基于擴頻通信技術的智能電表設計

3智能電表系統的軟件設計

系統軟件設計采用模塊化設計思想，其主要性能是滿足電網電能計量采集的可靠性和精度。智能電表系統軟件設計原理框圖如圖2所示。

其擴頻載波通信子程序則按用電管理部門指令通信，包括接收程序和發送程序兩部分。故障保護子程序能自動監測過載和竊電等故障，具有自保護等功能，最終實現智能化監控;當掉電保護子程序檢測到電源掉電，則自動將當前電量和時間送串行非易失性存儲器保存，等恢復正常后自動以此值累計。異常保護子程序如果監測到用戶用電過載、線路漏電或電網供電電壓過高則通過負荷控制電路自動斷電。存儲、顯示子程序則實時顯示當前電量和有功功率。智能電表系統軟件具體流程如圖3所示。

此外，智能電表系統需采用有效的抗干擾措施以保證實際運行。當干擾信號較強時，系統性能的可靠性與運行安全性都會降低。在具有衰減、失真的電力線信道上，由于隨機干擾，都會使得接收端解調后的數據出現差錯。因此在考慮了通信調制技術、解調技術以及發射功率后，發送數據時必須采用一定的差錯控制來確保數據可靠的通信。電力線上的干擾脈沖持續雖然短，但能量集中，頻譜寬，能影響若干個位甚至十幾個位。為了糾錯比較多的誤碼，就需附加多余碼元，這就使得傳輸效率低下。此外，由于電力線信道的時變性，難以測定數據通信信道的差錯統計特性。當系統的信道產生的差錯超過其糾錯能力，接收端將收到錯誤信息。因此智能電表系統的抗干擾設計是在電力線數據傳輸中采用ARQ差錯控制為差錯控制協議，其優點是能自動調節通信信道性能，數據傳輸率也可通過接收端的信噪比電平來進行改變。

4結論

智能電表系統采用了SSCP300和AD7751等芯片，主要實現了通信、電能計量、數據處理等功能。此系統的主要創新點是能利用電力載波擴頻通信技術實現了電能量參數測量、數據通信，提高抗干擾能力，突破傳統的電度表概念，把用戶電度表終端設計成一個智能化的綜合性通信終端。除了完成電量的計量和存儲外，它還具有用戶現場防竊電、故障保護、和負荷控制等功能。其數據傳輸速率為1～2 Mb/s，能滿足自動抄表的數據量。通過對低壓配電網智能電表自動抄收系統的實驗、調試和試運行，可以做到正確無誤的自動抄收。由于該系統的數據量小，可以降低傳輸速率，從而可以降低誤碼率。