抄表系统方案

智能抄表系统设计方案

第一章 直读式抄表系统介绍

一、概述

型智能抄表网络系统是总线制智能抄表系统产品,它由表单元、链路单元、装载有智能抄表系统管理软件的主控机三部分组成。其中表单元包括RS485总线电表,直读水表，直读气表等.该系统可在最大程度上简化用户的操作，实现真正意义上的足不出户、智能抄表。

二、系统构成

2.1、系统架构

直读式集中抄表管理系统由四级网络组成，从下至上分别是读数转换层（表单元）、采集/中继层、数据集中层和管理层（主控机）.

读数转换层

读数转换层的作用是把各种计量表上计数器的显示值转换成与其对应的读数,并传送给上层设备（采集器）。该层的主要设备是各种光电直读式远传计量表。

采集/中继层

采集/中继层层的作用有两个：一是向下属的直读式表计提供可控的工作电源；二是对通信线路上的信息进行中继。该层的主要设备是采集/中继.

数据集中层

数据集中层的作用是定时读取和储存下属各表计的数据及传递实时操作命令。该层的主要设备是集中器.

管理层

管理层的作用是对整个系统所采集的数据进行处理、储存，并提供查询、打印等功能.该层的主要设备是电脑、打印机等。

智能抄表网络系统的通讯链路基于RS485总线架构,由主干、中继、扩展三级网络构成,系统组网图如下所示.

主控机：在主控机上安装JRH型智能抄表系统管理软件,由该系统软件发出抄表指令，区域集中器做出相应的响应,完成抄表任务.该系统因采用不同型号的区域集中器，而要求主 智能抄表系统设计方案

控机的硬件配置亦不同，以下列出主控机的基本配置。

2.2、通信方式

直读式集抄系统在组成结构上类似于集散式控制系统，其数据通信由上中下三个层次组成（见图2)。上层通信是指集中器与主站电脑之间的通信，中层通信是指集中器与其下属采集/中继器之间的通信,下层通信是采集器/中继器与其下属直读表之间的通信。这三层通信在物理结构上相互独立，对通信方式、传输介质、传输速率的要求各不相同，下面分别予以介绍。

维普资讯 ●　●　●　●　●　：　：　：　・支持点对点和点对多点应　用。　・低功耗，３．３　ｖ　Ｃ　Ｍ　０　Ｓ供　电　・可以用于符合８　０　２．１　１标　准的无线局域网设备。　・采用停等协议，发送缓冲　区和接收缓冲区５１　２ｂｙｔｅ。　・数字编址支持高达６４个　网络，每个网络可有６２个终端。　・符合Ｆ　Ｃ　Ｃ　１　５．２　４　７和Ｅ　Ｔ　Ｓ　３００．３２８标准　・提供传输速率达到　２３０．４ｋｂｐｓ的串口　・支持载波侦听和时分复用　方式接入。　・非易失性存储器掉电时可　以保存配置。　・低功耗模式　２．无线抄表系统架构　无线抄表系统可以分为三个　子系统：主站系统，中继系统和　从站系统。系统结构见图１。主　站系统与数据管理中心连接，主　站系统中ＷＩ　Ｔ２４　５　０设置成ｂ　ａ　ｓ　ｅ　ｓｔａｔｉ　ｏｎ模式。从站系统安装在　用户家里，通过ＲＳ一４８５与用户电　表通信，从站系统接受主站的数　据，向用户电表发送命令，将读　取的电表数据通过无线信道发给　主站。中继系统主要完成数据的　存储和转发，将上行数据接收下　来并向下行转发，由于２．４Ｇ频段　穿过钢筋混凝土楼层衰减大，通　

数据管理中心　曩　圣号质童ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　ＱＵＡＬＩＴＹ　●●●●・・……　过中继系统可以扩大无线网络的　覆盖范围和避开障碍物，中继系　统中将ｗＩＴ２４５０设置成ｒｅＰｅａｔｅ　模式。　３．系统硬件设计　３．１主站系统　微控制器采用Ｔ　Ｉ公司的　Ｍ　ＳＰ４　３　０　Ｆ　１　４　９，其突出优点强调　低功耗，非常适用于各种低功耗　场合，片内集成了大量的外围　器件，控制器采用１　６一ｂｉｔ　ＲＩ　ＳＣ　指令结构，提供ＳＰ　Ｉ接口，两个　ＵＡＲＴ接口，并集成了１　２一ｂｉｔ的　模数转换器　主站系统通过Ｒ　Ｓ一２　３　２串口　要与管理中心的Ｐ　Ｃ机通信，电　平转换芯片采用Ｍ　ａ　ｉ　ｘ　ｍ公司的　ＭＡｘ　３　２　３　２，Ｍ　ＳＰ４　３　０单片机的串　行输入口Ｐ　３．５与ＭＡｘ　３　２　３　２的一　个Ｔ　Ｔ　Ｌ接收器输出端相连，而　串行输出口Ｐ　３．４与ＭＡ　ｘ　３　２　３　２的　一个Ｔ　Ｔ　Ｌ发送器输入端相连，　构成了单片机与Ｐ　Ｃ间的数据传　送。Ｍ　Ｓ　Ｐ４　３　０的另一个串行输入　口Ｐ　３．７与ＷＩＴ２４５０模块的ＴｘＤ相　连，串行输出口Ｐ３．６与ＷＩ　Ｔ２４５０　模块的ＲｘＤ相连，从而构成单片　机与无线收发模块之间的数据　传输。Ｍ　Ｓ　Ｐ　４　３　０通过Ｓ　Ｐ　Ｉ接口与　ＦＬＡＳＨ连接，系统上电后，程序　代码导入单片机片内ＲＡＭ运行。　主站系统组成见图２。　３．２从站系统　

■用技术　

图２三层电力集抄系统　

统。即集中器通过采集器抄４８５表和直接抄载波表　

同时存在。这些是根据用户需求和现场布线情况来　

进行合理选择。　

２　３７６．２协议的介绍　

２００９年国家电网将集抄系统的每一个环节重新　制定了新标准，抄表系统的集中器和本地通信模块　

之间的通信规约也相继出台成稿，即现在的《电力　

用户用电信息采集系统通信一集中器与下行通信模　块本地接口》，也被电力行业简称为ＧＤＷ３７６．２协　

议。制定该标准就是为了满足电力用户用电信息采　

集系统的大规模建设、运行、维护的需要，该标准　将规范采集终端的通信接口，统一通信接口协议。　

３７６．２帧的基本单元为８位字节。链路层传输　顺序为低位在前，高位在后；低字节在前，高字节　

在后。字节传输按异步方式进行，通信速率为　

９　６００　ｂ／ｓ或以上，默认为９　６００　ｂ／ｓ，它包含８个数　据位，１个起始位“０”，１个偶校验位Ｐ和１个停　

止位“１”。帧格式为：帧起始符（６８Ｈ）、帧长度、　控制域Ｃ、用户数据域、校验和、结束字符　

（１６Ｈ）。数据域分为信息域Ｒ、用户功能码ＡＦＮ、　

数据单元标识ＦＮ和数据单元组成。中国电力科学　

院制定的这个标准，只是规范了传输的整体格式，　具体每一个企业在做路由时，其组网方案用到的数　

据帧不太一致，即用到的ＡＦＮ不一样，这就导致　了各个企业的载波模块生产出来后和集中器交互时　

流程略有差异［３１。　３抄表系统的下行抄表方案　

根据国家电网定义的３７６．２下行协议格式，从　ＡＦＮ＝ＯＯＨ到ＡＦＮ＝１４Ｈ，集中器对本地载波模块的　

命令总共定义了ｌ４种格式。但是不同企业对该标　准的理解也不太一致．主流的企业抄表方案用的是　

ＡＦＮ＝１４Ｈ的被动式抄表方案，也叫做模块询问式　抄表方案。即载波模块被设置成为抄表模式后，主　

动向集中器发出请求帧。集中器收到请求帧以后进　行应答，告诉载波模块需要抄读哪些数据项，如果　没有需要抄读的项，可以回抄读完成帧，载波模块　收到集中器的应答帧后，通过自身的路由去抄表，　

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1 1 需求描述

需要一款具备GPS定位功能的现场抄表设备，抄表员携带设备到现场记录用户电能表的用电量，在记录电量的同时能够准确定位抄表员所在的位置，可以将定位数据记录到本地数据库中，并且将手机设备中的数据导入到采集系统（或营销系统）中，实现数据上传到采集系统的功能。

具体需求如下：

1) 能够实现现场抄表员GPS定位功能，同时记录定位数据。主站系统可以根据不同时间的定位数据，模拟出抄表员的抄表路线。

2) 对于老表，能够实现手动输入电能表的表号、电量等用户数据功能。

3) 对于智能表，能够通过红外、485等通讯方式实现用电数据的补抄、参数设置、参数下发等功能。

4) 能够记录抄表时的抄表时间年、月、日、时、分、秒。

5) 能够将抄表数据整理为数据库，并与采集系统（或营销系统）进行导入、导出操作。

6) 为保证抄表成功率，提供拍照功能，为以后核查和检验抄表数据提供依据。

7) 设备要便于携带，方便操作。

2 解决方案

随着智能手机和移动互联网技术的快速发展，原来由专业设备实现的功能，逐步转移到智能手机上来实现，根据上面的描述与分析，可以利用智能手机和移动互联网技术解决上面描述的问题。具体解决方案如下： 百度文库 - 让每个人平等地提升自我

2

系统总体框架图

系统分为三个部分：手机客户端，手机应用服务器，主站系统（用采系统，营销系统，GIS地理信息系统等）。手机客户端实现抄表（拍照），定位，本地数据存储，售电，智能电表的参数设置、参数下发等功能，抄表数据通过网络上传到手机应用服务器（网络不通或实时性要求不高的情况下，可以通过手机数据线传输到手机应用服务器硬盘上，然后把数据导入到手机应用服务器），手机应用服务器获取数据后，通过与主站系统的接口，把数据传输到主站系统，主站系统可以对数据进行处理，计算用户电量，模拟抄表员抄表路线等。

本方案规划在电力公司内部署手机应用服务器，通过内外网部署方式，让采集系统（或营销系统）与手机应用服务器实时进行数据交互。工作人员在现场只需通过手机连接到手机应用服务器，就可录入电表数据及查询用户信息。