采用智能電表的居民用戶無線自動抄表系統

2013-10-09 17:25:20 EP電力信息化網　點擊量：評論 (0)

系統由主站及裝設在居民小區的單相智能電表、采集器、路由器和集中器構成。

1引言

　　傳統的手工抄表方式費時、費力且了遠程自動抄表系統。居民用戶集中抄表系統在國內已發展了十多年，但目前仍未大面積推廣應用。主要原因有以下幾點：

　　（1）抄表集中器與抄表采集器間通信存在問題：①采用有線的RS-485總線或現場總線存在布線不方便、易受自然及人為因素影響且維護工作量大等缺點；②集中器與采集器間采用電力線載波通信方式，由于非線性負荷的大量使用，對電力線載波特別是擴頻電力線載波信號產生負面影響，使其數據傳輸不穩定；③集中器與采集器間采用傳統的430MHz無線通信方案，自己編制軟件實現網絡路由及網絡組織的通信協議，其穩定性與可靠性得不到保障。

　　（2）試運行暴露出的技術問題，特別是系統的抗干擾問題，因后期使用的運行維護跟不上無法及時反饋到研制單位，造成系統沒有及時改進完善。

　　ZigBee無線傳感器網絡通信采用免申請的2.4GHz通信頻段，非路由情況下通信距離可達500m。其所采用的網絡協議具有自動組織網絡、自動路由、網絡自愈等功能。可解決集中器與采集器間的通信問題。在設計時充分考慮硬件的電磁兼容問題、軟件的容錯能力，按照標準進行設計和生產，加強對試運行系統的跟蹤改進，可大大提高系統運行的穩定性。

2系統結構

　　系統由主站及裝設在居民小區的單相智能電表、采集器、路由器和集中器構成。主站與各集中器間的通信方式為GPRS。集中器與采集器間采用ZigBee無線傳感器網絡通信，路由器在集中器與采集器間起數據路由作用。采集器與智能電表間采用RS-485總線通信。系統結構如圖1所示。

　　系統主站采用交換式以太網組網，可設置在小區物業管理處或電力公司大樓。主站由前置通信機、Web服務器、數據服務器、GPS衛星對時系統及工作站等構成。其中前置通信機申請配置固定IP地址，采用移動通信公司提供的2M光纖DDN專線，與GPRS網絡相連。前置通信機與各集中器進行雙向數據通信。前置通信機接收集中器發送的電能量及相關數據，經解析后轉存入數據服務器；也可發送命令到各集中器。前置通信機還實現對各集中器的遠程維護。Web服務器實現數據的網頁發布，達到系統分析結果數據電力公司內共享的目的。數據服務器用于存放歷史數據，并進行分析和統計。數據服務器還實現對集中器，采集器及智能電能表、居民用戶等臺帳的完整準確管理。工作站實現對主站系統及集中器和采集器的維護工作，也可有權限地查看、管理主站系統有關數據。GPS衛星對時系統，實現各智能電表、采集器、集中器及主站系統時間的一致性和正確性，提供電能量數據同時性的保障。

4.3通信軟件

（1）采集器與集中器間通信軟件

　　采集器與集中器間數據傳輸需路由，通信采用ZigBee Pro無線傳感器網絡。