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隨著計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)村配變臺區(qū)的精細(xì)化管理要求越來越高。然而，目前農(nóng)村配電臺區(qū)的計(jì)量電能表計(jì)數(shù)據(jù)卻由于種種原因未能完全實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方傳送。這種情況不僅增加了供電所工作人員的工作量，同時(shí)手工抄收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性都不能滿足要求。而要推動農(nóng)村智能電網(wǎng)的建設(shè)以及滿足臺區(qū)的精細(xì)化管理要求，就必須采取切實(shí)可行的方法解決上述問題。
那么，可不可以設(shè)計(jì)一套獨(dú)立的遠(yuǎn)程抄收系統(tǒng)，應(yīng)用日趨成熟的新通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)臺區(qū)計(jì)量電能表的遠(yuǎn)程抄收呢?答案是肯定的。即通過采用CDMA無線通信技術(shù)，結(jié)合RS 485數(shù)據(jù)接口，建立獨(dú)立的計(jì)量電能表遠(yuǎn)程抄收系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。
1 CDMA技術(shù)原理簡介
CDMA(Code Division Multiple Access碼分多址)是近年來被應(yīng)用于商業(yè)的一種無線數(shù)字接口技術(shù)。CDMA網(wǎng)絡(luò)具有話音清晰，不易掉線，保密性強(qiáng)，輻射功率小，頻率使用率高等技術(shù)優(yōu)勢。除了能夠提供CDMA無線手機(jī)的通話功能和信息服務(wù)外，還具有高速無線數(shù)據(jù)傳輸和多媒體功能，并能夠提供無線智能網(wǎng)(如虛擬網(wǎng)絡(luò)、個(gè)人號碼識別等)以及無線互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)(如網(wǎng)絡(luò)瀏覽、電子商務(wù)、電子郵箱、網(wǎng)絡(luò)游戲等)。在遠(yuǎn)程抄表應(yīng)用中，CDMA技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)。
(1)實(shí)時(shí)性強(qiáng)。由于CDMA具有實(shí)時(shí)在線特性，系統(tǒng)無時(shí)延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)�？珊芎玫臐M足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。
(2)CDMA發(fā)射功率小，不易掉線。CDMA手機(jī)采用先進(jìn)的切換技術(shù)——軟切換技術(shù)(即切換是先接續(xù)好后再中斷)，使得CDMA手機(jī)的通話可與固定電話媲美，而且不會有GSM手機(jī)的掉線現(xiàn)象。
(3)建設(shè)成本少低。由于采用CDMA的無線公網(wǎng)平臺，只需安裝好設(shè)備就可以，不需要為遠(yuǎn)程抄表進(jìn)行專門布線，前期投資少、見效快，后期升級、維護(hù)成本低。
(4)集抄范圍廣。CDMA覆蓋范圍廣，在無線CDMA網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以完成對集抄的控制和管理。而且，擴(kuò)容無限制，接入地點(diǎn)無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。
(5)系統(tǒng)的傳輸容量大。數(shù)據(jù)中心要和每一個(gè)電能表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)保持實(shí)時(shí)連接。由于電能表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰�，而CDMA技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。
(6)數(shù)據(jù)傳送速率高。每個(gè)電能表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)。CDMA網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)171.2kbit/s，目前CDMA實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率(≥10Kbps)的需求。
(7)通信費(fèi)用低。采用包月計(jì)費(fèi)方式，運(yùn)營成本低。
(8)安全性高。通過CDMA專網(wǎng)認(rèn)證服務(wù)器的應(yīng)用，提供無線終端鎖定功能，提供更高的安全性。
2 RS485數(shù)據(jù)接口路由器
RS 485數(shù)據(jù)接口路由器是將各電能表485數(shù)據(jù)口數(shù)據(jù)采集匯總，再通過無線信道將數(shù)據(jù)傳輸出去的重要通信設(shè)備。通過RS 485數(shù)據(jù)接口路由器，可以有效避免多路抄收單一電度表時(shí)的數(shù)據(jù)沖突，為今后多個(gè)系統(tǒng)采集電度表數(shù)據(jù)提供平臺。
3 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)構(gòu)建
要實(shí)現(xiàn)臺區(qū)的計(jì)量電能表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程抄收并可靠運(yùn)行，就須建立一個(gè)獨(dú)立的抄收系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過485數(shù)據(jù)接口路由器定時(shí)接收電能表數(shù)據(jù)，并將匯總的數(shù)據(jù)發(fā)送至CDMA通信數(shù)據(jù)卡，再通過CDMA無線網(wǎng)絡(luò)傳送到控制中心計(jì)算機(jī)。并經(jīng)過計(jì)算機(jī)的處理，實(shí)現(xiàn)各種擴(kuò)展功能。
3.1 系統(tǒng)組成
(1) 電能表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。 電能表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)位于各配變臺區(qū)，電能表的用電數(shù)據(jù)經(jīng)由RS485接口通過屏蔽雙絞線連接到帶有RS 485數(shù)據(jù)接口路由器的電能表集中器中，電能表集中器再通過RS232接口與CDMA透明數(shù)據(jù)傳輸終端數(shù)據(jù)卡相連。通過CDMA數(shù)據(jù)卡對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到CDMA網(wǎng)絡(luò)，通過 CDMA網(wǎng)絡(luò)傳送至主站數(shù)據(jù)中心電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電能表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線連接。
RS 485數(shù)據(jù)接口路由器通過RS485接口直接連接到電能表上，既可支持單個(gè)電能表，也可以同時(shí)支持多個(gè)電能表，實(shí)現(xiàn)對電能表參數(shù)的采集、存儲、預(yù)處理或并將采集到的電能表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到電能表集中器。
(2)主站數(shù)據(jù)中心。由于CDMA通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，控制中心計(jì)算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址，各個(gè)電能表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用CDMA模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。
主站數(shù)據(jù)中心服務(wù)器申請配置固定IP地址，采用聯(lián)通公司提供的光纖專線，與CDMA網(wǎng)絡(luò)相連。由于光纖專線可提供較高的帶寬，當(dāng)電能表數(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。
主站中心服務(wù)器接受到CDMA網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)后先進(jìn)行AAA認(rèn)證，后傳送到主機(jī)，通過系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。沒有通過認(rèn)證的錯(cuò)誤入侵均被隔離在外，從而確保數(shù)據(jù)的安全性，主站主機(jī)可進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和計(jì)費(fèi)管理，對電力數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、計(jì)算、存儲、分析、管理等，可對異常情況進(jìn)行告警。
(3)CDMA移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。電能表集中器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)CDMA網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時(shí)對數(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CDMA無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，最終傳送到配電中心IP地址。
3.2 系統(tǒng)實(shí)施方案
各電能表使用CDMA透明數(shù)據(jù)傳輸終端，通過移動的CDMA網(wǎng)絡(luò)與配電中心相連。
電能表集中器使用統(tǒng)一的CDMA數(shù)據(jù)卡，同時(shí)信息中心對各電能表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)進(jìn)行登記，保存相關(guān)資料以便識別和維護(hù)處理。各電能表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)運(yùn)行系統(tǒng)軟件，支持24小時(shí)實(shí)時(shí)在線，實(shí)現(xiàn)信息采集點(diǎn)24小時(shí)傳送采集的電能表數(shù)據(jù)。
由于CDMA通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，主站中心主機(jī)配置固定的IP地址，各個(gè)電能表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用CDMA模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。
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