东软载波技术服务手册.doc

目录第一章 概述1第一节 公司简介1第二节 东软载波集抄系统发展历程2第三节 东软载波系统主要技术指标4第二章 载波通讯发展与现状5第一节 电力线载波通信技术发展与现状51.1 载波技术发展历程51.2 国内电网环境对电力线通信的影响6第二节 载波通信在电力系统中的应用82.1 电力行业抄表演化历程82.2 载波通信在电力系统典型应用9第三节 低压集抄系统方案说明113.1 低压集抄系统工作原理113.2 系统示意图113.3 常见系统组网方案13第三章 系列产品介绍18第一节 载波芯片系列.181.1 第IV代载波芯片系列181.2 第3.5代载波芯片系列181.3 第III代载波通信芯片系列191.4 路由芯片系列19第二节 载波模块系列202.1 单相载波模块202.2 三相载波模块252.3 采集器载波模块282.4 集中器载波通讯模块292.5 载波路由模块31第三节 国网智能集中器343.1 产品技术说明343.2 产品使用说明38第四节 I型采集器464.1 产品技术说明464.2 产品使用说明49第五节 II型采集器555.1 产品技术说明555.2 产品使用说明57第六节 载波辅助产品606.1 抄控器606.2 中继器646.3 载波模拟表666.4 载波收发器77第四章 系统常见问题及处理84第一节 集中器应用常见问题841.1 上行通讯问题841.3 硬件接口问题93第二节 采集器应用常见问题94第三节 路由应用问题953.1 硬件相关953.2 报文解析举例963.3 路由应用注意事项96第四节 载波模块相关100第五节 主站及应用软件相关1015.1 系统主站说明1015.2 各系统主站简介102第五章 集抄系统现场典型案例110第一节 集中器功能实现问题案例1101.1. 集中器控制路由抄表周期太短1101.2. 集中器对抄表数据进行特殊处理1101.3. 集中器程序BUG111第二节 载波通讯干扰问题案例1162.1 干扰致通讯能力减弱问题1162.2 线路或设备对载波衰减问题119第三节 台区划分问题案例119第四节 集中器与表配合问题1204.1 表端不支持集中器抄读数据项1204.2 集中器与电表载波运行模式不匹配121附录1 RTB-IV应用开发手册.122附录2 SSC1641载波电路设计说明及维修指南.151附录3 载波模块SSC1630检测维修指南.187第一章 概述第一节 公司简介青岛东软载波科技股份有限公司成立于一九九三年六月，其前身为青岛东软电脑技术有限公司，以低压电力线载波通信产品的研发、生产、销售和服务为主营业务，专注于为国家智能电网建设提供用电信息采集系统整体解决方案，并致力于低压电力线载波通信技术应用领域的拓展，是国内电力线载波通信行业的领军企业。2010年，东软载波正式完成了股份制改革，并于2011年2月在深圳证券交易所创业板挂牌上市，股票代码“300183” 。自成立以来，公司秉承“市场引导技术、技术推动市场、管理提供保障”的经营理念，凭借多年的技术沉淀和不断创新的研发态度，推出了数代具有独立自主知识产权的电力线载波通信产品，在同行业中持续保持领导地位，逐步成长为国内电力线载波通信领域的龙头企业，并且正有计划地向国际市场进军。公司目前的核心产品电力线载波通信芯片具有高度集成、功能多样、产品应用简单的特点，可灵活调整载波频率和通信速率设置，满足国外不同国家对载波中心频率的标准要求，信号质量检测机制更为完备，数据通信协议更为完善。该芯片有效提升了公司低压电力线载波抄表系统的物理通信基础，通过数字化的信号处理大幅提升电力线载波通信的可靠性，功能和性能等均可达到国际先进水平，并通过ISO9001：2000质量体系认证，符合国际质量标准，同时适用于开发家庭显示单元等功能相对简单的智能家居产品。目前，该产品已广泛应用于载波电能表、采集器、集中器等电力计量终端产品，销往全国二十多个省市和地区，用于自动抄读电能量数据，是智能电网用电信息采集系统的核心部件。用共同的价值观打造的凝聚力高、战斗力强、高素质、高绩效的团队，是东软载波的第一核心竞争力，也是公司近年来高速健康发展的源动力。作为一个年轻的上市公司，东软载波始终秉承“以人为本、诚信待人” 的文化理念，以科学、规范的培训机制为支撑，不断吸引、大胆启用和培养新人，团队力量进一步得到巩固。公司现有的研发团队以多年的技术沉淀和雄厚的人才队伍为基础，通过技术改进提高产品精致化水平和总体品质，研发向高技术含量、高附加值的产品和技术方向发展，不断创造市场、赢得市场，获得先期的快速成长。长期以来，东软载波坚持“用户至上”的经营理念，坚持“以质量开拓市场、以创新领先市场、以服务巩固市场”的质量方针，按照ISO9001质量管理体系的要求，建立了严格的质量保证体系和全面的质量管理系统，设置了专业的技术支持与服务部门，提出了在最短时间内向客户提供专业化售前、售中、售后技术服务的工作标准，确立了力求用一流技术和优质服务完美阐释客户需求、求得客户满意，获得客户认可的工作目标。2010年，公司第四度荣获得青岛市优秀软件企业、山东省“创新型试点企业”，同时被国家发展和改革委员会、工业和信息化部、商务部、国家税务总局联合评定为2010年度国家规划布局内重点软件企业。截至到2010年末，公司已申报发明专利6项，拥有非专利专有技术16项、软件著作权59项、软件产品证书57项，同时是行业标准的起草单位之一，公司品牌美誉度得到进一步提升。公司在自己从事的行业内不断开拓创新，积极与国际接轨，努力提高我国电力线载波通信技术的整体水平。随着东软载的成功上市，今后，公司的定位不仅仅局限于提供PLC芯片，还将进一步配合电网将PLC接口推广成为与以太网接口类似的标准接口，在电力线网络通信平台的基础上向用户提供整体解决方案，实现家庭能源管理和智能家居通信。未来，公司将继续坚持“开拓创新，追求卓越”的企业精神，从智能电网载波通信芯片商逐渐转变为物联网通信解决方案提供商，肩负起PLC业界及软件研发领域领军旗舰的使命。我们的目标是，使每一个以220V为电源的仪器、仪表、家电、机器、设备都内置一颗电力线通信芯片，实现互联互通和远程控制，引导居民生活由互联网时代向物联网时代跨越。第二节 东软载波集抄系统发展历程集中抄表系统是指利用微电脑技术、通信技术和数字信号处理技术，通过通信介质自动实现电能量数据采集、存储、传输和处理的系统。根据采用通讯载体的不同，目前主要有专线通信技术、无线通信技术和电力线载波通信技术。 利用电力线作为通信介质实现电力线载波集中抄表系统是完成电力行业自动抄表的最佳解决方案。而由于电力线自身特点（组网结构复杂；线路干扰噪声强；阻抗变化大；信号衰减大），低压电力线作为通信传输介质，技术难度高。东软SSC16系列低压电力线载波通信专用芯片是东软公司开发的自主知识产权产品，以扩频通信原理为基础，用来在低压电力线上传输和接收数据。电力线载波扩频通信技术在通信能力、稳定性、可靠性和抗干扰能力方面均达到国际先进水平，并已经通过了科委组织的专家鉴定。产品于2000年1月通过了国家电力公司电力设备及仪表质量检验测试中心检测，获得入网许可，并获得青岛市技术监督局颁发的产品生产许可证书。一、 东软集中抄表系统发展历程公司自成立以来，历经十几年的探索与磨砺，不断开拓创新和自我完善，以技术带动企业发展，稳步向前，蒸蒸日上。1993年6月青岛东软电脑技术有限公司成立；1995年：开始研制电力线通信技术；1997年：研制电力线载波集中抄表系统产品；1999年：推出第一代电力线载波通信系列芯片；2002年：在美国成立分公司，研制第二代电力线载波通信芯片；2003年：低压电力线载波抄表系统被国家信息产业部认定为“国家重点新产品”；2004年：推出第二代电力线载波通信系列芯片；2006年：低压电力线载波抄表系统被列为“国家火炬计划项目”；2008年：推出第三代电力线载波通信系列芯片；2009年：推出适应国家智能电网需求的第3.5代电力线载波通信系列芯片；2011年：推出全新的第4代电力线载波通信系列产品。二、 集抄系统组成集中抄表系统(上行GPRS信道方式)是由客户端软件、数据库服务器、GPRS前置机、GPRS集中器、电子式载波表等组成,其上行依托于移动公司通过GPRS信道提供的一种计算机网络通信模式，下行采用电力线载波通讯模式。（1） 电子式载波电能表硬件配置有内嵌东软载波芯片的电能表，载波芯片相互之间可通过电力线进行双向通讯，从而在抄读电表时实现相互中继，提高通讯距离。（2） 智能集中控制器每个配电台区一台，固定位置安装。集中器与载波芯片之间通过电力线通讯，集中器与主站系统之间通过GPRS上行信道进行通信。集中器平时自动按主站系统设置的时间抄读本台区载波表的电能数据，具备自学习、自适应电网结构的智能。（3） 主站管理软件系统简称主站软件，它是安装在各个供电部门计算机上的应用软件。其中包括数据库管理模块、前置服务模块、客户端软件等。数据库管理模块，也就是数据库服务器，负责管理和维护集抄系统电表基本档案信息以及抄读数据信息，采用专用的服务器；一般情况下，一个市局有一台服务器，管理该局所有载波表用户的信息。前置服务模块，也就是GPRS前置机，负责通过GPRS数据的转发和接收，它的主要工作是监听并记录集中器和客户端的连接，维护集中器终端和客户端列表信息，判定集中器和客户端数据是否符合规约。将来自客户端的指令转发给GPRS集中器，并将集中器返回的数据转发给客户端。该前置机必须有固定的网络IP地址，用于集中器的登录以及心跳注册等。客户端软件负责基本信息的维护，数据的抄读与查询等。客户端能够自动提取用户用电特征并进行综合分析，报出可疑现象；可以启动实时监控电表功能，实时抄读可疑用户电表这弥补了非现场抄表的不足。客户端软件分布在不同的区级电力部门，可以设置不同登陆用户的权限以及其管理的台区的范围，使数据库集中的情况下实现不同电力部分的分级管理。第三节 东软载波系统主要技术指标规格参数特性指标备注中心频率270.468kHz±2.7Hz晶振工作在标准的 20MHz。带宽30kHz频率范围270kHz±15kHz调制方式BFSK频点f1=263.158kHz晶振工作在标准的 20MHz。f2=277.778kHz晶振工作在标准的 20MHz。载波信号频率偏差载波频率±2.7Hz因为载波信号的频率由 20MHz 晶振分频得到，所以载波信号的频率偏移为载波频点的±10ppm载波芯片供电电源 5V±0.5V推荐采用 7805 等线性电源。载波信号放大电路供电电源12V15V推荐采用变压器供电方式，变压器提供给载波通信绕组的输出推荐为：10Vac/200mA。工作温度范围-4085工作湿度10%95%相对湿度，无冷凝。注：以上参数仅供参考，具体以实际测试值为准。第二章 载波通讯发展与现状第一节 电力线载波通信技术发展与现状1.1 载波技术发展历程电力线载波通信（PLC）是电力系统特有的、基本的通信方式。早在20世纪20年代，电力载波通信就开始应用到10KV配电网络线路通信中，并形成了相关的国际标准和国家标准。对于低压配电网来说，许多新兴的数字技术，例如扩频通信技术，数字信号处理技术和计算机控制技术等，大大提高和改善了低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性，使得电力载波通信技术具有更加诱人的应用前景。为此，美国联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100450kHZ；欧洲电气标准委员会的EN50065-1规定电力载波频带为3148.5kHZ。这些标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著的贡献。利用低压电力线来传输用户用电数据，实现及时有效收集和统计，是目前国内外公认的一个最佳方案。低压电力线是最为广泛的一种通讯媒介网络，采用合适的技术充分用好这一现成的媒介，所产生的经济效益和生产效率是显而易见的。在20世纪90年代，一些欧洲公司进行涉及电力线数据传输的试验，虽然最初实验效果好坏参半，通信技术的不断进步与互联网业务的蓬勃发展带动了电力线通信的显著增长。在美国，弗吉尼亚州马纳萨斯市首次开始大范围部署PLC的服务，提供抄表、上网等业务，速率达到了10Mbps，费用为30美元/每月，在该地区已覆盖3.5万城市居民用户。目前，摩托罗拉公司正在进行Powerline MU计划，该技术提高到一个新系统，摩托罗拉的系统只使用居民住宅方面的低压电力线传输，以减少天线效应。摩托罗拉公司邀请美国无线电中继联盟参加与这些测试，甚至摩托罗拉在其总部安装了系统，初步结果非常乐观的展示了抗干扰特性。该PLC技术仅用于最后电网分支向室内的一段进行数据传输，而信号通过无线电获取传到配电网节点，这就限制了从最后这一段到室内的信号对周围地区的干扰，实现了居民用户的电能数据采集。在埃及，综合项目工程办公室（EOIP）部署了广泛的PLC技术应用在亚历山德里亚、法耶德和坦塔。立足于本土开发的系统，该公司提供了为电力事业的自动集抄系统，目前该公司拥有大约7万用户。20世纪80年代末至90年代中。在该阶段，国内部分科研单位和生产厂商进行了大量的集中抄表系统组网方式、电力线载波通信技术的研究和试验工作。这一阶段集中抄表系统远程通信方式以PSTN拨号为主，该方式基本满足当时的要求。本地通信方式主要是485总线、电力线载波等，在载波通信调制方式上，尝试了FSK、PSK等各种调制方式。在通信频带上，尝试了窄带通信和扩频通信。这几种方式都存在各种不足，485总线过多的分支造成维护和使用过程中很不方便，通讯可靠性较低,易遭受破坏等。电力线载波通信质量较差,抄表成功率较低，能连贯传输数据的系统很少。在此阶段,电能表以机械电能表为主,采样方式主要采用脉冲采样和机械采样,存在一定误差,系统所采集的电能数据准确度较低，系统应用效果不够理想。从上世纪90年代中到2001年，市场和技术创新相互推动了电子式电能表的快速发展，电子式电能表的质量和功能都得到了很大提高，采样方式多改为磁敏传感，并提供RS485数据接口。电子式电能表的出现为集中抄表系统抄表数据的准确性提供了可靠的保证，此阶段采集器向上传送的信道以电力线载波和无线微功率方式为主，电力线载波传输抗干扰问题仍是本阶段的技术难点，无线微功率受传输距离、建筑物阻挡、无线干扰等原因影响，抄表成功率也较低。自2003年开始，电力线载波抄表的应用进入到快速增长的阶段。相对于其他通信方式，方便快捷、免除人工与信道使用及维护成本是电力线载波的最大优势，其发展前景是非常值得期待的。随着电力线载波通信物理层调制/解调与纠错技术的不断发展以及半导体集成规模的不断扩大，采用复杂数字信号处理技术的超大规模电力线载波通信集成电路所能达到的抗干扰能力与其前几代产品相比，有了极大提高。通过信道频带自适应技术，维持相邻通信节点间的可靠传输在技术上已经可以达到。从2005年开始，国内几家大的电表供应商开始了以网络神经元芯片为核心技术的第三代载波通信产品的研发。第三代芯片从物理层、网络层、链路层等各个方面的技术上都有了较为突破性的提高，用于电力线通信的窄带载波通信芯片以少数的24家国内厂家为主，目前应主要解决的关键问题就是，任意相邻节点的物理层通信保障能力与具有帧中继控制的网络传输协议。部分企业开始采用先进的数字信号处理与信道编码技术，对通信频带做自适应选择的窄带调制/解调方式，芯片内部嵌入式微处理器来进行网络传输与信息安全控制等方式提高电力线载波通信芯片的质量，应用效果有待现场的考验。1.2 国内电网环境对电力线通信的影响电力线是给用电设备传送电能，而不是用来传送数据的，所以电力线对数据传输有许多限制：首先，配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送。其次，三相电力线间有很大信号损失(10dB-30dB)，一般电力载波信号只能在单相电力线上传输。第三，不同信号耦合方式使电力载波信号的损失不同，耦合方式有线-地耦合，线-中线耦合。线-地耦合方式与线-中线耦合方式相比，电力载波信号少损失十几分贝，但线-地耦合方式不是所有地区的电力系统都适用。第四，电力线自身的脉冲干扰，加大了应用难度。第五，电力线对载波信号有高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实践中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里以外，但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。因此，需要进一步提高载波信号功率来满足数据传输的要求，但提高载波信号功率会增加产品的成本和体积，而且，单一提高载波信号功率往往并不是最有效的方法。第六，电力线上有高噪声。电力线上接有各种各样的用电设备，阻性的、感性的、容性的；有大功率的、小功率的。各种用电设备经常频繁开闭，就会给电力线上带来各种噪声干扰，而且幅度比较大。用耦合电感从电力线上耦合下来的噪声一般就在10mV以上，而一般传输的数据信号会削减到1mV，如不采用电力线专用modem芯片来解调数据信号，通信距离会相当短。第七，电力线可使数据信号变形。电力线是一个分布参数的网络，不同点对数据信号影响不一样，同时电力线是时刻动态变化的，不同时间对数据信号影响也不一样，这就使发出的规则数据信号，经过电力线后，发生严重变形，必须加以特殊处理。电力线造成传输信号的高削减和高变形，使电力线成为一个不太理想的通信媒介，但由于现代通信技术的发展，使电力线载波通信成为可能，其中数据信号的信噪比决定传输距离的远近。电力线载波通信的关键就是设计出一个功能强大的电力线载波专用modem芯片。1.3 国内现有载波通讯技术路线分类现有的低压载波通信芯片的技术可以从调制方式、传输速率、带宽等几个方面来分类。从使用的带宽角度来说，电力线载波通信分为宽带电力线载波通信和窄带电力线载波通信。所谓电力线宽带通信技术是利用电力线传输高速数据和话音信号的一种通信技术，是目前研究“四网（宽带数据网、电话线、有线电视和低压配网）融合”的关键技术之一，主要用于为居民用户提供宽带上网和话音业务,它多采用正交频分复用OFDM技术等。所谓窄带电力线载波通信技术就是指带宽限定在3-500kHZ，通信速率小于1Mbit/s的电力线载波通信技术，它多采用普通的FSK技术、PSK技术、直接序列扩频技术和线性调频Chirp技术等。从技术发展的角度来说，电力线载波通信分为传统的频带传输技术和目前流行的扩频通信（SSC）技术：所谓频带传输就是用载波调制的方法将携带信息的数字信号的频谱搬移到较高的载波频率上。其基本的调制方式分为幅值键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK）以及相关派生的调制技术。传统的载波通信原理的最大弱点就是去噪能力有限；所谓扩频展谱通信是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息所必需的最小带宽，频带的展宽是通过编码及调制的方法来实现的，并与所传信息数据无关；在接收端则用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所传信息数据。目前，电力线载波通信常用的扩频技术主要有：直接序列扩频、线性调频Chirp和正交频分复用OFDM等。此外，跳频FH、跳时TH以及上述各种方式的组合扩频技术也较为常用。第二节 载波通信在电力系统中的应用2.1 电力行业抄表演化历程一、 人工抄表阶段自有计量表具开始至今，电力行业管理部门对客户所使用的有关量值均为人工抄收，更有甚者采用客户自报方式。实践证明，无论是管理部门员工还是委托、雇佣他人抄表，只要是人工方式都存在不按时、不到位、估抄、错抄、漏抄等现象。对于关系户、人情户、权利户存在长期不抄或少抄现象，自抄自报的就更不好考证了。对于客户窃电及计量表计运行状态无法实时监控、及时查处，从而造成严重损失。在开票收费环节上还可能产生私吞部分款项或某些客户长期欠费等现象。二、 抄表机抄表及IC卡表阶段进入上世纪八十年代末，人们开始使用键盘式手抄机，但由于机、表没有接口，人工抄表的一切弊病仍然存在。为了解决收费难的问题，产生了各种IC卡式表。现就IC卡式电能表而言，除存在国家电力公司国电发【1999】465号关于装用IC卡式电能表有关问题的通知中所述问题外，还存在以下问题：一、由于IC卡属于预购电量，无法计算当月线损。为了计算线损，仍需人工抄表。二、表计运行状态无法知道，还需派人定期巡查，而且人工巡查也无法断定表计好坏。总之，它存在客户易窃电，电力企业投资增加而不能减人增效。即不能改变原有的生产关系和解放生产力。因此，国家电力公司在通知中明确指示：由于国产IC卡式电能表的可用性差，在城乡居民“一户一表”改造工程中不宜选用。近年来，城镇居民住宅小区大量形成，农业人口大量转移城镇。城镇电力企业从管理上讲，受人员编制的限制，面对居民用户的大量增加，只得把这些居民用电管理工作推给居民住宅小区物业，造成物业管理费用再次加价，增大居民的负担。城乡电网改造以后，国家要求一户一表、同网同价；要求电力企业在农村都必须抄表到户，显然包括所有的城镇企事业单位、研究院所、大专院校、部队、机关医院等高压自管户，即凡涉及用电地方均应由电力部门抄表到户，而不应该由上述单位承担抄收、维护，应该服务社会化。供电企业更不应该只抄总表，线路损耗还由单位负担，这不但严重侵害了各企事业单位的经济利益，而且还严重束缚了各企、事业单位生产力的解放。北京供电局在二零零一年十二月三日“关于重申居民住宅小区供电设施建设的有关规定”中，就明确指示：“居民住宅实行一户一表的含义，是指以住宅楼内每户居民为直接供电对象，由供电部门负责供电到楼、抄表到户、收费到户、服务到户。居民按照国家规定电价，直接向供电部门交费。”由于受人员编制的影响，目前很多供电企业仍然使用IC卡式电能表。总之，以上传统管理方式的弊端为：一、大大束缚了生产力的解放；二、工作质量差；三、抄表周期长；四、服务质量低；五、表计运行状态无法监测；六、线损统计波动大；七、日、月、年用电量统计不准确；八、扰民现象严重；九、运行成本高。电量损失严重，势必引发电价格上涨，形成恶性循环，激发社会的供需矛盾。三、 远程集中抄表阶段九十年代中期，全国许多高科技企业开始研发远程集中抄表，以适应日益庞大的用电管理问题，提高其效率、效益和现代化、自动化、信息化、法规化水平，提高服务质量。经过几年来的研究、开发、试用、改进，一些研发企业的产品已经基本成熟，并开始进入实用阶段。用低压电力线做信道来传输计量表的量值是目前国内外公认的最佳方法，利用低压电力线这一广泛现存的传输媒介来实现远程自动抄表及自动化管理，显然有其无可比拟的优越性。它不但节省大量的人力、物力，提高企业的工作效率，避免供需双方矛盾，而且能及时、准确地了解各用户的使用情况，对非正常用户及时做出判断，并加以解决。同时，还彻底解决了多年来一直存在的扰民问题（进楼抄表，国际上通常称居室为隐私场所）及相应的社会治安隐患和各种不规范、不合理的抄表、收费方式及其存在的弊病。总之，彻底解决了传统抄表（含IC表）管理方面的一切弊端。远程抄表方案主要是对电力载波通讯接口电能表和装有RS-RS-485通讯接口的电能表，智能采集终端通过RS-485接口读取电能表的计量信息，集中器与智能采集终端采用电力线作信道进行通信的远程自动抄表管理系统。2.2 载波通信在电力系统典型应用目前，电力线载波通讯技术在电力系统中成功应用，主要以台区为单位用于居民用电信息采集。集中抄表系统是以计算机应用技术、现代数字通信技术、电力线载波数据传输技术等为基础的信息采集处理系统，由主站、集中器、采集器、电能表，以及主站与集中器、集中器与采集器或电能表之间的数据传输信道组成。图 电力线载波通信在电力系统中的典型应用集中抄表基本系统由主站、集中器、采集器、电能表四大部分组成：Ø 主站通常由通信前置机、后台工作站和数据库服务器和组成，可根据系统的规模进行合理的配置。Ø 集中器是系统中的中心通信节点，一个台区域通常配置一个，一个集中器可以采集该台区下的所有电能表、采集器的计量数据，并能控制它们的运行状态，并采集台区变压器运行参数。Ø 采集器用于采集多个用户电能表电量信息，并经处理后通过信道将数据传送到系统上一级的设备。Ø 电能表必须具备与采集器或集中器进行通信或数据交换的能力，其种类有具备载波通信能力的电能表、具备RS485总线通信能力的电能表、带有有功电能量脉冲输出装置的电能表，以及采用其它通信方式与上级设备进行数据交换的电能表。第三节 低压集抄系统方案说明3.1 低压集抄系统工作原理集中抄表系统是指利用微电脑技术，通信技术和数字信号处理技术，通过通信介质自动实现电能量数据采集、存储、传输和处理的系统。根据采用通讯载体的不同，目前主要有专线通信技术、无线通信技术和电力线载波通信技术。利用电力线作为通信介质实现电力线载波集中抄表系统是完成电力行业自动抄表的最佳解决方案。如图1所示，安装在用户电能表侧的采集器模块（采集器）或直接使用的载波电能表，采集并存储电能表数据，并与采集终端或集中器进行双向通讯，集中器再通过GPRS/PSTN/GSM/RJ45等方式的传输媒介将电能数据发送至系统主站。同时，也可实现手持抄表器对现场电能表、采集器、集中器的数据抄读和参数设置。图1 系统工作原理3.2 系统示意图根据现场实际运行环境不同，集抄系统也有不同的运行模式。对于电表集中表箱的情况，可采用采集器配置485表的模式（我们通常称之为：半载波模式），集中安装的抄表系统如图2所示。对于分散与集中安装电能表进行集中抄表的情况，可以在单个电能表处加装采集模块或直接使用载波电能表，将数据经低压电力线加入载波信号灯多种方式上送到本地采集终端或集中器中去，如图3所示。当然，现场最方便、经济、有效的方式，还是采用全部载波表方式（我们通常称之为：全载波模式）。图2 集中安装的抄表系统图3 分散与集中安装电能表的抄表系统示意图3.3 常见系统组网方案3.3.1 RS485总线组网方案3.3.1.1 系统结构图3.3.1.2方案说明主站和集中器之间可以通过公用电话线/GSM/GPRS/CDMA/无线电台/光纤等方式通信；集中器通过RS485总线方式和采集终端、485电表进行通信；采集终端通过RS485总线方式和485电表进行通信；另外，集中器还可以通过级联485端口，和附近的配变监测计量终端或其它集中器进行通信信道的共享。3.3.1.3 方案特点优点：通信实时性强，可实现可靠的远程断复电控制；缺点：布线施工难度大、成本高。3.3.1.4 适用范围由于系统需要敷设RS485通讯线路，所以适用于那些电表集中安装、容易或允许敷设通讯线缆的新建或规范的住宅小区。3.3.2 载波组网方案3.3.2.1 系统结构图此系统下衍生出三种组网方案：3.3.2.2 全载波方案3.3.2.2.1 系统结构图3.3.2.2.2 方案说明集中器与电表之间直接通过电力线载波方式进行通信，无需采集终端。3.3.2.2.3 方案特点优点：系统简单、成本低；无需布线，工程施工方便。缺点：通信实时性差，但可通过补抄或抄电表的冻结电量来解决数据抄收问题，成功率可以达到100；另外采用此方案时个别载波信号特别差的测量点较难实现可靠的远程断复电控制。3.3.2.2.4 适合范围首先是适用于供电半径小的台区，供电线路不应太远；适用于电表分散安装的台区，如农村、单户型的高档住宅小区。3.3.2.3 半载波方案3.3.2.3.1 系统结构图3.3.2.3.2 方案说明集中器与电表之间不是直接通信，中间连接了一个载波型采集终端；集中器首先与采集终端通过电力线载波方式进行通信；采集终端与电表直接通过RS485总线方式进行通信。3.3.2.3.3 方案特点优点：系统得到了简化，适用范围广；比总线方案降低了工程量和成本。缺点：仍有一部分布线工程量；通信实时性较差，但可通过补抄或抄电表的冻结电量来解决数据抄收问题，成功率可以达到100；另外采用此方案时个别载波信号特别差的安装位置比较远的电表较难实现可靠的远程断复电控制。3.3.2.3.4 适合范围首先是适用于供电半径小的台区，供电线路不应太远；适用于那些电表集中安装、但楼栋之间不允许敷设通信线缆的的住宅小区。3.3.2.4 混合载波方案3.3.2.4.1 系统结构图3.3.2.4.2 方案说明对于集中安装的电表，表箱旁边安装载波型采集终端，采集终端与电表之间用RS485总线方式进行连接；集中器与采集终端通过电力线载波通信；对于个别分散安装、且无法连接485通信线的电表，直接安装载波电能表。 3.3.2.4.3 方案特点优点：适应性强。缺点：通信实时性差，但可通过补抄或抄电表的冻结电量来解决数据抄收问题，成功率可以达到100；另外采用此方案时个别载波信号特别差的安装位置比较远的电表较难实现可靠的远程断复电控制。3.3.2.4.4 适合范围首先是适用于供电半径小的台区，供电线路不应太远；适用于那些电表集中安装、但楼栋之间不允许敷设通信线缆的的住宅小区，同时存在小部分电力用户分散的环境。3.3.3 无线组网方案3.3.3.1 系统结构图3.3.3.2 方案说明集中器与电表之间不是直接通信，中间连接了一个无线型采集终端；集中器首先与采集终端通过短距离无线方式进行通信；采集终端与电表直接通过RS485总线方式进行通信。3.3.3.3 方案特点优点：通信实时性好，优于载波通信效果；缺点：仍有一部分布线工程量；现场调试工作量稍大；系统成本较高。3.3.3.4 适用范围适用情况和半载波组网方案类似，适用于小型住宅区；适用于那些电表集中安装、但楼栋之间不允许敷设通信线缆的的住宅小区。第三章 系列产品介绍第一节载波芯片系列1.1 第IV代载波芯片系列第IV代载波通信芯片系列的核心芯片SSC1641是专门为电力线介质作为通信信道而设计的电力线载波通信芯片。该芯片一款高集成度的电力线载波通信芯片，内部集成有高性能微控制器（MCU）、低噪声放大器（LNA）、可编程增益放大器（PGA）、10位A/D转换器、8位D/A转换器、数字滤波器、数字解调器、实时时钟（RTC）等，减少外网器件，提供通信可靠性；同时，该芯片采用贴片SOP封装，减少芯片尺寸，提高生产效率，降低成本。第IV代系列载波芯片型号及支持模式相关说明如下：载波芯片型号通讯参数2代模式3代模式3.5代模式4代模式芯片应用类型备注SSC1641波特率自适应,8,E,1×载波表、采集器通用载波芯片自适应波特率：1200、2400、4800、9600bpsPLCI38-IV115200,8,E,1×集中器及抄控器载波发送芯片1.2 第3.5代载波芯片系列第3.5代载波芯片系列（也称国网载波芯片系列）是专门根据国网标准协议，以电力线介质作为通信信道而设计的扩频通信与数据处理芯片。该系列芯片具有通信可靠性高、处理数据准确、数据存储可靠和安全的控制能力，且具有低成本、低功耗、外围器件少等特点。国网系列芯片共包括PLCI36G-E、PLCI36-E、PLCI36M-E、PLCI36GM-E、PLCI38-E等。特别说明，国网电能表载波芯片考虑各地市对载波通信接口波特率的不同，分为：PLCI36G-E、PLCI36-E、PLCI36M-E三种，其接口通信波特率分别为：2400bps、1200bps、9600bps。同时，针对国网采集器专用载波芯片PLCI36GM-E考虑实际应用的方便性，增加无地址运行模式，无论运行3代还是3.5代模式。国网系列载波芯片型号及支持模式相关说明如下：载波芯片型号通讯参数2代模式3代模式3.5代模式芯片应用类型备注PLCI36G-III-E2400,8,E,1×国网电能表载波芯片根据通讯速率不同，选择不同型号载波芯片。PLCI36-III-E1200,8,E,1×PLCI36M-III-E9600,8,E,1×PLCI36GM-III-E9600,8,E,1×国网采集器专用载波芯片无论运行3代或3.5代模式，该芯片均支持采集器有、无地址两种模式。PLCI38-III-E9600,8,E,1×集中器及抄控器载波芯片特别说明，不支持2代运行模式特别说明，2011年3月5日之后出厂的PLCI36GM-III-E增加3代模式下无地址模式的支持。1.3 第III代载波通信芯片系列第III代载波通信芯片是专门为电力线介质作为通信信道而设计的扩频通信芯片。该芯片具有通信可靠性高、高效帧中继转发策略、信号强度指示、相位检测以及完善的网络数据通信协议集，并且具有低成本、低功耗、外围器件少等特点。第三代载波通讯芯片共包括PLCI36-、PLCI36M-、PLCI38-、RT-等产品。第三代载波系列通信芯片型号及支持模式相关说明如下：载波芯片型号通讯参数2代模式3代模式3.5代模式芯片应用类型备注ES16-III-×电能表载波芯片芯片内部带计量处理、存储，可驱动计度器 PLCI36-III1200,8,E,1×表计芯片PLCI36M-III9600,8,E,1×采集器芯片PLCI38-III9600,8,E,1×抄控器、集中器芯片特别说明，不支持3.5代运行模式1.4 路由芯片系列随着国家电网公司Q/GDW 376.2电