隨著射頻技術、集成電路技術的發展，無線通信功能的實現越來越容易，數據傳輸速度也越來越快，并且逐漸達到可以和有線網絡相媲美的水平。而同時有線網絡布線麻煩，線路故障難以檢查，設備重新布局就要重新布線，且不能隨意移動等缺點越發突出。無線化是控制領域發展的趨勢，尤其是工作于ISM頻段的短距離無線通信將會得到廣泛的應用。人工智能化無線集中抄表系統是基于微功率短距離無線通信技術，采用數字信號單片射頻收發芯片、單片機技術等平臺，加上微控制器和少量外圍器件構成專用或通用無線通信模塊，一般射頻芯片采用FSK調制方式，工作于ISM頻段，通信模塊一般包含特定的數據傳輸協議和自定的加密協議(奇偶校驗、SIM卡校驗等等)，用戶不用對無線通信原理和工作機制有較深的了解，只要依據命令字進行操作即可實現基本的數據無線傳輸功能，因其功率小，開發簡單快速而應用廣泛，數據傳輸速度快、流量都較小，適合搭建小型網絡。

　　1 系統結構及功能

　　1.1 系統基本結構(如圖1所示)

　　

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　　圖1　人工智能化無線集中抄表系統基本結構

　　人工智能化無線集中抄表系統設計為四級網絡，它由管理中心計算機、抄表器/中繼站、采集器、基表組成。

　　1.2 系統各部件功能

　　抄表終端(采集器)。將電表的脈沖輸出線連接到抄表終端(采集器)的采集端，采集器會自動檢測電能表發出的脈沖信號并計量和存儲電能表的電量，每個采集器最多可以連接16個脈沖電能表。每個電能表的地址碼互不相同，同樣，每個采集器也有一個自己的地址碼。采集器上連接有一塊無線數傳通訊模塊，用于接收和發送數據。平時采集器處于休眠狀態，當收到指令時，采集器被喚醒并執行相應的操作。抄表終端(采集器)初始化須進行有關參數的設定，如：電能表的基數、常數、地址碼、采集器地址、系統時間等。抄表終端(采集器)內置時鐘。抄表終端(采集器)具備16路通斷電控制輸出(可選)，通過控制磁保持繼電器，以實現對欠費用戶的停送電控制。抄表終端(采集器)預留485通信接口，以實現與485電表之間的通信。

　　掌上無線抄表器(PDA)和中繼站。無線抄表器主要用于抄表終端(采集器)的參數設置和抄取電表的數據信息，必要時對欠費用戶實行停送電控制。參數設置包括：采集器編號、表號、電能表初值、脈沖常數、系統時間、凍結時間等。抄錄電能表的數據信息可以按不同的方式進行：第一自動抄表。自動抄表又分兩種：即“按區域抄表”和“按采集器編號列表抄表”。按區域抄表可以直接選擇采集器所在的區域(一般為一個配變臺區)進行抄取，可以把整個區域下的電表數據都一次性抄錄下來(即：一鍵抄表);按“采集器編號列表抄表”同樣是直接選擇采集器編號，然后抄取，每次只能抄取到一個采集器下的所有電能表信息。第二選擇抄表，直接輸入采集器編號或電能表的表號挨個進行抄取，一般用于漏抄情況。第三手工錄入，如果出現某個表的數據無法抄取，可以直接輸入表號并填寫電能表上的電量。最后把抄表器中抄取到的數據上傳給數據中心進行處理。無線抄表PDA具備現場查詢功能。中繼站用于接收、傳遞管理中心和采集器發來的信息。

抄表系統后臺軟件。抄表系統后臺軟件對收集上來的電表數據進行分析處理，主要實現以下功能：電費管理功能：電費結算、電量匯總、線損計算。電表管理功能：開戶、銷戶、換表。查詢功能：電量查詢(按月、按年、按電表、按單位)等。打印功能：各種表格打印(公布榜、臺賬、各種查詢、報警等)。異常數據分析報警功能：零用戶匯總、異常用電戶(即：用電量波動大)分析報警。與供電公司MIS管理系統數據交換功能：收集上來的電表數據可以上傳給供電公司MIS管理系統進行集中處理。

　　2 系統方案實施

　　人工智能化抄表系統的開發與建設應采用“統一規劃、分步實施、實用當先、易于升級”的方針，整個系統的建設在統一規劃思想指導下，分階段進行。根據系統開發的目的，綜合考慮了通信距離，穩定性、成本，開發難易程度等各方面的因素。

　　2.1 軟硬件的設計和選型

　　抄表終端(采集器)、掌上無線抄表器(PDA)等硬件的設計和選型已由山東云龍科技電子股份公司完成了設計、定型，并投入批量生產。

　　2.2 基礎資料統計

　　基礎資料統計由各供電所根據工作計劃，提前15個工作日，上報鄉村電管部。具體內容包括：各用電臺區變內的用戶姓名、用戶編號、繳費賬號、MIS編號、安裝位置(桿號)，并制作匯總表格;每個計量箱的地理位置分布圖。鄉村電管部根據各供電所上報資料，安排具體施工。

　　3 系統特點

　　抄表終端(采集器)具有數據實時采集、計量、存儲、發送等功能。

　　具備實時分戶通斷電控制功能，可以根據需要對某戶實施斷電或送電操作。

　　系統各部件高度集成，故障少，系統維護簡單。

　　各部件獨立工作，網絡永不癱瘓。

　　抄表終端(采集器)安裝靈活方便、施工很簡單、綜合成本低。

　　計量準確，通信可靠性好。

　　無線抄表器采用掌上PDA，美觀、輕巧、耐用。

　　抄表速度快，抄表點少，抄表人員少。

　　電費自動結算，避免人工錄入出錯。

　　二期組建遠程抄表網絡時，無需改造。

　　4 系統使用及效益分析

　　4.1 使用安裝情況

　　從2006年5月1日開始，我公司已有40余個行政村(臺區變)改造完成，6000余個0.4 kV用戶受惠。目前系統整體運行良好，預計到2007年底，全公司能全部完成150個臺區2萬多戶的改造。

　　4.2 效益分析

　　案例1：利津鎮小李村現有戶表205只，月供電量12000 kWh左右，實施人工智能化抄表前低壓線損率在10%左右，安裝人工智能化抄表系統以后該臺區線損率降到9.3%，比安裝前降低了0.7個百分點，年節約電量可達1008 kWh。案例2：利津鎮西馮村現有戶表126只，月均供電量8000 kWh，安裝人工智能化抄表前線損率在10.8%左右，安裝人工智能化抄表后低壓線損率降到了9.04%，下降1.76個百分點，可實現年節約電量1690 kWh。經過對已安裝臺區的線損進行安裝前后對比分析，全部安裝人工智能化抄表系統后低壓線損可整體降低0.8個百分點。按利津縣供電公司0.4 kV年供電量4400萬 kWh計算，可實現節約電量：4400(萬kWh)×0.8% = 35.2(萬kWh)。按平均電價0.54元/kWh計算，一年可節約資金19.22萬元。

　　5 結束語

　　人工智能化無線集中抄表系統是基于微功率的無線通信技術，用手持抄表器(PDA)將電量數據和其它(所需)信息實時可靠的采集回來，通過USB接口傳輸到后臺應用軟件，并與現有MIS管理系統相結合，實現0.4 kV 線路電量計量。 人工智能化無線集中抄表系統可在原系統不做任何改動的情況下，升級為遠程無線集中抄表系統，在供電公司內部建立一個遠程控制的數據采集、處理中心，在每個抄表臺區內增加一個遠程抄表中繼站就解決問題，辦法簡單。

　　總之，人工智能化抄表技術的開發應用，將有利于完善抄表管理模式，提高抄表管理的工作效率，減少人為因素造成的電量抄收錯誤，有效降低管理線損，節約人工使用成本，提高抄表過程中的安全性。