远程抄表系统通信技术关于远的应用研究

发表时间:2020/9/8   来源:《中国电气工程学报》2020年4期   作者:李伟 刘祥波 苏循收
[导读] 为了有效率且较准确的采集居民电力的使用情况,需要对以往的电能抄表技术进行提高和革新
        摘要:为了有效率且较准确的采集居民电力的使用情况,需要对以往的电能抄表技术进行提高和革新。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。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。
关键词:远程抄表系统;通信技术;数据
中图分类号:TM764
文献标志码:A
引言
    随着信息化时代的到来,人们的工作方式和生活习惯都在悄然发生着转变,很多传统应用技术已然无法符合现代社会的发展需求。远程抄表系统主要用于对水、电、气等能源消费情况的计量与管理,属于收费的具体依据。目前能源消费在计量、管理以及收费等相关工作日益复杂化,给管理层次以及自动化水平提出了更高的要求。如何为远程抄表系统配置更具适应性的通信技术(或组合),以提升其整体应用效果,值得广大电力工作者更为深入的探索。
1远程抄表系统的软件部分设计
1.1数据传输程序设计
        采集器/协调器程序设计主要采用IAR开发平台,使用Z-stack协议,其包括MAC层、MWK层、HAL驱动层、APP应用层等。采集器程序主要包括设备节点的初始化、协调器建立网络连接、RF接收器实现数据无线传输等;协调器程序主要包括设备节点的初始化、建立局域网网络、启动GPRS模块、接收数据并远程发送数据等。局域网中采用的无线收发数据程序设计要保证两个设备有着相同的通信频率、通道号、网络ID、才可以实现局域网内的无线通信。GPRS模块程序主要包括硬件初始化、附着激活网络、连接服务器、远程发送数据等。通过编写AT命令的相关程序来控制GPRS模块进行远程数据的传输。上位机管理软件程序设计是采用.Net平台的Winform开发,以及ADO.Net平台进行数据库的访问、数据库数据存储、查询等与数据库相关的应用程序编程。.Net拥有C/S模式、B/S两种交互模式,此系统设计采用的是C/S模式,实现服务器端对客户端的连接监测和数据接收[4]。TCP/IP网络的应用程序使用Socket网络编程[5];ADO.Net包含用于连接到数据库、执行命令和检索数据结果的一组类库,可以通过程序的方式访问主机中的数据库。
    1.2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。
    2远程抄表系统通信应用技术
    2.1CAN总线
        控制器局域网是一类现场总线,属于能够支持实时分布式控制的通信网络,通常将其用在相关过程的检测与控制当中。CAN总线遵从于OSI模型,运行于数据链路层以及物理层。它是一类全数字化、多主体、双向化的现场总线,在设计方面能够呈现出良好的可靠性与灵活性,使其得到较为广泛的应用。该通信技术的主要优势在于:可采用对等结构与非破坏性的仲裁技术;能够实现点对点、多点以及网络等形式完成对数据的发送与接收,其通信距离最高可达到10km,而节点数量能够达到110个;所应用的传输介质主要是双绞线,价格低廉且没有特殊要求,用户一侧的接口形式较为简单,用户系统构成简便。其缺点在于:通常无法采取多层总线结构形式,可能会造成总线的过载;无法和Internet之间实现互联,因此无法完成远程信息的共享,实际通信距离限制较强。
    2.2GSM通信
        GSM系统属于目前以时分多址技术为基础的移动通信体制当中较为成熟化、实际应用范围较广的一类通信系统。

而GSM远程抄表主要是通过电信部门所供给的功能完成对智能表相应数据的远传,对于应用GSM短信业务完成自动抄表工作形成了一种全新思路。该系统构成部分主要包括抄表主站(PC机与通信模块)、GSM网络以及GSM抄表终端,将抄表主站接入到GSM网络当中,应用短消息业务依据特定格式为抄表终端发送具体指令[6]。该通信方式的优势在于所占用的系统资源较少,而且建网过程迅速,实际建设投资较小。而缺点则在于GSM短信只可以实现单向传送,并且每次所传送字符数不可以超过160个(汉字不可以超过70个)。
    2.3 GPRS通信
        该通信方式主要是以GSM系统为基础的无线分组交换技术,可以供给端到端的无线IP连接。利用中国移动的GPRS服务网关GGSN,处于分组交换模式之下实现对数据的发送与接收,结合既有无线通信网络完成远程抄表操作。因此,在技术应用方面较为可靠而成熟,但是其前端通信模块较为昂贵,且运行费用相对较高。随着通信资费的下调,GPRS必将呈现出更为良好的高效性,成为一种成本低廉的数据传输形式[7]。GPRS通信的优势在于接入范围较为广泛,不会受到地域方面的限制;其传输速率较高,能够实现对不同速率的支持,因此可以有效满足于远程抄表的实际应用需求;可以供给实时在线服务,连接迅速,能够呈现出良好的通信实时性;按照所用流量进行计费,因此十分适合用在远程抄表的数据传输当中(远程抄表具有间断性、频发性以及少量性特征);可以支持TCP/IP协议以及X.25协议,并能跟Internet之间实现互通,解决了GSM通信当中在数据流量方面的限制问题。
   2.4电力载波通信
        这是一种在以往较为常用的远程抄表系统通信方式,其优点在于并不需要对通信线路进行专门铺设,可以通过既有低压电力线当作其传输介质,从而完成点对点形式的数据传输。当处于电力线中作数据传输处理的过程中,要通过电路实现数据的调制和解调。就现有电力线载波通信相关的各类产品来说,通常采取窄带及扩频两种通信方式。由于通过窄带通信技术对产品进行开发具有较强的简便性,同时价格低廉,因此较为常用。从另外一个角度来说,为提高通信速率与抗干扰效果,为实现在家庭或者经济产品中的通信与网络控制,要选择可靠性更强的电力线载波技术。
        2.5微功率短距离无线通信
        依据信道介质进行划分,较为常用的通信方式主要包括:(1)光纤通信。具备频带较宽、传输距离较远、速率较高以及抗干扰性能较强等特征,符合上层通信网的实际应用需求;(2)因为电话的普及,应用既有电话网络实现数据通信属于一种具有较强经济性和高效性的通信方案。采取电话网进行通信,仅需在工作主站以及数据集中器位置加设调制解调器便可,传输速率能够达到56Kbps。然而,此种通信方式所需接通时间一般较长;(3)对分布分散形式的集中器,通常采取无线方式实现数据通信,目前较为常用的无线通信方式包括蓝牙技术、红外技术和微功率短距离通信技术等。
    结束语
        总而言之,对远程抄表系统中各类数据通信方式原理其适应性的研究具有非常重要的现实意义,对于提高抄表质量和管理效率,强化电力供给质量能够起到良好的促进作用。要在强调其适用性的同时,考虑其经济性能,以获得更为优质的社会效益和经济效益。
    参考文献
        [1]高勐.供电远程抄表系统中无线与有线通信技术的应用分析[J].广播与电视技术,2018,45(10):81-83.
        [2]李春华.远程自动抄表技术的现状及问题探析[J].科技经济导刊,2018(01):24.
        [3]石海峰,王淑芬.电力营销远程抄表技术现状及解决策略[J].通信世界,2017(13):140-141.
        [4]裴志超.乡村远程自动抄表系统及通信研究[J].乡村科技,2017(05):84-85.
       
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