远程抄表系统的设计与实现

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2019年第24期   作者:王美芬
[导读] 在远程抄表系统的理论研究上,国外的研究时间比国内早,
        摘要:在远程抄表系统的理论研究上,国外的研究时间比国内早,技术也更成熟,美国、等欧洲国家都已经得到了广泛的运用。远程抄表系统建设的关键是要使数据在通信时保持稳定且准确。采用远程抄表这种方式不需要专业人员以及物力成本去布置专门的线路,具有抄表准确高、高工作效率等优点。
        关键词:物联网;远程抄表系统;设计与实现
        引言
        随着国内物联网的蓬勃发展,远程抄表系统也在升级换代。为了适应时代的发展和科技的进步,远程抄表系统也在不断的更新中完善自身系统。在物联网蓬勃发展的背景下,远程抄表系统由过去的传统抄表系统演变为了现代网络自动抄表。
        1物联网远程抄表系统的实现的积极意义
        1.1保证基于海量数据下的系统的应用效率
        物联网远程抄表系统的实现,是物联网时代远程抄表系统在电力机关中创新发展的重要内容。物联网时代的来临,受到了计算机程序与大数据时代的推动。物联网远程抄表系统的实现,给现代海量数据下的系统应用提供了保证。物联网远程操作技术的实现,有利于保证海量数据下的系统的应用效率。现代社会的数据运行都在海量数据下进行筛选分析,只有很好的保证海量数据线对于数据分析的精准度和及时性,才能够保证系统的应用效率。应用效率是维护整个系统平稳运行,保证工作顺利进行的基础,所以物联网时代的网络抄表系统的创新性发展对电子行业的系统维护起到了较为关键性的作用。
        1.2保证电力市场系统的顺利运行
        抄表系统对于电力市场的运行发挥着至关重要的作用,物联网时代远程自动抄表系统的出现,就是保证电力市场系统顺利运行的基本条件。传统的抄表系统已经无法满足现代化的信息要求,所以就需要进行创新性的改变。只有改革性的创新才可以进一步的跟上时代的要求,追寻时代的潮流。推动创新并不是一时之计,现在的物联网网络抄表系统也是根据传统抄表系统创新而来的。
        2远程抄表系统硬件总体设计
        2.1远程抄表系统的硬件总体设计
        包含电表、RS485接口、采集器模块、协调器模块、GPRS模块五大部分。电表也叫电度表,采用RS485通信,为了实现电度表与采集器D相互通信,需要在两个模块之间添加一个电平转换模块,本系统采用MAX485芯片,5V电源供电,数据双向传输,最高传输速率10Mbps。ZigBee模块采用CC2530芯片,采用3.3V对其供电,芯片具有与RF收发器功能,可实现短距离内数据更可靠安全地无线传输、支持IEEE802.15.4标准。GPRS模块主芯片采用Goouuu-GA6,其工作电压为5V,可支持AT命令口,支持标准AT和TCP/IP命令接口,GA6具有“永远在线”、按量计费、高速传输等特性。
        2.2局域网内数据无线收发天线设计
        本系统中,主要采用CC2530芯片独有内置的数据收发器进行数据在采集器与集中器之间的数据通信,即局域网内的数据无线通信。CC2530芯片内部集成了数据无线发送时TX/RX的开关,25、26PIN引脚为RF接收发器输入输出引脚。芯片到天线之间需要一个电路,即平衡-不平衡阻抗变换电路,目的是将前端的射频信号(差模信号输出)转为天线的单端输出,单极子的天线传输数据时较不稳定,需要一个阻抗为50欧姆的巴伦匹配电路来使数据传输更稳定。CC2530芯片可以通过RF_N和RF_P端口与天线进行相连接。天线部分可以使用PCB类型天线,本系统采用的是具有SMA接口的杆状天线。

采集器模块总体电路设计电表中的数据经RS485串口传送到CC2530芯片CPU中,ZigBee模块中的RF收发器将数据无线发送,协调器端ZigBee模块的RF收发器将采集器端发送的无线数据进行接收,通过发送、接收引脚与Goouuu-GA6芯片进行通信,利用GPRS模块将数据远程发送到上位机监控中心.GPRS模块电路设计GPRS模块采用Goouuu-GA6芯片,其主要由电源、天线接口、SIM卡连接电路组成,天线采用弹簧天线,采用3VSIM卡,
        2.3计算机数据通讯系统
        计算机数据通信系统是物联网网络抄表系统建立的关键组成部分。物联网的发展下的网络抄表系统也离不开对于计算机数据的依赖。通过对计算机数据通讯系统的应用,可以很好的保证网络抄表系统接收数据的科学性和综合性。通过GPRS服务,采用互联网internet规范方式,在互联网技术的支持下进行数据交换。采用PPP协议进行串行对点,以此来建立连接。计算机数据通讯系统也是保证网络远程抄表系统限时数据与历史数据,充分利用与充分分析的关键系统。在计算机数据通讯系统的建设下,保证对于数据的利用,传达以及分析。
        2.4远程电量监测系统
        远程电缆监测系统主要分为两个部分,通过中央的监控与调整来保证对主要工作进行监视与记录。主站系统的建立,主要是为了记录和监测各个现场站点的工作状态,并且及时的接受各个现场站点的回馈。若干现场站点的建立是预防事故发生,保证科学管理的关键节点,通过将管理系统分区化,具体问题具体分析。针对不同站点的不同问题进行个性化管理,个性化分析。中央管理气的主动连接很好地避免了多个站点同时呼叫的问题,从而在最大程度上避免了网络阻塞的问题。远程监测更加强调的是实效性,以最快的时间远程收集数据,并进行问题反馈。
        2.5主站系统的构建
        物联网远程抄表系统的主站系统主要由个人计算机和应用软件两个部分构成。个人计算机是行为应用指挥的终端,通过和应用软件的合作,充分保证指挥的科学性。主站系统从根本上来说是发布任务,并进行问题解决的核心部分,所以占据着重要的地位。主站性的构建有几个目的,第一是对动态数据库的设置,管理监控系统的动态数据库用于存放现场数据及上下值等数据内容。第二是设置通讯标志,以此来保证通讯任务的定时通讯。
        2.6数据管理程序设计
        数据管理程序即上位机管理软件程序主要包括用户登录界面程序设计、服务器端的IP端口连接监测程序设计以及SQL语句数据库的建立程序设计。用户登录界面程序主要包括将输入到文本框中的数据与数据库中的信息进行比较,若相同则可以进入数据库查询系统,否则无法进入数据库。服务器端的IP端口连接监测程序主要包括读取本机IP和端口号、设定监听队列、等待客户端的连接并读取客户端所发的数据并存入到数据库中。SQL语句数据库的建立程序设计包括用户登录信息数据库的建立程序设计以及对客户端向服务器发送的数据进行存储的数据库的建立程序设计。
        结语
        远程自动抄表系统包括了对于现代数字通信技术,计算机硬软件技术,电能计量技术以及电力营销技术的充分应用。以此来保证远程自动抄表系统的数据整理与数据分析的综合性与及时性。同时,在新型的远程自动抄表系统下,增加了电力系统危机报警技术,大大的提升了其安全性。物联网远程抄表系统的实现,有利于保证电力市场的稳定运行,能够充分提高电力系统的应用价值。希望本文的以上内容能够为相关工作者提供帮助。
        参考文献
        [1]霍弘宇.基于物联网的远程抄表应用研究[D].吉林:吉林大学,2014.
        [2] 李燕,路文梅,李文才,等.基于物联网技术的远程抄表监控系统的设计与实现方式研究[J].河北水利电力学院学报,2018(01):25-28+34.
        [3] 高捷,刘勇,刘淑娟,等.电力营销计量中远程自动抄表系统的实现[J].电子元器件与信息技术,2019,3(04):15-17+112.
        [4] 李忠伟.基于物联网的远程低功耗水表抄表系统设计与实现[D].杭州电子科技大学,2019.
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