智能電表之自動抄表主流方案盤點(一)

我們知道全球目前都在致力發展智能電網，而智能電網的智能其中的一個方面就是可以實現自動抄表，并將相關的數據上傳到數據中心，節省了抄表員上門抄表的時間，同時也能夠使的電表的度數更加精確，更加方便居民用電，下面我們來介紹一下當前智能電表中用到的自動抄表方案，以饗讀者。

　　基于DLMS/COSEM協議的電能表設計

　　電能表的硬件組成

　　三相電子式電能表由電流互感器、電壓采樣網絡、計量集成電路ATT7022B等組成電能計量單元;由微控制器（瑞薩M30624單片機）、數據存儲卡、時鐘芯片、LCD組成數據處理與顯示單元;由RS485總線、紅外（或無線）等通信接口組成通信單元。如圖1所示。

　　電能表的軟件實現

　　本設計電能表采用模塊化方法實現軟件功能，包括計量模塊、顯示模塊、事件記錄模塊、分時模塊、通信模塊等，其中，除了通信模塊，其他部分與一般電能表軟件相比基本相同，因此以下重點分析電能表通信協議模塊的實現。

　　電能表通信結構采用C/S模式，儀表端作服務器，抄表主臺等作客戶端。通信協議架構如圖2示。DLMS/COSEM作為面向連接的協議，規定以下三個步驟來實現電能表系統的建立和通信：1.建立儀表模型和數據標識。2.將模型映射為協議數據單元APDU、對象的屬性和方法可被用于定義訪問。3.通過數據鏈路層與物理層連接，最后通過傳輸通道進行通信。以下主要從建立符合COSEM的儀表模型和滿足DLMS的通信協議棧兩方面分析電能表通信功能的實現方法。

　　利用面向對象思想構建儀表模型

　　DLMS/COSEM協議使用COSEM接口對象，采用面向對象的方法來構建儀表數據模型和功能模型，通過各個COSEM接口類對象之間的配合來完成某個特定功能。

　　儀表模型的構建包括兩部分重要內容：協議61部分的O－BIS—對象標識系統和62部分的接口類。

　　OBIS—對象標識系統給計量儀表中的所有數據都提供了一個標準的標識碼，該標識碼唯一標識一個數據對象。OBIS碼由6個數碼項（6個字節A-F）組合編碼。每個數據項的含義為：A組值標識被測能量的類型（包括水、電、氣等）;B組值標識測量通道;C組值標識被測物理量;D組值標識被測物理量處理方法;E組值標識費率;F組值標識歷史數據。從第B組到第D組為廠家自定義標識碼預留了空間。

　　接口類—IEC62056針對儀表部件和通信接口單元引進了類的概念，每個分類號都對應于一類接口對象，每個對象包括屬性和方法，根據這些屬性和方法，可以構成該對象的參考模型，在對象模型中不用考慮對象接口的生產制造廠家。目前，在IEC62056-62中規定了電能表中主要的接口類包括：寄存器、時鐘、曲線類、特殊日類、以太網設置類等。

　　本電能表根據需要設計了如圖3所示的儀表模型。物理設備為本電表，考慮到電能表的功能可以整合在一個功能子集中，也為了節約資源，本電能表只構建了一個邏輯設備，用邏輯設備名LDN來標識。組成該電能表的對象