基于低压窄带载波通信的电能表数据采集器的设计
低压电力线窄带载波通信标准
低压电力线窄带载波通信标准1. 引言1.1 背景介绍由于低压电力线通信传输带宽较窄，传输数据速率较低，存在数据传输稳定性差、抗干扰能力弱等问题。
为了解决这些问题，窄带载波通信技术被引入到低压电力线通信中。
窄带载波通信技术通过在电力线上叠加高频载波信号，实现了数据的传输和通信功能。
在这样的背景下，为了推广和规范低压电力线窄带载波通信技术，制定了相应的通信标准。
这些标准将有助于提高低压电力线通信的安全性、稳定性和效率，促进电力线通信技术的进一步发展和应用。
【背景介绍】完。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨低压电力线窄带载波通信标准的制定与应用，从而更好地推动该技术的发展和应用。
通过对现有标准的研究和对比分析，可以发现其中的优势和不足之处，为今后的标准制定提供参考和借鉴。
通过对技术应用案例的分析，可以了解窄带载波通信技术在实际应用中的表现，为未来的研究和开发提供指导和方向。
通过研究低压电力线窄带载波通信标准，可以更好地了解这一技术的特点和优势，为推动其在智能电网、智慧城市等领域的应用打下坚实基础。
研究目的是为了深入探讨低压电力线窄带载波通信标准，为推动该技术的发展和应用提供理论和实践支持。
1.3 研究方法研究方法是指在进行关于低压电力线窄带载波通信标准的研究过程中所采用的方法和步骤。
本研究的方法主要包括以下几个方面：我们将开展文献调研，深入了解低压电力线通信和窄带载波通信的相关理论和技术。
通过查阅国内外相关文献和研究成果，了解目前在低压电力线窄带载波通信领域的最新进展和研究现状，为本研究提供理论基础和技术支持。
我们将进行实地调研和数据采集，以实际案例和应用为基础，深入了解低压电力线窄带载波通信的实际运行情况和技术应用。
通过实地走访和实验验证，获取数据和结果，从而对低压电力线窄带载波通信标准进行分析和评价。
我们将采用实验研究的方法，通过搭建实验平台和模拟测试，对低压电力线窄带载波通信的性能进行评估和验证。
《低压远程用电采集系统的集中器设计》范文
《低压远程用电采集系统的集中器设计》篇一一、引言随着智能电网的不断发展，低压远程用电采集系统在电力行业中的应用越来越广泛。
集中器作为该系统的核心设备，其设计质量和性能直接影响到整个系统的运行效率和可靠性。
因此，本文将重点探讨低压远程用电采集系统中集中器的设计思路、方法和应用前景。
二、系统概述低压远程用电采集系统是一种通过远程通信技术，实时采集、传输、分析和处理用户用电数据的系统。
该系统主要由集中器、采集器、电表等设备组成，其中集中器负责数据的汇集、存储和转发，是整个系统的核心。
三、集中器设计需求分析1. 功能性需求：集中器应具备数据采集、存储、转发、控制等功能，支持多种通信协议和接口，确保与电表、采集器等设备的兼容性。
2. 可靠性需求：集中器应具备较高的稳定性和可靠性，确保在恶劣环境下仍能正常工作，降低故障率。
3. 扩展性需求：集中器设计应考虑未来的扩展需求，方便后期升级和维护。
4. 安全性需求：集中器应具备数据加密、防篡改等安全措施，保障数据传输和存储的安全性。
四、集中器硬件设计1. 处理器选型：选用高性能、低功耗的处理器，确保集中器具备较高的处理能力和较低的能耗。
2. 存储设计：采用大容量、高速的存储器件，满足数据存储和快速访问的需求。
3. 通信接口设计：根据实际需求，设计多种通信接口，如以太网、RS485、LoRa等，支持多种通信协议和传输方式。
4. 电源设计：选用适合的电源模块，确保集中器在各种环境条件下都能稳定工作。
五、集中器软件设计1. 操作系统选择：选用稳定、可靠的实时操作系统，确保数据的实时处理和快速响应。
2. 数据处理算法：设计高效的数据处理算法，实现对用电数据的实时采集、分析和处理。
3. 通信协议栈：根据实际需求，开发或选用合适的通信协议栈，确保数据传输的可靠性和效率。
4. 安全措施：实现数据加密、防篡改等安全措施，保障数据传输和存储的安全性。
六、集中器测试与验证1. 实验室测试：在实验室环境下，对集中器的各项功能进行测试，包括数据采集、存储、转发、控制等功能。
基于ARM和载波通信的远程用电采集集中器硬件设计毕业论
基于ARM和载波通信的远程用电采集集中器硬件设计摘要由于我国智能电网的发展十分迅速，旧的抄表收费管理方式己经落后。
本文在查阅了大量国内外相关资料后、结合实际工作，提出了一种运用低压电力线载波通信的新型远程用电采集系统。
该系统分为3个层次，即主机、集中器和载波智能表表，本文重点分析研究了集中器硬件组成以及通信。
本文首先分析了远程用电采集系统的通信方式；重点讨论了无线通信和载波通信的应用；深入研究了ARM(Acorn RISC Machine)微处理器各模块以及载波模块和无线通信模块的设计。
在此基础上，采用ARM微处理器和载波模块实现了远程用电采集系统中集中器与终端载波智能表之间可靠的数据传输，而无线通讯模块则保证了主站与集中器之间的双向通讯。
集中器是连接主机与载波智能表之间的关键，起着上下联系的作用。
根据国家电网公司标准规定的集中器的主要功能及性能指标要求，本文重点研究设计了集中器的硬件组成。
其中硬件组成主要包括主控制器、存储器模块、时钟模块、电源模块、LCD显示模块、载波通信模块、无线通信模块等。
关键词：ARM，电力线载波，集中器，远程用电采集系统Hardware Design of the Concentrator based on Power LineCommunication and ARMABSTRACTWith the rapid development of Smart Grid of our country, the traditional ways of meter reading can not satisfy the demand any more. Based on the vast collecting and consulting of the concerned information of the electricity information collection system of inland and abroad ，also and the experience in the work, a new electricity information collection system adopting carrier communication technology of the low-voltage power line communication (PLC) had been proposed in this paper. It had network structure of three layers，i.e. the computer administrative system，the concentrator and the carrier meter. Especially I analyses the structure of the concentrator and the communication between them.First of all, First of all, the communication mode of the electricity information collection system was analyzed. Secondly, the wireless communication technology and the PLC were emphatically discussed. Thirdly，the modules of the ARM(Acorn RISC Machine) and the wireless module and the PLC module were deeply studied. Based on this，the reliable data transmission between the concentrator and the terminal signal carrier ammeter was realized by ARM and the PLC module. Being the heart of the automatic meter reading system，the concentrator connected the computer with the terminal carrier meter. The hardware system of the concentrator was emphatically designed according to the main functions and the demands for performance targets of the concentrator stated in the power trade standard of PRC. It was mainly composed of MCU，external expanded RAM，clock module, power module，LCD module，the computer communication interface circuit and the PLC communication circuit together with its peripheral circuits·KEYWORDS：ARM, carrier power line, concentrator, electricity information collection system目录摘要 (III)ABSTRACT (IV)第1章绪论 (5)1.1课题的提出和意义 (5)1.2国内外研究现状和动态 (5)1.3课题的可行性分析 (5)1.4本文的主要任务 (6)第2章用电采集系统总体设计 (7)2.1用电采集系统总体结构设计 (7)2.2集中器上下通讯的选择 (7)2.2.1通讯方式对比 (7)2.2.2 载波若干种技术对比 (9)2.2.3 无线若干种技术对比 (11)2.3通讯规约 (12)2.3.1电力载波居民集抄系统集中器上行通信规约 (12)2.3.2多功能电能表与终端通信的协议 (17)2.3.3GPRS集中器通讯规约 (19)2.4系统总体方案确定 (19)2．5本章小结 (21)第3章用电采集系统远程抄表系统各功能模块设计 (22)3.1用电采集系统远程抄表系统集中器的硬件设计 (22)3.1.1集中器的功能及技术指标 (22)3.1.2集中器的结构框图 (22)3.2集中器各功能模块设计 (23)3.2.1 主控器的选型 (23)3.2.2时钟模快电路设计 (26)3.2.3 复位模块电路设计 (26)3.2.4 电源电路模块设计 (27)3.2.5 存储器电路设计 (28)3.2.6 LCD接口电路设计 (31)3.2.7 电能计量模块 (33)3.2.7其他电路的设计 (37)3.2.2集中器电力线载波通信模块设计 (40)3.2.3 GPRS通信模块 (51)3.4本章小结 (52)第4章集中器各种功能流程的简单介绍 (54)4.1GPRS通讯任务的建立 (54)4.2自动抄表任务的实现 (55)4.3载波抄表任务的实现 (55)4.4本章小结 (57)结论 (58)致谢 (59)个人简历 (60)参考文献 (61)第1章绪论1.1 课题的提出和意义随着中国城镇化建设和智能电网的建设，传统的抄表收费方式已经不能满足供电企业信息化的要求，主要表现在一下几方面：1、智能表的推广和高楼层的建设，使得抄表员的劳动强度大幅提高。
基于超窄带技术的低压电力线载波通信解调电路设计概论
基于超窄带技术的低压电力线载波通信解调电路设计概论作者：张驰况其俊黄飞来源：《科学与信息化》2019年第08期摘要现有电力用户用电信息采集系统建设中，缺少对家庭用电器的管理。
针对这一问题，提出采用低压电力线载波的方式，组建家庭内部用电信息采集网络。
超窄带（UBN）技术具有极高的频谱利用率和抗噪性能，适用于噪声复杂的低压电力线信道。
本文使用超窄带技术中的扩展的二元相移键控（EBPSK）调制技术，设计了一种基于相干解调的低压电力线载波（LVPLC）通信解调系统。
并利用Multisim软件进行了仿真，验证了基于超窄带调制的电力线载波解调系统的可行性。
关键词超窄带技术；用电信息采集系统；低压电力线载波Design of Demodulation Circuit for Low Voltage Power Line Carrier Communication Based on Ultra Narrow Band Technology modulationZHANG Chi， KUANG Qi-jun， HUANG FeiAbstract There is a lack of management of domestic electric appliances in the construction of existing power user electric energy data acquire system. In response to this problem， it is proposed to use a low-voltage power line carrier to form a home internal electric energy data acquire network. The ultra narrow band technology has very high spectral efficiency and anti-noise ability ， and is suitable for low-voltage power line channel with complex noise. In this paper， a low voltage power line carrier （LVPLC） communication demodulation system based on coherent demodulation is designed using extended binary phase shift keying （EBPSK） modulation technology in ultra-narrowband technology. And the feasibility of power line carrier demodulation system based on ultra-narrowband modulation is verified by simulation with Multisim software.Key words UNB； Electric energy data acquire system； LVPLC引言电力用户用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，是建设智能电网的基础[1]。
基于OFDM的低压电力线窄带载波通信技术及其应用
基于OFDM的低压电⼒线窄带载波通信技术及其应⽤基于固定频点的传统窄带调制技术在实际应⽤中存在通信速率低、抗窄带⼲扰和多径衰落能⼒差、可靠性不⾼等局限。
结合基于OFDM 的PRIME 和G3-PLC 标准，对国内外OFDM 技术研究现状进⾏了介绍。
通过分析OFDM 基本原理和同步、信道估计、峰均功率⽐等关键技术，验证了基于OFDM 的低压窄带载波具有通信速率⾼、抗多径延时﹑频率选择性衰落和突发性⼲扰能⼒强、通信可靠性⾼等优点，在远程⾃动抄表、家居智能化以及新型智能化⼩区等⽅⾯具有⼴阔的应⽤前景。
关键词电⼒线通信；正交频分复⽤；窄带载波基于OFDM 的低压电⼒线窄带载波通信技术及其应⽤王智慧，李建歧，渠晓峰，赵涛（中国电⼒科学研究院北京100192）摘要1引⾔低压电⼒线载波（power line carrier ，PLC ）通信技术利⽤⼰有的380V/220V 低压配电线作为传输媒介，⽆需另外敷设专⽤通道即可实现⼏乎所有点之间的数据传递和信息交换，被⼴泛认为是楼宇⾃动化、远程抄表、安防监控等领域替代专⽤⽹络的⼀种重要的数字通信⽅式[1~3]。
从使⽤带宽的⾓度来说，PLC 通信分为窄带电⼒线载波通信和宽带电⼒线载波通信。
窄带电⼒线通信技术是指带宽限定在3～500kHz 、通信速率⼩于1Mbit/s 的电⼒线载波通信技术，多采⽤普通的频率键控（FSK ）、相位键控（PSK ）等频带传输技术；宽带电⼒线(broadband over power line ，BPL)通信技术是指带宽限定在2～30MHz 、通信速率通常在1Mbit/s 以上的电⼒线载波通信技术，多采⽤直接序列扩频（DSSS ）、线性调频（Chirp ）和正交频分复⽤（OFDM ）等扩频通信技术[4~6]。
低压电⼒线载波信道信号衰减、噪声及输⼊阻抗的频率选择性、时变性和随机性使得基于固定频点的传统窄带调制技术在实际应⽤中存在⼀系列局限性[7]。
一种低压电力线载波通信测试设备的研制及相关问题探讨
在低压电力用户用电信息采集系统中，主要采用电力线载波和短距离(微功率)无线通信方式，并以低压电力线窄带载波通信方式为主。
然而受低压配电网信道环境中传输衰减、噪声干扰和阻抗变化等因素的影响，电力线载波通信的可靠性难以得到保证，严重影响系统的稳定运行。
也就是说，电力线载波通信设备的通信性能将直接影响到用电信息采集系统的整体性能。
目前，载波通信技术有多种实现方案，载波信号调制方式、中心频点、路由协议和信号祸合方式等各不相同。
尽管每种技术都有其独特的优越性，但也有其不利因素。
就国内产品而言，已进入多元化时代，主要应用的就有鼎信、东软、晓程、力合微、瑞斯康、盛吉高科和弥亚微等厂家。
各厂家的载波通信模块的性能均有所差异，厂家提供的抄表产品性能指标通常都符合标准。
但由于测试装备有限，测试手段有一定局限性，无法对载波通信产品的通信功能进行合理验证，致使产品性能的检验与应用需求脱节，所以有必要进行相关的测试和评估，为选用合适的载波设备提供技术支持和依据。
鉴于以上原因，国内外相关机构正在从测试方法、测试设备、测试平台以及评价机制等方面对载波设备的通信性能测试进行积极地研究和探索。
本文介绍了一种信道参数可控的载波通信测试设备，并就进一步的性能测试应用中存在的问题进行一些探讨。
一、一种载波通信性能测试设备的研制1、总体研制思路电力线载波通信性能测试设备的研制，主要考虑3个方面的因素作为设计指导原则。
一是实验室环境下模拟低压配电网电力线传输信道特点；二是参考电力行业以及国家相关标准要求的测试项目；三是以测试主机为交互中心，以传输信道参数可程控调节为手段，建立自动化的载波通信性能测试装置。
近年来，针对电能采集标准相关的政策法规相继出台，并在测试项目和可操作性方面不断完善。
诸如DL/T698-2010《电能信息采集与管理系统标准》、Q/GDW1373-2013《电力用户用电信息采集系统功能规范》、Q/GDW1374-2013《电力用户用电信息采集系统技术规范》和Q/GDW1379-2013《电力用户用电信息采集系统检验技术规范》等。
基于电力载波的数据采集模块设计
基于电力载波的数据采集模块设计
李中华
【期刊名称】《自动化仪表》
【年(卷),期】2004(025)002
【摘要】设计了一种基于电力载波方式的多通道数据采集模块.介绍了由
MSP430F122单片机、串行AD7714模/数转换器件和ST7537电力载波芯片组成的硬件电路,给出了详细的子程序框图.该模块适用于远程信号的高精度检测,具有结构简单、实时性强、可靠性高和抗干扰能力较强等特点.
【总页数】5页(P32-36)
【作者】李中华
【作者单位】中南大学信息科学与工程学院,长沙,410083
【正文语种】中文
【中图分类】TH7
【相关文献】
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4.基于数据采集模块的企业消防监测系统设计 [J], 张燕妮;郑丽丹;张文霞;邵媛媛
5.基于数据采集模块的企业消防监测系统设计 [J], 张燕妮;郑丽丹;张文霞;邵媛媛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于低压电力载波通信的温度采集系统
基于低压电力载波通信的温度采集系统
杜建华;张认成
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2007(000)005
【摘要】低压电力载波通信借助完善的电力线网络作为数据传输媒介,可以极大地降低通信线路布线成本,另外,扩频通信技术的应用使低压电力载波数据传输在抗干扰、抗衰减、可靠性等各项能力上都有了极大的提高.介绍了利用该项通信技术构建的温度采集系统,系统主要由终端温度采集模块、集中器和上位PC机3个部分组成,终端温度采集模块与集中器之间通过电力线传输数据,集中器与PC通过串行通信传输数据,文中主要讨论电力载波数据通信部分.
【总页数】4页(P31-34)
【作者】杜建华;张认成
【作者单位】华侨大学机电及自动化学院,福建泉州,362011;华侨大学机电及自动化学院,福建泉州,362011
【正文语种】中文
【中图分类】TM73
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3.基于GPRS和电力载波通信的远程数据采集系统研究 [J], 杨仁宇;张玲;杨秀增;
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基于低压窄带载波通信的电能表数据采集器的设计
摘要：随着国内电力载波通信技术的不断发展及两网改造工作的
不断深入进行，电能表的电量采集模式也在逐渐由效率低下、出错率
高的人工抄表改变为自动抄表模式。本文主要是对以PLCI38-III-E型
载波芯片和stc12c5a60s2型单片机为核心，下行主要采用RS485通信
通道，上行采用电力载波（PLC）数据通道，以实现电能表的电量采
集和电量存储的电能表电量采集器的设计与开发进行原理方面的探
讨。
关键词：电量采集 电能表 单片机 RS485 电力载波 PLC
随着两网改造工作的不断深入进行，供电质量有了很大提高。同
时，“一户一表”工程的实施也有效增加了用电透明度，提高了顾客满
意率；但抄表及催费的工作量却大量增加。只有实现自动抄表才能提
高工作效率，节省人力、财力达到省公司要求的“减员增效”的目标要
求；而且可以方便地实现电费结算，正确计算台区线损，有效防止窃
电，使供电管理向电子化、信息化方向迈进。
自动抄表系统研究的目的和意义十分广泛，而基于电力载波的自
动抄表系统则有以下特点：（1）数据采集处理及存储功能，可设置每
月自动冻结电量，自动抄表时间，可设成每小时自动抄收载波表电量
（每天/每月/每年）。（2）可实时集中抄表，实时收集下辖全部电表的
累计电量、各种数据、参数。（3）可设置电价，根据抄读的电量进行
自动电费结算。（4）远程控制电表，可以对有窃电行为或其他需要进
行停电操作的用户进行跳闸停电操作。（5）自诊断功能，系统自动检
测控制模块、数据存储等单元是否工作正常。（6）电力线载波抄表方
案主要实现远程抄表、远程控制，运用先进的管理手段，方便推广。
（7）采用的是是唯一不需要线路投资的有线通信方式。（8）信息传
输稳定可靠，路由合理、可同时复用远动信号。
本文主要就电能表电量采集的单一功能实现的方式实现电能表
的电量采集和电量存储的基于低压窄带载波通信的电能表数据采集
器的设计与开发进行原理方面的探讨。
1 关于硬件设计时需要考虑用普通光耦做高速通信的隔离
两个芯片之间的电源需要相互独立，所以通信需要做隔离，手头
没有高速光耦，又加上经济问题不舍得买，考虑拿普通光耦来做隔离，
问题来了，一般pc817，tlp521开关速度超过10 kHz信号衰减就很明
显了。
所以大部分时候电路来做通信隔离，5 V电源时R4选3K通信速
度最快，这个时候实际5 V单片机串口通信速度能够达到14400 bps。
在实际应用中，如果是硬件串口，测试使用9600 bps，通信是正
常的，但是超过9600后，通信效果随单片机的型号存在差异。
如果更高的通信速率，那么通常情况下就需要选择高速光耦，像
6N138就能达到100 kbit/S，还有更高速度的光耦。
答案是肯定的，如图1，为高速光耦6n138内部结构图。
于是根据该电路就有了如图2的电路。
测试结果表明。该电路在115200 bps波特率下，通信正常。串口
助手发送几百行数字，没有发现误码。
2 关于载波和RS485抄表流程的软件设计思路
2.1 载波抄表流程设计
当收到数据集中器的下发抄表命令后，抄表指令通过载波传送到
采集器的载波通信模块，载波通信模块数据接收完成后，将抄表命令
传递给采集器CPU进行处理，采集器CPU根据接收到的抄表命令。
2.2 RS485抄表流程设计
由于485抄表流程是异步执行的，为了简化程序逻辑，整个抄表
过程分两个线程控制：（1）抄表控制线程：该线程为抄表业务逻辑控
制层，根据客户要求制定抄表逻辑，并根据抄表逻辑自动控制抄表过
程；（2）数据异步接收、解析线程：该线程负责485模块异步数据的
接收工作，并根据解析情况控制抄表控制线程的进度。
3 结语
基于低压窄带载波通信的电能表数据采集器的设计借鉴了市场
上其它产品的研究成果，采用PLCI38-III-E型载波芯片和
stc12c5a60s2型单片机自行设计，解决了人工抄表效率低，错误率高
的问题。满足了电力系统对抄表快捷性，准确性的要求。具有很高的
实用价值和推广价值。