3智能電表系統(tǒng)的軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計思想，其主要性能是滿足電網(wǎng)電能計量采集的可靠性和精度。智能電表系統(tǒng)軟件設(shè)計原理框圖如圖2所示。

其擴(kuò)頻載波通信子程序則按用電管理部門指令通信，包括接收程序和發(fā)送程序兩部分。故障保護(hù)子程序能自動監(jiān)測過載和竊電等故障，具有自保護(hù)等功能，最終實現(xiàn)智能化監(jiān)控;當(dāng)?shù)綦姳Ｗo(hù)子程序檢測到電源掉電，則自動將當(dāng)前電量和時間送串行非易失性存儲器保存，等恢復(fù)正常后自動以此值累計。異常保護(hù)子程序如果監(jiān)測到用戶用電過載、線路漏電或電網(wǎng)供電電壓過高則通過負(fù)荷控制電路自動斷電。存儲、顯示子程序則實時顯示當(dāng)前電量和有功功率。智能電表系統(tǒng)軟件具體流程如圖3所示。

此外，智能電表系統(tǒng)需采用有效的抗干擾措施以保證實際運行。當(dāng)干擾信號較強(qiáng)時，系統(tǒng)性能的可靠性與運行安全性都會降低。在具有衰減、失真的電力線信道上，由于隨機(jī)干擾，都會使得接收端解調(diào)后的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯。因此在考慮了通信調(diào)制技術(shù)、解調(diào)技術(shù)以及發(fā)射功率后，發(fā)送數(shù)據(jù)時必須采用一定的差錯控制來確保數(shù)據(jù)可靠的通信。電力線上的干擾脈沖持續(xù)雖然短，但能量集中，頻譜寬，能影響若干個位甚至十幾個位。為了糾錯比較多的誤碼，就需附加多余碼元，這就使得傳輸效率低下。此外，由于電力線信道的時變性，難以測定數(shù)據(jù)通信信道的差錯統(tǒng)計特性。當(dāng)系統(tǒng)的信道產(chǎn)生的差錯超過其糾錯能力，接收端將收到錯誤信息。因此智能電表系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計是在電力線數(shù)據(jù)傳輸中采用ARQ差錯控制為差錯控制協(xié)議，其優(yōu)點是能自動調(diào)節(jié)通信信道性能，數(shù)據(jù)傳輸率也可通過接收端的信噪比電平來進(jìn)行改變。

4結(jié)論

智能電表系統(tǒng)采用了SSCP300和AD7751等芯片，主要實現(xiàn)了通信、電能計量、數(shù)據(jù)處理等功能。此系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點是能利用電力載波擴(kuò)頻通信技術(shù)實現(xiàn)了電能量參數(shù)測量、數(shù)據(jù)通信，提高抗干擾能力，突破傳統(tǒng)的電度表概念，把用戶電度表終端設(shè)計成一個智能化的綜合性通信終端。除了完成電量的計量和存儲外，它還具有用戶現(xiàn)場防竊電、故障保護(hù)、和負(fù)荷控制等功能。其數(shù)據(jù)傳輸速率為1～2 Mb/s，能滿足自動抄表的數(shù)據(jù)量。通過對低壓配電網(wǎng)智能電表自動抄收系統(tǒng)的實驗、調(diào)試和試運行，可以做到正確無誤的自動抄收。由于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量小，可以降低傳輸速率，從而可以降低誤碼率。