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电量远程抄表方便简单,能够大大减少计费征缴的人力成本,是供电管理的大势所趋。传统的机械电表无法直接输出数字化的电费计量数据,近年来,国内外多采用智能电表直接替换机械电表的方式进行自动电抄表系统改造,该方式的问题在于弃用原有的机械电表会造成一定的资源浪费,而新装智能电表也会带来较高的购置成本。基于上述考虑,摩洛哥王国电力部门提出了对机械电表进行改造实现自动电抄表,从而降低智能电网建设成本的设想。此外,我国也有大量机械电表在役使用,同样存在此类需求。本文正是在上述背景下所开展的机械电表数字化改造技术研究。 本文主要工作内容如下: (1)方案设计。通过需求分析及方案论证,确定了基于物联网架构的系统方案,包括采集终端、基站和主站三部分。其中,基站是整个抄表系统的枢纽,它通过无线网络抄读下层采集终端的电费计量数据,并通过互联网与上层主站进行数据交互。 (2)硬件设计。硬件设计工作包括采集终端数字化改造和基站硬件设计两部分。采集终端数字化改造部分完成了采集终端传感器、控制器、射频与电源四部分的电路设计,以实现采集终端对电费计量数据的数字化存储与上传;基站硬件设计部分完成了基站的电源、网络通讯和射频等模块的硬件设计,以实现基站定时或根据主站命令抄读采集终端计量数据并上行传输。 (3)软件设计。确定了数据传输协议,并完成了采集终端、基站及主站软件设计,以实现系统对电费计量数据进行采集、传输、存储与管理的功能。其中,主站软件设计包括数据库及其应用程序设计和用户软件设计两部分,用户软件又包括管理员应用程序和个人Web访问页面两部分。 (4)算法研究。针对数据传输过程中出现的偶发误码现象,论文尝试提出了一种多模盲均衡算法以对信道进行补偿,以降低误码率。 (5)系统实验。搭建了模拟实验平台,并对系统的功能试验及可靠性进行了验证。结果表明,系统设计合理,基本达到预期设计要求。 实验表明,本课题基于物联网架构的数字化机械电表能够对电费计量数据进行实时的远程抄读,从而能够在未来为摩洛哥及我国供电管理部门提供廉价且可行的在役机械电表自动抄表系统方案。