東軟載波技術(shù)服務(wù)手冊(cè)

1、EASTSOFT 青島東軟載波科技股份 目錄目錄第一章 概述1第一節(jié) 公司簡(jiǎn)介1第二節(jié) 東軟載波集抄系統(tǒng)開(kāi)展歷程2第三節(jié) 東軟載波系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)4第二章 載波通訊開(kāi)展與現(xiàn)狀5第一節(jié) 電力線載波通信技術(shù)開(kāi)展與現(xiàn)狀51.1 載波技術(shù)開(kāi)展歷程51.2 國(guó)內(nèi)電網(wǎng)環(huán)境對(duì)電力線通信的影響6第二節(jié) 載波通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用82.1 電力行業(yè)抄表演化歷程82.2 載波通信在電力系統(tǒng)典型應(yīng)用9第三節(jié) 低壓集抄系統(tǒng)方案說(shuō)明113.1 低壓集抄系統(tǒng)工作原理113.2 系統(tǒng)示意圖113.3 常見(jiàn)系統(tǒng)組網(wǎng)方案13第三章 系列產(chǎn)品介紹18第一節(jié) 載波芯片系列.181.1 第IV代載波芯片系列181.2 第3.5代載波

2、芯片系列181.3 第III代載波通信芯片系列191.4 路由芯片系列19第二節(jié) 載波模塊系列202.1 單相載波模塊202.2 三相載波模塊252.3 采集器載波模塊282.4 集中器載波通訊模塊292.5 載波路由模塊31第三節(jié) 國(guó)網(wǎng)智能集中器343.1 產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明343.2 產(chǎn)品使用說(shuō)明38第四節(jié) I型采集器464.1 產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明464.2 產(chǎn)品使用說(shuō)明49第五節(jié) II型采集器555.1 產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明555.2 產(chǎn)品使用說(shuō)明57第六節(jié) 載波輔助產(chǎn)品606.1 抄控器606.2 中繼器646.3 載波模擬表666.4 載波收發(fā)器77第四章 系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及處理84第一節(jié) 集中器應(yīng)用常見(jiàn)問(wèn)

3、題841.1 上行通訊問(wèn)題841.3 硬件接口問(wèn)題93第二節(jié) 采集器應(yīng)用常見(jiàn)問(wèn)題94第三節(jié) 路由應(yīng)用問(wèn)題953.1 硬件相關(guān)953.2 報(bào)文解析舉例963.3 路由應(yīng)用考前須知96第四節(jié) 載波模塊相關(guān)100第五節(jié) 主站及應(yīng)用軟件相關(guān)1015.1 系統(tǒng)主站說(shuō)明1015.2 各系統(tǒng)主站簡(jiǎn)介102第五章 集抄系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)典型案例110第一節(jié) 集中器功能實(shí)現(xiàn)問(wèn)題案例1101.1. 集中器控制路由抄表周期太短1101.2. 集中器對(duì)抄表數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊處理1101.3. 集中器程序BUG111第二節(jié) 載波通訊干擾問(wèn)題案例1162.1 干擾致通訊能力減弱問(wèn)題1162.2 線路或設(shè)備對(duì)載波衰減問(wèn)題119第三節(jié) 臺(tái)區(qū)

4、劃分問(wèn)題案例119第四節(jié) 集中器與表配合問(wèn)題1204.1 表端不支持集中器抄讀數(shù)據(jù)項(xiàng)1204.2 集中器與電表載波運(yùn)行模式不匹配121附錄1 RTB-IV應(yīng)用開(kāi)發(fā)手冊(cè).122附錄2 SSC1641載波電路設(shè)計(jì)說(shuō)明及維修指南.151附錄3 載波模塊SSC1630檢測(cè)維修指南.187青島東軟載波科技股份 概述第一章 概述第一節(jié) 公司簡(jiǎn)介青島東軟載波科技股份成立于一九九三年六月，其前身為青島東軟電腦技術(shù)，以低壓電力線載波通信產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和效勞為主營(yíng)業(yè)務(wù)，專(zhuān)注于為國(guó)家智能電網(wǎng)建設(shè)提供用電信息采集系統(tǒng)整體解決方案，并致力于低壓電力線載波通信技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，是國(guó)內(nèi)電力線載波通信行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)

5、。2021年，東軟載波正式完成了股份制改革，并于2021年2月在深圳證券交易所創(chuàng)業(yè)板掛牌上市，股票代碼“300183 。自成立以來(lái)，公司秉承“市場(chǎng)引導(dǎo)技術(shù)、技術(shù)推動(dòng)市場(chǎng)、管理提供保障的經(jīng)營(yíng)理念，憑借多年的技術(shù)沉淀和不斷創(chuàng)新的研發(fā)態(tài)度，推出了數(shù)代具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電力線載波通信產(chǎn)品，在同行業(yè)中持續(xù)保持領(lǐng)導(dǎo)地位，逐步成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)電力線載波通信領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，并且正有方案地向國(guó)際市場(chǎng)進(jìn)軍。公司目前的核心產(chǎn)品電力線載波通信芯片具有高度集成、功能多樣、產(chǎn)品應(yīng)用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，可靈活調(diào)整載波頻率和通信速率設(shè)置，滿(mǎn)足國(guó)外不同國(guó)家對(duì)載波中心頻率的標(biāo)準(zhǔn)要求，信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)機(jī)制更為完備，數(shù)據(jù)通信協(xié)議更為完善。該芯片有

6、效提升了公司低壓電力線載波抄表系統(tǒng)的物理通信根底，通過(guò)數(shù)字化的信號(hào)處理大幅提升電力線載波通信的可靠性，功能和性能等均可到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，并通過(guò)ISO9001：2000質(zhì)量體系認(rèn)證，符合國(guó)際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)適用于開(kāi)發(fā)家庭顯示單元等功能相對(duì)簡(jiǎn)單的智能家居產(chǎn)品。目前，該產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于載波電能表、采集器、集中器等電力計(jì)量終端產(chǎn)品，銷(xiāo)往全國(guó)二十多個(gè)省市和地區(qū)，用于自動(dòng)抄讀電能量數(shù)據(jù)，是智能電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)的核心部件。用共同的價(jià)值觀打造的凝聚力高、戰(zhàn)斗力強(qiáng)、高素質(zhì)、高績(jī)效的團(tuán)隊(duì)，是東軟載波的第一核心競(jìng)爭(zhēng)力，也是公司近年來(lái)高速健康開(kāi)展的源動(dòng)力。作為一個(gè)年輕的上市公司，東軟載波始終秉承“以人為本、誠(chéng)信待人

7、 的文化理念，以科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)機(jī)制為支撐，不斷吸引、大膽啟用和培養(yǎng)新人，團(tuán)隊(duì)力量進(jìn)一步得到穩(wěn)固。公司現(xiàn)有的研發(fā)團(tuán)隊(duì)以多年的技術(shù)沉淀和雄厚的人才隊(duì)伍為根底，通過(guò)技術(shù)改良提高產(chǎn)品精致化水平和總體品質(zhì)，研發(fā)向高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品和技術(shù)方向開(kāi)展，不斷創(chuàng)造市場(chǎng)、贏得市場(chǎng)，獲得先期的快速成長(zhǎng)。長(zhǎng)期以來(lái)，東軟載波堅(jiān)持“用戶(hù)至上的經(jīng)營(yíng)理念，堅(jiān)持“以質(zhì)量開(kāi)拓市場(chǎng)、以創(chuàng)新領(lǐng)先市場(chǎng)、以效勞穩(wěn)固市場(chǎng)的質(zhì)量方針，按照ISO9001質(zhì)量管理體系的要求，建立了嚴(yán)格的質(zhì)量保證體系和全面的質(zhì)量管理系統(tǒng)，設(shè)置了專(zhuān)業(yè)的技術(shù)支持與效勞部門(mén)，提出了在最短時(shí)間內(nèi)向客戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)化售前、售中、售后技術(shù)效勞的工作標(biāo)準(zhǔn)，確立了力求用一流

8、技術(shù)和優(yōu)質(zhì)效勞完美闡釋客戶(hù)需求、求得客戶(hù)滿(mǎn)意，獲得客戶(hù)認(rèn)可的工作目標(biāo)。2021年，公司第四度榮獲得青島市優(yōu)秀軟件企業(yè)、山東省“創(chuàng)新型試點(diǎn)企業(yè)，同時(shí)被國(guó)家開(kāi)展和改革委員會(huì)、工業(yè)和信息化部、商務(wù)部、國(guó)家稅務(wù)總局聯(lián)合評(píng)定為?2021年度國(guó)家規(guī)劃布局內(nèi)重點(diǎn)軟件企業(yè)?。截至到2021年末，公司已申報(bào)創(chuàng)造專(zhuān)利6項(xiàng)，擁有非專(zhuān)利專(zhuān)有技術(shù)16項(xiàng)、軟件著作權(quán)59項(xiàng)、軟件產(chǎn)品證書(shū)57項(xiàng)，同時(shí)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的起草單位之一，公司品牌美譽(yù)度得到進(jìn)一步提升。公司在自己從事的行業(yè)內(nèi)不斷開(kāi)拓創(chuàng)新，積極與國(guó)際接軌，努力提高我國(guó)電力線載波通信技術(shù)的整體水平。隨著東軟載的成功上市，今后，公司的定位不僅僅局限于提供PLC芯片，還將進(jìn)一步配

9、合電網(wǎng)將PLC接口推廣成為與以太網(wǎng)接口類(lèi)似的標(biāo)準(zhǔn)接口，在電力線網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的根底上向用戶(hù)提供整體解決方案，實(shí)現(xiàn)家庭能源管理和智能家居通信。未來(lái)，公司將繼續(xù)堅(jiān)持“開(kāi)拓創(chuàng)新，追求卓越的企業(yè)精神，從智能電網(wǎng)載波通信芯片商逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槲锫?lián)網(wǎng)通信解決方案提供商，肩負(fù)起PLC業(yè)界及軟件研發(fā)領(lǐng)域領(lǐng)軍旗艦的使命。我們的目標(biāo)是，使每一個(gè)以220V為電源的儀器、儀表、家電、機(jī)器、設(shè)備都內(nèi)置一顆電力線通信芯片，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和遠(yuǎn)程控制，引導(dǎo)居民生活由互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代向物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代跨越。第二節(jié) 東軟載波集抄系統(tǒng)開(kāi)展歷程集中抄表系統(tǒng)是指利用微電腦技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，通過(guò)通信介質(zhì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸和處理

10、的系統(tǒng)。根據(jù)采用通訊載體的不同，目前主要有專(zhuān)線通信技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和電力線載波通信技術(shù)。 利用電力線作為通信介質(zhì)實(shí)現(xiàn)電力線載波集中抄表系統(tǒng)是完成電力行業(yè)自動(dòng)抄表的最正確解決方案。而由于電力線自身特點(diǎn)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；線路干擾噪聲強(qiáng)；阻抗變化大；信號(hào)衰減大，低壓電力線作為通信傳輸介質(zhì)，技術(shù)難度高。東軟SSC16系列低壓電力線載波通信專(zhuān)用芯片是東軟公司開(kāi)發(fā)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品，以擴(kuò)頻通信原理為根底，用來(lái)在低壓電力線上傳輸和接收數(shù)據(jù)。電力線載波擴(kuò)頻通信技術(shù)在通信能力、穩(wěn)定性、可靠性和抗干擾能力方面均到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，并已經(jīng)通過(guò)了科委組織的專(zhuān)家鑒定。產(chǎn)品于2000年1月通過(guò)了國(guó)家電力公司電力設(shè)備及儀表質(zhì)量

11、檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè)，獲得入網(wǎng)許可，并獲得青島市技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的產(chǎn)品生產(chǎn)許可證書(shū)。一、 東軟集中抄表系統(tǒng)開(kāi)展歷程公司自成立以來(lái)，歷經(jīng)十幾年的探索與磨礪，不斷開(kāi)拓創(chuàng)新和自我完善，以技術(shù)帶動(dòng)企業(yè)開(kāi)展，穩(wěn)步向前，蒸蒸日上。1993年6月青島東軟電腦技術(shù)成立；1995年：開(kāi)始研制電力線通信技術(shù)；1997年：研制電力線載波集中抄表系統(tǒng)產(chǎn)品；1999年：推出第一代電力線載波通信系列芯片；2002年：在美國(guó)成立分公司，研制第二代電力線載波通信芯片；2003年：低壓電力線載波抄表系統(tǒng)被國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部認(rèn)定為“國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品；2004年：推出第二代電力線載波通信系列芯片；2006年：低壓電力線載波抄表系統(tǒng)被列為“國(guó)家

12、火炬方案工程；2021年：推出第三代電力線載波通信系列芯片；2021年：推出適應(yīng)國(guó)家智能電網(wǎng)需求的第3.5代電力線載波通信系列芯片；2021年：推出全新的第4代電力線載波通信系列產(chǎn)品。二、 集抄系統(tǒng)組成集中抄表系統(tǒng)(上行GPRS信道方式)是由客戶(hù)端軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)效勞器、GPRS前置機(jī)、GPRS集中器、電子式載波表等組成,其上行依托于移動(dòng)公司通過(guò)GPRS信道提供的一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信模式，下行采用電力線載波通訊模式。（1） 電子式載波電能表硬件配置有內(nèi)嵌東軟載波芯片的電能表，載波芯片相互之間可通過(guò)電力線進(jìn)行雙向通訊，從而在抄讀電表時(shí)實(shí)現(xiàn)相互中繼，提高通訊距離。（2） 智能集中控制器每個(gè)配電臺(tái)區(qū)一臺(tái)，

13、固定位置安裝。集中器與載波芯片之間通過(guò)電力線通訊，集中器與主站系統(tǒng)之間通過(guò)GPRS上行信道進(jìn)行通信。集中器平時(shí)自動(dòng)按主站系統(tǒng)設(shè)置的時(shí)間抄讀本臺(tái)區(qū)載波表的電能數(shù)據(jù)，具備自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能。（3） 主站管理軟件系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)主站軟件，它是安裝在各個(gè)供電部門(mén)計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用軟件。其中包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊、前置效勞模塊、客戶(hù)端軟件等。數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊，也就是數(shù)據(jù)庫(kù)效勞器，負(fù)責(zé)管理和維護(hù)集抄系統(tǒng)電表根本檔案信息以及抄讀數(shù)據(jù)信息，采用專(zhuān)用的效勞器；一般情況下，一個(gè)市局有一臺(tái)效勞器，管理該局所有載波表用戶(hù)的信息。前置效勞模塊，也就是GPRS前置機(jī)，負(fù)責(zé)通過(guò)GPRS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和接收，它的主要工作是監(jiān)聽(tīng)并記錄集中

14、器和客戶(hù)端的連接，維護(hù)集中器終端和客戶(hù)端列表信息，判定集中器和客戶(hù)端數(shù)據(jù)是否符合規(guī)約。將來(lái)自客戶(hù)端的指令轉(zhuǎn)發(fā)給GPRS集中器，并將集中器返回的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給客戶(hù)端。該前置機(jī)必須有固定的網(wǎng)絡(luò)IP地址，用于集中器的登錄以及心跳注冊(cè)等?？蛻?hù)端軟件負(fù)責(zé)根本信息的維護(hù)，數(shù)據(jù)的抄讀與查詢(xún)等。客戶(hù)端能夠自動(dòng)提取用戶(hù)用電特征并進(jìn)行綜合分析，報(bào)出可疑現(xiàn)象；可以啟動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控電表功能，實(shí)時(shí)抄讀可疑用戶(hù)電表這彌補(bǔ)了非現(xiàn)場(chǎng)抄表的缺乏?？蛻?hù)端軟件分布在不同的區(qū)級(jí)電力部門(mén)，可以設(shè)置不同登陸用戶(hù)的權(quán)限以及其管理的臺(tái)區(qū)的范圍，使數(shù)據(jù)庫(kù)集中的情況下實(shí)現(xiàn)不同電力局部的分級(jí)管理。第三節(jié) 東軟載波系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)規(guī)格參數(shù)特性指標(biāo)備注中心頻

15、率270.468kHz±2.7Hz晶振工作在標(biāo)準(zhǔn)的 20MHz。帶寬30kHz頻率范圍270kHz±15kHz調(diào)制方式BFSK頻點(diǎn)f1=263.158kHz晶振工作在標(biāo)準(zhǔn)的 20MHz。f2=277.778kHz晶振工作在標(biāo)準(zhǔn)的 20MHz。載波信號(hào)頻率偏差載波頻率±2.7Hz因?yàn)檩d波信號(hào)的頻率由 20MHz 晶振分頻得到，所以載波信號(hào)的頻率偏移為載波頻點(diǎn)的±10ppm載波芯片供電電源 5V±0.5V推薦采用 7805 等線性電源。載波信號(hào)放大電路供電電源12V15V推薦采用變壓器供電方式，變壓器提供給載波通信繞組的輸出推薦為：10Vac/20

16、0mA。工作溫度范圍-4085工作濕度10%95%相對(duì)濕度，無(wú)冷凝。注：以上參數(shù)僅供參考，具體以實(shí)際測(cè)試值為準(zhǔn)。 第 17 頁(yè) 共 196 頁(yè)EASTSOFT 青島東軟載波科技股份 載波通信開(kāi)展與現(xiàn)狀第二章 載波通訊開(kāi)展與現(xiàn)狀第一節(jié) 電力線載波通信技術(shù)開(kāi)展與現(xiàn)狀1.1 載波技術(shù)開(kāi)展歷程電力線載波通信PLC是電力系統(tǒng)特有的、根本的通信方式。早在20世紀(jì)20年代，電力載波通信就開(kāi)始應(yīng)用到10KV配電網(wǎng)絡(luò)線路通信中，并形成了相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于低壓配電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，許多新興的數(shù)字技術(shù)，例如擴(kuò)頻通信技術(shù)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等，大大提高和改善了低壓配電網(wǎng)電力載波通信的可用性和可靠性，使

17、得電力載波通信技術(shù)具有更加誘人的應(yīng)用前景。為此，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC規(guī)定了電力線頻帶寬度為100450kHZ；歐洲電氣標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的EN50065-1規(guī)定電力載波頻帶為3148.5kHZ。這些標(biāo)準(zhǔn)的建立為電力載波技術(shù)的開(kāi)展做出了顯著的奉獻(xiàn)。利用低壓電力線來(lái)傳輸用戶(hù)用電數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)及時(shí)有效收集和統(tǒng)計(jì)，是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的一個(gè)最正確方案。低壓電力線是最為廣泛的一種通訊媒介網(wǎng)絡(luò)，采用適宜的技術(shù)充分用好這一現(xiàn)成的媒介，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率是顯而易見(jiàn)的。在20世紀(jì)90年代，一些歐洲公司進(jìn)行涉及電力線數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑囼?yàn)，雖然最初實(shí)驗(yàn)效果好壞參半，通信技術(shù)的不斷進(jìn)步與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的蓬勃開(kāi)展帶動(dòng)了電力線通信的顯

18、著增長(zhǎng)。在美國(guó)，弗吉尼亞州馬納薩斯市首次開(kāi)始大范圍部署PLC的效勞，提供抄表、上網(wǎng)等業(yè)務(wù)，速率到達(dá)了10Mbps，費(fèi)用為30美元/每月，在該地區(qū)已覆蓋3.5萬(wàn)城市居民用戶(hù)。目前，摩托羅拉公司正在進(jìn)行Powerline MU方案，該技術(shù)提高到一個(gè)新系統(tǒng)，摩托羅拉的系統(tǒng)只使用居民住宅方面的低壓電力線傳輸，以減少天線效應(yīng)。摩托羅拉公司邀請(qǐng)美國(guó)無(wú)線電中繼聯(lián)盟參加與這些測(cè)試，甚至摩托羅拉在其總部安裝了系統(tǒng)，初步結(jié)果非常樂(lè)觀的展示了抗干擾特性。該P(yáng)LC技術(shù)僅用于最后電網(wǎng)分支向室內(nèi)的一段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而信號(hào)通過(guò)無(wú)線電獲取傳到配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，這就限制了從最后這一段到室內(nèi)的信號(hào)對(duì)周?chē)貐^(qū)的干擾，實(shí)現(xiàn)了居民用戶(hù)的電能

19、數(shù)據(jù)采集。在埃及，綜合工程工程辦公室EOIP部署了廣泛的PLC技術(shù)應(yīng)用在亞歷山德里亞、法耶德和坦塔。立足于外鄉(xiāng)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，該公司提供了為電力事業(yè)的自動(dòng)集抄系統(tǒng)，目前該公司擁有大約7萬(wàn)用戶(hù)。20世紀(jì)80年代末至90年代中。在該階段，國(guó)內(nèi)局部科研單位和生產(chǎn)廠商進(jìn)行了大量的集中抄表系統(tǒng)組網(wǎng)方式、電力線載波通信技術(shù)的研究和試驗(yàn)工作。這一階段集中抄表系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信方式以PSTN撥號(hào)為主，該方式根本滿(mǎn)足當(dāng)時(shí)的要求。本地通信方式主要是485總線、電力線載波等，在載波通信調(diào)制方式上，嘗試了FSK、PSK等各種調(diào)制方式。在通信頻帶上，嘗試了窄帶通信和擴(kuò)頻通信。這幾種方式都存在各種缺乏，485總線過(guò)多的分支造成維護(hù)

20、和使用過(guò)程中很不方便，通訊可靠性較低,易遭受破壞等。電力線載波通信質(zhì)量較差,抄表成功率較低，能連貫傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)很少。在此階段,電能表以機(jī)械電能表為主,采樣方式主要采用脈沖采樣和機(jī)械采樣,存在一定誤差,系統(tǒng)所采集的電能數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較低，系統(tǒng)應(yīng)用效果不夠理想。從上世紀(jì)90年代中到2001年，市場(chǎng)和技術(shù)創(chuàng)新相互推動(dòng)了電子式電能表的快速開(kāi)展，電子式電能表的質(zhì)量和功能都得到了很大提高，采樣方式多改為磁敏傳感，并提供RS485數(shù)據(jù)接口。電子式電能表的出現(xiàn)為集中抄表系統(tǒng)抄表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供了可靠的保證，此階段采集器向上傳送的信道以電力線載波和無(wú)線微功率方式為主，電力線載波傳輸抗干擾問(wèn)題仍是本階段的技術(shù)難點(diǎn)，

21、無(wú)線微功率受傳輸距離、建筑物阻擋、無(wú)線干擾等原因影響，抄表成功率也較低。自2003年開(kāi)始，電力線載波抄表的應(yīng)用進(jìn)入到快速增長(zhǎng)的階段。相對(duì)于其他通信方式，方便快捷、免除人工與信道使用及維護(hù)本錢(qián)是電力線載波的最大優(yōu)勢(shì)，其開(kāi)展前景是非常值得期待的。隨著電力線載波通信物理層調(diào)制/解調(diào)與糾錯(cuò)技術(shù)的不斷開(kāi)展以及半導(dǎo)體集成規(guī)模的不斷擴(kuò)大，采用復(fù)雜數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的超大規(guī)模電力線載波通信集成電路所能到達(dá)的抗干擾能力與其前幾代產(chǎn)品相比，有了極大提高。通過(guò)信道頻帶自適應(yīng)技術(shù)，維持相鄰?fù)ㄐ殴?jié)點(diǎn)間的可靠傳輸在技術(shù)上已經(jīng)可以到達(dá)。從2005年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)幾家大的電表供給商開(kāi)始了以網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元芯片為核心技術(shù)的第三代載波通信產(chǎn)

22、品的研發(fā)。第三代芯片從物理層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層等各個(gè)方面的技術(shù)上都有了較為突破性的提高，用于電力線通信的窄帶載波通信芯片以少數(shù)的24家國(guó)內(nèi)廠家為主，目前應(yīng)主要解決的關(guān)鍵問(wèn)題就是，任意相鄰節(jié)點(diǎn)的物理層通信保障能力與具有幀中繼控制的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。局部企業(yè)開(kāi)始采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理與信道編碼技術(shù)，對(duì)通信頻帶做自適應(yīng)選擇的窄帶調(diào)制/解調(diào)方式，芯片內(nèi)部嵌入式微處理器來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸與信息平安控制等方式提高電力線載波通信芯片的質(zhì)量，應(yīng)用效果有待現(xiàn)場(chǎng)的考驗(yàn)。1.2 國(guó)內(nèi)電網(wǎng)環(huán)境對(duì)電力線通信的影響電力線是給用電設(shè)備傳送電能，而不是用來(lái)傳送數(shù)據(jù)的，所以電力線對(duì)數(shù)據(jù)傳輸有許多限制：首先，配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔

23、作用，所以電力載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送。其次，三相電力線間有很大信號(hào)損失(10dB-30dB)，一般電力載波信號(hào)只能在單相電力線上傳輸。第三，不同信號(hào)耦合方式使電力載波信號(hào)的損失不同，耦合方式有線-地耦合，線-中線耦合。線-地耦合方式與線-中線耦合方式相比，電力載波信號(hào)少損失十幾分貝，但線-地耦合方式不是所有地區(qū)的電力系統(tǒng)都適用。第四，電力線自身的脈沖干擾，加大了應(yīng)用難度。第五，電力線對(duì)載波信號(hào)有高削減。當(dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，線路阻抗可達(dá)1歐姆以下，造成對(duì)載波信號(hào)的高削減。實(shí)踐中，當(dāng)電力線空載時(shí)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)載波信號(hào)可傳輸?shù)綆坠镆酝?，但?dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，只能傳輸幾十米。因此，

24、需要進(jìn)一步提高載波信號(hào)功率來(lái)滿(mǎn)足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅岣咻d波信號(hào)功率會(huì)增加產(chǎn)品的本錢(qián)和體積，而且，單一提高載波信號(hào)功率往往并不是最有效的方法。第六，電力線上有高噪聲。電力線上接有各種各樣的用電設(shè)備，阻性的、感性的、容性的；有大功率的、小功率的。各種用電設(shè)備經(jīng)常頻繁開(kāi)閉，就會(huì)給電力線上帶來(lái)各種噪聲干擾，而且幅度比較大。用耦合電感從電力線上耦合下來(lái)的噪聲一般就在10mV以上，而一般傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)會(huì)削減到1mV，如不采用電力線專(zhuān)用modem芯片來(lái)解調(diào)數(shù)據(jù)信號(hào)，通信距離會(huì)相當(dāng)短。第七，電力線可使數(shù)據(jù)信號(hào)變形。電力線是一個(gè)分布參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)，不同點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)影響不一樣，同時(shí)電力線是時(shí)刻動(dòng)態(tài)變化的，不同時(shí)間對(duì)數(shù)

25、據(jù)信號(hào)影響也不一樣，這就使發(fā)出的規(guī)那么數(shù)據(jù)信號(hào)，經(jīng)過(guò)電力線后，發(fā)生嚴(yán)重變形，必須加以特殊處理。電力線造成傳輸信號(hào)的高削減和高變形，使電力線成為一個(gè)不太理想的通信媒介，但由于現(xiàn)代通信技術(shù)的開(kāi)展，使電力線載波通信成為可能，其中數(shù)據(jù)信號(hào)的信噪比決定傳輸距離的遠(yuǎn)近。電力線載波通信的關(guān)鍵就是設(shè)計(jì)出一個(gè)功能強(qiáng)大的電力線載波專(zhuān)用modem芯片。1.3 國(guó)內(nèi)現(xiàn)有載波通訊技術(shù)路線分類(lèi)現(xiàn)有的低壓載波通信芯片的技術(shù)可以從調(diào)制方式、傳輸速率、帶寬等幾個(gè)方面來(lái)分類(lèi)。從使用的帶寬角度來(lái)說(shuō)，電力線載波通信分為寬帶電力線載波通信和窄帶電力線載波通信。所謂電力線寬帶通信技術(shù)是利用電力線傳輸高速數(shù)據(jù)和話音信號(hào)的一種通信技術(shù)，是目

26、前研究“四網(wǎng)寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)、 線、有線電視和低壓配網(wǎng)融合的關(guān)鍵技術(shù)之一，主要用于為居民用戶(hù)提供寬帶上網(wǎng)和話音業(yè)務(wù),它多采用正交頻分復(fù)用OFDM技術(shù)等。所謂窄帶電力線載波通信技術(shù)就是指帶寬限定在3-500kHZ，通信速率小于1Mbit/s的電力線載波通信技術(shù)，它多采用普通的FSK技術(shù)、PSK技術(shù)、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)和線性調(diào)頻Chirp技術(shù)等。從技術(shù)開(kāi)展的角度來(lái)說(shuō)，電力線載波通信分為傳統(tǒng)的頻帶傳輸技術(shù)和目前流行的擴(kuò)頻通信SSC技術(shù)：所謂頻帶傳輸就是用載波調(diào)制的方法將攜帶信息的數(shù)字信號(hào)的頻譜搬移到較高的載波頻率上。其根本的調(diào)制方式分為幅值鍵控ASK、頻率鍵控FSK和相位鍵控PSK以及相關(guān)派生的調(diào)制技術(shù)。傳

27、統(tǒng)的載波通信原理的最大弱點(diǎn)就是去噪能力有限；所謂擴(kuò)頻展譜通信是一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息所必需的最小帶寬，頻帶的展寬是通過(guò)編碼及調(diào)制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并與所傳信息數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)；在接收端那么用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來(lái)解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。目前，電力線載波通信常用的擴(kuò)頻技術(shù)主要有：直接序列擴(kuò)頻、線性調(diào)頻Chirp和正交頻分復(fù)用OFDM等。此外，跳頻FH、跳時(shí)TH以及上述各種方式的組合擴(kuò)頻技術(shù)也較為常用。第二節(jié) 載波通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用2.1 電力行業(yè)抄表演化歷程一、 人工抄表階段自有計(jì)量表具開(kāi)始至今，電力行業(yè)管理部門(mén)對(duì)客戶(hù)所使用的有關(guān)量值均為人工抄收，更有甚者采用客戶(hù)自

28、報(bào)方式。實(shí)踐證明，無(wú)論是管理部門(mén)員工還是委托、雇傭他人抄表，只要是人工方式都存在不按時(shí)、不到位、估抄、錯(cuò)抄、漏抄等現(xiàn)象。對(duì)于關(guān)系戶(hù)、人情戶(hù)、權(quán)利戶(hù)存在長(zhǎng)期不抄或少抄現(xiàn)象，自抄自報(bào)的就更不好考證了。對(duì)于客戶(hù)竊電及計(jì)量表計(jì)運(yùn)行狀態(tài)無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控、及時(shí)查處，從而造成嚴(yán)重?fù)p失。在開(kāi)票收費(fèi)環(huán)節(jié)上還可能產(chǎn)生私吞局部款項(xiàng)或某些客戶(hù)長(zhǎng)期欠費(fèi)等現(xiàn)象。二、 抄表機(jī)抄表及IC卡表階段進(jìn)入上世紀(jì)八十年代末，人們開(kāi)始使用鍵盤(pán)式手抄機(jī)，但由于機(jī)、表沒(méi)有接口，人工抄表的一切弊病仍然存在。為了解決收費(fèi)難的問(wèn)題，產(chǎn)生了各種IC卡式表。現(xiàn)就IC卡式電能表而言，除存在國(guó)家電力公司國(guó)電發(fā)【1999】465號(hào)關(guān)于裝用IC卡式電能表有關(guān)問(wèn)

29、題的通知中所述問(wèn)題外，還存在以下問(wèn)題：一、由于IC卡屬于預(yù)購(gòu)電量，無(wú)法計(jì)算當(dāng)月線損。為了計(jì)算線損，仍需人工抄表。二、表計(jì)運(yùn)行狀態(tài)無(wú)法知道，還需派人定期巡查，而且人工巡查也無(wú)法斷定表計(jì)好壞。總之，它存在客戶(hù)易竊電，電力企業(yè)投資增加而不能減人增效。即不能改變?cè)械纳a(chǎn)關(guān)系和解放生產(chǎn)力。因此，國(guó)家電力公司在通知中明確指示：由于國(guó)產(chǎn)IC卡式電能表的可用性差，在城鄉(xiāng)居民“一戶(hù)一表改造工程中不宜選用。近年來(lái)，城鎮(zhèn)居民住宅小區(qū)大量形成，農(nóng)業(yè)人口大量轉(zhuǎn)移城鎮(zhèn)。城鎮(zhèn)電力企業(yè)從管理上講，受人員編制的限制，面對(duì)居民用戶(hù)的大量增加，只得把這些居民用電管理工作推給居民住宅小區(qū)物業(yè)，造成物業(yè)管理費(fèi)用再次加價(jià)，增大居民的負(fù)

30、擔(dān)。城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造以后，國(guó)家要求一戶(hù)一表、同網(wǎng)同價(jià)；要求電力企業(yè)在農(nóng)村都必須抄表到戶(hù)，顯然包括所有的城鎮(zhèn)企事業(yè)單位、研究院所、大專(zhuān)院校、部隊(duì)、機(jī)關(guān)醫(yī)院等高壓自管戶(hù)，即凡涉及用電地方均應(yīng)由電力部門(mén)抄表到戶(hù)，而不應(yīng)該由上述單位承當(dāng)抄收、維護(hù)，應(yīng)該效勞社會(huì)化。供電企業(yè)更不應(yīng)該只抄總表，線路損耗還由單位負(fù)擔(dān)，這不但嚴(yán)重侵害了各企事業(yè)單位的經(jīng)濟(jì)利益，而且還嚴(yán)重束縛了各企、事業(yè)單位生產(chǎn)力的解放。北京供電局在二零零一年十二月三日“關(guān)于重申居民住宅小區(qū)供電設(shè)施建設(shè)的有關(guān)規(guī)定中，就明確指示：“居民住宅實(shí)行一戶(hù)一表的含義，是指以住宅樓內(nèi)每戶(hù)居民為直接供電對(duì)象，由供電部門(mén)負(fù)責(zé)供電到樓、抄表到戶(hù)、收費(fèi)到戶(hù)、效勞到戶(hù)。居

31、民按照國(guó)家規(guī)定電價(jià)，直接向供電部門(mén)交費(fèi)。由于受人員編制的影響，目前很多供電企業(yè)仍然使用IC卡式電能表?？傊?，以上傳統(tǒng)管理方式的弊端為：一、大大束縛了生產(chǎn)力的解放；二、工作質(zhì)量差；三、抄表周期長(zhǎng)；四、效勞質(zhì)量低；五、表計(jì)運(yùn)行狀態(tài)無(wú)法監(jiān)測(cè)；六、線損統(tǒng)計(jì)波動(dòng)大；七、日、月、年用電量統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確；八、擾民現(xiàn)象嚴(yán)重；九、運(yùn)行本錢(qián)高。電量損失嚴(yán)重，勢(shì)必引發(fā)電價(jià)格上漲，形成惡性循環(huán)，激發(fā)社會(huì)的供需矛盾。三、 遠(yuǎn)程集中抄表階段九十年代中期，全國(guó)許多高科技企業(yè)開(kāi)始研發(fā)遠(yuǎn)程集中抄表，以適應(yīng)日益龐大的用電管理問(wèn)題，提高其效率、效益和現(xiàn)代化、自動(dòng)化、信息化、法規(guī)化水平，提高效勞質(zhì)量。經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的研究、開(kāi)發(fā)、試用、改良，

32、一些研發(fā)企業(yè)的產(chǎn)品已經(jīng)根本成熟，并開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。用低壓電力線做信道來(lái)傳輸計(jì)量表的量值是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的最正確方法，利用低壓電力線這一廣泛現(xiàn)存的傳輸媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表及自動(dòng)化管理，顯然有其無(wú)可比較的優(yōu)越性。它不但節(jié)省大量的人力、物力，提高企業(yè)的工作效率，防止供需雙方矛盾，而且能及時(shí)、準(zhǔn)確地了解各用戶(hù)的使用情況，對(duì)非正常用戶(hù)及時(shí)做出判斷，并加以解決。同時(shí)，還徹底解決了多年來(lái)一直存在的擾民問(wèn)題進(jìn)樓抄表，國(guó)際上通常稱(chēng)居室為隱私場(chǎng)所及相應(yīng)的社會(huì)治安隱患和各種不標(biāo)準(zhǔn)、不合理的抄表、收費(fèi)方式及其存在的弊病?？傊瑥氐捉鉀Q了傳統(tǒng)抄表含IC表管理方面的一切弊端。遠(yuǎn)程抄表方案主要是對(duì)電力載波通訊接口電能表

33、和裝有RS-RS-485通訊接口的電能表，智能采集終端通過(guò)RS-485接口讀取電能表的計(jì)量信息，集中器與智能采集終端采用電力線作信道進(jìn)行通信的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表管理系統(tǒng)。2.2 載波通信在電力系統(tǒng)典型應(yīng)用目前，電力線載波通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中成功應(yīng)用，主要以臺(tái)區(qū)為單位用于居民用電信息采集。集中抄表系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)、電力線載波數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等為根底的信息采集處理系統(tǒng)，由主站、集中器、采集器、電能表，以及主站與集中器、集中器與采集器或電能表之間的數(shù)據(jù)傳輸信道組成。圖 電力線載波通信在電力系統(tǒng)中的典型應(yīng)用集中抄表根本系統(tǒng)由主站、集中器、采集器、電能表四大局部組成：Ø 主站通常

34、由通信前置機(jī)、后臺(tái)工作站和數(shù)據(jù)庫(kù)效勞器和組成，可根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模進(jìn)行合理的配置。Ø 集中器是系統(tǒng)中的中心通信節(jié)點(diǎn)，一個(gè)臺(tái)區(qū)域通常配置一個(gè)，一個(gè)集中器可以采集該臺(tái)區(qū)下的所有電能表、采集器的計(jì)量數(shù)據(jù)，并能控制它們的運(yùn)行狀態(tài)，并采集臺(tái)區(qū)變壓器運(yùn)行參數(shù)。Ø 采集器用于采集多個(gè)用戶(hù)電能表電量信息，并經(jīng)處理后通過(guò)信道將數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)上一級(jí)的設(shè)備。Ø 電能表必須具備與采集器或集中器進(jìn)行通信或數(shù)據(jù)交換的能力，其種類(lèi)有具備載波通信能力的電能表、具備RS485總線通信能力的電能表、帶有有功電能量脈沖輸出裝置的電能表，以及采用其它通信方式與上級(jí)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的電能表。第三節(jié) 低壓集抄系

35、統(tǒng)方案說(shuō)明3.1 低壓集抄系統(tǒng)工作原理集中抄表系統(tǒng)是指利用微電腦技術(shù)，通信技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，通過(guò)通信介質(zhì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸和處理的系統(tǒng)。根據(jù)采用通訊載體的不同，目前主要有專(zhuān)線通信技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和電力線載波通信技術(shù)。利用電力線作為通信介質(zhì)實(shí)現(xiàn)電力線載波集中抄表系統(tǒng)是完成電力行業(yè)自動(dòng)抄表的最正確解決方案。如圖1所示，安裝在用戶(hù)電能表側(cè)的采集器模塊采集器或直接使用的載波電能表，采集并存儲(chǔ)電能表數(shù)據(jù)，并與采集終端或集中器進(jìn)行雙向通訊，集中器再通過(guò)GPRS/PSTN/GSM/RJ45等方式的傳輸媒介將電能數(shù)據(jù)發(fā)送至系統(tǒng)主站。同時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)手持抄表器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電能表、采集器、集中器的

36、數(shù)據(jù)抄讀和參數(shù)設(shè)置。圖1 系統(tǒng)工作原理3.2 系統(tǒng)示意圖根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境不同，集抄系統(tǒng)也有不同的運(yùn)行模式。對(duì)于電表集中表箱的情況，可采用采集器配置485表的模式我們通常稱(chēng)之為：半載波模式，集中安裝的抄表系統(tǒng)如圖2所示。對(duì)于分散與集中安裝電能表進(jìn)行集中抄表的情況，可以在單個(gè)電能表處加裝采集模塊或直接使用載波電能表，將數(shù)據(jù)經(jīng)低壓電力線參加載波信號(hào)燈多種方式上送到本地采集終端或集中器中去，如圖3所示。當(dāng)然，現(xiàn)場(chǎng)最方便、經(jīng)濟(jì)、有效的方式，還是采用全部載波表方式我們通常稱(chēng)之為：全載波模式。圖2 集中安裝的抄表系統(tǒng)圖3 分散與集中安裝電能表的抄表系統(tǒng)示意圖3.3 常見(jiàn)系統(tǒng)組網(wǎng)方案3.3.1 RS485

37、總線組網(wǎng)方案3.3.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3.1.2方案說(shuō)明主站和集中器之間可以通過(guò)公用 線/GSM/GPRS/CDMA/無(wú)線電臺(tái)/光纖等方式通信；集中器通過(guò)RS485總線方式和采集終端、485電表進(jìn)行通信；采集終端通過(guò)RS485總線方式和485電表進(jìn)行通信；另外，集中器還可以通過(guò)級(jí)聯(lián)485端口，和附近的配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端或其它集中器進(jìn)行通信信道的共享。3.3.1.3 方案特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)可靠的遠(yuǎn)程斷復(fù)電控制；缺點(diǎn)：布線施工難度大、本錢(qián)高。3.3.1.4 適用范圍由于系統(tǒng)需要敷設(shè)RS485通訊線路，所以適用于那些電表集中安裝、容易或允許敷設(shè)通訊線纜的新建或標(biāo)準(zhǔn)的住宅小區(qū)。3.3.2

38、 載波組網(wǎng)方案3.3.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖此系統(tǒng)下衍生出三種組網(wǎng)方案：3.3.2.2 全載波方案3.3.2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3.2.2.2 方案說(shuō)明集中器與電表之間直接通過(guò)電力線載波方式進(jìn)行通信，無(wú)需采集終端。3.3.2.2.3 方案特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單、本錢(qián)低；無(wú)需布線，工程施工方便。缺點(diǎn)：通信實(shí)時(shí)性差，但可通過(guò)補(bǔ)抄或抄電表的凍結(jié)電量來(lái)解決數(shù)據(jù)抄收問(wèn)題，成功率可以到達(dá)100；另外采用此方案時(shí)個(gè)別載波信號(hào)特別差的測(cè)量點(diǎn)較難實(shí)現(xiàn)可靠的遠(yuǎn)程斷復(fù)電控制。3.3.2.2.4 適合范圍首先是適用于供電半徑小的臺(tái)區(qū)，供電線路不應(yīng)太遠(yuǎn)；適用于電表分散安裝的臺(tái)區(qū)，如農(nóng)村、單戶(hù)型的高檔住宅小區(qū)。3.3.2.3

39、 半載波方案3.3.2.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3.2.3.2 方案說(shuō)明集中器與電表之間不是直接通信，中間連接了一個(gè)載波型采集終端；集中器首先與采集終端通過(guò)電力線載波方式進(jìn)行通信；采集終端與電表直接通過(guò)RS485總線方式進(jìn)行通信。3.3.2.3.3 方案特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)得到了簡(jiǎn)化，適用范圍廣；比總線方案降低了工程量和本錢(qián)。缺點(diǎn)：仍有一局部布線工程量；通信實(shí)時(shí)性較差，但可通過(guò)補(bǔ)抄或抄電表的凍結(jié)電量來(lái)解決數(shù)據(jù)抄收問(wèn)題，成功率可以到達(dá)100；另外采用此方案時(shí)個(gè)別載波信號(hào)特別差的安裝位置比較遠(yuǎn)的電表較難實(shí)現(xiàn)可靠的遠(yuǎn)程斷復(fù)電控制。3.3.2.3.4 適合范圍首先是適用于供電半徑小的臺(tái)區(qū)，供電線路不應(yīng)太遠(yuǎn)；適

40、用于那些電表集中安裝、但樓棟之間不允許敷設(shè)通信線纜的的住宅小區(qū)。3.3.2.4 混合載波方案3.3.2.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3.2.4.2 方案說(shuō)明對(duì)于集中安裝的電表，表箱旁邊安裝載波型采集終端，采集終端與電表之間用RS485總線方式進(jìn)行連接；集中器與采集終端通過(guò)電力線載波通信；對(duì)于個(gè)別分散安裝、且無(wú)法連接485通信線的電表，直接安裝載波電能表。 3.3.2.4.3 方案特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：通信實(shí)時(shí)性差，但可通過(guò)補(bǔ)抄或抄電表的凍結(jié)電量來(lái)解決數(shù)據(jù)抄收問(wèn)題，成功率可以到達(dá)100；另外采用此方案時(shí)個(gè)別載波信號(hào)特別差的安裝位置比較遠(yuǎn)的電表較難實(shí)現(xiàn)可靠的遠(yuǎn)程斷復(fù)電控制。3.3.2.4.4 適合范

41、圍首先是適用于供電半徑小的臺(tái)區(qū)，供電線路不應(yīng)太遠(yuǎn)；適用于那些電表集中安裝、但樓棟之間不允許敷設(shè)通信線纜的的住宅小區(qū)，同時(shí)存在小局部電力用戶(hù)分散的環(huán)境。3.3.3 無(wú)線組網(wǎng)方案3.3.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3.3.2 方案說(shuō)明集中器與電表之間不是直接通信，中間連接了一個(gè)無(wú)線型采集終端；集中器首先與采集終端通過(guò)短距離無(wú)線方式進(jìn)行通信；采集終端與電表直接通過(guò)RS485總線方式進(jìn)行通信。3.3.3.3 方案特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：通信實(shí)時(shí)性好，優(yōu)于載波通信效果；缺點(diǎn)：仍有一局部布線工程量；現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作量稍大；系統(tǒng)本錢(qián)較高。3.3.3.4 適用范圍適用情況和半載波組網(wǎng)方案類(lèi)似，適用于小型住宅區(qū)；適用于那些電表集中安裝

42、、但樓棟之間不允許敷設(shè)通信線纜的的住宅小區(qū)。青島東軟載波科技股份 系列產(chǎn)品第三章 系列產(chǎn)品介紹第一節(jié)載波芯片系列1.1 第IV代載波芯片系列第IV代載波通信芯片系列的核心芯片SSC1641是專(zhuān)門(mén)為電力線介質(zhì)作為通信信道而設(shè)計(jì)的電力線載波通信芯片。該芯片一款高集成度的電力線載波通信芯片，內(nèi)部集成有高性能微控制器MCU、低噪聲放大器LNA、可編程增益放大器PGA、10位A/D轉(zhuǎn)換器、8位D/A轉(zhuǎn)換器、數(shù)字濾波器、數(shù)字解調(diào)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC等，減少外網(wǎng)器件，提供通信可靠性；同時(shí)，該芯片采用貼片SOP封裝，減少芯片尺寸，提高生產(chǎn)效率，降低本錢(qián)。第IV代系列載波芯片型號(hào)及支持模式相關(guān)說(shuō)明如下：載波芯片型

43、號(hào)通訊參數(shù)2代模式3代模式3.5代模式4代模式芯片應(yīng)用類(lèi)型備注SSC1641波特率自適應(yīng),8,E,1×載波表、采集器通用載波芯片自適應(yīng)波特率：1200、2400、4800、9600bpsPLCI38-IV115200,8,E,1×集中器及抄控器載波發(fā)送芯片1.2 第3.5代載波芯片系列第3.5代載波芯片系列也稱(chēng)國(guó)網(wǎng)載波芯片系列是專(zhuān)門(mén)根據(jù)國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以電力線介質(zhì)作為通信信道而設(shè)計(jì)的擴(kuò)頻通信與數(shù)據(jù)處理芯片。該系列芯片具有通信可靠性高、處理數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可靠和平安的控制能力，且具有低本錢(qián)、低功耗、外圍器件少等特點(diǎn)。國(guó)網(wǎng)系列芯片共包括PLCI36G-E、PLCI36-E、PL

44、CI36M-E、PLCI36GM-E、PLCI38-E等。特別說(shuō)明，國(guó)網(wǎng)電能表載波芯片考慮各地市對(duì)載波通信接口波特率的不同，分為：PLCI36G-E、PLCI36-E、PLCI36M-E三種，其接口通信波特率分別為：2400bps、1200bps、9600bps。同時(shí)，針對(duì)國(guó)網(wǎng)采集器專(zhuān)用載波芯片PLCI36GM-E考慮實(shí)際應(yīng)用的方便性，增加無(wú)地址運(yùn)行模式，無(wú)論運(yùn)行3代還是3.5代模式。國(guó)網(wǎng)系列載波芯片型號(hào)及支持模式相關(guān)說(shuō)明如下：載波芯片型號(hào)通訊參數(shù)2代模式3代模式3.5代模式芯片應(yīng)用類(lèi)型備注PLCI36G-III-E2400,8,E,1×國(guó)網(wǎng)電能表載波芯片根據(jù)通訊速率不同，選擇不同型

45、號(hào)載波芯片。PLCI36-III-E1200,8,E,1×PLCI36M-III-E9600,8,E,1×PLCI36GM-III-E9600,8,E,1×國(guó)網(wǎng)采集器專(zhuān)用載波芯片無(wú)論運(yùn)行3代或3.5代模式，該芯片均支持采集器有、無(wú)地址兩種模式。PLCI38-III-E9600,8,E,1×集中器及抄控器載波芯片特別說(shuō)明，不支持2代運(yùn)行模式特別說(shuō)明，2021年3月5日之后出廠的PLCI36GM-III-E增加3代模式下無(wú)地址模式的支持。1.3 第III代載波通信芯片系列第III代載波通信芯片是專(zhuān)門(mén)為電力線介質(zhì)作為通信信道而設(shè)計(jì)的擴(kuò)頻通信芯片。該芯片具有通信

46、可靠性高、高效幀中繼轉(zhuǎn)發(fā)策略、信號(hào)強(qiáng)度指示、相位檢測(cè)以及完善的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信協(xié)議集，并且具有低本錢(qián)、低功耗、外圍器件少等特點(diǎn)。第三代載波通訊芯片共包括PLCI36-、PLCI36M-、PLCI38-、RT-等產(chǎn)品。第三代載波系列通信芯片型號(hào)及支持模式相關(guān)說(shuō)明如下：載波芯片型號(hào)通訊參數(shù)2代模式3代模式3.5代模式芯片應(yīng)用類(lèi)型備注ES16-III-×電能表載波芯片芯片內(nèi)部帶計(jì)量處理、存儲(chǔ)，可驅(qū)動(dòng)計(jì)度器 PLCI36-III1200,8,E,1×表計(jì)芯片PLCI36M-III9600,8,E,1×采集器芯片PLCI38-III9600,8,E,1×抄控器、集中器

47、芯片特別說(shuō)明，不支持3.5代運(yùn)行模式1.4 路由芯片系列隨著國(guó)家電網(wǎng)公司Q/GDW 376.2?電力用戶(hù)用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議：集中器本地通信模塊接口協(xié)議?的宣貫，我司對(duì)路由芯片進(jìn)行了一系列的開(kāi)發(fā)和升級(jí)工作。目前，推出的路由芯片有RTB-IV、RTB-III-E和RT-III三種。詳細(xì)的路由芯片運(yùn)行模式說(shuō)明，請(qǐng)參閱路由模塊系列相關(guān)說(shuō)明。路由芯片型號(hào)RTB-IVRTB-III-ERT-III通訊參數(shù)9600,8,E,19600,8,E,119200,8,N,1本地上行通訊接口協(xié)議RT-II v1.6協(xié)議××RT-III v1.6協(xié)議3代376.2標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議×3.5代

48、376.2標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議×3.5代376.2擴(kuò)展協(xié)議×4代376.2標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議××下行匹配載波芯片型號(hào)載波通道芯片SSC1641兼容-E系列、-III系列-E系列，如：PLCI36-III-EPLCI36M-III-EPLCI36G-III-EPLCI36GM-III-E兼容-III系列-III系列，如：PLCI36-III PLCI36M-III載波發(fā)送芯片PLCI38-IVPLCI38-III-EPLCI38-III-EPLCI38-III備注-*注：376.2標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議是指符合國(guó)網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的集中器本地通信模塊接口協(xié)議，國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議請(qǐng)參閱國(guó)家電網(wǎng)公司Q/GDW

49、 376.2?電力用戶(hù)用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議：集中器本地通信模塊接口協(xié)議?；3.5代擴(kuò)展模式指東軟自定義的高效率的并行多任務(wù)抄表模式。由于3.5代標(biāo)準(zhǔn)模式是基于集中式抄讀模式制定的協(xié)議，無(wú)法兼容并行、分布式等抄讀模式下的路由訪問(wèn)策略，所以我們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)Q/GDW 376.2協(xié)議根底上進(jìn)行了適當(dāng)擴(kuò)充。擴(kuò)展協(xié)議的具體內(nèi)容詳見(jiàn)?集中器與Router通信模塊間的擴(kuò)展通信協(xié)議_V1.4.doc?。RT-III v1.6協(xié)議是東軟公司國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)宣貫之前自行開(kāi)發(fā)定義的路由本地接口通訊協(xié)議，RT-III v1.6協(xié)議的具體內(nèi)容詳見(jiàn)?載波路由器接口協(xié)議RT-III(v1.6).pdf?。第二節(jié) 載波模塊系列2.1

50、單相載波模塊單相載波通信模塊是根據(jù)國(guó)網(wǎng)技術(shù)要求，基于DLT645-1997和DLT645-2007通信協(xié)議而開(kāi)發(fā)的，主要完成通過(guò)電力線通道與電能表MCU配合電量數(shù)據(jù)采集功能；設(shè)計(jì)完全符合國(guó)網(wǎng)下發(fā)的?電力用戶(hù)用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?。 單相載波通信模塊作為主站與終端設(shè)備之間的信息傳輸中轉(zhuǎn)站，在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中扮演非常重要的作用。主站下發(fā)的信號(hào)經(jīng)電力線由載波模塊進(jìn)行接收和解調(diào)后，送到終端設(shè)備進(jìn)行處理，然后將終端設(shè)備響應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，再通過(guò)電力線送回主站，完成主站與終端設(shè)備之間的交互。根據(jù)采用載波系列芯片不同，單相載波模塊有PLCS1630和PLCS1641兩種；其中，PLCS1630模塊采用PL

51、CI36G-III-E載波通信芯片為目前公司主流產(chǎn)品，而隨著近期IV代系統(tǒng)的推廣，PLCS1641模塊采用東軟IV代核心芯片SSC1641將得到廣泛應(yīng)用，并逐步替代PLCS1630模塊。一、 模塊結(jié)構(gòu)及尺寸說(shuō)明模塊外形尺寸為70mm長(zhǎng)×50mm寬×22.7mm高，模塊正視、側(cè)視、底視示意圖參見(jiàn)圖1、圖2。強(qiáng)電和弱電的整體位置如圖2所示，強(qiáng)電在左下角，弱電在右上角。單相載波模塊的結(jié)構(gòu)框圖如下：圖1 模塊正視、側(cè)視示意圖圖2 模塊底視示意圖模塊上的兩個(gè)指示燈為高亮、長(zhǎng)壽命LED指示燈，RXD指示燈為綠色，TXD為紅色。載波通信模塊指示燈說(shuō)明：TXD燈紅燈閃爍時(shí)，表示模塊向電網(wǎng)發(fā)

52、送數(shù)據(jù)；RXD燈綠燈閃爍時(shí)，表示模塊從電網(wǎng)接收數(shù)據(jù)。二、 單相載波模塊接口說(shuō)明1） 通信模塊弱電接口管腳定義通信模塊弱電接口采用2×6雙排插針作為連接件，電能表弱電接口采用2×6雙排插座作為連接件。圖C-3為通信模塊弱電接口管腳定義示意圖；單相電能表與通信模塊弱電接口管腳定義見(jiàn)表C-1。圖C-3通信模塊弱電接口示意圖表C-1電能表與通信模塊弱電接口管腳定義說(shuō)明電能表接口管腳編號(hào)模塊對(duì)應(yīng)管腳編號(hào)信號(hào)類(lèi)別信號(hào)名稱(chēng)信號(hào)方向(針對(duì)模塊)說(shuō) 明209預(yù)留RESERVE預(yù)留1910狀態(tài)EVENTOUTI電能表事件狀態(tài)輸出，當(dāng)有開(kāi)表蓋、功率反向、時(shí)鐘錯(cuò)誤、存儲(chǔ)器故障事件發(fā)生時(shí)，輸出高電平

53、，請(qǐng)求查詢(xún)異常事件；查詢(xún)完畢輸出低電平。電平上拉電阻在基表即電能表側(cè)。1811狀態(tài)STAO接收時(shí)地址匹配正確輸出0.2s高電平；發(fā)送過(guò)程輸出高電平，表內(nèi)CPU判定載波發(fā)送時(shí)禁止操作繼電器。電平上拉電阻在基表即電能表側(cè)。1712信號(hào)/RSTI復(fù)位輸入低電平有效1613信號(hào)RXDI通信模塊接收電能表CPU信號(hào)引腳5V TTL電平1514信號(hào)/SETIMAC地址設(shè)置使能；低電平時(shí)，方可設(shè)置載波模塊MAC地址。1415電源VDD通信模塊數(shù)字局部電源，由電能表提供。電壓：直流5V±5%，電流：50mA。1316信號(hào)TXDO通信模塊給電能表CPU發(fā)送信號(hào)引腳5V TTL電平12、1117、18電

54、源VSS通信地10、919、20電源VCC通信模塊模擬電源，由電能表提供，電壓范圍：12V15V，輸出功率：1.5W。濾波電容放電時(shí)間常數(shù)不小于10倍工頻周期，總?cè)萘坎恍∮?200F。2） 通信模塊載波耦合接口定義通信模塊采用2×4雙排插針作為連接件，其接口管腳排列見(jiàn)圖C-4，對(duì)應(yīng)管腳定義見(jiàn)表C-2，電能表接口采用2×4雙排插座作為連接件。圖C-4通信模塊載波耦合接口示意圖表C-2 電能表與載波通信模塊耦合接口管腳定義說(shuō)明電能表接口管腳編號(hào)模塊對(duì)應(yīng)管腳編號(hào)信號(hào)類(lèi)別信號(hào)名稱(chēng)信號(hào)方向(針對(duì)模塊)說(shuō)明1、27、8載波L電網(wǎng)相線作為信號(hào)耦合接入端3、4、5、65、6、3、4空空空引腳，PCB無(wú)焊盤(pán)設(shè)計(jì)，連接件對(duì)應(yīng)位置無(wú)插針，用于增加平安間距，提高