文/唐叔進(jìn)

在社會(huì)不斷發(fā)展過程中，傳統(tǒng)人工抄表的方式已經(jīng)發(fā)生了變化，用電管理的現(xiàn)代化建設(shè)成為了發(fā)展的新趨勢(shì)，能夠更加準(zhǔn)確、安全、方便的獲得各類用戶表的用電信息，然后以此來進(jìn)行有效的電費(fèi)結(jié)算。但是在城市建設(shè)進(jìn)程不斷加快的環(huán)境下，一戶一表工程也在不斷普及，客戶電能表的數(shù)量也在不斷增加，可是在實(shí)際發(fā)展過程中因?yàn)槔娴榷喾矫嬖?，依然還是存在不少的用戶竊電，再加上電表設(shè)備安裝在用戶端，這也給用戶違章竊電提供了便利，直接對(duì)電力系統(tǒng)的維護(hù)與管理造成了較大的不便，很容易會(huì)產(chǎn)生資源浪費(fèi)、電能消耗較大等問題。針對(duì)這一問題，本文則提出一種基于電力載波通信的電能計(jì)量遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，希望能夠以此來有效減少竊電等問題的發(fā)生，為了更好地發(fā)揮出其價(jià)值，筆者也從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究：

1 基于電力載波通信電能計(jì)量遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的作用

傳統(tǒng)模式下，我國在防止盜電行為的時(shí)候大多是采用人工巡視的方式來進(jìn)行預(yù)防，可是顯然這一方式在使用過程中并不能起到良好的效果，也無法及時(shí)有效的防止非法用電。通常情況下，非法用電的方式主要有以下幾種：

（1）用戶會(huì)借助于一些接卸方式來讓電表速度變慢，這樣電表上所記錄的電量數(shù)值也就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的小于實(shí)際用電數(shù)值；

（2）用戶會(huì)借助于磁鐵來對(duì)電表線圈磁場進(jìn)行干擾，借助于這一方式也能讓電表電量數(shù)值減少；

（3）對(duì)電表盒內(nèi)的電力線進(jìn)行切換，這樣就能讓電流不經(jīng)過電表線圈，從而也能起到盜電的效果。

2 基于電力載波通信電能計(jì)量遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

基于電力載波通信的電能計(jì)量遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)主要是借助于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控信息傳輸，同時(shí)借助于臺(tái)區(qū)內(nèi)所存在的電力線網(wǎng)絡(luò)、電力載波通信技術(shù)來有效實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)內(nèi)任意用戶電能計(jì)量數(shù)據(jù)信息采集。該系統(tǒng)主要有三層，分別是采集主站、遠(yuǎn)程信息傳送網(wǎng)絡(luò)層、臺(tái)區(qū)內(nèi)電力載波通信電能計(jì)量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層。采集主站借助于GPRS/CDMA等網(wǎng)絡(luò)來對(duì)城市所有臺(tái)區(qū)內(nèi)所存在集中器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與管理；而在集中器上則帶有電力載波通信模塊，每一個(gè)用戶電表上都有配備相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)電力載波通信模塊與數(shù)字式電表通信。集中器通過電力載波通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同用戶電表數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，在管理中心會(huì)借助于臺(tái)區(qū)集中器、移動(dòng)通信網(wǎng)、節(jié)點(diǎn)電力載波通信模塊、數(shù)字式電表、網(wǎng)關(guān)電力載波通信模塊等基礎(chǔ)設(shè)施來對(duì)整個(gè)城市地區(qū)內(nèi)的用戶用電量進(jìn)行采集與監(jiān)控。

2.2 盜電監(jiān)控設(shè)計(jì)方法

要想有效防止非法用電現(xiàn)象發(fā)生，在基于電力線通電的電能計(jì)量遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，則需要對(duì)用電監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行改善。具體而言，在設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)在臺(tái)區(qū)內(nèi)的所有用戶都配備一套用戶電能計(jì)量裝置，具體包含帶通信接口的數(shù)字式電能計(jì)量表以及一個(gè)配套且具有唯一地址編碼的用戶電力載波通信模塊，而其功效主要用于電表數(shù)據(jù)信息采集。每一用戶不僅要配備載波智能電表，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候最好是在用戶進(jìn)線口和主線路之間配備電能計(jì)量監(jiān)控模塊，這一模塊的作用能夠起到較為良好的監(jiān)控效果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)非法用電行為，從而有效降低用電成本。

2.3 電能計(jì)量監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)

基于電力載波通信的電能計(jì)量遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，電能計(jì)量監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)可謂是整個(gè)系統(tǒng)之中最為重要的一個(gè)部分，對(duì)于這一模塊一定要確保其監(jiān)控的準(zhǔn)確性與可靠性，這樣才能有效減少不必要的人工操作。在設(shè)計(jì)過程中，系統(tǒng)究竟是否合理有用，其關(guān)鍵還是在于以下幾點(diǎn)：首先，管理中心以及各個(gè)臺(tái)區(qū)之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸是否可靠；其次，電力載波通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸是否可靠；最后，電能計(jì)量監(jiān)控模塊的計(jì)量準(zhǔn)確程度。其中，對(duì)于第一個(gè)與第二個(gè)問題，其可以在臺(tái)區(qū)的集中器和管理監(jiān)控之間依靠GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商來保障傳輸?shù)目煽啃裕鴮?duì)于第三個(gè)問題筆者認(rèn)為其在設(shè)計(jì)過程中需要做好以下幾點(diǎn)：

2.3.1 電能計(jì)量監(jiān)控模塊硬件設(shè)計(jì)

從整體上主要有兩個(gè)模塊，分別是電能計(jì)量模塊與電力載波通信模塊。其中電能計(jì)量模塊主要是由電能計(jì)量芯片(IDT90Ε32)、單片機(jī)(HT6015)、電壓、電流采樣電路等外圍電路構(gòu)成。為保電能計(jì)量高精度，還需要注意互感器的選型以及抗混疊濾波器的設(shè)計(jì)：

（1）選擇1.5A/5mA的電流互感器，其精度則需要控制為0.05級(jí)。

（2）為避免因?yàn)椴蓸佣l(fā)的失真問題，選擇抗混疊濾波器設(shè)計(jì)。電壓用電阻分壓方式采樣，電流用CT采樣，CT電流比和負(fù)載電阻需根據(jù)實(shí)際量程范圍進(jìn)行選擇。

（3）借助于東軟載波芯片SSC1653進(jìn)行電力載波通信模塊的基本結(jié)構(gòu)，其中SSC1653的作用就是將從電力線上接收的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行有效調(diào)解，然后再將所得到的數(shù)據(jù)借助于串口傳給單片機(jī)，并將單片機(jī)返回?cái)?shù)據(jù)信息進(jìn)行FSK調(diào)制，最后再經(jīng)過濾波電路和耦合電路將信息發(fā)送到電力線網(wǎng)絡(luò)之中。

2.3.2 電能計(jì)量監(jiān)控模塊軟件設(shè)計(jì)

整個(gè)模塊在上電之后，單片機(jī)就可以進(jìn)行初始化處理，然后再分別對(duì)載波芯片與計(jì)量芯片進(jìn)行相關(guān)初始化運(yùn)行設(shè)置，以此來保障載波通信與計(jì)量功能能夠維持正常運(yùn)行。在程序進(jìn)入到主循環(huán)之后，則會(huì)一直等待主站集中控制器所發(fā)出的指令，在接受指令之后則會(huì)進(jìn)行相關(guān)處理，并將計(jì)量數(shù)據(jù)通過載波信道傳遞給主站。

3 結(jié)語

本文主要是對(duì)基于電力載波通信網(wǎng)絡(luò)的電能計(jì)量遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，借助于已有的電力線網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行了設(shè)計(jì)，而整個(gè)系統(tǒng)則是基于SSC1653和IDT90Ε32的電能計(jì)量監(jiān)控通信模塊進(jìn)行的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)能夠起到了較為良好的效果，也能讓電業(yè)部門管理水平與服務(wù)質(zhì)量得到提升。