低压电力载波自动抄表系统应用设计.pdf

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1、低压电力载波自动抄表系统应用设计朱兆优饶运涛（东华理工学院信息工程系!""###）摘要介绍利用低压电力线载波通信技术实现多用户抄表或多楼宇远程自动抄表系统的结构与实现方法。该系统采用模块化结构，可根据用户要求采用不同的监控管理和数据处理方式，以及电力线载波的数据通信编程方法。关键词单片机低压电力载波通信自动抄表系统或通过光电传感器改造的机械数字脉冲信号表加上!引言电力载波通信模块，实现电表记录数据的数字化传“三表”（水表、电表和煤气表）数据的抄读，输。集中控制器用%&’()微处理器采集来自不同一直是城市生活的一大问

2、题。随着电子技术和网络用户的“三表”数据，并存入)"’)(*串行技术的不断发展，以单片机微控制器为核心设计制)+,-./存储器中。此外，集中控制器内还设有作的全电子式计量表必将取代传统的感应式计量表。时钟芯片,’0%(%!，使集中控制器可以按月份把本文介绍利用低压电力载波通信模块实现楼宇抄表不同用户的用电量进行集中统计，并分别按要求存系统，它采用多用户联网的形式，进行集中抄表，入相应存储区。由于集中控制器带有电力载波通信可以把多用户的电量集中记录在一个集中控制器中，模块和-1—)!)接口，既可以利用电力载波通信使供

3、电管理部门抄表方便，数据统计简单，缩减费与管理中心主机进行通信，实现多楼宇用户的“三用收缴周期。表”数据集中管理；同时，在不联网的情况下，可"抄表系统结构以由抄表员利用手持式掌上抄表器来实现楼宇抄表，以便于“三表”数据的统计和集中收费［$］。自动抄表系统的基本结构如图$所示，（以电为了便于远距离、大型住宅小区的“三表”集中管表为例）每个用户家中的电表可以采用电力载波表理，还可以设置小区监控管理中心服务器，设计一个双音频信号收发/2345电路，通过电话线来实现多个楼宇管理中心主机与小区集中管理中心服务器之间的通信连接

4、。这样，加强了小区集中管理的能力，提高了抄表系统的稳定性和可靠性，同时减少了人力，加快了数据统计处理速度［)］。#电力载波通信电路联接方法图$抄表系统结构以电表为例，电力载波抄表电路联接如图)所示。图)电力载波通信示意图—"!—该电路采用了!"—#$$%低压电力线通信载果更好。波作电力载波收发器，!"—#$$%以低压电力线作!电表数据的采集为信号传输的媒体，可接&、’、(三相，零线、相线间可并接$)#电容器形成高频桥路，电表数据可用电力载波表来采集，也可通过光!*+#,-发射时可减小对电力线的谐波干扰，也适用于平行

5、电传感器来实现。光电传感器有光敏二极管和光敏线或双绞线等传输媒体。该模块采用*.!载波方三极管等，它是一种将光量的变化转换为电量的变式，按电力部“低压电力用户集中抄表系统技术条化的传感器，它的物理基础就是光电效应。件”标准进行设计和制造，适用于供电局集中抄表光敏二极管在电路中一般处于反向工作状态，系统、居民水电气自动抄表系统，也适合于其他远其光照特性是线性的，没有光照射时，反向电阻很程数据传输系统和远距离大，反向电流很小，光敏二极管处于截止状态；受模拟数据遥测、遥控应用光照射时，光敏二极管处于导通状态，使光能转换领

6、域。如图/为!"—为电能。#$$%引脚图，分两行排这样，可采用光电传感器将表的转数转换成脉列，一边六个脚，另一边图/!"—#$$%封装冲数，并送至单片机的外部中断$端口进行计数处是两个&(脚。理，电路如图4所示。图中的-:#和-:0组成光&(端为信号输入端，直接接00$-低压电力线上。电发射接收对管，光敏二极管-:0接收电表铝盘!&&为外接直流电源，可选用1231#2-，电压的反射光而在&点处将产生的电脉冲输入到光电高，发送功率大，信号传送距离远；12-为模块耦合隔离器，光电耦合隔离器以发光二极管为输入内部电路工作

7、电源，在4)232)2-范围内能正常端、光敏三极管为输出端。光电耦合隔离器的输出工作，模块内有防过压和防瞬变抑制电路，以防过信号输入到单片机DK(0$2#的外部中断$（<>;$电压和雷电对模块的损坏。56是7(89.信号数端），单片机以中断的方式接收传感器的输入脉冲据接收端，联接单片机的56:端。;6是数据发信号进行计数。5/为上拉电阻，用于电平转换。送端，欲发向远端的信号或数据应从此端接入，连记录的电表数据存放在04($0串行%0L598中，接单片机的;6:端。5+;为控制端，高电平时为待要抄表时再由单片机的串行

8、输入+输出口接收，低电平时为发送，连接单片机的一个<+9（56:、;6:）在控制指令指挥下通过电力载波通口线，=>:是电源负极。信模块将记录的数据传送到集中控制器。!"—#$$%对信号或数据用2$3/2$,7?之间的载波频率进行调频，此高频信号通过低压电力线向远方传送，载波中心频率为#0@,7?。带宽为43#$,7?，接收灵敏度A#B-，绝缘电阻C0$8"，