人工智能化無(wú)線集中抄表系統(tǒng)

【導(dǎo)讀】人工智能化無(wú)線集中抄表系統(tǒng) 隨著射頻技術(shù)、集成電路技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線通信功能的實(shí)現(xiàn)越來(lái)越容易，數(shù)據(jù)傳輸速度也越來(lái)越快，并且逐漸達(dá)到可以和有線網(wǎng)絡(luò)相媲美的水平。而同時(shí)有線網(wǎng)絡(luò)布線麻煩，線路故障難以檢查，設(shè)備重新布局就要重新布線，且不能隨意移動(dòng)等缺點(diǎn)越發(fā)突出。無(wú)線化是控制領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)，尤其是工作于ISM頻段的短距離無(wú)線通信將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。人工智能化無(wú)線集中抄表系統(tǒng)是基于微功率短距離無(wú)線通信技術(shù)，采用數(shù)字信號(hào)單片射頻收發(fā)芯片、單片機(jī)技術(shù)等平臺(tái)，加上微控制器和少量外圍器件構(gòu)成專用或通用無(wú)線通信模塊，一般射頻芯片采用FSK調(diào)制方式，工作于ISM頻段，通信模塊一般包含特定的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和自定的加密協(xié)議(奇偶校驗(yàn)、SIM卡校驗(yàn)等等)，用戶不用對(duì)無(wú)線通信原理和工作機(jī)制有較深的了解，只要依據(jù)命令字進(jìn)行操作即可實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸功能，因其功率小，開發(fā)簡(jiǎn)單快速而應(yīng)用廣泛，數(shù)據(jù)傳輸速度快、流量都較小，適合搭建小型網(wǎng)絡(luò)。

　　　人工智能化無(wú)線集中抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)為四級(jí)網(wǎng)絡(luò)，它由管理中心計(jì)算機(jī)、抄表器/中繼站、采集器、基表組成。

　　1.2 系統(tǒng)各部件功能

　　抄表終端(采集器)。將電表的脈沖輸出線連接到抄表終端(采集器)的采集端，采集器會(huì)自動(dòng)檢測(cè)電能表發(fā)出的脈沖信號(hào)并計(jì)量和存儲(chǔ)電能表的電量，每個(gè)采集器最多可以連接16個(gè)脈沖電能表。每個(gè)電能表的地址碼互不相同，同樣，每個(gè)采集器也有一個(gè)自己的地址碼。采集器上連接有一塊無(wú)線數(shù)傳通訊模塊，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。平時(shí)采集器處于休眠狀態(tài)，當(dāng)收到指令時(shí)，采集器被喚醒并執(zhí)行相應(yīng)的操作。抄表終端(采集器)初始化須進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的設(shè)定，如：電能表的基數(shù)、常數(shù)、地址碼、采集器地址、系統(tǒng)時(shí)間等。抄表終端(采集器)內(nèi)置時(shí)鐘。抄表終端(采集器)具備16路通斷電控制輸出(可選)，通過(guò)控制磁保持繼電器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)欠費(fèi)用戶的停送電控制。抄表終端(采集器)預(yù)留485通信接口，以實(shí)現(xiàn)與485電表之間的通信。

　　掌上無(wú)線抄表器(PDA)和中繼站。無(wú)線抄表器主要用于抄表終端(采集器)的參數(shù)設(shè)置和抄取電表的數(shù)據(jù)信息，必要時(shí)對(duì)欠費(fèi)用戶實(shí)行停送電控制。參數(shù)設(shè)置包括：采集器編號(hào)、表號(hào)、電能表初值、脈沖常數(shù)、系統(tǒng)時(shí)間、凍結(jié)時(shí)間等。抄錄電能表的數(shù)據(jù)信息可以按不同的方式進(jìn)行：第一自動(dòng)抄表。自動(dòng)抄表又分兩種：即“按區(qū)域抄表”和“按采集器編號(hào)列表抄表”。按區(qū)域抄表可以直接選擇采集器所在的區(qū)域(一般為一個(gè)配變臺(tái)區(qū))進(jìn)行抄取，可以把整個(gè)區(qū)域下的電表數(shù)據(jù)都一次性抄錄下來(lái)(即：一鍵抄表);按“采集器編號(hào)列表抄表”同樣是直接選擇采集器編號(hào)，然后抄取，每次只能抄取到一個(gè)采集器下的所有電能表信息。第二選擇抄表，直接輸入采集器編號(hào)或電能表的表號(hào)挨個(gè)進(jìn)行抄取，一般用于漏抄情況。第三手工錄入，如果出現(xiàn)某個(gè)表的數(shù)據(jù)無(wú)法抄取，可以直接輸入表號(hào)并填寫電能表上的電量。最后把抄表器中抄取到的數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理。無(wú)線抄表PDA具備現(xiàn)場(chǎng)查詢功能。中繼站用于接收、傳遞管理中心和采集器發(fā)來(lái)的信息。

抄表系統(tǒng)后臺(tái)軟件。抄表系統(tǒng)后臺(tái)軟件對(duì)收集上來(lái)的電表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：電費(fèi)管理功能：電費(fèi)結(jié)算、電量匯總、線損計(jì)算。電表管理功能：開戶、銷戶、換表。查詢功能：電量查詢(按月、按年、按電表、按單位)等。打印功能：各種表格打印(公布榜、臺(tái)賬、各種查詢、報(bào)警等)。異常數(shù)據(jù)分析報(bào)警功能：零用戶匯總、異常用電戶(即：用電量波動(dòng)大)分析報(bào)警。與供電公司MIS管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換功能：收集上來(lái)的電表數(shù)據(jù)可以上傳給供電公司MIS管理系統(tǒng)進(jìn)行集中處理。

　　2 系統(tǒng)方案實(shí)施

　　人工智能化抄表系統(tǒng)的開發(fā)與建設(shè)應(yīng)采用“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施、實(shí)用當(dāng)先、易于升級(jí)”的方針，整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)在統(tǒng)一規(guī)劃思想指導(dǎo)下，分階段進(jìn)行。根據(jù)系統(tǒng)開發(fā)的目的，綜合考慮了通信距離，穩(wěn)定性、成本，開發(fā)難易程度等各方面的因素。

　　2.1 軟硬件的設(shè)計(jì)和選型

　　抄表終端(采集器)、掌上無(wú)線抄表器(PDA)等硬件的設(shè)計(jì)和選型已由山東云龍科技電子股份公司完成了設(shè)計(jì)、定型，并投入批量生產(chǎn)。

　　2.2 基礎(chǔ)資料統(tǒng)計(jì)

　　基礎(chǔ)資料統(tǒng)計(jì)由各供電所根據(jù)工作計(jì)劃，提前15個(gè)工作日，上報(bào)鄉(xiāng)村電管部。具體內(nèi)容包括：各用電臺(tái)區(qū)變內(nèi)的用戶姓名、用戶編號(hào)、繳費(fèi)賬號(hào)、MIS編號(hào)、安裝位置(桿號(hào))，并制作匯總表格;每個(gè)計(jì)量箱的地理位置分布圖。鄉(xiāng)村電管部根據(jù)各供電所上報(bào)資料，安排具體施工。

　　3 系統(tǒng)特點(diǎn)

　　抄表終端(采集器)具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、計(jì)量、存儲(chǔ)、發(fā)送等功能。

　　具備實(shí)時(shí)分戶通斷電控制功能，可以根據(jù)需要對(duì)某戶實(shí)施斷電或送電操作。

　　系統(tǒng)各部件高度集成，故障少，系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單。

　　各部件獨(dú)立工作，網(wǎng)絡(luò)永不癱瘓。

　　抄表終端(采集器)安裝靈活方便、施工很簡(jiǎn)單、綜合成本低。

　　計(jì)量準(zhǔn)確，通信可靠性好。

　　無(wú)線抄表器采用掌上PDA，美觀、輕巧、耐用。

　　抄表速度快，抄表點(diǎn)少，抄表人員少。

　　電費(fèi)自動(dòng)結(jié)算，避免人工錄入出錯(cuò)。

　　二期組建遠(yuǎn)程抄表網(wǎng)絡(luò)時(shí)，無(wú)需改造。

　　4 系統(tǒng)使用及效益分析

　　4.1 使用安裝情況

　　從2006年5月1日開始，我公司已有40余個(gè)行政村(臺(tái)區(qū)變)改造完成，6000余個(gè)0.4 kV用戶受惠。目前系統(tǒng)整體運(yùn)行良好，預(yù)計(jì)到2007年底，全公司能全部完成150個(gè)臺(tái)區(qū)2萬(wàn)多戶的改造。

　　4.2 效益分析

　　案例1：利津鎮(zhèn)小李村現(xiàn)有戶表205只，月供電量12000 kWh左右，實(shí)施人工智能化抄表前低壓線損率在10%左右，安裝人工智能化抄表系統(tǒng)以后該臺(tái)區(qū)線損率降到9.3%，比安裝前降低了0.7個(gè)百分點(diǎn)，年節(jié)約電量可達(dá)1008 kWh。案例2：利津鎮(zhèn)西馮村現(xiàn)有戶表126只，月均供電量8000 kWh，安裝人工智能化抄表前線損率在10.8%左右，安裝人工智能化抄表后低壓線損率降到了9.04%，下降1.76個(gè)百分點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)年節(jié)約電量1690 kWh。經(jīng)過(guò)對(duì)已安裝臺(tái)區(qū)的線損進(jìn)行安裝前后對(duì)比分析，全部安裝人工智能化抄表系統(tǒng)后低壓線損可整體降低0.8個(gè)百分點(diǎn)。按利津縣供電公司0.4 kV年供電量4400萬(wàn) kWh計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約電量：4400(萬(wàn)kWh)×0.8% = 35.2(萬(wàn)kWh)。按平均電價(jià)0.54元/kWh計(jì)算，一年可節(jié)約資金19.22萬(wàn)元。[!--empirenews.page--]

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　人工智能化無(wú)線集中抄表系統(tǒng)是基于微功率的無(wú)線通信技術(shù)，用手持抄表器(PDA)將電量數(shù)據(jù)和其它(所需)信息實(shí)時(shí)可靠的采集回來(lái)，通過(guò)USB接口傳輸?shù)胶笈_(tái)應(yīng)用軟件，并與現(xiàn)有MIS管理系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)0.4 kV 線路電量計(jì)量。 人工智能化無(wú)線集中抄表系統(tǒng)可在原系統(tǒng)不做任何改動(dòng)的情況下，升級(jí)為遠(yuǎn)程無(wú)線集中抄表系統(tǒng)，在供電公司內(nèi)部建立一個(gè)遠(yuǎn)程控制的數(shù)據(jù)采集、處理中心，在每個(gè)抄表臺(tái)區(qū)內(nèi)增加一個(gè)遠(yuǎn)程抄表中繼站就解決問(wèn)題，辦法簡(jiǎn)單。

　　總之，人工智能化抄表技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，將有利于完善抄表管理模式，提高抄表管理的工作效率，減少人為因素造成的電量抄收錯(cuò)誤，有效降低管理線損，節(jié)約人工使用成本，提高抄表過(guò)程中的安全性。