基于扩频通信技术的智能电表设计

3智能电表系统的软件设计

系统软件设计采用模块化设计思想，其主要性能是满足电网电能计量采集的可靠性和精度。智能电表系统软件设计原理框图如图2所示。

其扩频载波通信子程序则按用电管理部门指令通信，包括接收程序和发送程序两部分。故障保护子程序能自动监测过载和窃电等故障，具有自保护等功能，最终实现智能化监控;当掉电保护子程序检测到电源掉电，则自动将当前电量和时间送串行非易失性存储器保存，等恢复正常后自动以此值累计。异常保护子程序如果监测到用户用电过载、线路漏电或电网供电电压过高则通过负荷控制电路自动断电。存储、显示子程序则实时显示当前电量和有功功率。智能电表系统软件具体流程如图3所示。

此外，智能电表系统需采用有效的抗干扰措施以保证实际运行。当干扰信号较强时，系统性能的可靠性与运行安全性都会降低。在具有衰减、失真的电力线信道上，由于随机干扰，都会使得接收端解调后的数据出现差错。因此在考虑了通信调制技术、解调技术以及发射功率后，发送数据时必须采用一定的差错控制来确保数据可靠的通信。电力线上的干扰脉冲持续虽然短，但能量集中，频谱宽，能影响若干个位甚至十几个位。为了纠错比较多的误码，就需附加多余码元，这就使得传输效率低下。此外，由于电力线信道的时变性，难以测定数据通信信道的差错统计特性。当系统的信道产生的差错超过其纠错能力，接收端将收到错误信息。因此智能电表系统的抗干扰设计是在电力线数据传输中采用ARQ差错控制为差错控制协议，其优点是能自动调节通信信道性能，数据传输率也可通过接收端的信噪比电平来进行改变。

4结论

智能电表系统采用了SSCP300和AD7751等芯片，主要实现了通信、电能计量、数据处理等功能。此系统的主要创新点是能利用电力载波扩频通信技术实现了电能量参数测量、数据通信，提高抗干扰能力，突破传统的电度表概念，把用户电度表终端设计成一个智能化的综合性通信终端。除了完成电量的计量和存储外，它还具有用户现场防窃电、故障保护、和负荷控制等功能。其数据传输速率为1～2 Mb/s，能满足自动抄表的数据量。通过对低压配电网智能电表自动抄收系统的实验、调试和试运行，可以做到正确无误的自动抄收。由于该系统的数据量小，可以降低传输速率，从而可以降低误码率。