电能表数据采集系统中多种通信方式的实际应用

电能表数据采集系统中多种通信方式的实际应用

王立1王世雄2

王立1王世雄2

（1国网陕西省电力公司榆林供电公司;2国网陕西省电力公司神木县供电公司）

摘要：电能表数据采集系统简称DL2000，是提高用户用电体验的重要方式。本文中，对DL2000中的数据通讯进行科学分析，并剖析系统中通讯方式的优、缺点，阐述其适用范围。在DL2000软件的设计等方面进行简述，以此来反映出DL2000的实际应用。

关键词：电能表数据采集系统；通信方式；实际应用

现阶段，我国实现了“一户一表”的发展目标，用户的电表使用量也随之增多，同时加大了工作人员的抄表工作量。传统的电费抄收方式主要以人工方式进行按月抄表。这种抄收方式的工作量较大、环节众多，时效性差，计算的差错率相对较高。在少抄、错抄或者漏抄的影响下，会直接影响电力部门的整体效益，使国家的电力资源造成很大程度的浪费。DL2000在计算机与数字通信等科学技术的指导下，实现了抄表的高速度与高效率，并能够与计算机实现联网合作，减轻相关人员的工作强度，减少抄表误差。该系统的自动化水平使我国的电力资源得到充分利用，它不仅能够应用在工业抄表层面，更能应用在居民用户的抄表工作中。

一、DL2000的通讯方式

DL2000由采集模块、电能表、集中器、主站系统等因素组成，可以利用网络技术实时连接供电局的用电系统，实现抄表与收费工作的系统化与一体化。

在DL2000中，数据的通讯方式包括上行数据通信、下行数据通信。主站和集中器之间产生的数据通信称为上行数据通信，主要的通信介质是电话、专线或者是无线，即在集中器端与主站端之间设置适用性强的通信设备，并使设备与主站计算机相连，具体连接在计算机的并口、串口或者USB接口处。

为了实现数据采集时的高速性，可使多个接口共同工作，由主站软件对接口的实际工作情况进行合理判断。采集器和集中器之间产生的数据通信称为下行数据通信。主要的通信方式有电力线载波与485总线。基于通信方式的差异，采集模块与集中器、主站与集中器之间的具体通讯规约也呈现出多样性。集中器的具体类型可通过主站软件进行智能化判断，并且需要在正确通讯规约的前提下实现数据传送[1]。

二、数据通信方式的科学比较

（一）上行数据通信方式

DL2000在上行数据通信方式上采用无线数据、专线数据、电话数据三种采集系统。

1.无线数据采集方式

利用无线方式进行数据采集于传输能够实现双方的数据信息传送方便、迅速等优势，并且采集数据的耗时短、效率高，速率能从300bps至1200bps中任意选择。传送信息的频段能够在10MHz到数百MHz中任意选择，缩减了传输中的其他环节。传送方式上可利用定时传送或者轮询传送，目前很多地区都完善了负荷监控管理的相关功能，因此抄表功能会得到更大程度的发挥。

2.电话数据采集方式

利用电话方式进行数据采集与传输，具有投资成本低、操作方便等优势。这种数据采集方式不需要单独拉线，利用电话便可以传送所采集到的数据信息，并且各个主站对于采集终端的连接数目不进行限制。这种方式并不要求大面积的铺设线路等，因此施工量较小，而且电话的传送性能高，因此数据传送不受距离干扰，具有传送的距离远、速度快等优点。其传送的速率通常是300bps至9600bps之间，速率能够实现多变性。此外，这种传输方式的抄收容量较大，用户的数量没有上限。但是，这种传输方式需要在工业、民用电话通道上实现数据传输，因此需要邮电业给予适当的支持、协调与配合[2]。

3.专线数据采集方式

利用专线方式进行数据采集与传输是指在集中器与主站之间设置通讯的专用通道，这种方式具有抄收高速、准确性高的优势，数据在传输中可以免受外界的干扰。但是，它的建设费用较高，需要投资传输专线。

（二）下行数据通信方式

下行数据通信方式具体分为电力载波数据采集与总线数据采集的方式。

1.电力载波数据采集方式

该种采集方式包括单表采集于多表采集。单表采集是每块电能表中都会安装一块载波采集的模块，并且作为独立的模块进行数据采集、计算，再利用低压电力线和集中器实现通信。多表采集则是将多个电能表的数据进行集中处理、计算和打包。优势是：充分利用资源、技术先进[3]。

2.总线数据采集方式

485总线数据采集方式由采集器、数据通道、主站计算机、电能表等因素组成。采集器主要负责处理、计算多个电能表的数据，并集中的打包发送。多个采集器利用集中器和485双绞线的连接，形成485网络。集中器主要负责通信。这种方式具有技术纯熟、操作简单，实用性强等优点。同时，它不需要改造全电子式的电能表，传输的速率较高，可靠性强。在信道编码技术与网线优化配置的前提下，该方式可以实现抄收率高、可用率高的特点。每个用户采用的是集中抄收方式，可以使他们的成本得到降低，同时节约了系统造价[4]。

三、数据通信方式的软件设计

各地的具体情况不同，因此采用的数据通信方式也存在不同，因此要求DL2000必须具备综合抄表功能，使用户根据自身需要选配适当的通信方式。

DL2000应当实现数据通信方式中模块的独立性，除了电能表数据库需要实现通用性以外，其他的硬件都需独立。这是保证模块间独立性与整合性的基础，为了实现数据通信方式的协调性，需要实现各个硬件设备形式的多元化。

（一）合理配置通信规约

通信规约的配置必须采用不用的配置方式，在不同型号产品的利用下，通信规约也具有差异性。简言之，在数据通信方式中选择了某型号的产品则需对该型号产品进行通信规约的添加。

通信规约的具体选择是：对数据传输类型、规约类型进行明确定义，在通信完成连接以后，需要对数据传输类型、规约类型选择动态连接库，并选择合适的抄表功能函数[5]。

（二）选择合理的数据通信方式

数据通信方式的不同决定了对计算机端口的要求不同。我国最实用的通信方式是电话连接、无线连接和电缆直接连接，在计算机的多端口前提下，可以实现多方式采集数据。如果计算机只有两个串口、一个并口，或是有USB接口、SCSI接口，那么就决定了它连接的设备数量与类型存在差异。为了使串口的数量得到增加，系统可应用串口技术。具体操作为：用户在计算机上插入多串口卡，再依照说明书进行设置，多串口卡的串口数量，就是计算机增加的串口数量。

结束语：

为了满足用户的通信需求、电能表数据采集系统被更为广泛的运用。该系统在硬件设置、软件探究中始终坚持功能独立、结构开放的原则。系统根据用户提出的应用要求、通信方式等将电能表内部的模块进行智能组合，并且自动设定硬件参数，便于用户的方便、简单操作。电能表的应用不仅能够准确、高效的进行电能表数据采集、数据精算，同时降低相关人员的劳动难度与强度，使用户的多种效益得到提升。

参考文献：

[1]郑煊,刘萌,李娟等.基于Internet和PLC的电能表数据采集系统的设计[J].低压电器,2012,5(10):51-55.

[2]黄建业,李双洋,郭谋发等.单相电子式电能表短距离无线通信接口设计[J].电力系统保护与控制,2010,38(24):172-177.

[3]姜洪浪.电能表通信测试系统的设计与实现[D].北京邮电大学,2010.

[4]田春雨.一种新型测试智能电能表终端通信可靠性技术[J].数字通信世界,2016,8(3):231-232.

[5]杨艳丽,鲍远慧.基于Modem通信的多用户智能电能表系统的研究[J].科技通报,2010,26(5):758-762.