低压电力线扩频载波远程抄表系统的研究

远程抄表系统总体设计方案

远程抄表系统总体设计方案 摘要：本文所研究的基于GPRS的电力系统远程抄表系统由上位客户管理机和通信服务器、GPRS网络、采集终端和电能表组成。该系统综合和改进了前人已研制应用的抄表系统，将采集终端分为了集中器和采集器两部分，更利于降低成本和系统扩容，且底层数据传输采用了优于电力载波传输等方式的RS485通信方式。分析了本文所述系统的整体实施方案。无线抄表终端能够准确、可靠地完成数据采集、数据处理、数据传输等功能，完全满足了电力远程监控管理的要求。 关键词：无线抄表GPRS通信采集终端 前言 1.国内研究现状 国内目前存在的抄表方法也有多种，如传统人工抄表，RS485线抄表，租用电话线抄表，低压电力载波抄表，光纤抄表等，但这些抄表方式都存在着各自的缺陷。传统人工抄表，会造成统计数据不准确，操作难以规范化，成本高，效率低，无法满足诸如分时电价运营、预支电费等先进供用电管理模式的推行。RS485和红外抄表技术比较成熟，且被广泛采用。但是RS485抄表需要布线，如果一栋大楼己经完工，重新布线是很困难的。低压电力载波利用低压电力线为数据传输通道，降低了抄表成本。但明显缺点就是数据噪声大和安全性低。电力线载波抄表只能在小范围内使用，其通信经常会发生一些不可预知的错误，家庭电器产生的电磁波也会对通信产生干扰。更优的无线抄表技术正是在技术与管理两方面急待进步、改革的迫切需求下逐渐发展起来的。目前，采用的无线传输主要有红外传输和无线射频传输。红外抄表采用红外（IrDA）通信，通过红外无线模块实现数据传输。其优点是价格低廉，功耗低。但红外有其自身无法克服的缺点，其方向性强，角度要求严，传输距离短，易受天气影响，易受各种热源、光源干扰，不能有遮挡物。随着无线通信技术的发展，还出现了GSM短消息通信方式的抄表技术。GSM短消息业务是GSM系统提供给用户的一种重要的数字业务，它通过数字控制信道传递。短消息的缺点在于这种通讯方式的可靠性并没有得到网络的保证，特别是当网络繁忙的时候短消息更加容易丢失。无线抄表有其他抄表方式所无法比拟的客观性、准确性、实时性；抄表人员无需靠近危险地区，很大程度地减轻了抄表人员的工作强度。综上所述，针对传统抄表方式和数传电台、电力线载波通讯、短消息通讯等远程自动抄表技术在电力远程测控系统中的不足之处，因此采用GPRS无线传输方式解决电力行业远程监测数据的实时传输问题就成为了一个新的研究热点，本课题正是在这样的背景下提出的。 2基于GPRS的远程抄表系统总体设计方案 基于GPRS技术的无线自动抄表系统的设计是针对目前已有很多自动抄表系统通信距离短、系统容量小等问题而专门设计的，这也是供用电技术改革所需。由于借用了不受通信距离和容量限制的GPRS技术，其基于GSM网络通信，通

国内外低压电力线载波通信应用现状分析

国内外低压电力线载波通信应用现状分析1.概述 电力线载波通信（PLC）是电力系统特有的、基本的通信方式。早在20世纪20年代，电力载波通信就开始应用到10KV配电网络线路通信中，并形成了相关的国际标准和国家标准。对于低压配电网来说，许多新兴的数字技术，例如扩频通信技术，数字信号处理技术和计算机控制技术等，大大提高和改善了低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性，使得电力载波通信技术具有更加诱人的应用前景。为此，美国联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100~450kHZ；欧洲电气标准委员会的EN50065-1规定电力载波频带为3~148.5kHZ。这些标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著的贡献。利用低压电力线来传输用户用电数据，实现及时有效收集和统计，是目前国内外公认的一个最佳方案。低压电力线是最为广泛的一种通讯媒介网络，采用合适的技术充分用好这一现成的媒介，所产生的经济效益和生产效率是显而易见的。 在20世纪90年代，一些欧洲公司进行涉及电力线数据传输的试验，虽然最初实验效果好坏参半，通信技术的不断进步与互联网业务的蓬勃发展带动了电力线通信的显著增长。在美国，弗吉尼亚州马纳萨斯市首次开始大范围部署PLC的服务，提供抄表、上网等业务，速率达到了10Mbps，费用为30美元/每月，在该地区已覆盖3.5万城市居民用户。目前，摩托罗拉公司正在进行Powerline MU计划，该技术提高到一个新系统，摩托罗拉的系统只使用居民住宅方面的低压电力线传输，以减少天线效应。摩托罗拉公司邀请美国无线电中继联盟参加与这些测试，甚至摩托罗拉在其总部安装了系统，初步结果非常乐观的展示了抗干扰特性。该PLC技术仅用于最后电网分支向室内的一段进行数据传输，而信号通过无线电获取传到配电网节点，这就限制了从最后这一段到室内的信号对周围地区的干扰，实现了居民用户的电能数据采集。在埃及，综合项目工程办公室（EOIP）部署了广泛的PLC技术应用在亚历山德里亚、法耶德和坦塔。立足于本土开发的系统，该公司提供了为

电力线载波通信系统解读

摘要 电力线载波通信是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。这次的课程设计通过电力线在波芯片设计一个电力线载波通信系统。 电力线载波通信具有广阔的应用前景但由于电力线的噪声和干扰对信道的污染很大，严重影响了低压电线载波通信的质量。本文就电力线载波通信的优点缺点及发展现状进行了讨论，并分析了电力信道的噪声分类，特性及对我们信号的影响。以及我们对噪声的滤波耦合等。并且详细的介绍了电力线载波通信的具体实现形式方法和步骤最终形成一个系统达到我们的要求。 课程设计选用青岛东软的SSC1641的电力线载波芯片该芯片具有调制解条，a/d，d/a通信的功能，该芯片直接对信号数字信号处理，极大地提高了通信的可靠性。文中包括了他的外围电路，信号放大，耦合，滤波等最终实现功能。 实现了接收电力线的含有噪声的信号，然后对这个信号滤波模数转换等处理后通过串行通信的方式发送到过单片机，单片机经过数据处理后通过LCD1602显示出来，并且也通过串行通信发送到PC机显示出来。PC机或开关电路输入信号经过SSC1641处理后通过电力线发送。这样一个系统阶完成了接收与发送信号，形成了一个通信系统。 关键字：电力线载波通信系统SSC1641 调制解调 1、绪论 1.1设计任务及要求 电力线载波通信系统设计基本要求：下图一个电力线载波通信模块的结构组成，请看懂，并查阅资料了解电力线载波通信的原理和电力线载波芯片的技术资料。根据系统结构，完成载波芯片外的其他器件选型、配套硬件电路设计（包括原理图、PCB图）、软件设计和仿真调试。系统至少具备以下特性： 1）开关量输入和输出各5路； 2）系统24V供电； 3）具有通信状态指示功能； 4）有232、485或USB有线通信接口； 5）断电继续工作能力； 6）其他自己发挥的功能。

通信领域中电力线载波通信的应用及其原理

通信领域中电力线载波通信的应用及其原理 Power Line Carrier 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。 近年来高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。在这种形势下，本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论，阐明电力线载波通信的发展历程特点及技术关键。 电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统，调度自动化系统，被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化网络运营市场化和管理现代化的基础，是确保电网安全稳定经济运行的重要手段，是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。长期以来，电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络。目前，在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上，多数已开通电力线载波通道[1]。形成了庞大的电力线载波通信网，该网络主要用于地市级或以下供电部门构成面向终端变电站及大用户的调度通信远动及综合自动化通道使用。 近年来，随着光纤通信的发展，电力线载波通信已从主导的电力通信方式改变为辅助通信方式，但是由于我国电力通信发展水平的不平衡，由于电力通信规程要求主要变电站必须具有两条

01晓程--低压电力线载波自动抄表系统 通信协议

广西电网公司 低压电力用户集中抄表系统基于北京福星晓程载波通讯技术的数据链路层通信协议 （送审稿） 2007年月日发布 2007 年月日实施 广西电网公司发布

目录 1 范围 (1) 2 引用标准 (1) 3 术语、定义和缩略语 (2) 3.1 术语和定义 (2) 3.2 缩略语 (2) 4 概述 (3) 4.1 LLC子层 (3) 4.2介质访问层 (3) 4.3规范方法 (3) 5 逻辑链路子层 (4) 5.1 LLC子层的作用 (4) 5.2 LLC子层的服务规范 (4) 6 LLC子层的协议规范 (7) 7 MAC子层 (8) 7.1 MAC子层的服务规范 (8) 7.2 数据通讯 (8) 7.3 MAC子层所用的物理层服务 (11) 7.4 MAC子层协议规范 (12) 附录A (17) 附录B (19)

基于北京福星晓程载波通讯技术的 数据链路层通信协议 1 范围 本部分应用范围是通过配电网进行电力线载波通信。 为保证面向连接和无连接两种操作方式具有一致的数据链路层服务规范，将数据链路层分成两个子层：逻辑链路控制子层（LLC sub-layer）和介质访问控制子层（MAC sub-layer）。 本部分支持下面的通信环境： ?非平衡点对多点或点对点链路结构； ?支持无连接的确认响应操作模式； ?半双工交替数据传输； ?同步通讯方式传输，6个FFH为帧起始，09H AFH同步帧头，数据位为8bit。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。 IEC 62056-46:2002 电表-抄表、费率和负荷控制数据交换第46部分：使用HDLC协议的数据链路层 IEC 62056-51: 2002 电表-抄表、费率和负荷控制数据交换第51 部分：应用层协议 IEC 62056-53: 2002 电表-抄表、费率和负荷控制数据交换第53 部分：COSEM 应用层 IEC 62056-61: 2002 电表-抄表、费率和负荷控制数据交换第61 部分：OBIS 对象识别系统DL/Z 790.432:2004采用配电线载波的配电自动化第4-32部分：数据通信协议，数据链路层－逻辑链路控制 DL/Z 790.433:2005 采用配电线载波的配电自动化第4-33部分：数据通信协议，数据链路层－面向连接协议 DL/Z 790.41:2002采用配电线载波的配电自动化第4部分：数据通信协议，第1篇：通信系统参考模型 DL/Z 790.442:2004采用配电线载波的配电自动化第4-42部分：数据通信协议，应用协议－应用层

低压电力线载波通信技术及应用

低压电力线载波通信技术及应用 摘要：低压电力线在实际应用的过程中有很多优良的特性，并且在多个领域中 都有着广泛的应用。低压电力线载波通信技术经历了很长时间的发展过程，在技 术的应用上已经趋于成熟。本文先对低压电力线载波通信技术的系统设计进行了 分析，并介绍了它的工作原理和具体的应用，希望可以为相关领域提供一些参考 意见。 关键词：低压电力线；载波通信技术；应用 低压电力线载波通信技术可以应用于很多不同的领域，并且具有覆盖规模广、操作简单等优势。基于此，该技术逐渐发展成为我国现阶段完成高速数据传播的 主重要技术之一。但是由于受到各种因素的限制，该技术存在的潜能难以进行有 效的挖掘，所以该技术还有丰富的可开发利用空间。在此情况下，我国有关部门 不断提高了对该技术的重视程度并且对其加以改进和完善，从而保障我国的通信 技术向着更加优化的方向发展。 1.低压电力线载波通信系统设计概述 该技术发展的关键性因素在于其进行信号传输时的质量，而信号传输有着抗 阻和不断衰减的特点，并且会对信号的质量产生直接的影响。另外，利用低压电 力线载波通信技术进行传输时，信号的质量还会受到不同噪音的干扰，使得信号 质量被消弱，最终对通信效果产生不良影响。而且信号传输时的抗阻和不断衰减 这两种特性对信号传输的实际距离起着决定性的影响，对噪音的抗干扰能力在很 大程度上影响着信号在传输过程中的质量。因此，在应用该技术时必须要对多方 面的因素进行综合考虑，从而有效的促进信号传输距离不断扩大，信号质量得以 提高，最终实现良好的传输效果。 在对电力线进行设计时，必须要将其抗阻能力考虑在内。正常情况下，电力 线都具备良好的抗阻性，所以在对通信系统进行设计时一般只需要保证信号输出 和接收两端具有良好的的抗阻性即可，尽可能的对信号接收和传输时的能量消耗 进行有效的控制。在电力线上进行信号传输的过程中，高频传输信号会出现大幅 度的衰减，并且无法避免噪音干扰。为了确保信号在传输过程中的强度，电力线 需要具备良好的抗干扰能力。在此通信技术中，为了实现信号强化一般可以应用 扩频以及正交频复用这两种技术手段。应用扩频技术一般多应用于信噪微弱的环 境下，用于接收信噪比较为强烈的信号。此外，在选取宽带和载波频率的时候应 该注意以下内容：尽量按照噪音干扰程度最小和信号衰减速度最低的要求进行选取。在不同频域中，结合信号的实际衰减情况和噪音出现的密度来确定最适宜的 载波频率。按照信号干扰强度的实际情况，在频谱中如果信号衰减会比噪音干扰 对信号产生更大的影响，首先需要对不同频谱中出现的信号衰减情况进行考虑， 然后再结合噪音频谱的实际密度进行分析，一般会选取处于低频段的载波频谱。 反之如果噪音干扰所带来的影响更大，则应该先对噪音频谱的实际密度进行分， 这种情况下一般回选取高频率频段。 2.低压电力线载波通信技术原理分析 该技术一般包括三个部分，分别为低压电力线、终端设备以及系统管理中心。在通信系统中，低压电力线担任信号传输过程中的媒介。因为信号在进行传输期 间会受到很大程度的衰减，所以该技术进行信号传输的距离会被限制。为了处理 这个问题，系统管理中心有负责进行信号接收的设备，接收完成后再对信号进行 解调，然后再经过其他一系列的处理之后，应用串口的方法或GPRS技术将经过

电力线载波通信---有线通信

电力线载波通信---有线通信

电力线载波通信---有线通信

抄表系统及其方法 本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载 波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元；所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号；所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式 传送的抄表信号；控制单元用于信道状况的侦测，根据侦测结果控制抄表系统在电力线宽带载波通信以及无线通信之间的信道自动切换，切换信道后进行自动组网，并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进 行格式转换生成电表数据。本抄表系统利用宽带载波通信可靠性高、数据传输率高、数据容量大、双向传输等特点，将无线通信方式以及电力线通信方式相互结合，使抄表布线等现场施工工作变得简便灵活。 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及

以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式 PLC = Power Line Carrier,电力线载波 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。 近年来电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用： 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和 60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用； 5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。

低压电力线载波通信

PL2102--功能特征 PL2000A/B 是专为电力线通讯网络设计的半双工异步调制解调器，是PL2000 的升级产品。它仅由单一的 +5V 电源供电，以及一个外部的接口电路与电力线耦合。PL2000A/B 除具备原有系统基本的通讯控制功能外，还内置了四种常用的功能电路：32 Bytes SRAM，电压监测，看门狗定时器及复位电路，它们通过标准的 I2C接口与外部的微处理器相联。PL2000B内建高灵敏度放大器及四象限模拟乘法器，进一步提高了集成度（无需外部模拟混频器）。 PL2000A/B 是特别针对中国电力网恶劣的信道环境所研制开发的低压电力线载波通信芯片，低信噪比数据传输性能比 PL2000 有了大幅度的提高，同时将数据传输速率提升一倍。由于采用了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术，以及大规模数字 /模拟混合 0.5um CMOS 工艺制作，所以在抗干扰、抗衰落性能以及国内外同类产品性能价格比等方面有着更加出众的表现。

■0.35um CMOS 数摸混合集成电路 ■直序扩频半双工异步调制解调器 ■二相相移键控，120KHz载频，带宽15KHz，传输速率500 bps ■接收灵敏度：100μVRMS ■15位伪码长度,可编程同步捕获门限 ■I2C串行通信接口 ■32Bytes SRAM (电池维护) ■可编程实时钟(秒/分/时/日/月/星期/年) (电池维护),支持数字频率校正 ■上电复位/电压监测电路及看门狗定时器 ■单+5V供电，I/O 口带 2500V ESD 保护 ■工业级温度标准: -40oC ~ +85oC ■SOP20 / SOP24 / SOP28 封装 典型应用图： 基于PL2101的单片机低压电力线载波通信接口扩展 发布:2011-09-05 | 作者: | 来源: menglongfei | 查看:328次 | 用户关注： 本文介绍了低压电力线通信接口芯片PL2101与MSP430F149的接口。早期的低压电力线载波通信芯片的接口电路相对复杂、抗干扰能力差，且多为国外产品，性价比低，因此，单片机系统较少采用低压电力线载波通信。随着通信技术的发展，新型低压电力线载波通信接口芯片解决了以上缺点，使得单片机系统采用低压电

低压电力线载波集中抄表系统-安装规程

系统安装工艺流程图 (2) 一、总则 (3) 二、现场勘察、工程设计方案及安装计划的制定 (4) 三、采集终端的安装 (4) 四、集中器的安装 (9) 五、电源线的驳接 (12) 六、工程完工检查、补遗 (13) 七、集中器试上电 (14) 八、安装资料整理移交 (14)

系统安装工艺流程图 现场勘察 工程总体设计、规划 检查设备和线材的合格证件 安装采集终端和集中器 安装电话线和交换机 完工检查和修正遗留缺陷 数据初始化 系统抄表复查 竣工 验收 资料移交用户

1.1为保证集中抄表工程的施工安装质量，促进安装技术的进步，确保相关用电设备的安全运行和人身安全，制定本规范。 1.2本规范适用于低压载波抄表系统相关装置：相关电表、采集终端、集中器、电源线、信号线、电话交换机安装工程的施工。 1.3采用的上述设备和材料应有合格证件，装置应有名牌。 1.4施工中使用的安全用具、工具、器械必须符合安装规程要求，且使用方法正确。 1.5施工中的安全技术措施，应符合本规范和现行有关安全技术标准及产品的规定，对重要的工序，应事先制定施工方案及安全技术措施。 1.6与安装有关的其他电气工程应符合下列要求： 1.6.1电表箱安装完好且用户出线敷设完毕。 1.6.2涉及高、低电压房内施工的工程，其电气设备（盘、柜）应已排列到位且基本安装完毕。 1.7安装应符合设计要求，设备外观完整，固定可靠，密封良好，线路排列整齐、美观。 1.8集中抄表系统工程按工序分如下几个环节： 1.8.1现场勘察，工程总体设计方案和安装计划的制定； 1.8.2采集终端和集中器的安装； 1.8.3集中器电源线的敷设； 1.8.4电话线和交换机的安装； 1.8.5工程完工检查及修正遗留缺陷； 1.8.6装置系统试送电； 1.8.7安装资料整理、移交； 1.8.8安装质量检查； 1.8.9现场安装初始化 1.8.10复查和验收 1.8.11资料移交使用部门。

电力线载波集中抄表系统方案

电力线载波集中抄表系统方案 一、系统介绍 随着两网改造工作的不断深入进行，供电质量有了很大提高。同时，“一户一表”工程的实施也有效增加了用电透明度，提高了顾客满意率；但抄表及催费的工作量却大量增加。只有实现自动抄表才能提高工作效率，节省人力、财力达到省公司要求的“减员增效”的目标要求；而且可以方便地实现电费结算，正确计算台区线损，有效防止窃电，使供电管理向电子化、信息化方向迈进。 我公司研制生产的低压电力载波集中抄表系统采用了窄带直序扩频技术，产品具有抗干扰能力强，抄到率高的显著特点。自动中继技术的应用，使产品更加适应我国目前电力质量差的实际情况。 系统利用低压电力线载波方式将同一配变台区内的所有用户的实际用电量（电能表读数）集中抄收到数据集中器，各配变台区的数据集中器再通过电话线/无线通讯将数据传送到管理主站。整个系统自动化程度高、运行可靠，是实现用电管理自动化、加强用电安全监察理想的技术手段。 集中器最多可管理1024个电力载波终端，足以管辖一个居民小区或一片商业区。集中器利用电力线载波通信方式，可定时或实时抄取所辖所有载波表数据，并保存在内部数据存储器中，以备中心站计算机随时调用。 管理中心可以是仅以单台计算机构建的简单系统，也可以是大型的计算机网络系统，中心站计算机可实时自动抄取所辖集中器内的数据。本系统可管理小到一个居民小区，大到一个地区、一个城市。 二、系统构成 系统内的各类脉冲输出电表，通过传感器把电表走度转换为电脉冲方式，传输给载波表的采集模块, 采集模块接收到脉冲后进行处理，并将结果存储；载波表和集中器之间通过电力载波通信，载波表平时处于接收状态，当接收到集中器的操作指令时，则按照指令内容操作，可将本载波表有关数据通过电力线传送至集中器。（一）、系统组成 载波表抄表系统主要包括两个部分： a）新竹电力载波集中器、新竹载波表系统。 载波表与集中器通过电力线载波方式进行通讯，载波表为一户一表，集中器为一个台区一个集中器，每个台区视情况需要安装一套至多套三相载波表做为台区总表。 b）管理主站系统。

电力线载波自动抄表系统设计与研究

电力线载波自动抄表系统设计与研究 王振朝，郭伟东，王伊瑾 (河北大学电信学院,河北保定071002） 摘要：本文设计实现了一种基于电力线载波通信技术的自动抄表系统。首先介绍该系统的整体结构及技术特点。然后通过对系统中载波信息电表的软、硬件设计方案介绍说明电力线载波通信功能的实现。最后对系统通信性能进行测试，对提高载波通信可靠性的技术措施进行了探讨。 关键词：电力线载波通信；自动抄表；载波信息电表 中图分类号：TP18文献标识码：A ·计算技术与自动化· The Design and Resear ch on Power Line Communicat ion Aut omat ic Reading Met er Syst em WANG Zhen-chao，GUO Wei-dong，WANG Yi-jin (College of Electronic and Information Engineering,Hebei University,Hebei Baoding071002) Key words:power line Carrier communication;AMR;Carrier information meter 近年来，随着我国住宅产业和电力事业的高速发展，供电部 门仅依靠传统的人工抄表，在实时性和准确性等方面都存在着 严重的不足。建立一种新型的自动抄表系统已成为电力企业的 重要课题。自动抄表系统简称AMRS(Automatic Meter Read－ ing System)，是一种采用传感、通讯、计算机网络技术完成抄读 和处理用户消耗能源的智能化管理系统[1]。它集计量、数据采 集、处理、通讯、管理于一体，并对城市居民户用耗能信息加以综 合处理的系统。近年来，这一技术在国内外应运而生，而且发展 非常迅速。 1自动抄表系统现状 近年来，自动抄表系统在国内外发展迅速，并已步入实用阶 段。系统中最关键的研究在于通信方式的选择，它占据了投资的 相当大的部分。选择一种合适的通信方式，可以在很大程度上提高系统的可靠性和实用性，从而使系统得到广泛的推广。目前国内外研究中常见的自动抄表系统数据传输方式主要可以分为两种： （1）独立总线通信方式。包括RS485总线等通信方式。此方式需另外铺设专用的通信信道，耗资较大，还给住户带来不便，难以在实际中推广[2]。 （2）无线通信方式。包括无线电通信和红外通信等方式。此方案技术成熟，通信成功率高，传输频带宽，通信容量较大，安装调试方便。但其设备及安装成本较高，且易产生信道相互干扰。所以这种通信方式的使用场合有一定的限制，在自动抄表系统中多作为上层通信方案而不用于底层通信通道[3]。 （3）低压电力线载波通信方式。低压电力载波通信（Low-Power Line Carrier Communication，L-PLC）是利用现有的低压配电线路（220V或380V交流供电线路）作为通信介质，实现数据、话音、图像等综合业务传输的通信技术。PLC技术充分利用现有的电力线资源实现数据的传输，建设速度快，投资少，连接方便，覆盖范围大。基于低压电力线载波通信技术的自动抄表系统，无需线路投资，自动化程度高，易于与用电管理系统连接，其独特的优势给实际推广带来了极大的方便，应用日益广泛。是目前主要的发展方向[4]。 2电力线载波自动抄表系统结构 低压电力线载波自动抄表系统是集电表数据采集、载波传输、数据存储、数据通信、数据处理及通断电控制等功能于一体的自动化系统。系统具有三层结构，即抄表管理中心、载波集中器、载波信息电表和多路采集终端。系统结构如图1所示： 图1载波自动抄表系统结构图 2.1抄表管理中心 抄表管理中心由抄表管理计算机和上位机抄表管理系统软 件组成，是抄表管理人员与本系统直接交流的部分。管理中心负 责将数据集中器传输上来的用户电量信息汇总、整理后加以处 理，提供给收费系统、用电管理系统使用。并通过上位机管理系 统对辖区各载波集中器和载波电表进行管理，定期抄取集中器 的数据。最后，还可以通过与银行建立合作关系，把管理中心的 数据库和银行联网，由银行从用户在该行的存款账户上扣取电 费，实现收费方式的全自动化。 2.2载波集中器 载波集中器是载波通信的中央设备，安装在低压配电变压 器的低压侧，是整个系统的中心层。它向上通过公用电话线或 GSM数据通道与抄表管理中心通讯，接收抄表管理中心的指令， 自动完成电表数据抄录。向下通过低压电力线载波通信方式汇 集该配变下所有载波信息电表和采集终端的数据，定时或不定 时抄录载波信息电表和采集终端采集到的用户电量数据，并根 据设置将数据保存。此外还需根据抄表管理中心的指令向载波 表或采集终端发送用户供、断电分合指令，完成对用户的远程 供、断电控制工作。 2.3载波信息电表 本方案中设计的是单相电子式载波信息电表。其位于用户 端，直接采集用户电量数据，通过电力线载波通信方式向上传输 给数据集中器。载波表集计量、显示、通讯功能于一体，具有外围 元器件少、结构简单、可靠性高、载波通信能力强等优点。更适合 用户比较分散台区的自动抄表，既规范又有一定的价格优势。 2.4 多路采集终端 ４３

无线远程水电抄表系统方案

一、项目概述 需实现每户内的水电表实现远程自动抄读、终端管理控制、数据统计分析、网上自助缴费等功能。 二、功能实现 本系统要求实现水电表远程自动抄读、终端管理控制、数据统计分析、网上自助缴费等功能。 远程自动抄读：可实现用户用能数据采集，未抄读数据自动补抄；可实时监测各类用能单位的用能情况，清晰掌握每日/月/年的用能汇总信息。 终端管理控制：可实现远程阀控，可远程关阀和开阀；对欠费用户可自动断路关阀，也可远程人工通断控制操作，并且带有远程阀控功能。 数据统计分析：每日、月应收金额，实收金额、耗量信息自动分类汇总等一般数据分析功能；可实现短信通知设置，实现对缴费信息提醒等短信提醒功能；可实现票据打印、电费补助等发票功能。 网上自助缴费：用户可通过手机自助缴费（以APP或微信公众号形式）、能查询水电表的日月用量、缴费情况、欠费告警等信息，一个住户开通一个电表用户、一个水表用户，且水电表为统一平台（包括管理和缴费功能）。 通信费用：通信费（包括短信费、联网费）由中标供应商负责，至少担负3年以上。 三、技术方式 电表远传技术采用电力载波通讯方式，即集中器下行采用载波组网，电表上不存储预付费相关信息，拉合闸完全由主站系统来控制。

系统根据设置的电价和通过自动采集的电表日冻结数据计算电费以及账户剩余费用。 水表远传技术可采用NBIOT物联网方式，即“一表一卡”，将各个水表数据直接发送至接入设备，并上传至服务器；也可采用数据采集器方式的，即将远传水表内数据通过集中器采用载波组网，水表上不存储预付费相关信息，拉合闸完全由主站系统来控制。系统根据设置的水价和通过自动采集的水表日冻结数据计算水费以及账户剩余费用。 四、方案框架 （一）系统网络拓扑图 系统由云服务器、客户端工作站、通讯网络、集中器、电表、水表组成。主要完成对电表用户用量的计量和计费。网络部分主要完成客户端和数据库的数据传输，通过交换机连接售电工作站、终端设备和后台的数据库服务器。集中器的上行通信信道：无线网络；集中器的下行通信信道：电力载波或者无线网络。系统结构拓扑图如下：

自动抄表系统 第214部分：低压电力线载波抄表系统 静止式载波电

I C S17.220.20 N22 中华人民共和国国家标准 G B/T19882.214 2012 自动抄表系统 第214部分:低压电力线载波抄表系统静止式载波电能表特殊要求 A u t o m a t i cm e t e r r e a d i n g s y s t e m P a r t214:D i s t r i b u t i o n l i n e c a r r i e rm e t e r r e a d i n g s y s t e m P a r t i c u l a r r e q u i r e m e n t s f o r s t a t i cD L Cm e t e r s 2012-12-31发布2013-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布

目 次 前言Ⅲ…………………………………………………………………………………………………………引言Ⅳ…………………………………………………………………………………………………………1 范围1………………………………………………………………………………………………………2 规范性引用文件1…………………………………………………………………………………………3 术语和定义1………………………………………………………………………………………………4 分类1……………………………………………………………………………………………………… 4.1 按照接入线路方式和测量电能量的类别1………………………………………………………… 4.2 按测量电能的准确度等级2………………………………………………………………………… 4.3 按测量电能的方向2………………………………………………………………………………… 4.4 按计费率类型2………………………………………………………………………………………5 标准电量值2………………………………………………………………………………………………6 要求2……………………………………………………………………………………………………… 6.1 功能要求2…………………………………………………………………………………………… 6.2 机械要求3…………………………………………………………………………………………… 6.3 气候条件3…………………………………………………………………………………………… 6.4 电气要求3…………………………………………………………………………………………… 6.5 通信性能要求4……………………………………………………………………………………… 6.6 数据安全性要求5…………………………………………………………………………………… 6.7 电磁兼容性(E M C )5………………………………………………………………………………… 6.8 准确度要求5 …………………………………………………………………………………………7 试验方法5………………………………………………………………………………………………… 7.1 功能符合性试验6…………………………………………………………………………………… 7.2 机械性能试验6……………………………………………………………………………………… 7.3 气候影响试验6……………………………………………………………………………………… 7.4 电气性能试验6……………………………………………………………………………………… 7.5 电磁兼容试验7……………………………………………………………………………………… 7.6 数据安全性试验7…………………………………………………………………………………… 7.7 准确度试验7………………………………………………………………………………………… 7.8 输出装置试验7………………………………………………………………………………………8 检验规则8………………………………………………………………………………………………… 8.1 出厂检验8…………………………………………………………………………………………… 8.2 型式检验8…………………………………………………………………………………………… 8.3 周期检验( 过程稳定性检验)8……………………………………………………………………… 8.4 监督检验9……………………………………………………………………………………………9 标志二 说明书二包装及贮存9.......................................................................................... 9.1 标志9 (Ⅰ) G B /T 19882.214 2012

低压电力线载波通信传输线参数测试与分析

ＳＰＷＭｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｆｏｒｍａｔｒｉｘｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ＷＡＮＧＲｕｔｉａｎ，ＷＡＮＧＪｉａｎｚｅ，ＪＩＹａｎｃｈａｏ，ＺＥＮＧＦａｎｐｅｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＳＰＷＭ（ＳｉｎｅＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）ａｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｒｅｃｔｉｆｉｅｒａｎｄｖｉｒｔｕａｌｉｎｖｅｒｔｅｒｏｆｍａｔｒｉｘｃｏｎｖｅｒｔｅｒｅｑｕｉｖａｌｅｎｔＡＣ／ＤＣ／ＡＣｍｏｄｅｌｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＶｉｒｔｕａｌｒｅｃｔｉｆｉｅｒｇｅｎｅｒａｔｅｓｆｌｕｃｔｕａｎｔＤＣｖｏｌｔａｇｅｗｈｅｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃｏｒｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｖｏｌｔａｇｅｓａｒｅｓｕｐｐｌｉｅｄ．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｎｔＤＣｖｏｌｔａｇｅｏｎｔｈｅＳＰＷＭｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｏｆｖｉｒｔｕａｌｉｎｖｅｒｔｅｒ，ｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｄｅｄｕｃｅｄｆｏｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｗａｖｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｓｗｉｔｃｈｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｓｔｈａｔ，ａｓｉｎｅｗａｖｅ，ｗｈｉｃｈｆｏｌｌｏｗｓｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｎｔＤＣｖｏｌｔａｇｅｗｉｔｈｒｅｖｅｒｓｅｄｐｏｌａｒｉｔｙ，ｉｓｉｎｊｅｃｔｅｄｔｏｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｗａｖｅｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｌｏｗｈａｒｍｏｎｉｃｓｏｆｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓａｌｓｏａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｉｓｖｅｒｙｓｉｍｐｌｅ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｗｉｔｈＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｓｈｏｗｔｈａｔ，ｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｂｏｔｈｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｎｄｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｔｒｉｘｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｉｎｄｉｒｅｃｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ ０引言 低压配电网电力线通信是一个日益看好的数字 通信网络，逐步在工业和民用系统中得到应用。但是，低压配电网电力线通信稳定性有待于进一步提高。电力线信道特性的分析是当前电力线载波通信研究的一个重要内容，也是作为提高稳定性研究的非常重要的组成部分。国内外一些专家学者在信道估计与选择、信道编码、滤波设计、功率分配等方面作了 较为深入的研究［１－１２］。在进行信道估算时的一个主要问题在于低压配电网负载复杂，存在输入阻抗不匹配问题，信号衰减严重。所以，有必要对电力线通信传输线的阻抗特性参数进行理论分析、总结和实际测试。在文献［２］中对在４０ｋＨｚ￣１．５ＭＨｚ频率范围内的１０ｋＶ中压电力线信道传输特性进行了测试，并根据测量结果，结合传输线的基本模型，对信道的传输特性作了深入分析。该文对于中压电力线通信的传输特性研究具有研究方法上的指导意义，同样，对于研究低压电力线的传输特性也有参考意义。现从传输线阻抗特性出发，分别对基于理想均匀传输线理论、集肤效应传输线理论条件下的电力线传输特 低压电力线载波通信传输线 参数测试与分析 黄文焕１，戚佳金２，黄南天３，李 琰２ （１．吉林化工学院化工与材料工程学院，吉林吉林１３２０２２； ２．哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江哈尔滨１５０００１； ３．吉林化工学院信息与控制工程学院，吉林吉林１３２０２２） 摘要：为给低压配电网电力线载波通信信道估算提供参考依据，有必要对电力线通信传输线的阻抗特性参数进行理论分析和实际测试研究。在简述配电网电力线载波通信传输线理论和传输线方程的基础上，总结了理想均匀传输线理论下和考虑集肤效应的电力线参数模型。使用ＨＰ４１９４阻抗相位增益分析仪对３＋１芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆线进行实际测试，并根据测试结果使用Ｍａｔｌａｂ计算出单位长度导线的电阻、电感以及两导线间的电容和电导，验证了电力线物理参数模型公式的准确性和其实际可使用性。同时，这些实测参数也为电力线通信信道特性分析和估算提供了一定的参考依据。 关键词：电力线通信；传输线方程；阻抗特性中图分类号：ＴＮ９１３．６；ＴＭ９３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－６０４７（２００８）０４－００４１－０４收稿日期：２００７－０７－１６；修回日期：２００７－０９－１３基金项目：黑龙江省自然科学基金资助（Ｆ２００５０８） 电力自动化设备 ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．４Ａｐｒ．２００８ 第２８卷第４期２００８年４月 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４１

ATC 系统中采用电力线载波通信技术的研究.docx

ATc 系统中采用电力线载波通信技术 的研究 摘要介绍了正交频分复用(ofdm) 的基本原理, 并结合城市轨道交通a tc 系统的特点,提出了利用基于ofdm 的电力线载波通信技术在接触网上实现信息传输的思路。 关键词列车自动控制,电力线载波通信系统,正交频分复用 在城市轨道交通列车自动控制(a tc) 系统中, 通常利用轨道电路传输信息。 由于钢轨不是理想的信息传输通道,信息容量、传输速率受到了限制。本文提出了利用正 交频分复用(ofdm) 的电力线载波通信技术在接触网上实现信息传输的思路。1 ofdm 的 基本原理 ofdm 是一种多载波调制技术(mcm) ,可以在强干扰环境下高速传输 数据。传统的数字通信系统将符号序列调制在一个载波上进行串行传输, 每个符号的频谱 占用信道的全部可用带宽。ofdm 则并行传输数据,采用频率上等间隔的n 个子载波构成, 它们分别调制一路独立的数据信息,调制之后n 个子载波的信号相加同时发送。因此每个 符号的频谱只占用信道全部带宽的一部分。在ofdm 中,通过选择载波间隔,使这些子载波 在整个符号周期上保持频谱的正交特性,各子载波上的信号在频谱上互相重叠;接收端利用 载波之间的正交特性,可以无失真地将接收到的信号还原成发送信息,从而提高系统的频谱 利用率。图1 表示了ofdm 的基本原理[2 ] 。假设一个周期内传送的符号序 列为(d0 , d1 , ?, dn-1),每一个符号di 是经过基带调制后的复信号, di = ai+j bi , 串行符号序列的间隔为δt= 1/ fs,其中fs 是系统的符号传输速率。串并转换之后,它们 分别调制n 个子载波(f0 , f1 , ?fn-1),这n 个子载波频分复用整个信道带宽,相邻子载 波之间的频率间隔为1/ t , 符号周期t从δt增加到nδt。合成的传输信～号可以用 其低通复包络d (t) 表示。 图1 正交频分复用ofdm 的基本原理因此,ofdm 系统的调制和解调过 程等效于离散付氏逆变换(idf t) 和离散付氏变换(df t) 处理,实际上系统通常采用dsp 技术和fft 快速算法来实现。由于ofdm 系统的符号周期延长了n 倍,增强了其消除码间串扰的能力。在数字基带调制部分,可以根据子信道特性采用不同的调制方式(如bpsk,qpsk ,qam , tcm 等) 。如果某个频段信号衰减严重,发送端还可以关闭该频段 的子载波, 实现信道自适应均衡。通过采用信道编码技术, ofdm 还可以进行前向纠错(fcc) 。由于dsp 和大规模集成电路技术的推动, ofdm 调制技术已经得到广泛应用,在数字音频广播(dab) 和数字视频广播(dvb -t) 领域中被欧洲地面广播标准采纳。采用ofdm 技术在电力线上高速传输数据也有产品问世,如homeplug 组织成员中的 intellon 公司产品powerpacket , 传输速率可以达到14 mbit/s , 频带4. 3～20. 9 mhz ,84 个子载波,支持dqpsk ,dbpsk ,robo 调制。2 在a tc 系统中采用ofdm 技 术城市轨道交通对列车速度控制提出很高的要求,要达到安全性、可靠性、适 用性和经济性的目标,还要考虑到迅速、准确和价格合理等因素。这需要列车、沿线、车