基于低压电力线的自动抄表系统可靠性研究.pdf

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1、第l0期机械设计与制造2010年10月MachineryDesign&Manufacture259文章编号：1001—3997(2010)10—0259—02基于低压电力线的自动抄表系统可靠性研究术任．Y-昌刘丽黄龙云(陕西科技大学机电工程学院，西安710021)Researchofautomaticmeterreadingsystemreliabilitybasedonlow-voltagepowerlineRENGong-chang，LIU—Li，HUANGLong—yun(ShannxiUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710021，Ch

2、ina)÷【摘要】针对目前自动抄表系统干扰大、可靠性不高的现实情况，提出了一种基于低压电力线的自动÷；抄表系统可靠性设计；从可靠性设计定义出发，介绍了系统可靠性设计的内容，采用模块化、冗余结构等设计÷方法对系统的软硬件部分进行优化，表明系统运行的可行性，为城市自动抄表系统的可靠性设计提供依据。关键词：可靠性；模块化；可行性；冗余结构三／50HZ亲茬篆～⋯．田。曼重、要复苎竺妻：皇存在严重：蒜苎登窒套，量委苎!t。~：“uq-：rt．，，；；妥姜；：。力线本身的时变性及恶劣的外界环，境对信号的作用，量苎主主。，造成数据=，：’：。：⋯一。一一。‘～⋯。⋯’一一。过；程在竺号行苎，『转出思

3、⋯们运用以上成功的可靠性设计经验，将模块化冗余结构常造成电信息，的混妻篓和错理误中心尊的中竺会出现，设计，技术，软件滤波术辱人至基于低电力线的。，系统的可靠性不高0INto,女何表系统，将先进技术与的统设备结来，实现系统的可★来稿日期：2009—12—31★基金项目：陕西省教育厅产业化培育项目(07JC05)，咸阳市科技计划项目(XK0708—6)260任工昌等：基于低压电力线的自动抄表系统可靠性研究第10期减性，使信噪比能达到一定的要求。③具有足够的耐久性。系统避免出现干扰，严禁脉冲整形电路，避免把干扰信号，避免把干扰整体及部件具有抗老化、抗腐蚀和抗松动的能力，测量、通讯、数据脉冲形

4、成一个规范的输入脉冲。处理和其它各项性能指标在使用期内的变化不会超出设计允许范3．2数据传输部分的可靠性设计围。对于硬件而言，就是能经受寿命期内的各种作用并满足使用要在数据传输过程中由于存在很大的干扰，传输距离受限制求，且具有备品备件支持；对于软件而言就是新老版本兼容、更新等问题，需添加中转站集中器提高载波信号的传输可靠性。集中升级简单或具有自动升级、远程下载功能，保证寿命期内软件不过器的设计也要采用模块化设计，并且集成了专为电力线通讯网络时，且便于扩展其它的功能。④缓冲减震设计，能保持系统的整体设计的半双工异步调制解调器PL2102。它是特别针对中国电力稳定性。系统在受到设计中要考虑

5、到的意外因素，如人为破坏、直接网恶劣的环境所研制开发的低压电力线载波通信芯片，采用了直雷击等作用时不会产生严重后果，不能影响系统的正常工作，对故接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术，并采用障处进行显示和报警，从而使故障易于查找和修复，同时所花费的大规模数字／模拟混合0．35mCMOS工艺制作，在抗干扰及抗衰时间和费用也较少。⑤其可靠性指标要求可根据要求满足系统落性能以有着出众的表现。的。其设计指标一般为：平均无故障工作时间(MeanTime3．3通信信道的可靠性设计BetweenFail)，MTBF／>半年，在系统的使用过程中可以定期对载波信号在低压电力线的传输过程中采用

6、直接序列扩频的各部分进行检测维护，保障系统能够在足够的时间内稳定工作，调制解调方式，即用伪随机码对采集终端采集到的信息进行调不影响电力部门的工作需要。制，将其频谱扩展后再传输，而在接收端使用相同的伪随机码对接3系统整体结构的可靠性设计收到的信息进行解凋，恢复原始信息。如图3所示。系统硬件部分的设计可靠性是系统可靠性的基础，优化电用电输出路设计是提高系统可靠的必然要求。电路的可靠性设计也可以借信息数据序列助模块分析法确定硬件部分可靠度瓶颈后，进行模块化设计，简化系统的电路结构，不附加无用功能模块。影响系统可靠性的主要因素还有载波信号各模块之间输入、输出的过程中的可靠性设图3扩频数字通信系

7、统的频域模型计。加强关键模块的安全设计，载波传输的通信信道的可靠性设这种调制解调方法使得扩频通信系统与以信道冗余编码来计以整体提高系统可靠度。系统结构框图，如图1所示。扩展信号带宽的一般通信系统不同，以提供可靠地通信信道。调制解调电路结成集成在载波芯片PL2102中。3．4软件部分的可靠性设计系统软件设计的可靠性设计必须遵循标准化、规范化、安全化的原则。程序设计、应用服务器间功能的相互支持、合理的网络结构规划、成熟稳定的数据库软件和操作系统共同