新聞中心

EEPW首頁 > EDA/PCB > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 兩種電表收費(fèi)系統(tǒng)的特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方案-預(yù)付費(fèi)和自動(dòng)抄表

兩種電表收費(fèi)系統(tǒng)的特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方案-預(yù)付費(fèi)和自動(dòng)抄表

——
作者:劉武光 時(shí)間:2005-11-03 來源: 收藏

  本文詳細(xì)地介紹了兩種用電收費(fèi)方式——預(yù)付費(fèi)和自動(dòng)抄表的類型、特點(diǎn)、功能及其發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí),也給出了典型的應(yīng)用電路。

  This paper introduces in detail the types, specification, function and development direction oftwo tolling methods—pre-tolling and automatic reading. and also presents a typical application circuit.  :

電表預(yù)付費(fèi)自動(dòng)抄表IC 卡通訊網(wǎng)絡(luò)

  隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,電力已經(jīng)成為國(guó)家的最重要能源。就民用電力來說,由于人民物質(zhì)生活的極大豐富,生活質(zhì)量迅速提高,對(duì)電力的需求也越來越大。但是,當(dāng)前居民用電的管理過于落后,居民用電絕大多數(shù)實(shí)行“分表制”,即若干集中居住的家庭(一個(gè)居住單元或若干居住單元的集合)使用一個(gè)總的電表,每戶裝一個(gè)分電表,電力部門抄表員抄收總電表的電量,作為居民交付電費(fèi)的依據(jù)。居委會(huì)或物業(yè)管理部門還需去抄取各家電表的讀數(shù),按比例收取電費(fèi)。這種用電管理模式,給居民帶來諸多不便,而且增加了管理人員的工作。為了適應(yīng)社會(huì)的需要,保證用戶安全、合理用電,電力部門提出了許多切實(shí)可行的管理方法。經(jīng)過幾年的實(shí)際應(yīng)用,收效較好的方案有:預(yù)付費(fèi)和自動(dòng)抄表。這兩種方式均采用先進(jìn)的微計(jì)算機(jī)技術(shù),體現(xiàn)了當(dāng)今科學(xué)的發(fā)展水平,代表了我國(guó)用電管理的發(fā)展方向。

2.1.預(yù)付費(fèi)電表的類型及特點(diǎn)

  預(yù)付費(fèi)電表可以根據(jù)其使用的載體(記錄購(gòu)電量)分為電卡式、IC 卡式和磁卡式。其中,磁卡成本低廉,但其防磁性差,易損壞,且保密性不強(qiáng);電卡一般為某個(gè)公司自己定做的小型板卡,其成本偏高,對(duì)發(fā)卡單位來說,通用性差,保密性值得懷疑;IC 卡則具有價(jià)格適中,便于攜帶,保密性好等特點(diǎn)。所以,目前電力管理部門大多采用IC 卡預(yù)付費(fèi)電表。

.電表自動(dòng)抄表系統(tǒng)類型及特點(diǎn)

  電表自動(dòng)抄表系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)通訊技術(shù),通過某種通訊方式(如電力線載波、電話線、雙絞線、無線通訊或紅外方式)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各個(gè)用戶的用電量,并送達(dá)至遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理中心,在整個(gè)過程中,無需人工參與,方便了用戶,提高了管理效率?,F(xiàn)就自動(dòng)抄表系統(tǒng)中所使用的通訊方式作一些簡(jiǎn)單的描述:電力載波方式電力載波方式的自動(dòng)抄表系統(tǒng)是較早使用的通訊方式,大致分為以下幾種:由分立組成的FSK 電力載波方式,通常通訊速率在300~1200 之間,可靠性較差,且故障率較高,目前已基本上被淘汰;FSK 電力載波集成電路方案包括SGS-Thomson 的ST7536(1200bps),National 的LM1893 (300-1200bps),它們的故障率大大地降低,但在國(guó)內(nèi)應(yīng)用中,其通訊誤碼率較高未得到迅速發(fā)展。SSC(擴(kuò)展頻譜電力載波)方式的集成電路方案,主要是Intellon 公司的SSCP200/SSCP300 和SSCP111芯片組方案,這種通信方案抗干擾性較強(qiáng),通訊速率較高(可達(dá)9600sps),目前正處于推廣應(yīng)用階段。電話線方式主要用于集中抄表以后的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸,目前大多采用現(xiàn)有的外置MODEM 或采用MODEM 芯片方案,MODEM 芯片包括一些價(jià)格低廉的DTMF 芯片方案如Motorola 的MT8800/8880 等),專用MODEM芯片方案(如TDK的73kxxx 系列, Motorola的MC145745,AMD的AM7900/7910, Zilog 的Z02201/02922/02205 等。

  雙絞線方式  采用此通訊方案的均為位總線方式,包括:RS485/422, 這是目前使用最為廣泛的一種通訊方式,其價(jià)格低廉,通訊速率和通訊距離都能很好地滿足自動(dòng)抄表的要求,但其接口易損壞,通訊可靠性一般;ProfiBus 和BitBus, 其物理層與RS485/RS422 相同,加入了數(shù)據(jù)鏈路層,以信息包的方式傳遞數(shù)據(jù),其內(nèi)部軟件模塊完成數(shù)據(jù)打包/解包,CRC 校驗(yàn)等任務(wù),使可靠性大大地提高;CAN 總線,最早應(yīng)用于汽車,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)。CAN 總線較好地解決了總線沖突和仲裁,避免了接口芯片意外損壞。由硬件完成數(shù)據(jù)打包/解包,CRC 校驗(yàn)等任務(wù),其通訊距離、速率和可靠性都優(yōu)于基于RS-485/RS-422 物理層的通訊方式,有較高的性能價(jià)格比。

  無線方式  無線方式包括無線電和紅外,這些方式目前使用較少,且無太大優(yōu)勢(shì)。

  另外,在此需要說明一下LONWORKS,該網(wǎng)絡(luò)基于Neutron 技術(shù),集成了OSI 全部的七層協(xié)議,適合多種通訊介質(zhì)包括電力載波,雙絞線和無線通訊。在通訊速率、距離和可靠性上都有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),但其價(jià)格稍貴,目前國(guó)內(nèi)已在此行業(yè)推廣應(yīng)用,有較好的發(fā)展前景。

  智能電表大體上可以分為機(jī)電式和全電子式兩種: 機(jī)電式借用原感應(yīng)式電度表的機(jī)芯, 通過光電傳感器讀取轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)來測(cè)量用戶的用電量;而全電子式電度表則采用電壓電流隔離方式, 進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換, 將采樣值相乘并累計(jì), 計(jì)算用戶的用電量。機(jī)電式智能電表成本較低,主要用于單相電度表, 適合于居戶使用; 全電子式電表主要用于三相電計(jì)費(fèi),針對(duì)企業(yè)應(yīng)用。智能電表主要組成部分及功能如下: 中央處理單元:完成電能計(jì)算、用電監(jiān)測(cè),完成電量數(shù)據(jù)本地處理或協(xié)助數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程處理;用電量采集單元:機(jī)電式通過光電傳感器讀取轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)來計(jì)算用戶的用電量; 而全電子式電度表采用通過A/D 測(cè)量電壓電流值來計(jì)算用戶的用電量;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元:保存用電量及其相關(guān)的數(shù)據(jù);顯示單元:顯示用電量和一些必要的數(shù)據(jù);負(fù)荷控制單元:監(jiān)測(cè)用戶安全的、合法的用電;數(shù)據(jù)交換單元:預(yù)付費(fèi)通過IC 卡、磁卡等介質(zhì)完成數(shù)據(jù)交換,自動(dòng)抄表則通過通訊網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)的相互傳遞;電源單元:由于電表的整個(gè)功率要求較小,絕大多數(shù)采用線性電源方案,提供+5V 和+12V 電源

其基本結(jié)構(gòu)圖如下:

 
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元

輸入輸出單元(讀卡方式或通

負(fù)荷控制單元

電源單元

訊自動(dòng)抄表)

4.1. IC 卡典型電路  

  目前,生產(chǎn)預(yù)付費(fèi)電表的廠家很多,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的方案各種各樣。比較流行的做法是:采用51系列的單片機(jī)(如ATMEL 的AT89C51),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)+復(fù)位監(jiān)控(如XICOR 的X25045、Microchip 的24C0X 或93CX6+Maxim 的μP 監(jiān)控復(fù)位MAX813L 等),轉(zhuǎn)盤讀數(shù)器(由紅外發(fā)射接收管完成),IC 卡(ATMEL 的加密卡AT88SC1604/08,SIEMENS 的440 等)。典型電路原理圖如下:

4.2. 電表自動(dòng)抄表系統(tǒng)的典型通訊電路在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中,現(xiàn)場(chǎng)抄表單元的典型電路圖同上圖,只是將IC 卡讀卡部分去掉,由單片機(jī)的UART 完成數(shù)據(jù)通訊,實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程測(cè)量和監(jiān)控。目前采用較多的是基于RS-422/RS-485 物理層的通訊網(wǎng)絡(luò)如Maxim 的MAX481/483/485/487/489/1482/1487,或?qū)?yīng)帶ESD 保護(hù)的型號(hào)。其典型通訊接口部分電路如下(可實(shí)現(xiàn)RS-485/RS-422 兩種通訊方式): 預(yù)付費(fèi)電表使電力資源真正成為一種商品,可以先售后用,有利于電力部門的管理和發(fā)展,也比較適合中國(guó)的國(guó)情,目前已經(jīng)在全國(guó)許多地區(qū)推廣應(yīng)用,包括北京、南京等大中型城市。但現(xiàn)場(chǎng)使用的預(yù)付費(fèi)電表的智能程度有限,而且IC 卡等轉(zhuǎn)儲(chǔ)介質(zhì)自身的保密性也有限,使這種方式的保密性不高,給不法分子提供了可乘之機(jī),有待于進(jìn)一步的完善。近幾年來,由于各種通訊方式在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中的成功應(yīng)用,特別是電力載波方式無需另設(shè)通訊電纜,尤其適合于現(xiàn)有居民電表的改造),使自動(dòng)抄表系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。隨著我國(guó)“三金工程”的發(fā)展,“個(gè)人銀行帳戶制”將開始實(shí)行銀行將對(duì)電、水、煤氣等費(fèi)用全面托收,一旦自動(dòng)抄表系統(tǒng)接入銀行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),則直接可以通過銀行完成收費(fèi),大大地提高了經(jīng)濟(jì)效率和社會(huì)效率。自動(dòng)抄表系統(tǒng)代表了電力收費(fèi)的管理信息化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向,其應(yīng)用前景將越來越廣闊。

 

電度表相關(guān)文章:電度表原理




評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉