CN109375046A - 一种基于plc通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置及方法 - Google Patents

一种基于plc通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置及方法 Download PDF

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杨丽华
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Abstract

本发明提供一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置及方法，该排查装置由主机和从机两个部分组成，主机在多个电能表出线端采用RS485通讯方式同时读取不同电能表地址信息，调制电路将不同电能表地址信息调制到不同频率的高频载波信号中，并利用PLC通信技术将高频载波信号发送至用户侧，在调制电路至电能表之间设计有阻波电路，防止高频载波信号在相邻电能表之间相互传输，影响检测结果可靠性，在用户侧入户空开处高频载波信号会因传输阻抗发生变化而向空间发散，从机设计有高频载波信号探测天线，在各个用户侧探测高频载波信号，解调高频载波信号，得到高频载波信号频率与用户对应的电能表地址信息，实现非入户电能表串户排查。

Description

一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装 置及方法
技术领域
本发明属于电能表串户检测技术领域，具体为一种基于PLC(电力载波)通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置及方法。
背景技术
随着城市规划的不断扩展，新建居民楼日益增加，楼内电能表的安装方式大都是集中安装，由于电能表安装地点和用户入户线之间存在一定距离，且被遮挡物覆盖，现场接线人员在接线过程中难以保证电能表与用户之间的接线关系完全正确，从而导致电能表串户问题的出现。
为解电能表串户问题，保证用户正常用电，现在主要采用三种方式进行电能表串户排查，一是通过断电及增加用户用电的方式来排查电能表串户，此方法可以有效的实现电能表串户排查，但是会影响用户正常用电；二是通过在电能表出线端及用户家中同时安装检测装置，通过测试电能表出线端与用户家中检测装置的连通关系来判断串户情况，此方法存在一个明显的问题，需要用户配合，并进入用户家中，严重影响用户日常生活；三是通过在某一电能表出线端发送信号至用户侧，利用检测装置在不同用户处探测信号，判定检测到的信号强度最强的用户与该电能表为对应关系，此方法一次只能对一个电能表进行检测，检测效率低。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置及方法，其作用是在不影响用户正常用电及日常生活的前提下，利用PLC通信技术，一次性检测多个电能表与用户之间的对应关系，排查电能表串户问题，提高排查效率。
本发明提出的技术方案
一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置，包括排查装置主机和排查装置从机，所述排查装置主机与电井内电能表相连接，所述排查装置主机包括依次连接的主机RS485通讯电路、主机高频信号产生电路、主机信号调制电路、主机主控芯片、主机E2PROM、主机信号阻波电路，所述排查装置从机包括依次连接的高频载波信号探测电路、高频载波信号解调电路、从机数据处理模块、从机主控芯片、从机E2PROM；
所述主机RS485通讯电路输入端与电井内电能表相连接，输出端与主机主控芯片相连接，读取多个电能表的通信地址信息；
所述主机高频信号产生电路输入端与主机主控芯片相连接，输出端输出其产生的不同频率的高频信号；
所述主机信号调制电路对主机RS485通讯电路读取的多个电能表的地址信息进行编码，形成用户自定义协议，同时取主机高频信号产生电路产生的不同频率高频信号，将自定义协议调制高频信号中，馈入不同电能表出线端；
所述主机E2PROM与主机主控芯片相连接，主机E2PROM为排查装置主机的存储单元，存储读取的电能表地址信息及载波信号频率信息；
所述机信号阻波电路与电井内电能表相连，吸收从电能表出线端往大电网传输的高频载波信号以及从大电网传输到电能表出线端的高频干扰信号；
所述高频载波信号探测电路设计有探测天线，在靠近用户空开的外墙处探测高频载波信号，将探测到的高频载波信号进行放大传送至高频载波信号解调电路；
所述高频载波信号解调电路对放大后的高频载波信号进行解调，得到排查装置主机传送过来的编码信号及高频载波信号频率；
所述从机数据处理模块连接从机主控芯片，用以对编码信号进行协议解协析，得到与用户对应的电能表地址信息；
所述从机E2PROM与从机主控芯片相连接，从机E2PROM为排查装置从机的存储单元，存储高频载波信号解调出来的高频信号频率及数据处理模块解析出来的电能表地址信息。
所述排查装置主机还包括与主机主控芯片的主机显示屏、主机按键和主机电源，所述排查装置从机还包括与从机主控芯片从机显示屏、从机按键和从机电源。
所述主机显示屏用以显示读取的电能表地址信息及排查装置主机设置的各个高频信号频率。
所述主机按键可以设置高频信号频率及查询显示信息。
所述主机电源为整个排查装置主机供电，主机电源为锂电池或通过电磁线圈从电能表入线端取电。
所述主机主控芯片和从机主控芯片为FPGA或DSP或ARM或单片机。
一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查方法，包括以下具体步骤，
(1)将电井中多块电能表出线端接入排查装置主机；
(2)设置排查装置主机通过主机RS485通讯电路读取全部接入的电能表地址信息ID1～IDn；
(3)设置排查装置主机多路高频信号产生电路产生多个不同频率高频信号f1～fn；
(4)设置排查装置主机多路信号调制电路对电能表地址信息进行编码，形成自定义协议，并将协议数据分别调制到高频信号f1～fn中，同时调制电路将调制后的高频载波信号馈入电能表出线端；
(5)高频载波信号通过PLC通信技术传送至用户侧；
(6)设置排查装置主机多路信号阻波电路接入全部电能表出线端，防止高频载波信号之间相互干扰；
(7)排查人员至用户1～用户n空开安装的外墙处，设置排查装置从机高频载波信号探测电路为探测模式；
(8)排查装置从机探测到高频载波信号，高频载波信号解调电路放大探测到的高频载波信号，分析高频信号频率；
(9)排查装置从机数据处理模块对探测到的高频载波信号进行解析，得到排查装置主机读取的电能表地址信息；
(10)排查装置从机在某一用户处，从机主控芯片读取分析出的高频信号频率、电能表地址信息分析电能表与用户之间的对应关系，当高频信号频率与电能表地址信息与装置主机设置相一致时，解析得出电能表地址信息，就能判断得到该电能表地址与该用户为对应关系，从机主控芯片将得到电能表串户检测结果、高频信号频率及电能表地址信息存入排查装置从机E2PROM，完成电能表串户排查。
与现有技术相比较，本发明的优点在于：本发明装置采用便携式工装设计，装置结构美观新颖，操作安全可靠，本装置内部采用模块化设计，内部便携式功率源可拆卸便于快速拆装和维修，本发明模拟电网电压波动，实现对电能量采集终端在不同供电电压和不同供电模式下，通信接口进行检测。既能满足采集终端的到货验收测试的需要，又能满足对采集终端的现场调试的要求，减少系统建设中的调试工作量，保证产品的质量，为计量系统建设的顺利实施将提供有力的技术保障和支持。
附图说明
图1是本发明原理结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置，包括排查装置主机1和排查装置从机2，所述排查装置主机1与电井内电能表相连接，所述排查装置主机2包括依次连接的主机RS485通讯电路、主机高频信号产生电路、主机信号调制电路、主机主控芯片、主机E2PROM、主机信号阻波电路，所述排查装置从机2包括依次连接的高频载波信号探测电路、高频载波信号解调电路、从机数据处理模块、从机主控芯片、从机E2PROM；
所述主机RS485通讯电路输入端与电井内电能表相连接，输出端与主机主控芯片相连接，读取多个电能表的通信地址信息；
所述主机高频信号产生电路输入端与主机主控芯片相连接，输出端输出其产生的不同频率的高频信号；
所述主机信号调制电路对主机RS485通讯电路读取的多个电能表的地址信息进行编码，形成用户自定义协议，同时取主机高频信号产生电路产生的不同频率高频信号，将自定义协议调制高频信号中，馈入不同电能表出线端；
所述主机E2PROM与主机主控芯片相连接，主机E2PROM为排查装置主机的存储单元，存储读取的电能表地址信息及载波信号频率信息；
所述机信号阻波电路与电井内电能表相连，吸收从电能表出线端往大电网传输的高频载波信号以及从大电网传输到电能表出线端的高频干扰信号；
所述高频载波信号探测电路设计有探测天线，在靠近用户空开的外墙处探测高频载波信号，将探测到的高频载波信号进行放大传送至高频载波信号解调电路；
所述高频载波信号解调电路对放大后的高频载波信号进行解调，得到排查装置主机传送过来的编码信号及高频载波信号频率；
所述从机数据处理模块连接从机主控芯片，用以对编码信号进行协议解协析，得到与用户对应的电能表地址信息；
所述从机E2PROM与从机主控芯片相连接，从机E2PROM为排查装置从机的存储单元，存储高频载波信号解调出来的高频信号频率及数据处理模块解析出来的电能表地址信息。
所述排查装置主机1还包括与主机主控芯片的主机显示屏、主机按键和主机电源，所述排查装置从机2还包括与从机主控芯片从机显示屏、从机按键和从机电源。
所述主机显示屏用以显示读取的电能表地址信息及排查装置主机设置的各个高频信号频率。
所述主机按键可以设置高频信号频率及查询显示信息。
所述主机电源为整个排查装置主机供电，主机电源为锂电池或通过电磁线圈从电能表入线端取电。
本发明以某居民楼中电井内n个电能表为例，对电能表串户排查具体实施方式进行说明。
图1所示为本发明一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置及方法接线框图，电能表与用户之间的对应关系并不完全正确，需要采用本发明进行电能表串户排查。具体实施步骤如下：
步骤一：根据摘要附图将电井中多块电能表出线端接入排查装置主机；
步骤二：设置排查装置主机通过RS485通讯电路读取全部接入的电能表地址信息ID1～IDn；
步骤三：设置排查装置多路高频信号产生电路产生多个不同频率高频信号f1～fn；
步骤四：设置排查装置多路信号调制电路对电能表地址信息进行编码，形成自定义协议，并将协议数据分别调制到高频信号f1～fn中，同时调制电路将调制后的高频载波信号馈入电能表出线端；
步骤五：高频载波信号通过PLC通信技术传送至用户侧；
步骤六：设置排查装置多路信号阻波电路接入全部电能表出线端，防止高频载波信号之间相互干扰；
步骤七：排查人员至用户1～用户n空开安装的外墙处，设置排查装置从机高频载波信号探测电路为探测模式；
步骤八：排查装置从机探测到高频载波信号，高频载波信号解调电路放大探测到的高频载波信号，分析高频信号频率；
步骤九：排查装置从机数据处理模块对探测到的高频载波信号进行解析，得到排查装置主机读取的电能表地址信息；
步骤十：排查装置从机在某一用户处，主控芯片读取分析出的高频信号频率、电能表地址信息分析电能表与用户之间的对应关系，当高频信号频率与电能表地址信息与装置主机设置相一致时，解析得出电能表地址信息，就能判断得到该电能表地址与该用户为对应关系，主控芯片将得到电能表串户检测结果、高频信号频率及电能表地址信息存入排查装置从机E2PROM，完成电能表串户排查。
以上所述仅是本发明针对电能表串户排查的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明，但是本发明不仅限于电能表串户检测技术领域，根据权利要求书可以利用本发明提出的一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置及方法进行电能表串户排查，可用于相关领域接线错误排查，针对本文明实例进行的多种修改对本领域技术人员而言是显而易见的，本发明所采用的方法及原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它的实例中实现。因此，本发明不会被限制于本文所示的实施案例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点所一致的最宽范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置，其特征在于：包括排查装置主机和排查装置从机，所述排查装置主机与电井内电能表相连接，所述排查装置主机包括依次连接的主机RS485通讯电路、主机高频信号产生电路、主机信号调制电路、主机主控芯片、主机E2PROM、主机信号阻波电路，所述排查装置从机包括依次连接的高频载波信号探测电路、高频载波信号解调电路、从机数据处理模块、从机主控芯片、从机E2PROM；
所述主机RS485通讯电路输入端与电井内电能表相连接，输出端与主机主控芯片相连接，读取多个电能表的通信地址信息；
所述主机高频信号产生电路输入端与主机主控芯片相连接，输出端输出其产生的不同频率的高频信号；
所述主机信号调制电路对主机RS485通讯电路读取的多个电能表的地址信息进行编码，形成用户自定义协议，同时取主机高频信号产生电路产生的不同频率高频信号，将自定义协议调制高频信号中，馈入不同电能表出线端；
所述主机E2PROM与主机主控芯片相连接，主机E2PROM为排查装置主机的存储单元，存储读取的电能表地址信息及载波信号频率信息；
所述机信号阻波电路与电井内电能表相连，吸收从电能表出线端往大电网传输的高频载波信号以及从大电网传输到电能表出线端的高频干扰信号；
所述高频载波信号探测电路设计有探测天线，在靠近用户空开的外墙处探测高频载波信号，将探测到的高频载波信号进行放大传送至高频载波信号解调电路；
所述高频载波信号解调电路对放大后的高频载波信号进行解调，得到排查装置主机传送过来的编码信号及高频载波信号频率；
所述从机数据处理模块连接从机主控芯片，用以对编码信号进行协议解协析，得到与用户对应的电能表地址信息；
所述从机E2PROM与从机主控芯片相连接，从机E2PROM为排查装置从机的存储单元，存储高频载波信号解调出来的高频信号频率及数据处理模块解析出来的电能表地址信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置，其特征在于：所述排查装置主机还包括与主机主控芯片的主机显示屏、主机按键和主机电源，所述排查装置从机还包括与从机主控芯片从机显示屏、从机按键和从机电源。
3.根据权利要求2所述的一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置，其特征在于：所述主机显示屏用以显示读取的电能表地址信息及排查装置主机设置的各个高频信号频率。
4.根据权利要求2所述的一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置，其特征在于：所述主机按键可以设置高频信号频率及查询显示信息。
5.根据权利要求2所述的一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置，其特征在于：所述主机电源为整个排查装置主机供电，主机电源为锂电池或通过电磁线圈从电能表入线端取电。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查装置，其特征在于：所述主机主控芯片和从机主控芯片为FPGA或DSP或ARM或单片机。
7.一种基于PLC通信技术的多频率非入户式电能表串户排查方法，其特征在于：包括以下具体步骤，
(1)将电井中多块电能表出线端接入排查装置主机；
(2)设置排查装置主机通过主机RS485通讯电路读取全部接入的电能表地址信息ID1～IDn；
(3)设置排查装置主机多路高频信号产生电路产生多个不同频率高频信号f1～fn；
(4)设置排查装置主机多路信号调制电路对电能表地址信息进行编码，形成自定义协议，并将协议数据分别调制到高频信号f1～fn中，同时调制电路将调制后的高频载波信号馈入电能表出线端；
(5)高频载波信号通过PLC通信技术传送至用户侧；
(6)设置排查装置主机多路信号阻波电路接入全部电能表出线端，防止高频载波信号之间相互干扰；
(7)排查人员至用户1～用户n空开安装的外墙处，设置排查装置从机高频载波信号探测电路为探测模式；
(8)排查装置从机探测到高频载波信号，高频载波信号解调电路放大探测到的高频载波信号，分析高频信号频率；
(9)排查装置从机数据处理模块对探测到的高频载波信号进行解析，得到排查装置主机读取的电能表地址信息；
(10)排查装置从机在某一用户处，从机主控芯片读取分析出的高频信号频率、电能表地址信息分析电能表与用户之间的对应关系，当高频信号频率与电能表地址信息与装置主机设置相一致时，解析得出电能表地址信息，就能判断得到该电能表地址与该用户为对应关系，从机主控芯片将得到电能表串户检测结果、高频信号频率及电能表地址信息存入排查装置从机E2PROM，完成电能表串户排查。
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