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隨著計算機及通信技術的不斷發(fā)展，農(nóng)村配變臺區(qū)的精細化管理要求越來越高。然而，目前農(nóng)村配電臺區(qū)的計量電能表計數(shù)據(jù)卻由于種種原因未能完全實現(xiàn)遠方傳送。這種情況不僅增加了供電所工作人員的工作量，同時手工抄收數(shù)據(jù)的準確性和實時性都不能滿足要求。而要推動農(nóng)村智能電網(wǎng)的建設以及滿足臺區(qū)的精細化管理要求，就必須采取切實可行的方法解決上述問題。
那么，可不可以設計一套獨立的遠程抄收系統(tǒng)，應用日趨成熟的新通信技術來實現(xiàn)臺區(qū)計量電能表的遠程抄收呢?答案是肯定的。即通過采用CDMA無線通信技術，結合RS 485數(shù)據(jù)接口，建立獨立的計量電能表遠程抄收系統(tǒng)來實現(xiàn)這個目的。
1 CDMA技術原理簡介
CDMA(Code Division Multiple Access碼分多址)是近年來被應用于商業(yè)的一種無線數(shù)字接口技術。CDMA網(wǎng)絡具有話音清晰，不易掉線，保密性強，輻射功率小，頻率使用率高等技術優(yōu)勢。除了能夠提供CDMA無線手機的通話功能和信息服務外，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、個人號碼識別等)以及無線互聯(lián)網(wǎng)服務(如網(wǎng)絡瀏覽、電子商務、電子郵箱、網(wǎng)絡游戲等)。在遠程抄表應用中，CDMA技術具有如下優(yōu)點。
(1)實時性強。由于CDMA具有實時在線特性，系統(tǒng)無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個數(shù)據(jù)采集點的數(shù)據(jù)�？珊芎玫臐M足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。
(2)CDMA發(fā)射功率小，不易掉線。CDMA手機采用先進的切換技術——軟切換技術(即切換是先接續(xù)好后再中斷)，使得CDMA手機的通話可與固定電話媲美，而且不會有GSM手機的掉線現(xiàn)象。
(3)建設成本少低。由于采用CDMA的無線公網(wǎng)平臺，只需安裝好設備就可以，不需要為遠程抄表進行專門布線，前期投資少、見效快，后期升級、維護成本低。
(4)集抄范圍廣。CDMA覆蓋范圍廣，在無線CDMA網(wǎng)絡的覆蓋范圍之內，都可以完成對集抄的控制和管理。而且，擴容無限制，接入地點無限制，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)中心要和每一個電能表數(shù)據(jù)采集點保持實時連接。由于電能表數(shù)據(jù)采集點數(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。每個電能表數(shù)據(jù)采集點每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內。CDMA網(wǎng)絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s，目前CDMA實際數(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)通信費用低。采用包月計費方式，運營成本低。
(8)安全性高。通過CDMA專網(wǎng)認證服務器的應用，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的數(shù)據(jù)沖突，為今后多個系統(tǒng)采集電度表數(shù)據(jù)提供平臺。
3 遠程抄表系統(tǒng)構建
要實現(xiàn)臺區(qū)的計量電能表數(shù)據(jù)遠程抄收并可靠運行，就須建立一個獨立的抄收系統(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)絡傳送到控制中心計算機。并經(jīng)過計算機的處理，實現(xiàn)各種擴展功能。
3.1 系統(tǒng)組成
(1) 電能表數(shù)據(jù)采集點。 電能表數(shù)據(jù)采集點位于各配變臺區(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)進行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到CDMA網(wǎng)絡，通過 CDMA網(wǎng)絡傳送至主站數(shù)據(jù)中心電力遠程抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)電能表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實時在線連接。
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，既可支持單個電能表，也可以同時支持多個電能表，實現(xiàn)對電能表參數(shù)的采集、存儲、預處理或并將采集到的電能表數(shù)據(jù)實時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，控制中心計算機主機配置固定的IP地址，各個電能表數(shù)據(jù)采集點采用CDMA模塊和該主機進行通信。
主站數(shù)據(jù)中心服務器申請配置固定IP地址，采用聯(lián)通公司提供的光纖專線，與CDMA網(wǎng)絡相連。由于光纖專線可提供較高的帶寬，當電能表數(shù)據(jù)采集點數(shù)量增加，中心不用擴容即可滿足需求。
主站中心服務器接受到CDMA網(wǎng)絡傳來的數(shù)據(jù)后先進行AAA認證，后傳送到主機，通過系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進行還原顯示，并進行數(shù)據(jù)處理。沒有通過認證的錯誤入侵均被隔離在外，從而確保數(shù)據(jù)的安全性，主站主機可進行業(yè)務管理和計費管理，對電力數(shù)據(jù)進行校驗、計算、存儲、分析、管理等，可對異常情況進行告警。
(3)CDMA移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。電能表集中器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)CDMA網(wǎng)絡空中接口功能模塊同時對數(shù)據(jù)進行解碼處理，轉換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過CDMA無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進行傳輸，最終傳送到配電中心IP地址。
3.2 系統(tǒng)實施方案
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，同時信息中心對各電能表數(shù)據(jù)采集點進行登記，保存相關資料以便識別和維護處理。各電能表數(shù)據(jù)采集點運行系統(tǒng)軟件，支持24小時實時在線，實現(xiàn)信息采集點24小時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，主站中心主機配置固定的IP地址，各個電能表數(shù)據(jù)采集點采用CDMA模塊和該主機進行通信。
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