電力線載波通信技術(shù)在遠程抄表系統(tǒng)集中器中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國電力事業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的用電抄收管理方式已經(jīng)不能滿足市場需求。本文在大量收集查閱國內(nèi)外有關(guān)遠程抄表系統(tǒng)資料、深入用戶及用電管理部門廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了一種采用低壓電力線載波通信技術(shù)的遠程自動抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即上位機管理系統(tǒng)、集中器和載波電表。分析研究了整個系統(tǒng)及各組成部分的功能與特點。 由于我國低壓電力線上存在的高削減、高噪聲、高變形，必須采用特殊的通信技術(shù)。因此本文首先分析了高頻信號在電力線中的

2、傳輸特性；重點討論了擴頻通信技術(shù)在電力線載波通信中的應(yīng)用；深入研究了以直序擴頻通信技術(shù)為基礎(chǔ)的、高性能的電力線載波專用MODEM芯片PL3105的內(nèi)部工作原理，在此基礎(chǔ)上，采用PL3105實現(xiàn)了遠程抄表系統(tǒng)中集中器與終端載波電表之間可靠的數(shù)據(jù)傳輸。 集中器是連接上位機與終端載波電表之間的樞紐，起著上傳下達的作用。根據(jù)中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的集中器的主要功能及性能指標(biāo)要求，本文重點研究設(shè)計了集中器的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。其中

3、硬件系統(tǒng)主要包括主控制器、外部擴展數(shù)據(jù)存儲器、時鐘模塊、看門狗模塊、上位機通信接口電路以及電力線載波通信電路及其外圍電路等。 在軟件設(shè)計中，本文首先制定了集中器與上位機之間以及集中器與下位載波電表之間的通信協(xié)議。然后本著模塊化程序設(shè)計的思想進行了各功能模塊的軟件設(shè)計，從而使程序的編制、調(diào)試、修改方便。 另外，本文針對電力線載波通信中的距離問題，設(shè)計了軟件中繼技術(shù)(即載波電表互為中繼的思想)，使集中器具有自動搜索中繼的功能

4、，并且中繼鏈路可以不斷調(diào)整，具有自學(xué)習(xí)能力。同時提出了中繼約束條件及編制原則，大大提高了中繼搜索效率。 最后，將本文設(shè)計的基于低壓電力線載波通信技術(shù)的集中器與其他合作人員設(shè)計的載波電表及上位機管理系統(tǒng)連成一個完整的遠程自動抄表系統(tǒng)，并進行了大量的實驗測試。最終本系統(tǒng)于2005.4.5日通過了國家電力工業(yè)設(shè)備及儀表質(zhì)量檢測中心的檢驗(報告編號：PD2005003)。測試結(jié)果表明：本文所設(shè)計的集中器功能完善，具有數(shù)據(jù)采集、處理、存儲