对多种典型自动抄表方式的比较与研究

摘要：自动抄表是指采用通讯和计算机网络等技术自动读取和处理表计数据。系统主要由电能表、采集器、集中器、数据传输通道、站系统构成，通过网络还可以和供电局的营业收费系统相连实现抄表收费一体化。本文的目的就是对多种典型自动抄表的方式进行比较，作出一番探讨。

关键词：自动抄表 电能 方式

1 载波抄表方式

1.1 电力载波原理 电力线载波通信是指通过调制、解调技术，将信息调制为高频信号后叠加在电力线路上进行传输，再通过解调将信息接收的技术。该项研究，已经有几十年的发展历史。随着自动抄表系统需求的不断增长和Internet技术的飞速发展，利用220V低压电力线传输高速数据的价值越来越为人们所重视，其不用布线、覆盖范围广、连接方便的显著特点，被认为是提供“最后一公里”解决方案最具竞争力的技术之一。

1.2 电力载波的难点 低压电力线不同于普通的数据通信线路，作为传输信道存在许多技术难点，主要是要解决载波信号在低压电力线路上的衰减和噪声干扰问题。造成载波信号衰减的原因包括:①线路本身衰减，主要由线路分布电容和高频集肤效应引起；②负载特性不同且时变大，引起线路衰减剧烈变化；③不同类型的电源线对信号所呈现的波阻抗和衰减常数不同，引起的高频信号反射；④功放阻抗失配造成的衰减等。

1.3 载波抄表系统优缺点对比 低压载波抄表方式是一种利用已有的电力线路作为数据传输载体的有线载波通信方式，与有线Modem方式相似。电力线载波抄表具有无需布线（利用输电线路）、安装使用比较方便，而且无需支付抄表时数据传输的费用等优点；应为较理想方式。但由于我国电力网污染严重，使得该抄表方式很难真正推广应用，目前在电能表抄表应用方面比较局限，因为电力线上可变的强电磁干扰，使得信号经电力线传输后发生畸变，在接收端，信号的准确接收和检测变得非常困难，真正推广低压载波抄表还要有相当的历程，需对现有的电力线载波抄表技术进行深入的研究和改进，比如采用先进的扩频技术，以提高通信的抗干扰能力等。其优点为：自动化程度高、能够全网统一校时、能远端控制、工作方式不易破坏、造价较低。其缺点为：实现困难、抗干扰性能差、数据可靠性差、需更换基表、工作量较大。

2 485总线方式自动抄表系统

485总线方式的抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据信道机以及主台计算机组成。其中采集器负责将若干个电表的用电数据集中进行处理、计算及打包向上发送。若干个采集器通过双绞线与集中器相连，组成一个485网络。集中转发器负责与主台计算机和采集器进行通信，它与主台计算机之间的通信可选电话线、无线电、专线电缆等多种方式。485总线具体又可以分为单485总线和双485总线。

2.1 单485总线抄表系统 系统由主站、信道、集中器、采集器和电能表构成。主信道(上行)一般采用公用电话网(PSTN)，集中器与采集器之间(下行)采用屏蔽双绞线，通信方式为485总线，采集器和电能表之间用一般导线连接，用于脉冲采集。电能表安装在集中式表箱中。每个单元安装一台采集器，可采集集中表箱内的所有电能表脉冲。对于小区内部的小商业用户和单位，可以敷设脉冲线到就近楼层单元的采集器，若距离超过100m，应单独安装一台采集器。大约30～50个采集器需配置一个集中器，但485网线长度应不超过1200m。适用于城市居民小区和较密集的商住楼。单485总线抄表系统优点：①技术简单、成熟，易于实现；对全电子式电能表，无需改造；总线传输速率高，可靠性高。②通过采用相应的信道编码技术，网线的合理配置，可使抄收率和数据可用率达到两个100%。③由于采用多块表集中抄收的方式降低了每户成本，同时也降低了整个系统造价。单485总线抄表系统缺点：①施工布线工作量大，网线易受人为破坏。②线路损坏后，故障点不易查找。③易受雷击和过电压的影响。

2.2 双485总线抄表系统 系统由主站、信道、集中器、采集器、485模块和电能表构成。主信道(上行)一般采用公用电话网(PSTN)，集中器与采集器、采集器和电能表之间(下行)都采用屏蔽双绞线(485总线)，用于采集电能表数据。该产品适用于城市较分散的商业用户和居民用户，每个电能表需安装内置式485模块，该模块将电能表的脉冲转换为数据，然后通485接口传送到采集器。电能表之间的485总线长度不能超过1200m。系统采用双485总线结构，数据传输速率高，可靠性高，电能表采用内置式485转换模块，脉冲传输更为可靠。缺点仍然是施工布线工作量大，网线易受人为破坏。总体来讲485总线抄表方式技术比较简单、成熟，易于实现，对全电子式电能表改造较小，且总线传输速率高，可靠性好。但是，RS—485总线抄表系统施工布线工作量大，网线易受人为破坏，故障点不易查找和易受雷击、过电压的影响等缺点。该系统只适用于集中式表箱的城市居民小区和较密集的商住楼。

3 基于PDA的抄表方式

基于PDA的抄表方式，实质就是PDA本身作为一部手持式抄表机（又称抄表器、掌上电脑、手持终端、数据采集器等）是用于移动数据采集的掌上型设备。可以实现数据的采集、存储、传输和处理等基本功能。作为电力营销管理现代化的重要工具之一，抄表机在电表抄读方面的应用非常普及，电表的抄读已经成为手持数据采集终端的一种经典应用。

3.1 抄表机的抄表原理 抄表机应用在供电部门时，主要用来采集电表的数据。其具体的使用方法是：抄表员每次抄表前将抄表户的详细数据从电脑下传到抄表机中，然后到抄表现场，先用抄表机简便的查找方式查到该抄表户资料，然后将表示数输入到抄表机中，抄表结束后，将抄表机与电脑连接，机内存储的抄表数据就全部自动的录入到电脑中。管理人员抄表时使用掌上电脑抄收单元抄表器的读数，替代人工纪录，然后将掌上电脑与主控电脑连接，将抄表数据上传给电脑。是目前切实可行值得推广的抄表方式。手持抄表器即掌上电脑具有如下功能：①在安装新表(RU)时，设置新表的表常数、表底数等，此时具有编程器的功能。这是通过它的红外接口和RU的红外接口通信而实现的。②直接通过红外通信接口抄收电表度数并存储在掌上电脑中。在特殊情况下，掌上电脑可用来抄收电表度数，一次可抄收并存储7000户的用电度数。③直接从集中器中下载该用户变压器属下的所有电表度数并存储，供用电管理部门计费使用。此外，手持抄表器还具有模拟集中器的功能，即显示用电分析、曲线、打印和通过通信接口等功能。抄表员用一个掌上电脑(手持抄表器)就可在每个台变快速方便地将其属下的所有用户电表数据抄录。

3.2 抄表机的优缺点对比 抄表机可输入并存储大量的数据、可对机内存储的数据进行任意查询并将查询结果显示到屏幕上，可将机内数据传输到电脑或将电脑数据下载到抄表机中。抄表机具有显著的特点：①存储容量大，一般一台抄表机可存储几千上万条数据。②数据保存时间长，抄表机内带后备电池，机器关机后数据能保存半年以上；③携带方便，抄表机外形类似手机大小，携带操作极为方便。④输入及显示数据方便，抄表机屏幕比较大，而且支持汉字，一般一屏可显示几十个汉字，为输入数据及查询显示机内数据提供了很大方便。⑤机器运行速度快，机内CPU一般选用高性能中央处理器，使机器运行速度达到较高的水平。使用抄表机抄表，准确度高、实抄率高、数据录入快，大大提高了工作效率。大多数电力公司认为，抄表机是解决数据采集和录入问题的最直接和省钱的方案。抄表机特别适合应用在各种户外、野外、或其他流动性较强的领域进行数据采集，抄表机应用于电力行业进行自动抄表是目前切实可行值得推广的抄表方式，但是它本身也有自己的缺陷，首先它是一种半自动抄表系统，并没有完全实现抄表的自动化；其次，它的安全性能有待提高，一旦抄表机因外力损坏，数据的完整和准确性不易修复，抄表机只能是作为实现全智能化抄表的一种过渡方式或者辅助方式。

4 结论

随着电力市场的发展，电力营销正逐步走向以提高服务质量、提高经济效益为目标的发展道路。自动抄表系统的研制与应用是解决上述问题的有效途径之一，从目前来说，在我国有部分自动抄表系统已投入运行，但规模都并不是很大，技术也需在实际应用当中不断改进和完善。

参考文献：

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