自动抄表技术论文精品(七篇)
时间：2022-03-26 00:31:25
序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇自动抄表技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。
篇(1)
论文关键词：ZigBee，通信模块，无线技术，电能管理系统
0 引言
随着全球范围内智能电网建设正逐步展开，用户端是智能电网重要组成部分，用户端的核心内容包括智能配电与能量管理、智能电器、用电安全、电力计量等多个方面。目前能量管理系统都会考虑采用多种通信技术混合组网的方式，以克服现有技术固有的一些不足，从而达到满足系统性能和投资回报的要求。目前工业以太网、电力线载波及无线短距离通信被认为是AMR自动抄表系统可用的解决方案。其中无线短距离通信是一个很好的本地通信网络的解决方案，工业以太网、GPRS及CDMA等远距离通信可以作为远程通信网络，以这样方式的混合组网被公认为一种很好的解决方案。随着一种新兴的短距离、低速率无线网络技术ZigBee技术的兴起，基于ZigBee技术的本地无线自动抄表系统成为了一个热点。本文主要介绍了一款基于ZigBee技术无线模块的设计及其在ZigBee无线自动抄表系统中的应用。
1 ZigBee技术的特点
ZigBee无线技术的特点是低耗电、低成本、低数据速率、短距离、通信可靠性高。它的网络拓扑主要支持3种自组织无线网络类型，即星型结构(Star)、网状结构(Mesh)和树型结构(Cluster Tree)，特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。这使ZigBee技术在低耗电、低成本、低数据速率、可靠性强的无线抄表系统中发挥巨大的作用。
2 ZigBee无线模块的设计
本文设计的ZigBee无线模块采用导轨式安装的安装方式，可以方便地安装在35mm的标准导轨上，这使模块能灵活的安装在各类配电箱、配电柜中。其外观侧视图如图1所示。ZigBee无线模块的技术指标如表1所示。
表1 ZigBee无线模块的技术指标
ZIGBEE采集器
ZIGBEE网络终端
无线
频率范围
2.41GHz~2.48GHz
RF信道
16
接收灵敏度
-94dbm
发射功率
-27dbm~25dbm
天 线
外置SMA天线
网络拓扑
网状
寻址方式
IEEE802.15.4/ZIGBEE标准地址
网络容量
最大255个节点
通信接口
通信接口
RS485
工业以太网
波特率
9600bps（默认）、4800bps、2400bps、1200bps可选；
篇(2)
关键词：AMR，CAN，总线，电力集中抄表系统，ARM，LPC2294
引言
随着计算机技术和通信技术的迅速发展，将众多的计量点数据进行采集、传输、处理已经成为现实。自动抄表（the Automatic Meter Reading）技术，简称AMR，得益于八十年代的计算机技术，正成为抄表技术的发展趋势。
1 电力集中抄表系统的构成
本文提出的电力集中抄表系统采用三层体系结构如图1所示：第一层是主站服务器，其主要作用是负责存储多功能电表的数据、实现对仪表的远程监控、远程控制等功能。服务器安装在客户服务中心的抄表主站通过GPRS/GSM来查收各个多功能电表的相关数据和参数。第二层是集中器，集中器通过GPRS/GSM与主站服务器相连，通过CAN总线与第三层的采集终端相连。主要有两项任务：一是完成与采集器的数据通信工作，向采集器下达电量数据冻结命令，定时循环接收采集器的电量数据，或根据系统要求接收某个电表或某组电表的数据。另外的任务就是根据系统要求完成与主站服务器的通信，将用户用电数据等主站需要的信息传送到主站数据库中。第三层是采集器。在采集器中嵌入了各种标准通信规约，可实现对各种各样电表的采集。采集器可同时采集、存储64块电表的数据，采集器除了完成电表的电量数据采集工作以外，还要根据系统的要求完成与集中器之间的数据通信，将需要传送的电量数据送到集中器中。系统信道包括GPRS/GSM 无线通信、CAN 总线。主站服务器与集中器之间的GPRS/GSM 无线通信，集中器与采集器之间采用CAN 总线通信。通过GPRS/GSM无线通信，能够及时、方便地进行系统的远程信息传输，与主站服务器实现信息交换；每台集中器通过CAN总线，可以管理最多110 个采集器(CAN 节点)。
图1 基于ARM 的CAN 总线的电力集中抄表系统示意图
2 CAN 总线通信系统设计
2.1 CAN 总线简介
CAN(ControllerArea Network)即控制器局域网，CAN总线是国际上应用最广泛的现场总线之一。它最早是由德国Bosch公司推出的，CAN通信协议是一种用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信协议。作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式，CAN总线已被广泛应用于各个自动化控制系统中。论文参考网。例如，在汽车电子、自动控制、智能大厦、电子系统、安防监控等各领域中，CAN总线具有不可比拟的优越性。本设计给出CAN总线节点方案。它采用内置多路CAN总线控制器LPC2294作为主控制器，使得该节点体积小、功耗低、抗干扰性好，因而特别适用于汽车、工业控制以及医疗系统和容错维护总线中。
2.2 CAN节点硬件电路组成
CAN节点硬件电路如图2所示，由ARM微控制器LPC2294、CAN总线收发器TJA1050T、高速光耦6N137和电源隔离模块B0505S等组成。
图2 CAN节点硬件电路原理框图
(1)控制器特点
本设计选用的LPC2294是PHILIPS公司新推出的一款功能强大的超低功耗的具有ARM7TDMI内核的32位微控制器。论文参考网。论文参考网。144脚封装、两个32位定时器、八路10位ADC、四路CAN通道和PWM通道以及多达九个的外部中断，内部嵌入256K字节高速Flash存储器和16K字节静态RAM，包含76（使用了外部存储器）～112（单片）个GPIO口。如此丰富的片上资源完全可以满足一般的工业控制的需要，同时还可以减少系统硬件设计的复杂度。另外，LPC2294支持JTAG实时仿真和跟踪、128位宽度的存储器接口和独特的加速结构，使32位代码能够在高达60MHz的操作频率下运行。LPC2294内部集成有四路CAN控制器：符合CAN规范CAN2.0B,ISO 11989-1标准：总线数据波特度均可达1Mbps；可访问32位的寄存器和RAM；全局验收过滤器可识别几乎所有总线的11位和29位Rx标识符；验收过滤器为选择的标准标识符提供了FullCAN-style自动接收功能。作为本设计的核心部件，LPC2294不仅担起主控制器的作用，同时还作为CAN网络的节点控制器，与网络中的其它节点实现数据传输与交换。
(2)收发器特点
收发器TJA1050T是CAN协议控制器和物理总线之间的接口，它与“ISO 11898”标准完全兼容。CANH和CANL理想配合，可使电磁辐射减到更低。除此之外，TJA1050T不上电时，总线呈现无源特性，这使得TJA1050T在性能上大大优于以前的CAN总线收发器。TJA1050T有两种工作模式：高速模式和静音模式（它们由引脚“S”来控制）。在高速模式中，总线输出信号有固定的斜率，并且以尽量快的速度切换。高速模式适用于最大位速度和最大总线长度的情况，而且此时其收发器循环延迟最小。静音模式时发送器是禁能的。它不管TxD的输入信号。静音模式可以防止CAN控制器不受控制时对网络通讯造成堵塞。
3 CAN 总线通信系统软件设计
对于LPC2294微处理器来说，CAN控制器完全是基于事件触发的，即在本身状态发生改变时，CAN控制器会把状态变化的结果告诉微处理器。因此中心微处理器可以采用中断的方式或者轮询的方式对CAN控制器做出相应的处理。各CAN节点按规定格式和周期发送数据到总线上，同时根据需要各取所需报文。对于接收数据，本系统采用中断的方式实现，一旦中断发生，即将接收的数据装载到相应的报文寄存器中。此时利用屏蔽滤波寄存器对接收报文的标识符和预先在接收缓冲器初始化时设定的标识符进行有选择地逐位比较，只有标识符匹配的报文才能进入接收缓冲器，那些不符合要求的报文将被屏蔽于接收缓冲器外，从而减轻CPU处理报文的负担。
3.1 CAN 控制器初始化
初始化CAN控制器的操作包括：硬件使能、软件复位、设置报警界限、设置总线波特率、设置中断工作方式、设置验收滤波器工作方式、设置工作模式并启动CAN等。初始化程序如下：
HwEnCAN(CanNum)；//硬件使能，CanNum=0～3，指四路CAN控制器
SofiRstCAN(CanNum)；//软件复位寄存器
CANEWL(CanNum).Bits.EWL_BIT=USE_EWL_CAN[CanNum]；//设错误警告界限
CANBTR(CanNum).Word=USE_BTR CAN[CanNum]；//初始化波特率
VICDefVectAddr=(UINT32)CANIntPrg；//初始化中断为非向量中断
VICIntEnable |=(1<<19)|(1<<(20+CanNum))|(1<<(26+CanNum))；
CANIER(CanNum)．Word= USE_INT_CAN[CanNum]；
CANAFMR.Bits.AccBP_ BIT=1；//配置验收滤波器(旁路状态，即屏蔽验收滤波器)
CANMOD(CanNum).Bits.TPM_BIT=USE_TPMCAN[CanNum]；//初始化工作模式
CANMOD(CanNum).Bits.LOM_BIT=USE_MOD_CAN[CanNum];
SoftEnCAN(CanNum)；//启动CAN
3.2 数据发送
将待发送的数据打包成符合CAN协议的帧格式后，便可写入发送缓冲区，并启动发送。在写发送缓冲区前必须查询其状态。LPC2294中的每个CAN控制器有三个发送缓冲区，它们的状态可通过查询CANSR得知。只有当其中有空闲的发送缓冲区时才可将数据写入。在发送大量数据时，这一步显得尤其重要，否则发送可靠性将不能保证。启动发送成功后，只能通过查询CANGSR的TCS位或配合发送成功中断来判断数据是否发送成功。
3.3 数据接收
接收数据可采用查询方式或中断方式。在某一段时间内，CAN总线并不总是在活动，为了提高效率，可采用中断方式。在初始化程序中必须使能接收中断。在中断服务子程序中，读取CANICR，判断是否有接收中断标志，有则读取接收缓冲区数据。为了防止接收缓冲区数据溢出，可开辟一个循环接收数据队列来暂时存储数据，主程序则通过查询该队列来获得总线数据。
4 总结
基于ARM 的CAN 总线的电力集中抄表系统的数据通信具有很强的实时性、可靠性和抗干扰性，该系统的样机正在进行挂网测试，以期通过研究和改进，进一步提高程序的通信处理、纠错和容错能力。
参考文献
[1]栗玉霞,徐建政,刘爱兵.GPRS技术在自动抄表系统中的应用[J].电力自动化设备, 2003 (12): 52-54.
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[4]周立功.ARM 嵌入式系统基础教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社,2005.
[5]CAN Specification Version 2.0, Part A and B, Philips Semiconductors,1992.
篇(3)
关键词：蓝牙 远红外 智能手机 Android 抄表
中图分类号：TN929.53 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)02-0091-03
1、引言
目前，在我国的电力、燃气、自来水行业，大部分仍然采用无线远程集抄和手持抄表机的人工抄表模式，随着手机设备和通讯技术的不断发展，近几年国内出现了手机抄表系统，一般基于WINCE操作系统，这种手机抄表系统实际上是人工抄表、手工录入到手机中、再通过GPRS上传到主台系统，这种方式实现抄表的系统是纯软件的系统，并没有实现真正意义上的硬件自动抄表。本研究提供一种用于电能表的智能手机蓝牙红外抄表的系统方法，该方法使用现有市面上普通的智能手机实现对电能表的抄读和设置，消除了必须用专用手抄器设备才能对表计进行抄读和设置的传统观念；同时开发出的手机软件能够在各种相同手机操作系统的手机上使用。能为电力企业带来最直接的效果降低企业的经营成本，而且方便简洁，不仅从界面美观上，还从易用性方面都大大高于原有的手持掌机。
2、蓝牙通信介绍
蓝牙（Bluetooth）是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。它最初的目标是取有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有结电缆连接，实现最高数据传输速度1Mb/s（有效传输速度为721kb/s）、最大传输距离为10米，用户不必经过申请便可利用2.4GHz的ISM（工业、科学、医学）频带，在其上设立79个带宽为1MHz的信道，用每秒钟切换1600次的频率、滚齿方式的频谱扩散技术来实现电波的收发。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信。
自从1998年由以上公司共同提出蓝牙通信标准以后，各大公司都加大了对蓝牙的投资力度，蓝牙兴趣小组不断壮大，通过蓝牙认证的产品也越来越多，各类测试设备也日趋成熟。从目前的应用来看，蓝牙的最大优点是体积小、功率低、无线、低成本和自动化，还可通过其他方式无线缆传输数据，包括“红外线通信”，因此其应用已不局限于计算机外设，几乎可以被集成到任何数字设备中。
3、红外线通信介绍
红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。由于红外线的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以更适合应用在需要短距离无线通讯的场合，进行点对点的直线数据传输
表计红外是以传统红外通信的原理制作的，利用波长为900nm～1000nm的红外波作为信息的载体,发射装置把二进制信号经过38.4KHZ高频调制后发送出去，接收装置把接收的红外高频信号进行解调为原来信息的一种通信传输方式。其中调制方式是为脉时调制（通过改变脉冲串之间时间间隔调制信号PPM）。
4、智能手机Android操作系统
目前，智能手机主要有五大操作系统，分别为：诺基亚的Symbian平台、微软的Windows Mobile平台、Linux平台、谷歌的Android平台，以及苹果iPhone的Mac平台。2008年6月诺基亚收购了Symbian之后，手机厂商、芯片厂商、运营商都将目标锁定在开源操作系统，手机操作平台之间的竞争也愈演愈烈。
Symbian不开放核心代码，Linux由计算机的Linux操作系统演变而来，开放源代码，但有一些先天不足，iPhone应用程序要经过苹果的批准才可以在应用商店中销售，微软的Windows Mobile操作系统要收取手机厂商8-15美元的软件使用费，而且还有一个致命的缺陷，就是运行速度和人性化操作都不理想。
谷歌的Android手机操作系统是基于Linux的开源手机平台，由操作系统、中间件、用户界面、应用软件组成，是第一个完全定制、免费、开放的手机平台，使用Java语言开发且支持多种硬件设备。Android 平台在系统框架上采用独到设计，在整体规划上考量了相当广的层面，系统开发建构,个人/第三方开发软件，从系统平台到实际应用都开放。在第三方软件开发方面，Android 计划除了制定系统架构外，还针对这个平台提供了完善的软件开发工具与环境，在IDE上采用了开放式开发平台Eclipse，在该IDE上建构了Android专属的plugin。另外还以自由软件QEMU为基础提供了Android平台专属的Emulator，让个人/第三方软件商迅速开发软件，无需依靠实际硬件开发软件。
5、方案详述
本论文提供一种用于电能表的智能手机蓝牙红外抄表的系统方法，该方法使用现有市面上普通的Android智能手机实现对电能表的抄读和设置。
本方案提供的这种用于电能表的智能手机蓝牙红外抄表方法，包括蓝牙转红外模块、智能手机抄表单元两个部分。其中蓝牙转红外模块由蓝牙转串口、然后串口转红外组成，波特率可根据电能表情况进行调节；智能手机抄表单元采用手机智能操作系统，与蓝牙转红外模块间采用蓝牙进行通讯，共同完成对电能表的抄读和设置。本发明能替代原有的手持抄表单元。
5.1 智能手机抄表单元完成对电能表的抄读和设置过程
(1)由智能手机抄表单元根据抄读或设置内容组织数据帧；(2)智能手机抄表单元将组织好的数据帧通过蓝牙通道发送给蓝牙转红外模块；(3)蓝牙转红外模块将接收过来的数据按照电能表的波特率以红外方式发送给电能表；(4)电能表接收到蓝牙转红外模块传过来的数据，进行处理后返回数据帧通过红外发送给蓝牙转红外模块；(5)蓝牙转红外模块将电能表返回的数据帧通过蓝牙转发给智能手机抄表单元进行处理。
5.2 技术方案图
5.3 蓝牙转红外模块
蓝牙转红外模块是电能表与智能手机之间的通信桥梁，能够将智能手机传过来的蓝牙信号转换为电能表识别的红外信号，同时也能将电能表传过来的红外信号转换为智能手机能识别的蓝牙信号。
该模块采用蓝牙转串口，再由串口转红外的方法，其串口波特率可以根据电能表的需求情况通过AT命令进行修改。该模块为手机抄读和设置电能表的关键设备。
蓝牙转红外模块，包括弱电主供电回路、蓝牙模块电路、红外接收电路、红外发送电路。
模块功能图如下：
红外发送电路和红外接收电路完成与电能表之间的信息交互，通过红外信号对电能表进行645等多种协议操作。
蓝牙模块电路为本模块的核心，它提供对外的蓝牙连接通道，支持蓝牙串行协议(Bluetooth Serial Port Profile)服务，完成将蓝牙信息转换为串口信息。该模块可以通过AT命令实现对串口参数（波特率、校验位、停止位）、蓝牙主被方式、连接密码等进行设置。
蓝牙模块电路采用BTM0704C2P蓝牙内嵌模块，有效距离为10米，实现协议包括LM、LC、L2cap、SDP、RFCOMM，支持蓝牙串行协议(Bluetooth Serial Port Profile)服务，兼容蓝牙 2.1+EDR 规范。该模块可以通过AT命令实现对串口参数（波特率、校验位、停止位）、蓝牙主被方式、连接密码等进行设置。
弱电主供电回路提供给蓝牙模块电路、红外接收电路和红外发送电路所需要的弱电供电，弱电主供电回路中的电源管理芯片采用的是超低功耗DC-DC芯片S-812C33BMC，使之产生3.3V电压给系统供电。红外发送调制时钟采用74HC00和电阻电容组成的38KHz振荡电路。红外接收头采用HM338/IRM38BL接收管，红外发送管采用AT203。
5.4 手机抄表软件说明
手机抄表单元就是安装了手机抄表软件程序的智能手机，手机抄表软件采用Android系统进行研发，软件包括三个大的功能：建立通信通道、表计抄读和设置、数据后期处理。
目前智能手机基本上都带有蓝牙功能，手机抄表软件首先开启蓝牙、使用手机自带的蓝牙功能与蓝牙转串口模块完成蓝牙配对，这样就建立了与蓝牙转串口模块的通讯通道，然后根据表计的协议生成不同的指令流、将指令流下发到蓝牙转串口模块并接收返回的数据流，最后软件还可以对抄读和设置日志数据进行查询统计或者上传到服务器等。
5.4.1 手机抄表软件功能图如下：
5.4.2 手机抄表软件使用说明
(1)连接蓝牙。选择连接蓝牙图标，在弹出窗口中扫描蓝牙设备，并进行连接。
(2)抄读。首先选择抄读方案，手工输入表地址或者自动识别表地址，点击方案中的一项或按方案自动抄读。
(3)查询。点击抄读查询或设置查询可以查询设置的内容或查询的内容。
(4)数据上传。点击数据上传图标上传抄读和设置数据。
6、结语
由于采取通用的智能手机平台，不依赖硬件设备，不需要定制产品，只要是采用相同的手机操作系统程序代码就可以通用；
只需要额外加一个蓝牙转串口模块就可以实现对电能表的抄读和设置，而且该模块不依赖手机产品，也是一个很通用化的产品；
智能手机平台在编程工具方面都具有很好的扩展性，故本发明在功能上扩展性强；智能手机平台在通信通道上有较强的延伸性，故能够依靠本特点搭建很好的解决方案，如和主台系统进行数据通信等。
参考文献
[1]公磊,周聪.基于Android的移动终端应用程序开发与研究.南昌大学信息工程学院,江西南昌:330031.
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篇(4)
PLC接入设备分局段设备和用户端PLC调制解调器。局段负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络连接。在通信时来自用户的数据进入调制解调器后，通过用户配电线路传输到局端设备，局端设备将信号解调出来，再转到外部的Internet。该技术不需要重新布线，在现有低压配电线路上实现数据、语音、和视频业务的承载。终端用户只需插上电源插座即可实现因特网接入，电视接收、打电话等。同样电力线通信技术也可应用于其他相关领域，对于重要场所的监控和保护，一直需要投入大量的人力和财力，现在只需利用电源线，用极低的代价更新原有监控设备即可实现实时远程监控。目前电力系统抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的准确性、同步性难以保证。同时由于抄表地点分散，表记数量众多，所以抄表的工作量巨大。基于电力线路载波(PLC)通信方式的自动抄表装置，由于不需要重铺设通信信道，节省了施工及线路费用,成为现代电力通讯的首选方式，使得抄表的工作量大大减少。近年来居民小区及大楼朝智能化发展，现在的智能化建筑已经实现了5A。但是这些不同的系统自动化需要不同的网络支持；给建设和维护网络系统带来了巨大的压力。借助电力线通信技术，无论是监控、消防、楼宇还是办公或者通信自动化都可以利用电力线实现，便于管理和扩展。
电力线通信主要优势：
电力线通信有无可比拟的网络覆盖优势，我国拥有全世界排名第二的电力输电线路，拥有用电用户超过10亿，居民家里谁都离不开电力线；显然连接这10亿用户的既存电力线是提供上网服务的巨大物质基础。在广阔的农村地区，特别是那些电话网络不太发达的地区，PLC更有用武之地，毕竟电力网规模之大是任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大，市场发展成熟较慢，但会存在电力线上网先入为主的局面，对PLC的长远发展和扩展非常有利。
电力线通信可充分利用现有低压配电网络基础设施，不需要任何新的线路铺设，随意接入，简单方便的安装设备及使用方式，节约了资源和费用，无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物和公共设施的破坏，同时也节省了人力，共享互联网络连接，高通讯速率可达141Mbps（将未通过升级设备可达200Mbps）。PLC调制解调器放置在用户家中，局端设备放置在楼宇配电室内，随着上游芯片厂商14M产品技术相对成熟。PLC设备整体投入不断下降，据调查当前14M的PLCModem产品其成本已降到普通的ADSL接入猫相仿的水平，而局端设备则更便宜。由于一般一个局端拖带PLC调制解调器的规模为20-30台，因此随着用户的增长，局端设备可以随时动态增加，这一点对于运营商来说，不必在设备采购初期投入巨大的资金。因此也有宽带网络接入最后一公里最具竞争力的解决方案之称。
电力线通信的缺点
传输带宽的问题。PLC与电话线上网从本质上讲并没有区别，都是利用铜线作为传输媒质，铜线上网的最大问题是不能解决传输带宽问题。虽然14M的产品已经成熟，但电力线上网是共享带宽，若同一地区多个用户同时上网则数据传输速度将会相应降低，如何保证用户能够获得足够带宽成为挑战噪声安全性问题。由于电力网使用的大多是非屏蔽线，用它来传输数据不可避免的会形成电磁辐射，从而会对其它无线通信，如公安部门或军事部门的通信造成干扰；再次电力线上网存在不稳定的问题，家用电器产生的电磁波对通信产生干扰，时常会发生一些不可预知的错误。与信号洁净特性恒定的Ethernet电缆相比，电力线上接入了很多电器，这些电器任何时候都可以插入或拆开，并机或关闭电源。因而导致电力线的特性不断变化，影响网速。
衰减问题。与以太网接入或者ADSL接入不同，尽管PLC接入可以选择家庭内任意电力插座联接到Internet，但是就目前而言，由于衰减因素仍然存在，不同接入点的带宽是不一样的，如果家庭比较大，那么在最远处接入，带宽衰减将非常明显。其次大部分情况下，PLC数据需要通过电表传输，带宽往往在这里产生非常大的衰减，这成为PLC的技术瓶颈之一，有专家表示主要问题在于电表的设计，而不是PLC自身的技术因素，但由于电表是既有产品，不可能对其大规模换用，所以只能通过PLC产品自身技术来克服PLC衰减问题。
目前我国在沈阳及北京多个小区开通了多个PLC接入试验网络，主要以2M和14M带宽接入为主。由于法律、服务、技术指标等影响，还没有大规模的商用PLC系统投入使用。随着科技的进一步发展，相关技术将逐步得到有效解决。最近国电科技推出的200Mb/sPLC接入方案具有布线简单，电磁辐射低，价格便宜等优点，在接入带宽及稳定性方面有了重大突破，具有强大的市场竞争力和广泛的市场前景。电力线通信技术毕将得到广泛应用发展。
篇(5)
关键词：智能电表;抄核收效率;用电信息采集
中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）36-0077-02
1 智能电表介绍及主要用途
智能电表是在原电子式电表的基础上开发面世的新产品，它主要由电子元器件构成，其工作原理是先通过对用电客户供电电流和电压的实时采样，采用专用电能表集成电路，对采样电流和电压信号进行处理，并转换为与电能成正比的脉冲输出，最后再通过计算机软件进行处理和控制，把脉冲显示为用电量并输出。
由于智能电表采用了电子表技术，可以通过相关通信协议与计算机进行联网，通过编程软件实现对其硬件的控制管理。因此智能电表不仅有外观体积小的特点，还具有远传控制（远程断送电、远程抄表）、复费率、预付费用电、识别恶性负载、反窃电等功能，并且可通过对控制软件中不同参数的修改，来满足对控制功能的不同要求，而这些功能对于过去传统的感应式电表来说，都是很难或不可能实现的。
2 国网池州供电公司智能电表的安装使用现状
目前，根据智能电网建设的要求，全国范围内正大力推广智能电表的应用，国网池州供电公司自2010年开始推广并安装普及智能电表，投入了大量的人力、物力、资金。
截至2014年，智能电表安装应用率100%，用电信息采集覆盖率85.93%，用电信息周期采集成功率98.34%。
目前，已实现的智能电表的用途包括：远程抄表、远程费控、用电异常、计量异常在线监测、反窃电。
3 智能电表应用成效
3.1 抄核收效率大幅提升
据统计，截至2014年，公司直供客户约18.4万户，较2011年新增4.4万户，抄核收效率由1 871户/人提升至2 486户/人，远程自动抄核算用户比例由56.84%提升至99.41%。
所辖贵池、青阳、东至、石台四个县公司自安装智能电表以来，在抄核收人员减少60余人的情况下，抄核收效率大幅提升，最高的东至公司达到了1555户/人，远程自动抄核算用户比例平均为99.41%。
3.2 违约用电、反窃电查处成效明显
相对于传统的感应式电表外形设计，目前的智能电表均采用了接线端子内置的设置方法，即把接线端子封闭在整个表壳内，并对外壳结构进行了加强，使电表难以被打开，或打开表后有明显痕迹，并留有永久性记录。
同时，新电表采用了屏蔽和抗干扰性强的电子元件，具备异常接线检测能力。因此目前智能电表除具备了传统电能表基本用电量的计量功能外，还具备反反向窃电、强磁场窃电、火线短路窃电等多种反窃电功能，在一定程度上杜绝了漏电、偷电的现象。
按照国网安徽省电力公司《反窃电专项行动实施方案》和开展采集系统异常数据专项清理工作的通知要求，国网池州供电公司利用计量异常在线监测系统对计量异常、用电异常等情况进行周管控，每日实时对发现的异常数据进行判断、现场检查和处理反馈，截至2014年底，共处理表需量超变压器容量、负荷超变压器容量、电压断缺相、电流失流、高供高计B相异常、电能表开盖、反向有功示值大于0、电能表倒走类Ⅰ级异常数据就达2 500余条。
3.3 用电信息采集系统应用不断深化
随着用电管理水平的不断提高，改变以往陈旧的人工抄表方式，从根本上解决抄表误抄、估抄、漏抄、不到位等现象以及抄表数据不同时、不准时、不准确、报表周期长、统计数据慢等缺点，建成可覆盖全部用户、支持全面电费控制、实现全部用户信息采集的用电信息采集系统更显迫在眉睫。
国网池州供电公司按照统一领导、统一规划、统一标准、统一组织实施的原则，制定了市县公司用电信息采集系统建设方案并实施，不断加快用电采集系统建设力度，进一步拓展用电采集系统应用范围，安装采集装置用户总数、主站成功采集用户总数、用电信息采集覆盖率、用电信息周期采集成功率和日均采集成功率均持续提升。
3.4 营销各项管理指标稳步提升
随着智能电表的大量普及和用电信息采集系统的深化应用，抄表收费等越来越多的工作将由电脑代替，抄表人员逐渐不需到现场进行抄表，有效减少了人员、车辆等方面的投资，也减少了人员误抄、估抄、漏抄等不良习惯的发生，电能表实抄率、抄表准时率、自动化抄表结算率等营销服务指标逐年提升。
同时，国网池州供电公司将抄表人员的工作重心逐步转移到催费上，深化应用居民无停电催费的特有工作模式，强化柔性催费，保证公司电费的颗粒归仓。制定了《低压客户停送电管理制度》，实行欠费停电申请批准制度，利用远程停复电功能对欠费停电客户进行流程跟踪和管控，保证客户在缴清电费后规定时限内最快速度恢复供电，减少客户不良情绪和投诉的发生。
4 智能电表推广使用中遇到的问题 4.1 部分用户的担忧或过激行为
部分用户对智能电表的用途和计量准确性存在担忧或过激行为。智能电表是为实现国家智能电网而推出的一种新计量设备，具有电价实时查询、智能扣费、电量记忆、高精度计量、信息远程传送、余额报警、冻结抄表时间等功能特性，不仅能最大限度避免人为错误，而且可有效防止窃电行为。理论上说，智能电表确实能降低用户的电力开支，使电力消费更趋于合理，但由于电表偶尔出现技术缺陷，加上大多数情况下用户缺少智能电表使用常识，导致智能电表目前并不能主动帮助节省家庭用电量，让人们产生了一种“电费涨了”的假象，使部分用户对智能电表的推广滋生了误解和阻挠。
4.2 设备质量参差不齐
目前使用的智能电表及相关采集配套设备是由多家厂家供应，产品质量参差不齐，一定程度上，间接影响了智能电表准确计量的可信度。因此，智能电网或高级量测体系的发展对智能电能表提出了更高的要求，这符合当今时展的趋势，也对智能电能表的智能效应产生深远影响。那么既然是智能电能表，其细节也应该同步展现智能化，而现有的处理数据、检测方式、设计模块、接口类型均不足以满足对未来智能电能表的推广需求。这就要求未来的智能电能表，无论从外观设计，还是使用，或者是功能上均应具备智能化、信息化等特征，以便为智能电能表的推广普及提供更加便捷的途径。
4.3 采集设备频点不一
县公司采集设备存在多个频点，频点的不统一对县公司用电信息采集系统的集中管理和运行维护带来很大不便，同时也带来设备之间的互不兼容，一旦发生故障或紧急情况，难以快速有效地处理。
4.4 智能电表的部分功能未充分发挥作用
由于智能表本身及通道、集中器、主站等技术原因和地域特征的局限性，使采集计算获得的线损数据不够准确，起不到分析监测台区线损的作用。受经济结构调整影响，部分行业产能过剩严重，一些高耗能、高污染以及工艺落后企业整顿力度较大，随时有可能关停，使预购电的推广存在较大阻力。
5 应对措施
5.1 继续加强对智能电表应用及用电信息采集系统的宣 传力度
智能电表并不是一安装上去就能见效的节能工具，在目前阶段，它发挥的作用是帮助用户改变以往生活用电习惯，优化用电方式，应该说它更像是用一种精确的方式来提醒消费者随时注意电能消耗。
与传统电表相比，智能电表更加敏感，任何细微的电流都会被记录，更精确分辨出消费者用电的时间区间，在实行阶梯电价的今天，高峰时段用电跟闲暇时段用电其价格相差一倍多。由于智能电表可随时显示消费者用电情况，消费者可利用用电“峰谷”时段，在用电高峰期减少家庭用电量，并将一些大功率电气设备的使用时间安排在“谷底”时段。
因此，让更多的人“智能”的用电才是智能电表的功能所在，实现用电客户明白消费、诚信消费，做到用相同的电花最少的钱。
5.2 加快推进用电信息采集系统的建设与应用
“全覆盖、全采集、全费控”是用电信息采集系统的建设目标，此系统的建设是借助现代化技术手段，更好的为营销业务提供数据支持， 同时为电网安全运行提供必要的保障。加强在线监控、反窃电查处、负荷控制、远程费控、预付费、台区线损统计等功能应用，加大县公司自动抄表结算比重，加强采集数据质量管控，开展县公司建设运行指标常态评价。
5.3 利用智能电表降低电费回收风险
继续深化“抄表自动化、核算智能化、回收费控化、交费多元化、账务实时化、服务互动化”的营销抄核收新模式。认真分析产业结构调整、经济政策变化等因素对电费回收的影响，加大电费收费过程管控，继续推行居民无停电催费模式，推动预购电在商业用户及县公 本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一论 文 网专业教育教学论文和以及服务，欢迎光临dYlw.nET司的应用，全面实现高压客户和低压客户人工抄表方式向远程自动抄表转变。推行低压商业用户远程费控业务应用，确保回收风险可控，全力推广交费电子化，实现新装用户批量代扣，努力提高社会化缴费率。
参考文献：
[1] 孙邈.浅析智能电表的概念及应用[J].中国科技纵横，2013，（21）.
篇(6)
关键词 微功率无线 智能抄表 无线自组网
中图分类号：f626文献标识码： A
0、引言
智能电网的核心在于，构建具备智能判断与自适应调节能力的多种功能统一入网和分布式管理的智能化网络系统，采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户，实现对电能的最优配置与利用，提高电网运营的可靠性和能源利用效率。与以往AMR系统相比，AMI系统的发展对AMI系统的组网和通信能力提出了更高的要求。为了实现上述目标，一个能满足上述要求的本地通信网络是关键。
1、本地通信网络技术方案
综合评估现在市场上现有的本地通信网络的技术方案如下：
类型 支持速率 路由深度 工程难度 扩展状态 成本估算
无线 10kbps 8 安装简易 双向实时，支持互动 适中
窄带载波
宽带载波 200Mbps 无 无法覆盖散点 随用电负载变化，可支持实时互动 较高
RS485 9600bps 无 穿线困难 双向实时，支持互动 高
我们可以从用户需求以及整体方案等方面做进一步分析，并做出载波与无线两大类本地通信网络技术的对比，显示微功率无线通信的技术优势所在：
（1）能全面覆盖、全面实施预付费等增值功能。低压PLC通信网络的可靠性仅能勉强满足周期性抄表的要求，但完成实时性要求高的增值服务却很困难，而微功率无线通信网络的通信更可靠而且速率更快，因此单次抄表成功率更高，实时性更好。
（2）大规模实施能源信息采集系统时，应用环境非常复杂。对于低压PLC而言，电网的信号衰减、阻抗的时变性、干扰源多且强，会严重影响电力线载波通信的性能。而微功率无线通信能采用无线自组网的方式来保证通信环境的自适应能力。
（3）未来若干年的通信可靠性是AMI实施风险重点考虑的方面。对于低压PLC而言，当设备安装完毕，其所采用的载波技术就固化了，但电网的污染会向前发展，而过分规管和治理低压电力线上干扰数据通信的因素可能会不合理和不经济。对于微功率无线网络而言，现场运行的同频段的各种无线信号的传播范围较小，再加上调频等频率自适应机制，能避免单频点工作，从目前使用的效果来看，微功率无线网络作为下一代无线抄表技术已得到确认。
2、微功率无线抄表
与其他通信技术比较而言，微功率无线抄表的成功应用需要注意三个核心问题：一是低成本问题，由于无线自动抄表系统涉及到千家万户，其本身的成本直接影响用户的接受程度；其次是低功耗问题，绝大部分用户侧表计都需要以节能为优先，从而影响到网络通信技术和协议设计；最后是自组网问题，为了保证表计计量数据和控制中心命令及时准确的传输，可靠性和自愈能力也是无线自动抄表网络的重要要求。
在无线通信理论中，简单的点对点通信很难达到很好的区域覆盖，自组织MESH网络是网络节点能够根据环境的特征构建自组织成一个关联的网络，该网络能够实现在覆盖范围内电波的非视距的曲线传播，从而达到一定区域范围内的通信覆盖。综合而言，无线自组网MESH协议才是目前国内微功率无线发展的关键领域，该问题也是国内微功率无线设备在标准和应用上进行产业化大规模推广的主要突破口。
3、无线自组网
洪泛算法是最早、最简单的无线自组网路由协议。节点以广播的形式发送消息，接收到消息的节点再以广播形式转发数据包给所有的邻节点，这个过程重复执行，直到数据包到达目的地或者达到预先设定的最大跳数。层次型自组织算法是为无线传感器网络设计的低功耗自适应聚类路由算法，主要通过随机选择聚类首领、平均分摊中继通信业务来实现。以数据为中心的自组织算法的主要思想是，通过高层的描述方式―元数据来命名传感数据。在发送真实的数据之前，传感器节点广播采集数据的描述信息元数据，当有相应的请求时，才有目的地发送数据信息。以上算法均在无线传感器网络的自组织算法上取得不少进展，但均有不同程度的局限性，这说明无线自组网路由协议方面还有待进一步改进和完善。
图1 无线网络
4、微功率无线与国内电网应用的融合
国内对微功率无线通信技术在电网抄表业务上已经应用较多，比较典型的“持卡购电，远程下发购电信息”的业务模式对本地通信网络的应用需求可以概括如下：
（1）售电信息交互时效性：具备较高的售电信息交互成功率和及时性，提升客户享受购电服务的便捷性和可靠性，降低运行维护工作量。
（2）数据采集时效性：具备较高的通信稳定性和成功率，支撑各项业务的正常开展。
（3）安装调试的可操作性：安装调试尽量简单，提升施工可操作性，确保工程质量和进度。
（4）运行过程的易维护性：具备较高的可维护性，减少外界因素的影响，现场排查和故障处理工作技术简单易操作，降低技术门槛，确保今后运行维护工作的可实施性。
（5）各类环境的普遍适用性：具备对各类低压台区，各类建筑结构的普遍适用性。
（6）对台区线损管理的支撑能力：简化台区线损管理，辅助排查台区电源关系，及时跟踪台区电源关系的调整变化。
（7）对终端设备自动管理的支撑能力：支持报警信息、异动信息的主动上报，并能够辅助系统主站实现对基础信息的自动化管理。
由上能明确看到，微功率无线通信技术的优势可以有力支撑业务需求，但也要认识到，该技术在对各类环境的普遍适应等方面还有较多改进的地方，需要对微功率无线设备的频率自调整和自适应能力进行增强，并开展互联互通技术研究，提升对电力自动化的技术支持能力。
5、微功率无线的互联互通
目前国内的微功率无线应用在用电信息采集规模相对较小，现有无线设备运行效果均能基本满足电力相关业务的需求，而且其应用效果对硬件设备没有过多依赖，各个厂家产品的组网技术各具特色，具有相互融合统一的条件。从国内供电企业的角度来看，实现互联互通不仅能保证用电信息采集系统长期运行的可靠性和稳定性，也利于统一安装调试标准，提升现场工作标准化水平，提高工作效率。在电力资产管理方面，更可以减轻备品压力，降低库存，节约维护投入，提升微功率无线设备的利用水平。
为了有效的推进微功率无线设备的互联互通工作，需要严格执行国家无线电管理有关规定，依据国家电网公司用电信息采集和智能电能表技术标准，统一机械性能和电气性能等技术指标，统一空中帧格式，遵照OSI协议架构，规范物理层、MAC层、网络层和应用层的功能，实现表端模块对集中器功能的全兼容，实现频点自调整和频率自适应，并建立对应的检验测试体系，开展验证比对。
图2 微功率无线协议栈分层结构
6、结论
随着电力事业的发展，科学新技术已不断的渗透到我们工作的每一个环节，提高了我们的工作效率，增加了公司的效益水平。微功率无线通信在电力集抄方面的应用，支撑了供电企业相应的营业模式，优化了电力系统的营销流程，节省了劳动力、提高了工作效率，降低了低压线损率，实现了经济效益的最大化。但它目前总体上还是一种处于推广应用的新技术，需要更多的应用实践，因此加强管理、改进技术、不断完善是保证微功率无线通信技术继续向前发展的基础。
参考文献：
[1]陈博、徐建政、刘宵、基于Si4432的新型微功率无线抄表系统的设计、中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十六届学术年会暨中国电机工程学会电力系统专业委员会2010年年会，2010。
[2]赵成、杨凤海、微功率无线抄表技术的研究与应用、第一届智能化先进测量系统学术研讨会议论文集，2010。
篇(7)
关键词：单片机 远程自动抄表系统 485总线 232总线
中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0021-02
1 系统功能描述
远程抄表系统主要由主站端数据采集计算机、客户端基于单片机的抄表模块、具有串行数据通信接口的电能计量仪表三部分组成。客户端的自动抄表模块与数据采集计算机通过RS-485串行通信接口相连接，实现数据传输。
远程抄表系统的工作原理是：用户终端的智能电表通过RS-232协议将数据传送给抄表终端模块，抄表终端在收到命令后把存储的数据信息发送给上级数据采集计算机，这样就完成了一次数据交换。本次毕业设计主要是研究客户端基于单片机的电能表远程抄表系统终端的实现方案和硬件设计。
综合考虑各种因素之后，将该终端单片机抄表模块所需实现的主要功能定义如下。
第一，正常情况下采用市电（220 V交流电）供电的方式，即采用交流电源即能维持终端模块的正常工作；系统具有备用电池供电功能以保证在断电情况下的供电。
第二，具有数据掉电保护功能，能保存用户用电电量等信息。
第三，抄表终端与智能电表、远方数据采集计算机分别通过RS-232和RS-485协议进行通信。
第四，终端模块具有实时时钟功能，便于实时测量用户用电电量。
2 系统分析
应用于远程自动抄表系统的电能表有脉冲电能表和智能电能表两类。
脉冲电能表：能够输出与转盘数成正比的脉冲串[1]。
智能电能表：可以通过串行口以编码方式进行通信，按照智能表的输出接口通信方式划分，智能电能表可分为串行通行接口型和低压配电线载波接口型两大类[1]。
电能表的两种输出接口比较：输出脉冲方式技术简单但在传输过程中容易发生丢失脉冲或产生多脉冲现象，而且不能重新发送；而具有串行接口输出方式的智能电表则可以通过相关协议将采集的多项数据进行可靠的远程传输[1]。因而本文中采用的电能表为具有串行通信接口的智能电表。
3 系统硬件电路设计
3.1 系统供电方式设计
由于本模块的使用现场环境相对特殊，故对于电源的设计必须充分考虑到系统供电的稳定性和可靠性。长期以来单片机系统中使用的集成电路器件绝大多数在5 V或3 V的典型电压下工作。为了避免采用多电源供电方案带来的供电模块设计过于复杂等问题，在设计本单片机系统时所采用的集成器件的典型工作电压均为5 V。
在本系统中，220 V的单相交流电作为电源输入，输出为稳定的+5 V电压。供电模块用来实现220～5 V的电压转换。设计方案如下：首先220 V的交流电通过防雷抗干扰电路，接着利用220/18 V变压器降压，再经过桥式整流电路得到18 V左右直流电压，再接着通过一系列的隔离滤波进入直流转换稳压器件LM2575最终得到系统正常工作所需要的5 V电压。另外，考虑到现场存在停电的可能性，还应该设计系统的备用电源。备用电源可以采用比较常见的镍氢电池，当系统正常供电时，电池处于充电状态，对于充电的管理可以选用比较常用的电源充电管理芯片MAX713来管理备用电池的充电过程。当现场停电时，自动转为备用电池给抄表终端系统供电[7]。
3.1.1 正常条件下供电电路
系统在正常运行时采用单相交流电源供电方式，提供给单片机稳定的+5 V电源。可以采用典型的单相桥式整流电路得到18 V直流电压，后通过直流转换稳压器件LM2575转换得到系统正常工作所需的+5 V电压。
3.1.2 备用电池充电电路
系统在由外部电源正常供电的同时对备用镍氢电池进行充电。备用电池充电电路的功能主要由电源充电管理芯片MAX713来完成。MAX713系列是Maxim公司生产的快速充电管理芯片，适合1～16节镍氢电池或镍镉电池的充电。它可以通过简单的管脚电压配置进行编程来实现对充电电池数量和最大充电时间的控制。当系统失去外部市电供电电压以后自动切换为由备用电池供电。
3.2 系统基本电路设计
由抄表系统结构原理图可知，抄表终端要使用两个串口分别对上层和下层通信，一个串口用作RS-232，用来和电表进行通信；一个串口用作RS-485，用来和数据采集计算机通信。由于一般的51单片机只有一个串口驱动器，因此主控制器可以直接选用华邦公司的具有两个串口驱动器的W77E58单片机或者采用一般单串口单片机外加串口扩展芯片例如16C550来扩展出第二个串口[5]。
下面对这两种方案做简单的对比。
方案1：采用具有两个串口驱动器的增强型单片机W77E58。
由于串口驱动器在单片机内部，所以不用外部再增加硬件设备就可以实现双串口功能，同时这种方案的稳定性好也比较可靠，而且相对于采用单串口单片机外加串口扩展芯片16C550成本要低一些。
方案2：采用具有一个串口驱动器的单片机外加串口扩展芯片16C550。
这种方案是对单片机扩展了一组外部寄存器，硬件投入比方案1多，系统稳定性没有方案1好。
3.2.1 控制核心W77E58单片机
根据上文所述对单片机功能的要求以及方案的对比，本设计采用华邦公司的双串口单片机W77E58。W77E58单片机内含2个增强型串口和32 kB大容量Flash存储器，指令集与51系列单片机完全兼容，非常适合在智能化监控系统中使用[6]。
时钟振荡电路是CPU所需要的各种定时控制信号的必备单元，它为单片机提供时钟脉冲序列。复位电路由22uF的电容和1 k的电阻及IN4148二极管组成。在满足单片机可靠复位的前提下，该复位电路的优点在于降低复位引脚的对地阻抗，可以显著增强单片机复位电路的抗干扰能力；二极管可以实现快速释放电容电量的功能，满足短时间复位的要求。
3.2.2 W77E58单片机核心电路
单片机的核心电路包括单片机W77E58、单片机系统中常用的地址锁存器芯片74LS373和存储器SRAM6264。
由于单片机的I/O引脚有限，实际应用中常采用地址锁存器进行单片机系统总线的扩展。本设计中地址锁存器74LS373用来扩展单片机的系统总线，以连接单片机和存储容量为8kB的片外随机存储器SRAM6264。SRAM6264采用+5 V的单电源，所有的输入端和输出端都与TTL电路兼容。WE为写信号，CS为片选信号，OE为输出允许信号，D0～D7为8位数据线，A0～A12为13根地址线[3，7，8]。
3.3 掉电数据保护功能的实现
在单片机控制系统中，通常要保证一些重要的数据在系统掉电后不丢失，当系统再次上电后能够正确地读取这些数据。本设计中就需要实现一些通信数据的掉电保护功能。实现掉电数据保护功能的方法有很多，常用的有系统扩展易失性存储器（RAM）外加电池的方法和系统扩展非易失性存储器（ROM）的方法。其中系统扩展非易失性存储器的方法中常使用EEPROM和FLASH作为存储介质。EEPROM也称为可擦除可编程ROM（Electrically Erasable PROM），随着技术的发展，EEPROM的擦写速度将不断加快，容量将不断提高，将可作为非易失性的RAM使用。由于所设计的系统中需要实现掉电数据保护功能的数据不多，所以选用支持IIC总线数据传输协议的串行EEPROM AT24C04作为系统的掉电数据保护介质，它拥有512×8bit的存储容量，具有结构紧凑、存储容量大等特点。它的IIC接口简单、操作方便，特别适合存储单片机控制系统中一些重要参数[7，11]。
3.3.1 IIC总线简介
IIC（Inter-Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的由数据线SDA和时钟线SCL构成的两线式串行总线，用于连接微控制器及其设备。
IIC总线最主要的有点是简单性和有效性。由于接口直接接在组件之上，因此IIC总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。但要注意IIC总线的接口一般为开漏或开集电极输出，所以在实际电路连接时需要加上拉电阻[5]。
3.3.2 掉电数据保护电路设计
由于所选用的W77E58单片机没有IIC总线接口，所以我们要用单片机的I/O口模拟IIC总线的时序来实现芯片的读写功能。用单片机的普通I/O口模拟IIC总线的硬件连接非常简单，只需要使用W77E58单片机的P1.0口连接SCL，P1.1口连接SDA即可。
3.4 基于RS-232、RS-485串行通信接口电路设计
在实际应用中，单片机很多时候不是作为一个独立的控制单元而存在，它还要与其他单元进行通信。串行接口是单片机应用系统常用的通信接口。在实际应用中，单片机系统使用的是TTL电平，单片机中的串口输出的信号也是如此，但是串行通信中一般使用的是RS-232通信协议，二者的电平并不相同，需要外接接口进行电平匹配。实现这种电平变换可以使用分立元件，也可以采用集成电路芯片，目前较为广泛的是使用集成电路转换芯片[7，8]。
由于抄表终端与数据采集计算机的距离较远，采用RS-232标准进行通信，带负载能力差、通信范围小，传送距离不超过15 m，难以满足远距离的数据传输和控制。长距离通信通常采用RS-485方式。在单片机系统中加入RS-485方式的串行通信，就可以完成抄表终端与远程上位数据采集计算机的数据传送。RS-485总线采用差分信号传输，抗干扰能力强，传输距离远。采用双绞线在100 kbit/s的速率时可以传送的距离为1.2 km，若速率降到9600 bit/s则传送距离可达15 km。RS-485可以实现多个负载的功能。用一对线便可连接多达32个不同设备[13]。
RS-232既是电气标准也是物理标准，而RS-485只是电气标准，没有规定现实其电气特性所必需的物理环境，故可采用RS-232的物理标准。这就为在单片机系统中实现RS-485通信提供了方便。应用时仍使用单片机的串口，但是信号传递过程中使用RS-485协议，以达到较长的传输距离。本系统中需要使用两个串行通信接口，一个用来和数据采集计算机通信，一个用来和电表通信，分别采用RS-485和RS-232标准。
参考文献
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