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多功能電表無線抄表系統簡介

閱讀：733發布時間：2022-9-6

本文在對當前幾種抄表系統進行分析比較的基礎上，介紹了一款無線射頻抄表系統以及相關技術。關鍵詞：抄表系統；多功能電表；無線數據傳輸常用抄表系統的優缺點國家“康居工程"的推廣，智能化小區的建設，推動了抄表系統的改革。隨著科學應用技術的飛速發展，在電力抄表領域，已出現了多種抄表方案并存的現狀，如傳統人工抄表，租用電話線抄表，低壓電力載波抄表，光纖抄表等，但這些抄表方式都存在著各自的缺陷。傳統抄表方式人工挨家挨戶抄取電能表數據，不可避免地會造成統計數據不準確，無法真實反映用戶用電情況；操作難以規范化，造成不明損失增加；且耗費人工多，成本高，效率低。顯然，人工抄表管理模式也無法滿足諸如分時電價運營、預支電費等*管理模式的推行。租用電話線抄表是利用現成的電話網絡，只需在數據的發出和接收端分別加裝調制解調器（MODEM）。該方法的數據傳輸率較高且可靠性好，一次性投資小。但不足是線路接通時間較長，當集中器數已較多時，集中器到控制中心的通信效率將明顯降低。另外，若租用電話線路多，其租用費也很可觀，因此不適合大容量系統。低壓電力載波是利用低壓電力線作為抄表的數據傳輸通道。電力載波直接利用配電線網絡，免去了租用線路或占用頻段等問題，降低了抄表成本。但電力線傳輸所存在明顯的缺點就是噪聲大和安全性低的問題。電力系統的基礎設施并不具備提供高質量數據傳輸服務的功能，而且，使用電力線來進行通信經常會發生一些不可預知的錯誤。家庭電器產生的電磁波也會對通信產生干擾。光纖通信抄表具有頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠以及抗干擾性強等特點。但因其安裝結構受限制且成本高，故也不適合在電力抄表系統中使用。無線抄表技術就是在技術與管理兩方面急待進步、改革的迫切需求下逐漸發展起來的。無線多功能抄表系統無線多功能抄表系統，是指將無線傳輸作為電力抄表通信方式的抄表系統。目前，系統中的無線傳輸主要有紅外傳輸和無線射頻傳輸兩種。紅外抄表系統采用紅外（IrDA）技術通信，通過紅外無線模塊實現電表數據的傳輸，其優點是價格低廉，功耗低。但紅外用于無線抄表，有其自身無法克服的缺點 n 方向性強，角度要求嚴格 n 傳輸距離短，且受天氣影響 n 容易受各種熱源、光源的干擾 n 收發之間不能有遮擋物而目前被廣泛關注的將無線射頻技術用于抄表系統，可以很好地解決上述問題。使用無線射頻抄表系統，不論在戶外室內均可正確，快速及時進行無線抄表。無線多功能抄表系統包括無線多功能電表和手持抄表器。其中無線多功能電表由電表的電能計量模塊和無線傳輸模塊集成，在使用上可以*替代原有傳統電表，并直接實現計量數據的無線傳輸。手持抄表器能實現無線抄表功能，可以完成電表數據的通訊、存儲、上傳。無線射頻抄表系統結構示意圖如圖，其中TR100S為無線數傳模塊。無線多功能電表無線多功能電表工作原理如下：在計量工作狀態，無線多功能電表完成傳統電表的所有工作；無線抄表時，由手持抄表器根據抄表通信協議，通過無線數傳模塊TR100S，對電表進行無線查詢和呼叫。電表接收到正確的無線數據后，將所需傳輸的電表數據由TR10OS發送至手持抄表器。手持抄表器能夠接收并掉電保存電表數據。在各電表無線抄送完畢后，手持抄表器通過RS232將所抄數據上傳給中心站PC進行分析處理。無線多功能電表的典型結構圖如圖：系統選用的電表芯片SA9904B是南非Sames公司的一款高精度三相電能計量芯片。SA9904B可用于計量額定頻率為50Hz的三相交流有功電能、三相交流無功電能、各相電壓、電流、功率、功率因數、頻率的瞬時值，并能記錄各相失壓、斷流的情況。SA9904B具有所有三相電表電能測量所需要的功能，如重復取樣數模轉換器、功率計算和能量積累等，實現了單芯片完成電能測量。另外，SA9904B帶標準SPI串行接口，用于與微控制器的通信。各測量值通過SPI接口從SA9904B片內寄存器中讀出，完成計量功能。系統選用PIC16F73作為多功能電表的MCU。此外，多功能電表還應具備以下部分：時鐘芯片：是實現分時電價運營所必要的。它由無線手持抄表器進行校準。用來進行分時段計量。 LCD：用于顯示電能量和實時功率及其方向等，同時也顯示備份電池電壓過低、失壓、失流等非正常工作狀態等報警信息。 EEPROM存儲芯片：用于存儲費率時段，各時段電量等電表數據。具有掉電保護功能。手持抄表器手持抄表器是連接無線多功能電表和中心站的紐帶，是實現電能表管理無紙化、計算機化，避免人為干預，提高用戶電表管理效率及管理水平的重要工具。配備相應的抄表應用軟件，工作人員可以利用抄表器的無線通訊功能，遠離現場，讀取無線電表的有關數據，再將數據回傳給管理中心計算機，提供了一種簡單而實用的從電表到管理中心計算機的數據傳送方式。手持抄表器主要具有以下功能： 1. 在安裝新電表時，設置新表的表常數、表底數等。在每次抄表時，校準電表時鐘，這些是通過它與電表之間的無線通信實現的； 2. 直接通過無線數傳模塊抄收電表度數并存儲在手持機中。 3. 將電表數據上傳給中心PC機，供用電管理部門計費使用。與有線抄表相比，無線抄表系統的關鍵，是確保無線電表數據可靠地傳輸。由于電表的電磁環境各不相同，安裝環境參差不齊，因此系統選用無線數傳模塊的優異性能尤為重要。

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