扩展频谱通信为例,研究其原理和数学模型,以及其在电力线载波通信应用中的情况,重点研究了线性调频技术的。在此基础上,开发了基于扩频技术的低压电力线载数据通信系统,系统主要采用运用线性调频技术,基于CEBus总线,通信系统核心部分选用SSCP300芯片,完成该系统核心部分的设计和调试,测试结果体现线性调频扩频技术在低压电力线载波通信中的实用性。
庞法雨[8]2017年在《低压电力线载波自动抄表系统》文中认为低压电力线载波自动抄表系统是以载波电能表为采集数据终端,采集数据经电力线传输,将数据送至集中器,再利用多种信道方式传输至主站管理中心的自动抄表系统,具有成本低、有效节约人力资源、自动化程度高的特点,是一种有着广阔发展前景的远程自动抄表系统。本文重点对系统结构和功能进行分析介绍。
王斌[9]2012年在《基于ADD1021的电力线载波抄表终端设计》文中指出近年来，通信理论、计算机技术与专用芯片技术的飞速发展，促进了PLC技术的进步，扩大了其应用领域。PLC技术因其无需另外铺设通信线路的巨大经济优势，备受关注，在智能家居、配电自动化等多种领域均有发展和应用。目前，PLC技术应用于抄表系统的设计趋势，是以高集成度低功耗的专用芯片作为主控制器来进行系统的开发。本文在分析了PLC技术的优势与电力线通信信道恶劣条件的基础上，选择一款以开放式PRIME技术为通信标准、以OFDM技术为调制方案的专用芯片（ASIC），来设计电力线载波抄表终端。根据电力线通信对于稳定性的要求要高于快速性的特点，为有效克制电力线信道强干扰与高衰减等特点对通信造成的不利影响，本文选取西班牙ADD公司生产的专用芯片ADD1021来进行电力线载波抄表终端的设计与开发实验。ADD1021是PRIME标准的硬件实现，其内部资源丰富，不仅具有OFDM调制的控制电路，还集成了媒介通道控制器（MAC层），能方便实现远程实时自动抄读（AMR）智能电表的设计。由于PRIME技术目前还未广泛使用，本文为引进和推广新技术抛砖引玉，介绍了PRIME技术产生背景与体系结构等内容，然后重点阐述了单相电力线载波抄表终端的总体设计要求、技术指标及软硬件设计，并对软硬件开发中的关键电路与程序分别做了重点介绍。硬件方面包括主控制器选择与设计、计量方案选择及各功能电路的选择性介绍；软件部分给出了单相电力线载波抄表终端的总体程序设计思路，限于篇幅，重点给出了通信部分的程序设计，并给出以ADD1021开发板为实验平台得到的通信程序调试过程与结果。课题最后，对PRIME技术运用于我国远程自动抄表系统的前景做了展望。
郭伟东[10]2009年在《基于电力线载波通信技术的自动抄表系统研究与设计》文中研究说明低压电力线载波自动抄表是一种利用低压电力线作通信媒介,采用传感、通讯、计算机网络技术完成抄读和处理用户用电信息的智能化技术。由于该技术利用现有电力线进行通信,无需新增布线,易于与用电管理系统连接,在自动抄表领域受到广泛关注。本文设计实现了一种基于电力线载波通信技术的自动抄表系统。首先对现有的抄表技术进行比较选择,确定电力线载波抄表通信技术作为本系统的基本通信技术。其次进行了低压电力线载波自动抄表系统的总体设计,完成了系统中各个组成模块的功能设计、硬件设计和软件编程,其中重点对载波抄表通信模块的设计方案进行了深入探讨和优化。最后完成了载波抄表通信模块实验样机的制作,用试验样机在实际低压电力线载波通信环境下进行了现场通信性能测试。测试结果表明,试验样机在通信成功率方面能够满足自动抄表系统的要求。此外,针对样机试验中发现的问题,对提高电力线载波通信可靠性的相关技术措施进行了探讨。
参考文献：
[1]. 电力线载波远程抄表系统的研究[D]. 于晶晶. 西安科技大学. 2006
[2]. 自动抄表系统中载波路由模块的设计与实现[D]. 李祥. 湖南大学. 2013
[3]. 基于数据压缩宽频载波和GPRS的电能表远程集中抄表系统在安徽省电力公司的应用[D]. 赵羽萌. 合肥工业大学. 2008
[4]. 基于电力线载波和GSM网络相结合的自动抄表系统研究[D]. 李红. 吉林大学. 2004
[5]. 低压电力线远程抄表系统后台管理软件的设计与研发[D]. 方蕾. 武汉理工大学. 2004
[6]. 基于低压电力线载波和GPRS的电能自动抄表系统的研究[D]. 文志连. 中南大学. 2007
[7]. 电力线载波通信系统中信号干扰和扩频技术的研究[D]. 金凌英. 上海交通大学. 2008
[8]. 低压电力线载波自动抄表系统[J]. 庞法雨. 智慧工厂. 2017
[9]. 基于ADD1021的电力线载波抄表终端设计[D]. 王斌. 合肥工业大学. 2012
[10]. 基于电力线载波通信技术的自动抄表系统研究与设计[D]. 郭伟东. 河北大学. 2009
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