基于蓝牙技术的电能计量系统设计与实现

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1、基于蓝牙技术的电能计量系统设计与实现作者：刘南导师：孙长海2010年10月18日论文的主要内容一、电能计量系统二、蓝牙技术研究三、蓝牙电能计量装置设计四、结论与展望一、电能计量系统电能计量系统是发电厂、供电企业及其他部门用于衡量自身和客户电能消费数量的计量仪器和抄表仪器的总称。它包括各种类型电能表，计量用的电压、电流互感器及其二次回路、电能计量柜、箱和手持抄表器、IC卡及抄表数据远程传送装置等。电能是国民经济和人民生活极为重要的能源，电气化程度和管理现代化水平是衡量一个国家发达与否的重要标志。电力生产的特点是发电厂发电、供电部门供电、用户用电这三个部门连成一个系统，不间断地同时完成。发

2、、供、用电三方如何销售与购买电能、如何进行经济计算，直接关系到电力系统发电量、线损、煤耗、厂用电、供电量、用电量等各项技术经济指标的计算，同企业效益息息相关。因此，采用各种方法，提高电能计量的正确性，保证抄表人员能够按照约定的抄表例日抄回计量装置所统计的电量对发、供、用电三方有着重要的意义。1、用户电能计量方法按规定，大连供电公司每两月按例日对居民用户进行一次电能计算，每月按例日对非居民用户进行一次电能计算，并以此为依据计算电能损耗，向用户收取电费，电能计算主要有三种方式：（1）人工抄表计量抄表人员手持便携式抄表器到客户装表处，抄出电能表示数。这是最为古老的方式。（2）IC卡抄表计量采

3、用预付费式，用户先用卡购电，然后才能使用。这种方式在大连的城市地区广泛使用。（3）远程自动抄表计量电能用户的用电量通过计量仪表计量后，由采集器采集，采集器通过网络传输到电力部门的管理中心。远程自动抄表计量方式的局限性（1）远程抄表需要额外安装集中器和GPRS远传装置，每年需向电信公司支付一定数额的数据传输费用，大连地区目前每年此项费用达到上千万元，过高的成本支出限制了它的大规模普及；此外，GPRS远传装置费用较高，设备需要单独的空间放置，对城市集中表箱比较适应，集中表箱中至少有六块表，一个集中器同时传输六块表的数据分摊了成本，但农村地区平房计量装置表箱较小，不更换表箱，就无法安装集中器

4、；同时一个集中器只能传输一至两块表数据，成本较高，经济性较差。2、电能计量方式的局限性（2）远程抄表的表计485接口和集中器之间信号传输受电磁干扰等问题影响，有一定的可靠性问题，据统计，每次远传数据，都有大约10％的表计数据无法上传，为确保用户电量及时抄回，不影响电量损耗统计分析，必须进行人工补抄。由于远程抄表有自身的局限性，因此，灵活性较高、适应性较强的人工电能计量方式仍是目前必不可少的计量方式。2、电能计量方式的局限性人工抄表计量方式的局限性（1）抄表人员使用抄表器进行电能计量时，读出表计示数后须键入抄表器，按键错误会导致抄表错误；农网地区大量表计位于电线杆上3米高的地方，表箱视窗

5、受风吹日晒影响，污秽较多，示数读取困难，登杆抄表费时费力，还有可能发生安全问题。（2）红外线电能计量时，抄表人员须将抄表器红外端口对准表计红外端口，中间不能有障碍物，若因环境限制（如表计位于狭窄通道中），则无法进行抄表。（3）IC卡电能计量时，抄表人员须将IC卡插入表中电卡插槽，若表计位置不当（如位于封闭室内），就难以抄表。2、电能计量方式的局限性3、研究新的抄表技术手段的必要性企业降低电能损耗工作要求电能计量系统准确、及时、可靠和方便地计量、传输电能数据，同时为防止抄表人员不按例日随意抄表产生电量纠纷，供电企业对例日管理愈来愈严格，所有用户例日均被计算机严格控制，国家电网公司规定：居

6、民客户实抄率达99%以上，其他客户实抄率要达到100%。但是，目前的电能计量方式受技术条件限制，均有一定的不足，影响了抄表工作的正常开展，因此，有必要引入新的技术手段，改善现有电能计量系统的不足，提高电能计量系统的性能，方便抄表工作，推动供电企业营销管理工作深入开展。3、对新的抄表技术的研究新的抄表系统应该具有以下特点：1、数据传输性能好，适应城市、农村不同的工作环境，方便抄表，可以穿越障碍物无线全向传输数据，确保抄表人员在不登高作业的情况下就可以抄到电杆上的表计示数。2、成本不高，具有良好的经济性。3、功耗低、辐射低，环保性能好。4、易于使用，数据传输准确、可靠。5、同现有的电能计量

7、设备（如电能表、抄表器）有良好的兼容性，可以很方便的整合到现有的电能计量设备之中。3、对新的抄表技术的研究目前主要的无线传输技术手段有两种：射频和红外线。红外线技术目前发展地非常成熟，开发成本低，价格低廉，但是，红外线只能进行直线数据传输，不能全向传输数据，不符合上述要求，因此选择射频技术。射频技术中，蓝牙技术发展得比较好，应用广泛，蓝牙模块体积很小，采用CSR芯片的V2.0+EDR蓝牙适配器体积只有22*18*7mm，仅比手指甲大一点。低功耗