基于智能網(wǎng)絡(luò)的自動抄表系統(tǒng)
引言
電力線載波（Power Line Carrier---PLC）自動抄表系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了供電部門抄表工作效率，減輕了工作人員的抄表工作強度。但隨著日益普及的網(wǎng)絡(luò)時代的來臨，網(wǎng)絡(luò)化管理將使抄表技術(shù)具備更高的效率和生產(chǎn)力。本文以一基于智能網(wǎng)絡(luò)的自動抄表系統(tǒng)的方案設(shè)計為例，試分析了自動抄表系統(tǒng)在智能網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。
1. 通信網(wǎng)和智能網(wǎng)絡(luò)
所謂通信網(wǎng), 是指由各種通信節(jié)點（端節(jié)點、交換節(jié)點、 轉(zhuǎn)接點）及連接各節(jié)點的傳輸鏈路互 相依存的有機結(jié)合體, 以實現(xiàn)兩點及多個規(guī)定點間的通信體系。由通信網(wǎng)的定義可看出, 從物理結(jié)構(gòu)或從硬件設(shè)施方面去看, 它由終端設(shè)備、交換設(shè)備及傳輸鏈路三大要素組成。這里的終端設(shè)備主要包括電話機、 PC機、 移動終端等設(shè)備。交換節(jié)點包括程控交換機、 分組交換機、 ATM交換機、移動交換機、 路由器設(shè)備等等。傳輸鏈路即為各種傳輸信道, 如電纜信道、光纜信道、 微波、衛(wèi)星信道及其他無線傳輸信道等。
智能網(wǎng)是在現(xiàn)有電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，能方便、靈活地向用戶提供和處理各種智能化通信新業(yè)務(wù)的一個網(wǎng)絡(luò)體系。
智能網(wǎng)是建立在通信網(wǎng)之上的一種體系結(jié)構(gòu)化的概念, 它可以為各種通信網(wǎng)提供增值業(yè)務(wù), 是疊加在各種通信網(wǎng)基礎(chǔ)上的一種網(wǎng)絡(luò)。所以，智能網(wǎng)是以計算機和數(shù)據(jù)庫為核心的，它的主要組成部分有：業(yè)務(wù)交換點（SSP）——它是用戶進入智能網(wǎng)的接入點，它是一個交換機，用來識別用戶對智能網(wǎng)的呼叫，把用戶的請求傳送給業(yè)務(wù)控制點。業(yè)務(wù)控制點（SCP）——是智能網(wǎng)的中心，通常是由大、中型計算機和大型數(shù)據(jù)庫組成，完成各種智能業(yè)務(wù)的實現(xiàn)。它接受SSP送來的信息，向數(shù)據(jù)庫查詢并向SSP發(fā)出處理的信令。
圖1智能網(wǎng)與現(xiàn)有通信網(wǎng)的關(guān)系
略（詳見《電工儀表與公用表計行業(yè)信息》第5期）
2. 基于智能網(wǎng)的自動抄表系統(tǒng)的設(shè)計
2.1 基于智能網(wǎng)的自動抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
基于智能網(wǎng)的自動抄表系統(tǒng)，是對建立在電力線載波（PLC）通訊網(wǎng)絡(luò)、公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN）、計算機網(wǎng)絡(luò)（Intranet/Internet）三大網(wǎng)絡(luò)，利用多種通訊方式，將分散在用戶現(xiàn)場各電能表數(shù)據(jù)科學(xué)采集、上傳、處理、最終送到管理層，滿足了抄表計費、管理決策、工程分析的需求。我們可以將這一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為三層。分別為用戶層、中間層和管理層。
l 用戶層。用戶層即分散在各小區(qū)的用戶電能表。電能表除了進行尖、峰、平、谷等電量的精確計量外，還要將計量數(shù)據(jù)采集并保存。通過PLC網(wǎng)絡(luò)將該數(shù)據(jù)進行直接傳輸或通過其它電能表中繼傳輸至數(shù)據(jù)集中采集設(shè)備（簡稱集中器）。集中器將接收的數(shù)據(jù)進行處理和保存。
l 中間層。集中器采集的電能表數(shù)據(jù)要及時、主動地向上一層抄表前置計算機（簡稱抄表前置機）上傳。并響應(yīng)抄表前置機的抄表指令，將抄表數(shù)據(jù)進行凍結(jié)或更新。這一通訊方式常常是基于PSTN、ISDN、GPRS等。考慮到抄表的經(jīng)濟性和可靠性，常常采用較成熟的PSTN或ISDN網(wǎng)絡(luò)。
l 管理層。當抄表前置機采集到電表現(xiàn)場的數(shù)據(jù)后，要將該數(shù)據(jù)再送到數(shù)據(jù)分析工作站，對數(shù)據(jù)進行分析、過濾，以保證數(shù)據(jù)的準確性。然后再將經(jīng)分析后的數(shù)據(jù)送到結(jié)算中心，進行電量、電費的結(jié)算或送至相應(yīng)的管理部門做為分析、決策的依據(jù)（如線電損分析等）。甚至還要通過Internet或95598電話網(wǎng)(電力部門電話查詢專號)將用戶數(shù)據(jù)進行發(fā)布，以實現(xiàn)與用戶的互動。這一過程通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的進一步交換，我們稱為數(shù)據(jù)的管理層。
2.2 常見的抄表網(wǎng)絡(luò)比較
2.2.1 總線式網(wǎng)
圖2： 總線方式自動抄表方式（略，詳見《電工儀表與公用表計行業(yè)信息》第5期）
總線方式自動抄表系統(tǒng)如圖2所示，即在集中器與電能表之間增加了RS485通訊方式進行連接。集中器可以實時地抄收所管轄的電能表數(shù)據(jù)。這種總線式自動抄表系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集一次讀成功率高，可靠性好的優(yōu)點，但需穿墻打孔，布線麻煩，給工程安裝和系統(tǒng)維護造成很大困難。
2.2.2 無線信道網(wǎng)絡(luò)
圖3略（詳見《電工儀表與公用表計行業(yè)信息》第5期）
無線信道自動抄表系統(tǒng)如圖3所示，即在集中器和電能表內(nèi)部裝有無線數(shù)傳模塊，集中器通過無線方式將電能表的數(shù)據(jù)抄收并保存。它的不足之處是無線數(shù)傳的有效距離只能達到500-800m左右，對于電能表安裝分散的小區(qū)不宜使用。
2.2.3 有線電視寬帶網(wǎng)
基于有線電視寬帶網(wǎng)的自動抄表系統(tǒng)一般由RS485/RF轉(zhuǎn)換器先以RS485方式將同一樓道單元內(nèi)的電能表數(shù)據(jù)集中起來，再轉(zhuǎn)調(diào)制為有線電視射頻信號并送到有線電視網(wǎng)。在每個有線臺前端由一個有線調(diào)制解調(diào)器將電能表數(shù)據(jù)解調(diào)出來，再通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳到供電部門數(shù)據(jù)管理中心。這種自動抄表系統(tǒng)的優(yōu)點是傳輸速率高、一次抄讀成功率高、傳輸可靠，但對有線電視網(wǎng)必須是雙向通信的要求，這與目前實際的情況尚有差距，目前在一些城市或小區(qū)還不完全具備此條件。
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