采用电力线载波方式实现电能网络管理系统的应用方案

一、应用：

传统的电能表由于不能自动抄收、控制用户用电量而导致的诸如抄表收费困难，电费回收滞后、窃电等一系列管理问题。磁卡或IC卡电表是以卡上携带的电量为基准，实施对用电的自动控制，变用电管理部门的人工抄表计算收费为用电用户自己买电插卡用电，这在很大程度避免了上述大部分弊端的产生。但由于用户用电与用电管理部门仍然是相隔离的，致使管理部门无法对用户及电能表本身实施实时的监测与管理和及时发现并解决不法用户的窃电问题。将传统的电表与通信控制单元有机结合起来，由此构成的电能网络管理系统可基本覆盖用电管理部门对用户电能计量装置要求的所有功能，并可实现智能化的自动故障诊断。

二、工程说明：

本网络电表的任务就是要准确地反映用户电表的实时运行状态，实行远程全自动集中抄表，分时段复查计费和预防窃电现象的发生，并依据具体情况发出相应的命令和信号，实行远程全自动控制。

三、联网设备：

1、智能电表：

智能电表由传统电表与信号转换、监控装置三部分组成。

2、数据采集器：

数据采集器主要由四部分组成：

（1）采用工业级的微处理芯片，组成核心器件，负责管理整个采集控制工作和运行预先编制好的管理程序。

（2）用E2PROM和看门狗电路提高系统的可靠性、稳定性和安全性。

（3）用RS485通讯协议接口将数据传输给网络服务器。

（4）脉冲信号采集及控制器接口。

3、网络服务器：

网络服务器主要收集数据采集器的数据并储存。在数据传递中起网络服务作用，是上位机与数据采集器交换数据的中间桥梁。主要包括以下三部分：

（1）主控电脑部分由大规格、大容量存储器芯片和微处理器组成，完成对所有采集数据的保存、处理工作，并管理其他所有部件，运行所有管理程序来协调各方面的工作。

（2）网络管理部分由两大网络构成：

① 通过RS485协议接口与数据采集器、用户查询装置连接，此网是本系统的基础网。它负责整个系统的实时运行，对系统的要求也特别高，如抗干扰能力，负载能力，传递的准确性。

②公众电话通信网管理部分。考虑网络服务器与数据管理中心相距甚远，我们采用公众电话网作为我们网络服务器与数据管理中心电脑传输的基础，即在网络服务器设置MODEM接口将数据信号调制成公众电话网的信号传输给不在同一位置和地区的上位机（数据管理中心的电脑）。双方通讯采用拨号方式连接，连接后进行数据传送。这样一台普通的电脑可与多个网络服务器分时连接，达到对所有的用户进行远程自动抄表和监控的目的。

（3）数据传输模块：

北斗星数码BDXMD-1嵌入式工业级MODEM：性能稳定、误码率低、不易掉线。外形如名片的一半大小，可以方便的嵌入到各种单板机系统，更省用户系统空间。DC5V供电，TTL电平接口，并行总线和标准串行总线两种连方式，通过与市话网或单位内部电话线相连即可实现远程数据传输和控制功能。

4、用户查询装置：

用户查询装置是人机界面的第一层结构，通过它可对网络系统进行查询、设置、监视和控制。

5、 上位机：

上位机是人机界面的第二层结构，供管理者监视整个系统的运行情况，并能发出控制命令。它通过一台微机、一个MODEM、专用的应用系统视窗平台来实现对网络系统的管理与监控、保存与查询电表数据、报表自动生成及打印，系统帮助说明。

四、系统实现：

五、采用电力线载波方式的网络电能表管理系统

1、系统设计：

用电力线载波网代替RS485协议通信网所构成的系统在整体结构和原理上述网管系统基本相同。不同之处在于，前述数据采集器由外装到表内，通信芯片、智能表与用户查询装置通过电力线载波协议接口（而非RS485通信协议接口）与网络服务器通信。其功能及试验结构与前述RS485协议通信网络所构成的系统完全一样。而且其所连接的智能网络电表与用户查询装置数只受网络服务器的容量限制。而其现场安装施工却避免了有线方式连接不便所带来的麻烦，。将BDXMD-1嵌入到网络服务器，通过公众电话交换网即可实现与上位机系统的通信。

2、系统实现：

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