張寶澤 山東利津縣供電公司
引 言
隨著電力企業(yè)的日益發(fā)展，科學(xué)技術(shù)已不斷的滲透到我們工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)，提高了我們的工作效率，增加了公司的效益水平。集中抄表工程的實(shí)施，優(yōu)化了電力系統(tǒng)的營(yíng)銷(xiāo)流程，節(jié)省了勞動(dòng)力、提高了工作效率，降低了低壓線損率，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
人工智能化無(wú)線集中抄表系統(tǒng)是采用微功率短距離無(wú)線通信技術(shù)，一般使用數(shù)字信號(hào)單片射頻收發(fā)芯片、單片機(jī)技術(shù)等平臺(tái)而設(shè)計(jì)的。加上微控制器和少量外圍器件構(gòu)成專(zhuān)用或通用無(wú)線通信模塊，一般射頻芯片采用FSK調(diào)制方式，工作于ISM頻段，通信模塊一般包含特定的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和自定的加密協(xié)議（奇偶校驗(yàn)、SIM卡校驗(yàn)等等），用戶(hù)不用對(duì)無(wú)線通信原理和工作機(jī)制有較深的了解，只要依據(jù)命令字進(jìn)行操作即可實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸功能，因其功率小，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單快速而應(yīng)用廣泛，數(shù)據(jù)傳輸速度快、流量都較小，適合搭建小型網(wǎng)絡(luò)。在工業(yè)，民用領(lǐng)域使用較廣。在我國(guó)，尤其在抄表行業(yè)應(yīng)用廣泛。
1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
人工智能化抄表系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
人工智能化無(wú)線集中抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)為四級(jí)網(wǎng)絡(luò)，它由管理中心計(jì)算機(jī)、抄表器/中繼站、采集器、基表組成。
1.2系統(tǒng)功能
1.2.1抄表終端（采集器）
將電表的脈沖輸出線連接到抄表終端（采集器）的采集端，采集器會(huì)自動(dòng)檢測(cè)電表發(fā)出的脈沖信號(hào)并計(jì)量和存儲(chǔ)電表的電量，每個(gè)采集器最多可以連接16個(gè)脈沖電表。每個(gè)電表的地址碼互不相同，同樣，每個(gè)采集器也有一個(gè)自己的地址碼。
采集器上連接有一塊無(wú)線數(shù)傳通訊模塊，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。平時(shí)采集器處于休眠狀態(tài)，當(dāng)收到指令時(shí)，采集器被喚醒并執(zhí)行相應(yīng)的操作。抄表終端（采集器）初始化須進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的設(shè)定，如：電表的基數(shù)、常數(shù)、地址碼、采集器地址、系統(tǒng)時(shí)間等。抄表終端（采集器）內(nèi)置時(shí)鐘。
抄表終端（采集器）具備16路通斷電控制輸出（可選），通過(guò)控制磁保持繼電器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)欠費(fèi)用戶(hù)的停送電控制。
抄表終端（采集器）預(yù)留485通訊接口，以實(shí)現(xiàn)與485電表之間的通訊。
1.2.2掌上無(wú)線抄表器（PDA）和中繼站
無(wú)線抄表器主要用于抄表終端（采集器）的參數(shù)設(shè)置和抄取電表的數(shù)據(jù)信息，必要時(shí)對(duì)欠費(fèi)用戶(hù)實(shí)行停送電控制。參數(shù)設(shè)置包括：采集器編號(hào)、表號(hào)、電表初值、脈沖常數(shù)、系統(tǒng)時(shí)間、凍結(jié)時(shí)間等。
抄錄電表的數(shù)據(jù)信息可以按不同的方式進(jìn)行：第一，自動(dòng)抄表。自動(dòng)抄表又分兩種：即“按區(qū)域抄表”和“按采集器編號(hào)列表抄表”。按區(qū)域抄表可以直接選擇采集器所在的區(qū)域（一般為一個(gè)配變臺(tái)區(qū)）進(jìn)行抄取，可以把整個(gè)區(qū)域下的電表數(shù)據(jù)都一次性抄錄下來(lái)（即：一鍵抄表）；按“采集器編號(hào)列表抄表”同樣是直接選擇采集器編號(hào)，然后抄取，每次只能抄取到一個(gè)采集器下的所有電表信息。第二，選擇抄表，是直接輸入采集器編號(hào)或電表的表號(hào)挨個(gè)進(jìn)行抄取，一般用于漏抄情況；第三，手工錄入，如果出現(xiàn)某個(gè)表的數(shù)據(jù)無(wú)法抄取，可以直接輸入表號(hào)并填寫(xiě)電表上的電量。最后把抄表器中抄取到的數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理。
無(wú)線抄表PDA具備現(xiàn)場(chǎng)查詢(xún)功能。
中繼站用于接收、傳遞管理中心和采集器發(fā)來(lái)的信息。
1.2.3抄表系統(tǒng)后臺(tái)軟件：
抄表系統(tǒng)后臺(tái)軟件對(duì)收集上來(lái)的電表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：
電費(fèi)管理功能：電費(fèi)結(jié)算、電量匯總、線損計(jì)算。
電表管理功能：開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、換表。
查詢(xún)功能：電量查詢(xún)（按月、按年、按電表、按單位）等。
打印功能：各種表格打�。ü及�、臺(tái)帳、各種查詢(xún)、報(bào)警 等）。
異常數(shù)據(jù)分析報(bào)警功能：零用戶(hù)匯總、異常用電戶(hù)（即：用電量波動(dòng)大）分析報(bào)警。
與供電公司MIS管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換功能：收集上來(lái)的電表數(shù)據(jù)可以上傳給供電公司MIS管理系統(tǒng)進(jìn)行集中處理。
2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和選型原則
2.1無(wú)線收、發(fā)單元的電性能應(yīng)滿(mǎn)足DL/T 533的要求。采用微功率(短距離)無(wú)線電設(shè)備應(yīng)符合電信主管部門(mén)的規(guī)定。主要技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)：
發(fā)射功率：50mW
接收靈敏度：-118dbm
接收電流：≤20mA
發(fā)射電流：≤40mA
空曠距離：≥300m
供電方式：3.6v-5v（由采集器電源部份供電）
頻率：免費(fèi)頻段（433-480MHZ）
工作溫度：-20--80度
工作濕度：10%-90%無(wú)冷凝
抄表通道：16或4通道兩種
2.2選型原則
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法以及檢驗(yàn)和使用驗(yàn)收規(guī)則執(zhí)行國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：DL/T 698-1999《低壓電力用戶(hù)集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條件》。
3.人工智能化抄表系統(tǒng)在技術(shù)上技術(shù)特點(diǎn)：
3.1與有線網(wǎng)絡(luò)抄表系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)無(wú)需布線，施工簡(jiǎn)單，組網(wǎng)成本低，對(duì)使用者要求不高，適合供電企業(yè)大范圍推廣。
3.2與電力線載波抄表系統(tǒng)相比，他克服了電力線載波抄表系統(tǒng)通訊速度慢、不穩(wěn)定、成本高、容易癱瘓等缺陷。
3.3采用了最新的無(wú)線通訊技術(shù)。無(wú)線通訊模塊采用了挪威Chipcon公司的CH1020短距離無(wú)線通訊芯片，Chipcon 公司是一家集設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售高性能標(biāo)準(zhǔn)射頻集成電路一體的國(guó)際領(lǐng)先半導(dǎo)體公司，該公司所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,主要應(yīng)用于各種無(wú)線方案中,以滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)低成本、低功耗、高集成度及高靈活性的迫切要求。
3.4與藍(lán)牙無(wú)線產(chǎn)品相比，該產(chǎn)品具有成本更低、功耗更低、協(xié)議更簡(jiǎn)單、軟件開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)易等特點(diǎn)。
3.5與mis系統(tǒng)的對(duì)接，解決了基層供電所電量數(shù)據(jù)上傳的問(wèn)題。供電所數(shù)據(jù)上傳借用了供電公司已經(jīng)建成的局域網(wǎng)，無(wú)須二次投資、重復(fù)建網(wǎng)。
3.6可以為各類(lèi)供配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供最基本的數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)決策提供依據(jù)。
4.人工智能化無(wú)線集中抄表系統(tǒng)的可擴(kuò)展性
“人工智能化無(wú)線集中抄表系統(tǒng)”可在原系統(tǒng)不做任何改動(dòng)的情況下，升級(jí)為遠(yuǎn)程無(wú)線集中抄表系統(tǒng)，在供電公司內(nèi)部建立一個(gè)遠(yuǎn)程控制的數(shù)據(jù)采集、處理中心。辦法很簡(jiǎn)單，即在每個(gè)抄表臺(tái)區(qū)內(nèi)增加一個(gè)遠(yuǎn)程抄表中繼站就解決問(wèn)題。
通過(guò)GPRS 無(wú)線局域網(wǎng)專(zhuān)網(wǎng)與中繼站通訊，中繼站通過(guò)微功率無(wú)線通訊技術(shù)抄錄抄表終端（采集器）內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，再經(jīng)GPRS 無(wú)線局域網(wǎng)傳回供電公司數(shù)據(jù)處理中心，完成全縣范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)電量的自動(dòng)抄取。這是一種不需要人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)就能完成抄讀用戶(hù)電量的遠(yuǎn)程智能化管理系統(tǒng)。（該系統(tǒng)框圖見(jiàn)第一章）
遠(yuǎn)程抄表中繼站和現(xiàn)場(chǎng)抄表終端（采集器）內(nèi)部?jī)?nèi)置時(shí)鐘，通過(guò)設(shè)置全公司統(tǒng)一的抄表時(shí)間和電量?jī)鼋Y(jié)時(shí)間，GPRS遠(yuǎn)程無(wú)線集中抄表系統(tǒng)即能為為供電公司提供同一時(shí)間的電量數(shù)據(jù)。
遠(yuǎn)程無(wú)線集中抄表系統(tǒng)具備現(xiàn)場(chǎng)抄表終端和中繼站故障自檢功能。
5結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)人工智能化抄表技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，將有利于完善抄表管理模式；提高抄表管理的工作效率；減少人為因素造成的電量抄收錯(cuò)誤；有效降低管理線損；節(jié)約人工使用成本；提高抄表過(guò)程中的安全性。
