人工智能化无线集中抄表系统

【导读】人工智能化无线集中抄表系统 随着射频技术、集成电路技术的发展，无线通信功能的实现越来越容易，数据传输速度也越来越快，并且逐渐达到可以和有线网络相媲美的水平。而同时有线网络布线麻烦，线路故障难以检查，设备重新布局就要重新布线，且不能随意移动等缺点越发突出。无线化是控制领域发展的趋势，尤其是工作于ISM频段的短距离无线通信将会得到广泛的应用。人工智能化无线集中抄表系统是基于微功率短距离无线通信技术，采用数字信号单片射频收发芯片、单片机技术等平台，加上微控制器和少量外围器件构成专用或通用无线通信模块，一般射频芯片采用FSK调制方式，工作于ISM频段，通信模块一般包含特定的数据传输协议和自定的加密协议(奇偶校验、SIM卡校验等等)，用户不用对无线通信原理和工作机制有较深的了解，只要依据命令字进行操作即可实现基本的数据无线传输功能，因其功率小，开发简单快速而应用广泛，数据传输速度快、流量都较小，适合搭建小型网络。

　　　人工智能化无线集中抄表系统设计为四级网络，它由管理中心计算机、抄表器/中继站、采集器、基表组成。

　　1.2 系统各部件功能

　　抄表终端(采集器)。将电表的脉冲输出线连接到抄表终端(采集器)的采集端，采集器会自动检测电能表发出的脉冲信号并计量和存储电能表的电量，每个采集器最多可以连接16个脉冲电能表。每个电能表的地址码互不相同，同样，每个采集器也有一个自己的地址码。采集器上连接有一块无线数传通讯模块，用于接收和发送数据。平时采集器处于休眠状态，当收到指令时，采集器被唤醒并执行相应的操作。抄表终端(采集器)初始化须进行有关参数的设定，如：电能表的基数、常数、地址码、采集器地址、系统时间等。抄表终端(采集器)内置时钟。抄表终端(采集器)具备16路通断电控制输出(可选)，通过控制磁保持继电器，以实现对欠费用户的停送电控制。抄表终端(采集器)预留485通信接口，以实现与485电表之间的通信。

　　掌上无线抄表器(PDA)和中继站。无线抄表器主要用于抄表终端(采集器)的参数设置和抄取电表的数据信息，必要时对欠费用户实行停送电控制。参数设置包括：采集器编号、表号、电能表初值、脉冲常数、系统时间、冻结时间等。抄录电能表的数据信息可以按不同的方式进行：第一自动抄表。自动抄表又分两种：即“按区域抄表”和“按采集器编号列表抄表”。按区域抄表可以直接选择采集器所在的区域(一般为一个配变台区)进行抄取，可以把整个区域下的电表数据都一次性抄录下来(即：一键抄表);按“采集器编号列表抄表”同样是直接选择采集器编号，然后抄取，每次只能抄取到一个采集器下的所有电能表信息。第二选择抄表，直接输入采集器编号或电能表的表号挨个进行抄取，一般用于漏抄情况。第三手工录入，如果出现某个表的数据无法抄取，可以直接输入表号并填写电能表上的电量。最后把抄表器中抄取到的数据上传给数据中心进行处理。无线抄表PDA具备现场查询功能。中继站用于接收、传递管理中心和采集器发来的信息。

抄表系统后台软件。抄表系统后台软件对收集上来的电表数据进行分析处理，主要实现以下功能：电费管理功能：电费结算、电量汇总、线损计算。电表管理功能：开户、销户、换表。查询功能：电量查询(按月、按年、按电表、按单位)等。打印功能：各种表格打印(公布榜、台账、各种查询、报警等)。异常数据分析报警功能：零用户汇总、异常用电户(即：用电量波动大)分析报警。与供电公司MIS管理系统数据交换功能：收集上来的电表数据可以上传给供电公司MIS管理系统进行集中处理。

　　2 系统方案实施

　　人工智能化抄表系统的开发与建设应采用“统一规划、分步实施、实用当先、易于升级”的方针，整个系统的建设在统一规划思想指导下，分阶段进行。根据系统开发的目的，综合考虑了通信距离，稳定性、成本，开发难易程度等各方面的因素。

　　2.1 软硬件的设计和选型

　　抄表终端(采集器)、掌上无线抄表器(PDA)等硬件的设计和选型已由山东云龙科技电子股份公司完成了设计、定型，并投入批量生产。

　　2.2 基础资料统计

　　基础资料统计由各供电所根据工作计划，提前15个工作日，上报乡村电管部。具体内容包括：各用电台区变内的用户姓名、用户编号、缴费账号、MIS编号、安装位置(杆号)，并制作汇总表格;每个计量箱的地理位置分布图。乡村电管部根据各供电所上报资料，安排具体施工。

　　3 系统特点

　　抄表终端(采集器)具有数据实时采集、计量、存储、发送等功能。

　　具备实时分户通断电控制功能，可以根据需要对某户实施断电或送电操作。

　　系统各部件高度集成，故障少，系统维护简单。

　　各部件独立工作，网络永不瘫痪。

　　抄表终端(采集器)安装灵活方便、施工很简单、综合成本低。

　　计量准确，通信可靠性好。

　　无线抄表器采用掌上PDA，美观、轻巧、耐用。

　　抄表速度快，抄表点少，抄表人员少。

　　电费自动结算，避免人工录入出错。

　　二期组建远程抄表网络时，无需改造。

　　4 系统使用及效益分析

　　4.1 使用安装情况

　　从2006年5月1日开始，我公司已有40余个行政村(台区变)改造完成，6000余个0.4 kV用户受惠。目前系统整体运行良好，预计到2007年底，全公司能全部完成150个台区2万多户的改造。

　　4.2 效益分析

　　案例1：利津镇小李村现有户表205只，月供电量12000 kWh左右，实施人工智能化抄表前低压线损率在10%左右，安装人工智能化抄表系统以后该台区线损率降到9.3%，比安装前降低了0.7个百分点，年节约电量可达1008 kWh。案例2：利津镇西冯村现有户表126只，月均供电量8000 kWh，安装人工智能化抄表前线损率在10.8%左右，安装人工智能化抄表后低压线损率降到了9.04%，下降1.76个百分点，可实现年节约电量1690 kWh。经过对已安装台区的线损进行安装前后对比分析，全部安装人工智能化抄表系统后低压线损可整体降低0.8个百分点。按利津县供电公司0.4 kV年供电量4400万 kWh计算，可实现节约电量：4400(万kWh)×0.8% = 35.2(万kWh)。按平均电价0.54元/kWh计算，一年可节约资金19.22万元。[!--empirenews.page--]

　　5 结束语

　　人工智能化无线集中抄表系统是基于微功率的无线通信技术，用手持抄表器(PDA)将电量数据和其它(所需)信息实时可靠的采集回来，通过USB接口传输到后台应用软件，并与现有MIS管理系统相结合，实现0.4 kV 线路电量计量。 人工智能化无线集中抄表系统可在原系统不做任何改动的情况下，升级为远程无线集中抄表系统，在供电公司内部建立一个远程控制的数据采集、处理中心，在每个抄表台区内增加一个远程抄表中继站就解决问题，办法简单。

　　总之，人工智能化抄表技术的开发应用，将有利于完善抄表管理模式，提高抄表管理的工作效率，减少人为因素造成的电量抄收错误，有效降低管理线损，节约人工使用成本，提高抄表过程中的安全性。