远程抄表系统设计方案

基于PLC的智能抄表系统编码方案的设计及实现一、引言随着智能化技术的不断发展和应用，智能抄表系统的需求也越来越迫切。

传统的人工抄表存在着数据准确性低、效率低、成本高等问题，而基于PLC的智能抄表系统则可以有效解决这些问题。

本文将简要介绍基于PLC的智能抄表系统的设计原理及实现方案。

二、系统架构设计基于PLC的智能抄表系统可以分为三个主要部分：传感器模块、PLC控制模块和显示及通信模块。

传感器模块负责采集用电数据，包括电压、电流、功率等参数，将采集到的数据传输给PLC控制模块。

PLC控制模块则负责对传感器模块传来的数据进行处理和分析，然后根据实际情况控制相关的执行器进行操作，比如开关电路、记录数据等。

显示及通信模块一方面负责将采集到的数据显示出来，另一方面负责将数据传输到远程服务器或者本地数据中心，实现实时监控和数据存储。

三、编码方案设计1. 传感器模块部分为了实现智能抄表系统的自动采集用电数据功能，我们可以选择适合的电流、电压、功率传感器。

这些传感器可以负责将采集到的数据转换成电信号，然后通过模拟输入端子接入PLC控制模块。

2. PLC控制模块部分在PLC控制模块中，我们需要对传感器传来的数据进行处理和分析，然后控制相关的执行器进行操作。

在编码方案中，我们需要编写PLC程序来实现这些功能。

比如当电流超过一定阈值时，PLC控制模块可以自动打开或关闭相应的电路。

又PLC控制模块可以计算功率值，并周期性地将数据传输到显示及通信模块进行显示和存储。

3. 显示及通信模块部分在显示及通信模块中，我们需要编写相应的程序来实现数据的显示和存储功能。

这些程序可以在本地显示设备上展示实时的用电数据，又可以将数据传输到远程服务器或本地数据中心进行存储和分析。

四、系统实现方案在实现阶段，我们首先需要选择合适的传感器、PLC和显示及通信设备。

然后根据系统的设计原理，我们需要编写相应的硬件接口程序和PLC程序以及显示及通信程序。

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。

2。

2。

1 上层通信如前所述，上层通信是指集中器与主站电脑之间的通信。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊二○基于PLC的远程抄表系统设计学院:电子有控制工程学院专业：建筑设施智能技术姓名：殷博文学号:２0１232060１26指导教师:余雷完成时间：二〇一二年七月┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要现今中国社会铺张浪费十分常见,特别是对电力资源的使用毫无节制,即使政府已经出台了各种节能减排的政策,我们仍需在节能方面更进一步.节能减排要从多方面入手,不仅仅是能源使用,人员的利用和规划也很重要．基于PLＣ的远程抄表系统正可以解决此问题,它实现了无人或少量人员值守，高效的数据采集和处理,从而降低了人工成本并挺高了数据采集的准确性和稳定性，为节能减排打下了坚实的基础本文设计了一个基于PＬC 的远程自动抄表系统。

这个系统是通过PLＣ采集各表脉冲数据,并计算,再以RS48５通讯协议为基础，以RS485串口总线为传输介质，以ＰLC 为采集和控制模块，实现了对仪表的数据采集，并将数据传输到上位机,之后便可在上位机完成其余操作。

本系统使用工控组态软件STＥP７－Micro／WIN为开发工具进行程序编写，使PＬＣ可以采集仪表脉冲,并计算数据。

使用组态王６。

55进行上位机程序编写，做到仪表数据的实时监控，及历史查询.最后本次研究进行了多次模拟实验,实验过程中能够稳定的从读取并计算各表数据,实验结果准确无误。

关键词:远程自动抄表系统;RS485通讯;可编程控制器；数据采集与监视控制软件;┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractNoｗadaｙs Chinｅｓe sｏｃietｙextravａgance aｎd ｗａsｔｅis very coｍmon, esp ｅcially the usｅof power rｅｓｏｕrｃes ｗｉｔｈout ｃontrol, evｅn if the gｏveｒnmｅn ｔhaｓintrodｕｃedａvａｒiety of eｎeｒgｙ-saving eｍｉｓｓion ｒeｄuctioｎpolicies,We aｌso neｅd to ｆuｒｔhｅｒｉｎtｅｒms of eneｒgy saving。

远程无线抄表解决方案--北京华荣汇通信设备有限公司一、引言传统的抄表方式是人工登门抄表，人工核算，人工收费，带来的是手续繁琐，统计工作量大，抄表不准确等问题。

随着人们生活质量的提高，以及建设部关于建立全国住宅小区智能化技术示范工程文件的下发，抄表方式正逐渐向IC卡预付费和远程抄表方式转变。

IC卡预付费方式虽然实施方便，但有用户预付费，卡槽易污染，卡易磨损的缺点。

远程抄表方式能够克服传统方式和IC卡式的不合理性，让抄表更准确，更合理，更适合智能小区的发展需求，将是三表的发展方向。

由于我国住房的发展和物业管理的水平很不协调，目前国内大量的现有住房还没有做过远程抄表处理，如果采用国外类似的布设专用有线网络实现远程抄表的方案，那么光重新布线就会带来投资规模大、住户报怨、维护困难等问题，并且施工时间也比较长。

目前的技术水平，还不可能做到使用低成本、低功耗的RF设备，直接将抄表数据自动远传到水、气、电的管理部门或小区物业中心。

依照中国的国情，理想的方案当然是采用廉价的双向电力线载波抄表并可控制的方式，但低压电力网的衰减特性极其复杂，并且是在不断变化着的，虽然国内外的广大科研人员都在坚持不懈地苦苦探索，但廉价的扩频电力载波解决方案达到实用的程度还需要一个不短的时间。

针对以上情况，北京华荣汇通信设备有限公司提出了一种基于无线传输与有线网络结合的远程抄表数据传输解决方案。

二、方案简介北京华荣汇通信设备有限公司的远程抄表数据传输方案主要由用户端的带无线数传功能的计量表、敷设在户外或楼道内的带无线数传功能的有线终端（集中器）以及楼道内的有/无线通信网络、楼宇之间的无线（或有线）通信网络及三表管理部门或小区物业的管理控制中心几大部分组成，如下图1所示：图一华荣汇公司抄表方案的突出优势：1．解决由于布线带来的各种难题；2．灵活，可扩展；3．低功耗，低成本；4．保密性（高频载波）；5．环保（无线发射功率低）；6．密封，防破坏。

智能远程抄表系统设计作者：王德义来源：《电子世界》2013年第13期【摘要】本文旨在提供一种利用低压电力供电网络、低成本、高可靠地实现公共事业收费自动化和小区物业管理智能化的技术应用。

【关键词】集中抄表；集中器；远程抄表智能远程抄表系统基本解决了人工抄表和一般自动抄表系统的难题，不但能够实现水、电、气表的远程查抄、计量和收费等功能，还具有通断控制功能（控制中心需取得通断控制的合法权限），同时在系统中增加了各种防护措施，包括防断线、防强磁干扰、防开启等，能够自动检测断线、强磁干扰、非法检修等状态，并由管理中心计算机显示。

此外智能采集器预留多个数字采集端口，可采集住户的若干报警信息并通过软件处理报警信息，为其他系统的集成进入（如安全防护系统）留有接口。

一、抄表系统的构成系统构成框图如图1所示。

采用用户载波表加载波采集终端，即可进行电力线载波通信功能的操作，完成电能计量、电压和功率测量等；集中器挂接在同一台配变器下的电力线上，根据设置的要求定时或随时通过电力线抄收台变下所有载波表的测量数据并保存；主站计算机可通过电话网或其他通信媒介对集中器发布设置、广播命令或抄表命令，对集中器进行综合数据的抄收，对集中器下的任一台载波电表进行召抄或通断电控制，从而实现远程抄表和监控功能。

二、分块功能1.数据集中器数据集中器在抄表系统中起着很重要的作用，工作原理如图2所示。

集中器根据已设置好的不同的抄表方案对各载波电表实现双向数据传送，具有内部硬时钟可与系统进行广播校时，并实施定时抄表命令，存储抄表数据，可通过各种网络媒介与主站完成数据交换。

集中器的作用是将配变台区载波电能表连成本地网络，能自动抄录数据采集终端及载波单表的数据，集中并存储。

通过抄表器或电话线将数据传输给电力局的计算机中心。

从图2可看出，数据集中器是由CPU，RAM、直流电源、指示电路及接口组成，是一个能通过载波接口及RS232接口与外界通信的单片机系统。

电力载波通信抄表集中器硬件设计摘要随着我国电力事业的迅速发展，传统的用电抄收管理方式己经不能满足市场需求。

本文在大量收集查阅国内外有关远程抄表系统资料、深入用户及用电管理部门广泛调研的基础上，提出了一种采用低压电力线载波通信技术的远程自动抄表系统。

该系统具有三层网络结构，即上位机管理系统、集中器和载波电表。

重点分析研究了集中器及其与各组成部分的通信。

由于我国低压电力线上存在的高削减、高噪声、高变形，必须采用特殊的通信技术。

本文首先分析了高频信号在电力线中的传输特性；重点讨论了扩频通信技术在电力线载波通信中的应用；深入研究了以扩频调制解调技术通信技术为基础的、高性能的电力线载波专用MODEM芯片SSC P300的内部工作原理。

在此基础上，采用SSC P300实现了远程抄表系统中集中器与终端载波电表之间可靠的数据传输。

集中器是连接上位机与终端载波电表之间的枢纽，起着上传下达的作用。

根据中华人民共和国电力行业标准规定的集中器的主要功能及性能指标要求，本文重点研究设计了集中器的硬件系统。

其中硬件系统主要包括主控制器、外部扩展数据存储器、时钟模块、看门狗模块、上位机通信接口电路以及电力线载波通信电路及其外围电路等。

关键词：电力线载波，扩频通信技术，集中器，抄表系统Hardware Design ofPower Line CommunicationMeter Reading ConcentratorABSTRACTWith the rapid development of power undertaking of our country, the traditional ways of meter reading can not satisfy the demand of market any more. Based on the vast collecting and consulting of the concerned information of the remote meter reading system of the home and abroad and going deep into the consumers and power consumption administrative departments to investigate and research widely, a remote meter reading system adopting carrier communication technology of the low-voltage power linecommunication (PLC> had been proposed in this paper. It had networkstructure ofthreelayers，i.e.the computer administrativesystem，concentratorand carrier meter. And the functions and characteristics of the whole system together with its every component had been analyzed. Becausehighattenuation，highnoiseandhighdistortionexistinthelow-voltage powerlinesofourcountry ,special communication technology must be adopted.First of all, the transmissioncharacteristic whenhigh-frequencysignal was transmittedthrough powerlineswasanalyzed.Secondly, the application of spread spectrum communication technology to carrier communication of the power line was emphatically discussed.Thirdly，theinterior principleofthespecialMODEMIC SSC P300 adopting Spread-spectrum modem communication technology was deeply studied.Basedonthis，SSC P300 wasselected to the reliable data transmission between the concentrator of thelong-distancemeterreadingsystemandtheterminalsignal carrier ammeter. Beingtheheartoftheautomatic meterreadingsystem，the concentrator connected the computer with the terminal carrier meter. The hardware system of the concentrator was emphatically designed according to the main functions and the demands for performance targets of the concentrator stated in the power trade standard of PRC. It was mainly composed of MCU externalexpandedRAM，clockmodule，watchdogmodule，the computer communication interface circuit and the PLC communication circuit together with its peripheral circuits·KEYWORDS：carrier power line, spread spectrum communication technology, concentrator, meter reading system目录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1电力线载波通信的意义及发展状况11.2低压电力线通信的特点11.3国内外研究现状和动态21.4设计电力载波抄表集中器的目的和意义21.5课题的可行性分析31.6本文的主要任务32 电力线载波通信技术42.1电力线载波通信中信号传输特性分析[8]42.2常用的低压电力线载波通信技术[13]52.3扩频通信技术62.3.1扩频通信的工作原理62.3.2扩频通信的特点[4]62.4电力线载波通信的实现72.4.1国外的电力线载波专用Modem芯片73 电力载波抄表系统总体设计93.1自动抄表系统的组成94 电力载波抄表集中器的硬件设计114.1电力线载波远程抄表系统集中器的硬件设计114.1.1集中器的功能及技术指标[8]114.1.2集中器的结构框图114.2集中器主控器的设计124.2.1 主控器的作用[11]124.2.2 主控器的选型[11]124.2.3 单片机W77E58的简单介绍134.3数据存储器的扩展154.3.1数据存储器RAM的选择154.3.2硬件电路设计164.3.3 存储器的掉电保护174.4时钟模块184.4.1设计思想184.4.2 时钟模块的选择[15]184.4.3 时钟模块与单片机的连接[14]194.5电力线载波通信电路设计194.5.1载波通信芯片SSCP300的发送与接收原理204.5.2单片机与SSCP300通信的控制工作过程23 4.6主控器与MODEM通信接口244.6.1 MODEM简介254.6.2 主控器与MODEM通信接口电路264.7电源电路274.8本章小结285 电力线载波抄表系统集中器软件的设计295.1通信协议的制定295.2集中器软件设计295.2.1主程序设计305.2.2 集中器向上位机的数据传输315.2.3单片机与扩频芯片SSCP300的数据传输325.3本章小结346 结论356.1总结356.2结束语35致谢36参考文献37附录381 绪论1.1电力线载波通信的意义及发展状况当今世界，作为输送能源的电力线是一个近乎天然、入户率绝对第一的物理网络。

腾联智能远程集中抄表解决方案烟台腾联信息科技有限公司二〇一四年五月第一章前言1.1.智能抄表势在必行随着人民生活水平的提高和住宅商品化的发展，居民住宅的质量和档次越来越高，住房对住宅环境、物业管理水平的要求也日益提高。

这样使得传统的抄表收费方式存在的弊病越来越突出，抄表收费难也成为各部门管理上的问题，其原因主要有以下几点：1.入户抄表难度加大。

由于居民生活水平的提高、家庭财产价值及用户逐渐开始重视私隐权等方面的原因，用户不希望被别人打扰。

同时入户抄表只能在早晚居民休息的时间里进行，抄表人员实际可利用的时间变短。

因而使得电费、水费、暖气费、煤气费的漏抄、欠收、漏收严重，实际收费往往远低于统计值，费用流失严重。

2.各管理部门负担较重。

抄表率低、周期长、资金回收速度慢，严重影响了这些部门的经济效益。

3.管理费用开支过高。

随着城市的发展，用户会越来越多，相伴着手动抄表的管理人员和操作人员也要相应的增多，这势必会严重制约着相关企事业单位的发展。

4.抄表工作和劳动强度加大。

抄表操作人员的工作条件差、效率低、劳动强度大，而现行的抄表收费大多是人工抄表、人工收费、手工结算，这难以适应企业管理信息化的形式要求。

正是由于上述种种原因，建设部提出了建设小康型住宅小区的规划要求，明确提出了要对新建和必扩建的住宅小区进行统一规划，逐步实行水、电、气三表出户的统一管理，实现微机自动检测、计量和收费。

随着居民住宅小区的物业管理水平的不断提高，目前在不少住宅小区，各能耗的计量问题也已经由以前的各部门管理逐步改为由生活小区物业管理部门统一管理。

现代物业管理要求不断向规范化、自动化和科学化的进程迈进，多表联网远传系统将越来越受到用户的认可，因此，多用户计量表计联网远程抄表系统的诞生就显得十分迫切。

我公司研制、开发的智能远传抄表系统，将全方位改变水、电、气等系统抄表、计费、收费、维护和管理的模式，使其更加科学化、规范化，大大节省了各管理部门整体的运行成本，有着巨大的经济效益和社会效益。

基于PLC的智能抄表系统编码方案的设计及实现智能抄表系统是一种利用自动化技术实现远程抄表和数据管理的系统。

PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用的工业控制设备，具有可靠性高、稳定性强的特点，因此可以作为智能抄表系统的控制核心。

下面将设计并实现一种基于PLC的智能抄表系统编码方案。

智能抄表系统需要实现对电表的远程读取功能。

对于PLC来说，可以通过串口通信或者以太网通信与电表进行连接，获取电表计量数据。

设计时，应分析电表的数据格式，确定PLC与电表之间的通信协议。

根据协议，可以编写PLC程序实现对电表数据的读取和解析。

智能抄表系统需要对抄表数据进行存储和管理。

PLC内置的存储功能有限，因此可以使用外部存储介质，如SD卡或者USB存储设备，将抄表数据进行存储。

编程时，可以通过PLC控制文件系统，实现对外部存储介质的读写操作。

可以设计一个数据库，将抄表数据按照一定的格式进行存储和管理。

可以利用PLC提供的数据库操作功能，实现对数据库的读写操作。

智能抄表系统还需要具备远程监控和管理功能。

可以通过互联网将PLC连接至上层网络，并通过一定的通信协议与远程主机进行通信。

远程主机可以实时监控PLC的运行状态，包括电表读取情况、存储状态等。

当发生异常情况时，远程主机可以发送命令给PLC进行相应的控制操作。

在这个过程中，需要考虑PLC与主机之间的通信协议以及数据加密和认证机制的设计。

智能抄表系统需要具备数据分析和报表生成的功能。

通过对抄表数据进行统计分析，可以生成各类报表，如用电量统计报表、异常用电报警报表等。

编程时，可以利用PLC提供的数据处理和计算功能，实现对抄表数据的统计和分析，并根据需要生成报表。

基于PLC的智能抄表系统编码方案的设计及实现包含了电表数据读取、存储管理、远程监控和管理、数据分析和报表生成等功能。

通过合理的设计和编程，可以实现一个稳定可靠的智能抄表系统，提高电表抄表的效率和准确性。

远传水表解决方案一．系统建设概述1. 项目背景根据国家节能减排总体要求，在确保用户正常供应使用的同时，通过管理措施、技术措施、经济措施、再生资源的综合利用等手段，不断加强人民群众用能节能管理，通过节能监管体系建设，逐步推进指标化管理和节能改造。

采用我司的远程集中抄表系统进行管理，对小区住户用水进行实时监控，可以及时了解住户用水情况，对用水故障进行及时的排查，提高用水效率。

2．系统概述远程集中抄表系统是一个由远传水表、数据采集终端和服务器构成的计算机应用系统。

其中，水表与数据采集终端通过有线（M-bus）通讯方式相连；数据采集终端与服务器一般通过无线（GPRS/CDMA）方式相连。

整个系统可实现对住户用水数据的自动抄读、设备的监测巡检等功能，并能对数据进行存储、处理、分析、发布，实现居民用水监测、用水统计分析、阶梯水价管理、漏损分析等功能。

该系统的实施与应用将有助于提高自来水公司管理水平和服务质量，同时也为整个社会的能源管理自动化提供有力支撑。

3. 建设效益●消除估抄率、根治错抄率、避免漏抄率，提高抄表数据的准确性、可靠性、实时性；●费用的通知与收取：通常执行现场逐户抄表的抄表员在抄表的同时还兼有通知或收取费用的任务。

实行自动抄表后，此类任务可由强大的银行联网系统或会计电算化系统和银行卡工程承担，同时可以辅以电话语音查询系统、电话短信自动催费系统等辅助手段；●用水价格调整实行联动机制，同时可实行阶梯水价，促进水资源的合理、节约利用；●节约了人工成本。

以前抄表需要大量人力，时间，现在采用远程抄表系统，每月统计一次只需要不到半天时间，提高了抄表工作效率，且准确率达到了100％；●管理水平明显提高。

由于实行微机管理，避免了人工抄表造成的人为误差因素，提高了计量的准确率；能及时对用水情况进行综合分析，制定有针对性的工作措施；避免上门抄表收缴费用的困难和打扰居民的现象，同时可以对欠费的用户随时分户关断。

二．系统总体设计1. 系统整体架构远程抄表工作站采用B/S架构系统结构，系统具有表计数据抄读、集抄设备维护、用水营销管理等功能。