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類型分類：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類：: 扭矩傳感器

無(wú)線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)

發(fā)布日期：2022-04-27 點(diǎn)擊率：65

    1 系統(tǒng)應(yīng)用背景
         挨家挨戶敲門(mén)查電表的方式，無(wú)論是對(duì)敲門(mén)的人來(lái)講，還是對(duì)被敲門(mén)的人來(lái)講，都是一件麻煩的事情。現(xiàn)在已有許多住宅用戶都用上了預(yù)付費(fèi)電卡，省去了查表的麻煩，但對(duì)電力部門(mén)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)仍然是一個(gè)有待解決的問(wèn)題。通過(guò)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，電力部門(mén)可將工業(yè)和民用電表采集的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞到地、市、省級(jí)的集中監(jiān)控中心，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力監(jiān)測(cè)設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控和分布式管理。

2 系統(tǒng)概述
         集中抄表系統(tǒng)是指由主站通過(guò)傳輸媒體(無(wú)線、有線、電力線載波等信道或IC卡等介質(zhì))將多個(gè)電能表電能量的記錄值(窗口值)的信息集中抄讀的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由采集用戶電能表電能量信息的采集終端(或采集模塊)、集中器、信道和主站等設(shè)備組成。集中器數(shù)據(jù)可通過(guò)信道遠(yuǎn)距離傳送到主站或經(jīng)IC卡等介質(zhì)集中抄收后輸入到主站計(jì)算機(jī)。居民小區(qū)的所有電表首先連接到電表集中器，居民用戶的用電數(shù)據(jù)由復(fù)費(fèi)率電表通過(guò)RS485、RS232傳到電表集中器，電表集中器通過(guò)RS232、RS485、以太網(wǎng)、電話線等透明數(shù)據(jù)傳輸終端連接，電表數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)協(xié)議封裝后發(fā)送到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至配電數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線連接。
系統(tǒng)的功能
        1、定時(shí)抄表（周期可調(diào)）。
　　2、可以同時(shí)抄到多塊表的數(shù)據(jù)。
　　3、傳輸速率為9600bPS，
　　4、能識(shí)別表是否正常工作，如果用戶的表有異常錯(cuò)誤時(shí)本系統(tǒng)有自動(dòng)上報(bào)功能。
　　5、可以遠(yuǎn)程凍結(jié)用戶的表。
　　6、可以實(shí)時(shí)跟蹤某塊表。
　　7、定時(shí)上報(bào)。
　　8、可以隨時(shí)抄取某塊表的某項(xiàng)。

3 系統(tǒng)組成
         集中抄表系統(tǒng)由分布在全市、縣各地的電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，無(wú)線/有線的通訊網(wǎng)絡(luò)和建在省、市、縣的電力部門(mén)的配電中心站及電力管理部門(mén)的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)組成。
1、電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)：

　　電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)位于居民小區(qū)的信息中心，居民用戶的用電數(shù)據(jù)由復(fù)費(fèi)率電表首先通過(guò)RS485接口通過(guò)雙絞線連接到位于小區(qū)信息中心的電表集中器，電表集中器再通過(guò)RS232接口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連。通過(guò)GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GSM網(wǎng)絡(luò)，通過(guò) GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至電力公司數(shù)據(jù)中心電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線連接。
　　電表集中器通過(guò)RS485接口直接連接到電表上，既可支持單個(gè)電表，也可以同時(shí)支持多個(gè)電表，實(shí)現(xiàn)對(duì)電表參數(shù)的采集、存儲(chǔ)、預(yù)處理或并將采集到的電表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到配電中心；同時(shí)，電表集中器還可將配電中心發(fā)送的遙控指令傳給電表控制模塊，對(duì)電表進(jìn)行控制操作。
2、配電中心

　　配電中心服務(wù)器申請(qǐng)配置固定IP地址，采用省移動(dòng)通信公司提供的DDN專線，與GPRS/電話網(wǎng)絡(luò)相連。由于DDN專線可提供較高的帶寬，當(dāng)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求。
　　配電中心RADIUS服務(wù)器接受到網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的數(shù)據(jù)后先進(jìn)行AAA認(rèn)證，后傳送到配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)，通過(guò)系統(tǒng)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
　　配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)可進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和計(jì)費(fèi)管理，對(duì)電力數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、計(jì)算、存儲(chǔ)、分析、管理等，可對(duì)異常情況進(jìn)行告警，同時(shí)對(duì)用戶使用情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證電力局的合法收益。
3、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：

　　電表集中器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)接口功能模塊同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，最終傳送到配電中心IP地址。
　由于通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址，各個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。

4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
4.1 系統(tǒng)完整性設(shè)計(jì)
1、系統(tǒng)成套性設(shè)計(jì)，系統(tǒng)由各類電表系統(tǒng)采集點(diǎn)和中心站及電力部門(mén)管理用戶應(yīng)用終端構(gòu)成。
2、系統(tǒng)軟件完整性設(shè)計(jì)，提供中心站電表采集點(diǎn)組網(wǎng)監(jiān)控軟件一套，包括：數(shù)據(jù)傳輸、處理、入庫(kù)、監(jiān)控子系統(tǒng)，資料實(shí)時(shí)顯示、歷史資料統(tǒng)計(jì)查詢、故障報(bào)警子系統(tǒng)。該軟件基于GIS地理信息系統(tǒng)和SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)。另提供采集點(diǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析軟件一套，該軟件安裝在電力部門(mén)管理用戶處，提供電網(wǎng)實(shí)況監(jiān)控、資料實(shí)時(shí)顯示、歷史資料查詢、故障報(bào)警和數(shù)據(jù)分析等功能。
3、防護(hù)性能設(shè)計(jì)。參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行三防性能設(shè)計(jì)，使自動(dòng)抄表數(shù)據(jù)采集設(shè)備能相應(yīng)的電力環(huán)境下長(zhǎng)期正常穩(wěn)定地工作。
4、防干擾設(shè)計(jì)。考慮到儀器全天候無(wú)人值守作業(yè)，完善可靠的設(shè)備防干擾設(shè)計(jì)是非常重要的。自動(dòng)采集點(diǎn)配備的防干擾組件提供了涵蓋全套設(shè)備等一整套保護(hù)功能。并具有損壞遠(yuǎn)程主動(dòng)報(bào)警功能，易于用戶及時(shí)維護(hù)。
5、系統(tǒng)擴(kuò)充性設(shè)計(jì)。可擴(kuò)充性體現(xiàn)在中心站軟件和自動(dòng)站硬件上，現(xiàn)有中心站軟件采用GIS地理信息系統(tǒng)，支持5000套以上自動(dòng)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的接入與管理。稍加改動(dòng)，原則上數(shù)量不受限制。采用獨(dú)特的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，提供數(shù)據(jù)的共享和發(fā)布。系統(tǒng)中的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，方便今后進(jìn)行系統(tǒng)的擴(kuò)充。
4.2 系統(tǒng)先進(jìn)性設(shè)計(jì)
1、追求先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)，其中內(nèi)控指標(biāo)應(yīng)優(yōu)于客戶要求。
2、采用先進(jìn)的元器件，采用最新的低功耗MCU和高集成度、高性能的若干模塊。
3、采用先進(jìn)的通訊技術(shù)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)可采用均線的GPRS/CDMA1X和SMS短信熱備份通訊技術(shù)或有線的電話線技術(shù)。
4、采用先進(jìn)的軟件技術(shù)，采用新的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)、獨(dú)特的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎技術(shù)、商用主流地理信息系統(tǒng)。
5、采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理方法，采用數(shù)字濾波、數(shù)字界限剔除、數(shù)字校驗(yàn)與修復(fù)技術(shù)，提高數(shù)據(jù)的抗干擾能力，確保數(shù)據(jù)的正確性。
6、先進(jìn)的電磁兼容設(shè)計(jì)。采用新穎的濾波器和開(kāi)關(guān)電源，自動(dòng)站采集器進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)。
7、先進(jìn)的防雷技術(shù)，電源系統(tǒng)采用3級(jí)防雷(交流供電中提供)，信號(hào)采用2級(jí)防雷。
8、先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。
4.3 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)
1. 采用具有先進(jìn)性的成熟產(chǎn)品，自動(dòng)抄表系統(tǒng)均采用了成熟產(chǎn)品，穩(wěn)定可靠，減少了技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
2. 采用北京碩人時(shí)代的STEC系列數(shù)據(jù)采集器采用模塊化設(shè)計(jì)，減少維護(hù)時(shí)備品備件的周轉(zhuǎn)量。
3. 統(tǒng)擴(kuò)充性強(qiáng)，方便各種子站的接入，減少了系統(tǒng)以后擴(kuò)容的難度和成本。
4. 完全自主研發(fā)，降低了軟件費(fèi)用和硬件成本。
4.4 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)
1、可靠性設(shè)計(jì)是保證系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵，決定了產(chǎn)品的固有質(zhì)量水平。系統(tǒng)硬件和軟件均重視可靠性設(shè)計(jì)。
2、所有自動(dòng)站都是經(jīng)過(guò)可靠性設(shè)計(jì)且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)行充分驗(yàn)證。
3、重視元器件的可靠性，選用著名品牌的元器件、機(jī)殼。如STEC數(shù)據(jù)采集器的CPU選用美國(guó)Motorola公司powerpc32位CPU主頻達(dá)66MHz，實(shí)時(shí)Linux操作系統(tǒng)，才用屏閉的外殼設(shè)計(jì)。
4、通訊可靠性。由推廣進(jìn)入正常商用階段的無(wú)線或有線。通訊承載系統(tǒng)可靠性可以得到保證。通訊組件采用適合惡劣環(huán)境的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
5、中心站軟件可靠性設(shè)計(jì)。針對(duì)電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)軟件運(yùn)行中的關(guān)鍵語(yǔ)句進(jìn)行異常捕捉并記錄日志。
6、運(yùn)行ISO9001-2000質(zhì)量管理體系，全方位保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、安裝和售后服務(wù)的可靠性。

5 系統(tǒng)硬件
5.1 碩人時(shí)代ARKA系列的性能

　　ARKA系列可編程控制器是北京碩人時(shí)代科技有限公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的基于CAN總線的可編程控制器。ARKA系列控制器采用美國(guó)菲斯卡爾PLC專用芯片為主CPU，采用CAN總線作為模塊間通訊總線，支持C語(yǔ)言和腳本編程。CPU主頻達(dá)20MHz16位的，提供48KB的用戶程序區(qū)、16KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。ARKA系列可編程控制器可以提供一個(gè)CAN總路線接口、一個(gè)232接口、一個(gè)485接口、支持MODBUS協(xié)議、CDMA/GPRS通訊等等多種通訊方式。

5.2 系統(tǒng)構(gòu)成

　 ARKA數(shù)據(jù)采集器是遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的核心部分，采集器的性能、穩(wěn)定性將關(guān)系到整個(gè)自動(dòng)站的的性能和穩(wěn)定性，因此我們結(jié)合自動(dòng)站的要求和現(xiàn)場(chǎng)傳感器的實(shí)際情況在這兩個(gè)方面進(jìn)行了有針對(duì)性的加強(qiáng)，在硬件條件已基本確定的情況下，在編程上使用一些措施以彌補(bǔ)硬件的不足和滿足自動(dòng)站的要求。

根據(jù)抄表對(duì)向的不同我們?cè)O(shè)計(jì)以下三種抄表模式：
5.2.1居民用戶抄表系統(tǒng)
1、電表：1.0級(jí)單相靜止式（電子式）電度表，具有光耦脈沖輸出功能。
2、帶GPRS功能的采集器（內(nèi)置Saro-3130P的GPRS-DTU）：
（1）24個(gè)I/O口，可帶24戶電度表
　　（2）停電數(shù)據(jù)保護(hù)
　　（3）帶后備電源，停電后仍可抄表
3、抄表內(nèi)容：（1）電量（2）其他
　　4、抄表形式：（1）自動(dòng)抄表（2）定時(shí)上報(bào)
5、告警內(nèi)容：（1）開(kāi)箱告警（2）停電告警
1）可增加遠(yuǎn)程控制拉閘功能，電能表要增加內(nèi)置繼電器。
　　2）技術(shù)指標(biāo)：
　　（1）系統(tǒng)容量：采集器容量：最多接24塊電表；系統(tǒng)容量：原則上不受限制，實(shí)際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定；
　　（2）通信距離：采集器與電表：采用雙芯多股線，對(duì)于機(jī)械表，距離≤500m；對(duì)于電子式電表，距離≤50m。
　　主站與采集器：采用無(wú)線或電話網(wǎng)絡(luò)作為通信介質(zhì)，距離不受限制；
（3）通信成功率:
　　主站與采集器之間，采用基于可靠連接的TCP/IP協(xié)議，通信成功率為100%。
5.2.2大集團(tuán)用戶抄表系統(tǒng)
　　1、電表：
　　A）三相有功無(wú)功多功能表，有功0.5級(jí)、無(wú)功2級(jí)，具有RS-485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約。或者使用：
　　B）三相有功復(fù)費(fèi)率表，有功1級(jí)，具有RS-485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約。
　　實(shí)現(xiàn)電能量（有功、無(wú)功）的計(jì)量和功率因數(shù)、電壓、電流、頻率等參數(shù)的測(cè)量。
　　2、帶GPRS功能的采集器（內(nèi)置Saro-3130P的GPRS-DTU）：
　　（1）帶一個(gè)與電能表通訊的RS-485接口，一個(gè)與主站系統(tǒng)通信的GPRS接口，三個(gè)用于報(bào)警監(jiān)測(cè)的開(kāi)關(guān)量輸入口和三個(gè)用于遠(yuǎn)程控制的模擬量輸出口。
　　（2）支持部標(biāo)通信規(guī)約
　　（3）停電數(shù)據(jù)保護(hù)
　　（4）控制輸出（用于遠(yuǎn)程控制拉閘或其他功能）
　　（5）帶后備電源，停電后仍可抄表
　　3、系統(tǒng)功能
　　（1）設(shè)置電能表的參數(shù)，讀取各種計(jì)量和管理數(shù)據(jù)；
　　（2）抄表數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、查詢、備份、報(bào)表、圖表生成；
　　（3）廠站管理；
　　（4）自動(dòng)抄表、定時(shí)上報(bào)、實(shí)時(shí)查詢等；
　　（5）掉電數(shù)據(jù)保存；
　　（6）瞬時(shí)量數(shù)據(jù)的綜合處理；
　　（7）系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份、存檔和向外輸出數(shù)據(jù)；
　　（8）歷史數(shù)據(jù)事件記錄功能；
　　（9）實(shí)時(shí)報(bào)警；
　　（10）根據(jù)線路上的表計(jì)關(guān)系計(jì)算線路損耗；
　　（11）可提供多路模擬量、開(kāi)關(guān)量輸入，實(shí)現(xiàn)開(kāi)箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過(guò)壓告警、過(guò)流告警、過(guò)載告警、傾斜或移動(dòng)報(bào)警等其他功能；
　　（12）遠(yuǎn)程控制斷電功能；
　　（13）采集的參數(shù)豐富，如：當(dāng)前、上月、正向有功、反向有功、無(wú)功四象限的總及尖、峰、平、谷四費(fèi)率電量；正向、反向、有功、無(wú)功的最大需量及最大需量發(fā)生時(shí)間；有功功率、無(wú)功功率、三相電壓、三相電流、功率因數(shù)；感想失壓累計(jì)次數(shù)、失壓累計(jì)時(shí)間、集抄器停電起止時(shí)間等；單位時(shí) 間負(fù)荷曲線、三相電流曲線、三相電壓曲線、有功功率曲線、無(wú)功功率曲線、功率因數(shù)曲線。
7、技術(shù)指標(biāo)：
　　（1）系統(tǒng)容量：采集器容量：最多接255塊電表；系統(tǒng)容量：原則上不受限制每表一號(hào)，實(shí)際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定；
　　（2）通信距離：采集器與電表：采用RS-485接口及屏蔽雙絞線，距離≤500m。主站與采集器：采用GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通信介質(zhì)，距離不受限制；
　　（3）通信成功率: 主站與采集器之間，采用基于可靠連接的TCP/IP協(xié)議，通信成功率為100%；
　　（4）完全符合IEC1107標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)電公司DL/T645《多功能電能表通訊規(guī)約》；
　　（5）工作電源：交流220V±20%，50Hz；
　　（6）通信速率：1200bps～33.6kbps；
　　（7）采集器功耗：≤1.5W
　　（8）工作環(huán)境條件：溫度：-10℃～50℃，相對(duì)濕度：≤90%；
　　（9）耐壓強(qiáng)度：2KV；絕緣電阻：2M歐姆；
　　（10）電表數(shù)據(jù)抄收率、可靠性和讀數(shù)準(zhǔn)確率達(dá)到100%。
5.2.3變電站抄表系統(tǒng)
1、電表：三相有功無(wú)功多功能表。
2、帶GPRS功能的采集器（內(nèi)置Saro-3130P的GPRS-DTU）：
　　（1）帶一個(gè)485口，三個(gè)開(kāi)關(guān)量和三個(gè)模擬量；
　　（2）支持部標(biāo)通信規(guī)約；
　　（3）停電數(shù)據(jù)保護(hù)；
　　（4）控制輸出；
　　（5）帶后備電源，停電后仍可抄表。

　　3、抄表內(nèi)容：
　　（1）電壓、電流；
　　（2）有功正、反向分時(shí)電量；無(wú)功四象限分時(shí)電量；
　　（3）有功正、反向分時(shí)最大需量及發(fā)生時(shí)間；
　　（4）無(wú)功正、反向分時(shí)最大需量及發(fā)生時(shí)間；
　　（5）斷相時(shí)間、次數(shù)及斷相期間用電量；
　　（6）負(fù)荷曲線。
　　4、抄表形式：
　　（1）自動(dòng)抄表；
　　（2）定時(shí)上報(bào)；
　　（3）實(shí)時(shí)查詢。
　　5、告警內(nèi)容：
　　（1）開(kāi)箱告警；
　　（2）停電告警；
　　（3）逆相告警；
　　（4）超溫告警；
　　（5）過(guò)壓告警；
　　（6）過(guò)流告警；
　　（7）過(guò)載告警；
　　（8）傾斜或移動(dòng)報(bào)警等其他功能。
　　6、技術(shù)指標(biāo)：
　　（1）系統(tǒng)容量：采集器容量：最多接255塊電表；系統(tǒng)容量：原則上不受限制每表一號(hào)，實(shí)際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定；
　　（2）通信距離：采集器與電表：采用RS-485接口及屏蔽雙絞線，距離≤500m。主站與采集器：采用GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通信介質(zhì)，距離不受限制；
　　（3）通信成功率: 主站與采集器之間，采用基于可靠連接的TCP/IP協(xié)議，通信成功率為100%。 2.4系統(tǒng)軟件 GPRS自動(dòng)抄表系統(tǒng)的核心部分是系統(tǒng)軟件，它遵循DL/T645部標(biāo)通訊規(guī)約，并有擴(kuò)展性。

5.3 硬件系統(tǒng)的組成

　　該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器與通訊系統(tǒng)和中心控制系統(tǒng)三個(gè)主要部分組成。
　　ARKA數(shù)據(jù)采集器是系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它由 CPU 、模擬測(cè)量通道、數(shù)字測(cè)量通道、智能通訊口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、以太網(wǎng)接口、電源、防雷保護(hù)等裝置組成。該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的采集數(shù)據(jù)并及時(shí)上傳，提供智能判斷是否報(bào)警，并主動(dòng)上傳報(bào)警信息。它可支持 Ethernet、GSM、GPRS 無(wú)線等各種通信方式，有效地解決了設(shè)備安裝的地域問(wèn)題，提高了組網(wǎng)的靈活性。
　　電度表：計(jì)量并顯示用戶的用電情況，將用電信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器。
　　中心站可以選用組態(tài)軟件，也可以根據(jù)用戶要求進(jìn)行定制。方便交管部門(mén)在調(diào)度中心進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
6.1遠(yuǎn)程抄表軟件設(shè)計(jì)
遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)是一個(gè)可編程控制器系統(tǒng)，我公司有多年嵌入式軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，所開(kāi)發(fā)軟件滿足電力部門(mén)的業(yè)務(wù)規(guī)范，有多套軟件在可靠運(yùn)行。嵌入式軟件的設(shè)計(jì)，基于商用RTOS,采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法。并在以下幾個(gè)方面進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)：
（1）RTOS實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。采用多任務(wù)操作系統(tǒng)后，各任務(wù)相對(duì)獨(dú)立，互不影響。即使某任務(wù)出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響系統(tǒng)其他任務(wù)的正常運(yùn)行。
（2）軟件陷阱。硬件設(shè)計(jì)中已提供了watchdog電路，軟件設(shè)計(jì)定時(shí)進(jìn)行喂狗處理。在程序的適當(dāng)?shù)胤剑幦霟o(wú)條件跳轉(zhuǎn)指令，在程序跑飛后予以捕捉。使軟件系統(tǒng)提高其抗干擾能力。
（3）數(shù)據(jù)抗干擾設(shè)計(jì)。采用數(shù)字濾波、數(shù)字界限剔除、數(shù)字校驗(yàn)與修復(fù)技術(shù)，提高數(shù)據(jù)的抗干擾能力，確保數(shù)據(jù)的正確性。
（4）科學(xué)的軟件工程思想指導(dǎo)。在嵌入式軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，遵循軟件工程規(guī)范，進(jìn)行科學(xué)管理，確保軟件質(zhì)量。
6.2 自動(dòng)站中心站軟件功能設(shè)計(jì)
本軟件的設(shè)計(jì)，遵循軟件工程思想：采用面向?qū)ο笏枷脒M(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)，軟件實(shí)施過(guò)程采用project2000和vss項(xiàng)目管理工具進(jìn)行管理，涵蓋了需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、軟件實(shí)施等環(huán)節(jié)。軟件開(kāi)發(fā)基于windows平臺(tái)，采用面向?qū)ο蟮腣ISUAL STUDIO 6.0編程工具和RATIOINAL ROSE UML 分析工具，軟件產(chǎn)品成熟而先進(jìn)。支持常見(jiàn)的大型數(shù)據(jù)庫(kù)：ORACLE、SYBASE、DB2、SQL SERVER等，具有良好的擴(kuò)充性。
高速公路氣象監(jiān)測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)包含以下多個(gè)子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)間采用消息通訊機(jī)制，既保障各子系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立性，又可保障系子統(tǒng)之間通訊的實(shí)時(shí)性。總體設(shè)計(jì)，基于B/S架構(gòu)，B/S架構(gòu)有界面友好、實(shí)時(shí)性高的特點(diǎn)。
6.2.1　數(shù)據(jù)傳輸通訊子系統(tǒng)
這是系統(tǒng)的核心之一，完成通訊鏈路的監(jiān)測(cè)、建立和維護(hù)、數(shù)據(jù)的雙向傳輸功能。該子系統(tǒng)基于TCP/IP協(xié)議，采用多線程設(shè)計(jì)，根據(jù)負(fù)載，自動(dòng)派生線程服務(wù)，以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，可以支持5000套以上采集點(diǎn)通訊的并發(fā)連接。
6.2.2　數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)
針對(duì)每個(gè)電度表，都有對(duì)應(yīng)的審核規(guī)則，根據(jù)規(guī)則對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核。如有異常的數(shù)據(jù)，將記錄在日志窗口與日志文件中。這些規(guī)則可以進(jìn)行人工編輯，以滿足當(dāng)?shù)靥囟ǖ男枨蟆?
6.2.3　數(shù)據(jù)入庫(kù)子系統(tǒng)
該系統(tǒng)對(duì)經(jīng)審核后的數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫(kù)工作。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)支持目前主流數(shù)據(jù)庫(kù)：SQL SERVER、ORACLE、SYBASE、DB2等。同時(shí)，針對(duì)第三方的自動(dòng)氣象站與數(shù)據(jù)，經(jīng)審核后可以同樣完成入庫(kù)工作，保障數(shù)據(jù)的完整性。
6.2.4　監(jiān)控子系統(tǒng)
主要完成硬件的實(shí)時(shí)監(jiān)控與通訊質(zhì)量的監(jiān)控。
對(duì)電度表、通訊設(shè)備、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，并在基于GIS的地圖上顯示，不同的硬件有不同的顏色，并可以對(duì)抄表系統(tǒng)和時(shí)間段進(jìn)行故障率統(tǒng)計(jì)。
監(jiān)測(cè)資料的傳輸，根據(jù)時(shí)次、時(shí)段并結(jié)合臺(tái)站進(jìn)行報(bào)到率查詢，并在界面上動(dòng)態(tài)顯示。
6.2.5　資料實(shí)時(shí)顯示子系統(tǒng)
該子系統(tǒng)主要是采用GIS地圖，結(jié)合各自動(dòng)氣象站在地圖上的分布情況，進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)的多種顯示功能與查詢統(tǒng)計(jì)功能。
采用同一顯示界面，底圖采用GIS精確地圖，可進(jìn)行無(wú)級(jí)放大或分縣（區(qū)）顯示，主顯示界面為常規(guī)資料填圖方式，可單一要素顯示。單一要素可進(jìn)行等值線分析，有故障出現(xiàn)不同顏色的報(bào)警閃爍，不同的功能通過(guò)鼠標(biāo)右鍵、或在工具欄上按鈕實(shí)現(xiàn)。
數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)自動(dòng)更新（無(wú)需手工刷新），可單要素、多要素分別顯示；點(diǎn)擊單站點(diǎn)，可顯示該站點(diǎn)所有電度表的相應(yīng)情況。
可切換到站點(diǎn)分布圖，在此狀態(tài)下，可以用小圓球來(lái)表示站點(diǎn)的運(yùn)行狀況：紅的表示站點(diǎn)運(yùn)行不正常，綠的表示站點(diǎn)運(yùn)行正常。鼠標(biāo)移到圓球上顯示站點(diǎn)的系統(tǒng)信息以及最近正常數(shù)據(jù)的時(shí)間。
6.2.6　歷史資料統(tǒng)計(jì)查詢子系統(tǒng)
提供各電力部門(mén)，在任意時(shí)段，任意要素的查詢。在界面上輸入查詢條件后，
可查詢?nèi)我怆姳淼臍v史資料的數(shù)據(jù)查詢。
6.2.7　日志監(jiān)控功能
在界面上，動(dòng)態(tài)顯示、記錄當(dāng)前的主要操作，包括：修改參數(shù)、通訊過(guò)程、報(bào)警信息。同時(shí)將這些數(shù)據(jù)保存到日志文件或者入庫(kù)，以方便查詢。
6.2.8　報(bào)警子系統(tǒng)
可以設(shè)置報(bào)警條件，滿足報(bào)警值后，該子系統(tǒng)將在界面上進(jìn)行聲光報(bào)警，在平面圖上用不同顏色的表示不同報(bào)警等級(jí)，點(diǎn)擊站點(diǎn)可顯示詳細(xì)信息。
6.4 軟件可靠性設(shè)計(jì)　　　　　　　　　　
軟件可靠性的定義是：軟件按規(guī)定的條件，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行而不發(fā)生故障的能力。軟件的故障是由于它固有的缺陷導(dǎo)致錯(cuò)誤，進(jìn)而使系統(tǒng)的輸出不滿足預(yù)定的要求，造成系統(tǒng)的故障。
為保證軟件的可靠性，應(yīng)在軟件的生命周期的各個(gè)階段采取措施，以減少缺陷。
6.5 軟件持續(xù)改進(jìn)設(shè)計(jì)
整套軟件各部分功能均為模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)用戶實(shí)際要求和系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。

7 系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)品介紹
7.1　概述
對(duì)于電力部門(mén)來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)程抄表一直是一件非常頭疼的事情，需要投入大量的人力、物力和財(cái)力。因?yàn)閿?shù)量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來(lái)極大的不便。如今電力公司可利用遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)對(duì)各重要電力節(jié)點(diǎn)、大用戶電表進(jìn)行監(jiān)控,自動(dòng)讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析，還可進(jìn)一步進(jìn)行遠(yuǎn)程控制或設(shè)備維護(hù)，可減少人力資源、縮短修護(hù)時(shí)間并節(jié)省專線建設(shè)成本。
7.2　技術(shù)特點(diǎn)
系統(tǒng)的功能與特點(diǎn)有：
　　(一)安全可靠：安全性由三方面構(gòu)成：第一，數(shù)據(jù)庫(kù)是大型的、多用戶的數(shù)據(jù)庫(kù)，它的安全性高，允許多用戶同時(shí)使用同一數(shù)據(jù)庫(kù)而不會(huì)破壞完整性，用它來(lái)做抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)引擎可以保證數(shù)據(jù)的安全；第二，系統(tǒng)對(duì)用戶實(shí)現(xiàn)分級(jí)授權(quán)管理功能，通過(guò)檢查使用者的名字和授權(quán)密碼，賦予使用者相應(yīng)的操作權(quán)，借鑒銀行系統(tǒng)的密碼管理模式限制無(wú)關(guān)人員改變數(shù)據(jù)庫(kù)和硬件設(shè)置。第三，防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能，防備系統(tǒng)受到人為的惡意攻擊，數(shù)據(jù)備份功能確保在硬件系統(tǒng)故障時(shí)，也能隨時(shí)在新的硬件設(shè)備上數(shù)據(jù)無(wú)丟失地啟動(dòng)抄表系統(tǒng)。
　　(二)完善的系統(tǒng)日志：系統(tǒng)日志記錄了進(jìn)入系統(tǒng)，離開(kāi)系統(tǒng)，收費(fèi)，設(shè)置硬件，改變運(yùn)行參數(shù)操作等及操作者，操作時(shí)間，凡是改變數(shù)據(jù)庫(kù)的操作都被記錄下來(lái)。
　　(三)抄表速度快：抄表快、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，抄表時(shí)PC機(jī)只讀采集器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸采用1200波特率，傳輸速度快，并對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊都有效驗(yàn)碼，保證了傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
　　(四)廣播對(duì)時(shí)功能：該功能使得系統(tǒng)中的所有電能表的時(shí)間基準(zhǔn)與PC機(jī)保持一致，對(duì)時(shí)成功后，由電池供電的電能表內(nèi)部時(shí)鐘，不再需要PC機(jī)的干預(yù)。因此，只要保證在對(duì)時(shí)時(shí)刻，PC機(jī)的時(shí)間是正確的，以后在運(yùn)行的過(guò)程中，改變PC機(jī)的時(shí)鐘并不會(huì)影響電能表的時(shí)間。
　　(五)自動(dòng)抄表功能：按照設(shè)置的抄表開(kāi)始時(shí)間和抄表間隔，到預(yù)定的抄表時(shí)刻，系統(tǒng)便會(huì)依次撥號(hào)去抄采集器或電表內(nèi)的數(shù)據(jù)。對(duì)于抄不上數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)補(bǔ)抄或人工發(fā)命令補(bǔ)抄。
　　(六)電量?jī)鼋Y(jié)功能：可以方便地定義總表，安裝和刪除總表，給總表分配分表。通過(guò)安裝適當(dāng)?shù)目偙恚Y(jié)合抄凍結(jié)數(shù)據(jù)功能，就可得某一特定的時(shí)刻的總表讀數(shù)，各分表的讀數(shù)（由此得到讀數(shù)和），就可以計(jì)算出某部分電路的電能損耗，為確定電費(fèi)提供依據(jù)。
　　(七)電費(fèi)管理功能：收電費(fèi)前，統(tǒng)一抄錄一次電費(fèi)數(shù)據(jù)。當(dāng)確保數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)反映最近的電表讀數(shù)后，利用程序中的功能自動(dòng)計(jì)算出當(dāng)月用電量和電費(fèi)。交納電費(fèi)時(shí)，只需輸入用戶號(hào)，當(dāng)月用電量和電費(fèi)由程序填寫(xiě)。每筆電費(fèi)都有詳細(xì)記錄，便于對(duì)帳。
　　(八)設(shè)備管理功能，如告警：開(kāi)箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過(guò)載告警、傾斜或移動(dòng)報(bào)警等；控制：對(duì)欠費(fèi)用戶進(jìn)行拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)保護(hù)功能，在停電48－－72小時(shí)內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。本系統(tǒng)結(jié)合移動(dòng)公司的短信平臺(tái)，在告警時(shí)，可根據(jù)具體內(nèi)容發(fā)短信給相關(guān)的管理人員。
　　本系統(tǒng)適應(yīng)范圍廣泛，單相版的軟件可用于小區(qū)管理，網(wǎng)絡(luò)版的軟件可用于供電公司實(shí)現(xiàn)一座城市或地區(qū)的用電管理。

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