NFC智能电表？

Nfc智能电表的话，现在基本上不是太流行，现在基本上用的是互联网远程表，用的是物联网，这种表的话有一个好处就是可以远程抄表，nfc的话叫近场通讯，就是说必须要到现场才能使用，所以说还是没有物联网方便。

[摘 要]本文介绍了一种基于STC89C52单片机的电能表数据采集系统,实现了从老式电能表以脉冲采集的方式读取电量并按通讯规约传输给采集终端,研究了从老电表到新电表的改进设计,给出了电能表数据采集器的总体构思和软硬件设计,达到了实时时钟、数据存取和掉电数据保护等功能,解决了从老式电表到新式电表的改装问题,增强了新式电能表的性能,成为一套旧表改进设计的低成本的优良方案。
[关键词]电表改造 数据通讯 数据采集 数据存取
[中图分类号]F42[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)02-0102-02

目前很多小区用户已经改装了新式电能表,新式电能表较老式电能表有一定的优点。这种新式电能表一般是通过脉冲计数的方式来获得用户用电量,然后将电量按通讯规约远程传输到采集终端,实现了自动抄表功能,与老式电能表相比,降低了人工抄表在读取和记录电表数据过程中的误差率,在一定程度上提高了电力部门的管理效率和减少了抄表费用,同时也给居民带来了方便。但改装新式电能表的费用相对比较高,给用户带来了额外的费用,因此为了充分利用原有的老式电表并达到减少改装费用的目的,设计了基于STC89C52单片机的电能表数据采集器,该采集器可以同时对14户居民的用电量进行计量,然后将用电量远程传输到数据采集终端,达到了现代新式电表的功能需求。
1 设计要求
随着电子科技的进步,电能表设计也在不断的更新发展,为了满足用户和电力部门的需求,设计了数据采集器,它的主要功能有六点:(1)最少支持14路脉冲数据同时采集;(2)能够准确采集到一定范围内的不同宽度的脉冲个数;(3)可以将所有的数据存储到超大容量的非易失性铁片存储器中;(4)具有掉电保护设计,(5)通过485口将数据传递给采集终端,实现数据的通信;(6)通过指令可以对电表数据的设置、修改和校正;数据采集器采集来自多路分线连接的电表信号并进行数据处理、存储,通过远程串口通讯将数据传输于采集终端,再由采集终端将数据发送给计算机。设计结构图如图1所示,
从设计结构图来看,在每个楼盘都可以放置一个数据采集器,来读取14户居民的用电量,每个数据采集器都可以对电量数据进行存储和处理。根据不同指令发送用户的电量到采集终端,再由采集终端把数据传输给控制中心,完成整个电表自动读取功能。
2 系统硬件电路设计
电能表数据采集器的硬件电路设计包括脉冲采集电路、时钟电路、外部存储电路、掉电保护电路、电源电路和485串口通信电路。硬件设计框架如图2:
数据采集器的硬件电路设计主要有4个部分:
21 脉冲采集
脉冲采集模块的硬件设计根据系统的设计要求,每个采集模块完成14个电表的采集任务,需要占用单片机的 14个 I/O接口。单个经过光电隔离的脉冲数据采集电路如图3所示
老式电能表如DS(T)72输出的脉冲信号幅值是12V±5%或24V±5%,脉冲宽度初始值为80ms ±20%,如果电表输出的脉冲信号在不处理的情况下,将脉冲输出端口直接与单片机I/O口相连,一定会将I/O口损坏,因此系统对脉冲采集设计了处理电路。图中R5为限流电阻,来保护U1光耦中的发光二极管。C1、C2和R4组成RC低通滤波器,D2为钳位二极管,处理尖峰类的干扰信号。R1和R2为分压电阻。 R3为上拉电阻,起限流作用。
22 时钟电路
该采集器不仅要满足在特定时间对用电数据的存储还要让采集终端可以通过指令读取或修改某一时间段的电量,因此该采集器采用DS1337串行实时时钟芯片为数据采集器设计了一个时钟电路,该芯片能提供秒、分、时、日、星期、月和年等信息,保证了系统时间的准确性。
23 数据通讯
数据采集器的数据通讯包括2个部分:①数据存取模块,根据电量管理要求,数据采集器应对14户居民用电量进行每时、每天、每月、每年的存储,并要求达到两年的数据存储功能,这就要求采集器采用较大存储容量的外部存储器。本系统选用了铁电存储器FM1608,该存储器掉电后数据不丢失,读写速度快,读写次数达到100亿次、存储时间10年,存储容量大,完全满足设计需求。②数据传输模块,数据采集器具有1个RS232通讯接口和1个MAX485通讯接口,RS232主要用于数据采集器程序下载。MAX485主要用于数据采集器与采集终端的数据通讯。MAX485是一种串行接口标准,它以差分平衡方式传输信号,它具有抑制共模干扰的能力,加上接收器具有高的灵敏度,能检测低达200mV的电压,故数据传输可达千米以外。
24 掉电保护电路
掉电保护分为电源监视和数据存储两部分。为了实现对掉电的过程控制,系统必须有监视电源变化的能力。在本系统中采用芯片MAX813L,做电源低电压检测。具体如图4所示。
MAX813L内部有一个独立的掉电比较器。合理选择 R1和 R2的值,在掉电的瞬间,通过R1和R2的值可以计算出此时PFI引脚的电压,当PFI输入电压低于125V,则/PFO输出低电平,此时单片机就会进入外部中断0服务子程序,将当前所有电表的电量和脉冲个数保存到FM1608中,以免掉电时丢失。 基于掉电保护硬件电路设计,完成了掉电时的数据保护,待恢复供电后继续进行脉冲计量。
3 系统软件部分设计
系统的软件设计主要有以下几个部分:
31 脉冲采集模块的软件设计
脉冲采集的软件设计主要处理脉冲的准确采样,对当前时段的数据做累计处理。软件设计中包括了重复检测及防抖动的抗干扰设计。软件设计流程图如图5所示。
32 铁电存储器读写
铁电存储器FM1608是并口 *** 作存储器,通过工业标准并行接口进行访问, FRAM的内存功能 *** 作与SRAM器件类似,唯一区别就是在开始每一个内存周期前FM1608需要一个/CE的下降沿以锁存地址信息。根据实际要求对14户的用电量进行每小时的存储,如果不分区存储这些数据,将导致电表数据在 *** 作和读取上的不方便,所以系统将FM1608的地址划分为五个部分,如表1:
电表数据与时间是一一对应,第一部分是专门为每次掉电时所存储的有效数据区。其他四个部分是对14个脉冲表的固定时段存储。依据FM1608的读写 *** 作时序图实现了数据的存储和读取,
33 中断程序
系统采用了两个中断服务程序,一是串口中断,串口中断子程序主要是用来接收采集终端的指令和发送电表数据,采集器接收到的每条指令都进行校验比较,如果指令正确,则根据指令要求采集器对电表进行参数修改或者发送电表数据。否则数据采集器则不响应,丢弃当前指令等待新指令。二是掉电外部中断,掉电外部中断子程序主要实现采集器在掉电的瞬间对当前电量和脉冲个数的存储,确保再次供电时电表数据的连续性和准确性。两个中断流程图如图6所示:
通过多次测试,串口中断服务子程序能很好的进行指令的校验和比较,根据采集终端的指令可以对14块电表的任何一块进行参数的设定,或读取用户的用电量。掉电中断服务子程序在掉电瞬间也实现了有效数据的存储,降低了数据采集的误差率。
4 结语
基于STC89S52的数据采集器的设计,从根本上解决了旧表改装问题,融入了自动抄表系统,实现了14户电表的电量的自动读取,在这个系统设计中用到了并行的铁电存储器和长距离串口数据传输的MAX485,充分发挥了系统的低功耗、低成本、高速度、高质量的特点。在系统软件设计方面,按照安徽省电力公司单相多费率电能表通信规约,采用中断方式完成了数据采集和数据传输。该系统在信息传输的安全性、准确性和实时性、可靠性方面都达到了较高要求,经测试没有出现脉冲丢失、干扰误差现象。

[参考文献]
[1] 胡汉才单片机原理及其接口技术北京:清华大学出版社,2003
[2] 21IC中国电子网 >

首先，智能电表内部集成的计量芯片，对用户的电流、电压进行实时采集，然后经过微处理器对采集的数据进行计算分析得出电量（用户用来多少度电）。接着，通过智能电表内部集成的无线采集器（它上面插有一个手机卡，类似于我们手机的功能），将电量数据通过无线方式发给电力远程控制管理系统。最后，电力远程管理系统就会对这些采集器发来的信息，进行分析处理，然后形成报表输出，这样用户的用电情况就一目了然了。

电力远程管理系统，可以根据用户不同的要求进行个性化设计功能，主要实现对智能电表的远程控制、远程抄表、远程充值、报表打印等 *** 作，并对整个系统的运行状态进行监视、管理、储存、记录等。

随着智能电表的广泛应用，给电力工作提供很大的便利。之前走街串巷的抄表员，不需要再东跑西奔了，在办公室里，对着电脑就可以完成工作。特别是广大的农村地区，抄表是一个非常艰苦的工作，有的地方居民居住分散，抄表员为了抄一个表，往往要走几十公里的山路。

关于智能电表，网上有一些人反应换了智能电表之后用电量增加了，怀疑智能电表“乱收费”。其实这种情况是不存在的，但是，智能电表一个最明显的不同就是精度提高多个数量级，因此，你电视机、手机充电器、插排上亮着的LED等的用电量，都有可能都会检测到。

大家都知道我们国家对电表计量有严格的标准：智能电表制造商生产完成后，首先会对智能电表各个参数进行检测，合格以后才能出厂，并交付给国家电网相关检测中心，国家电网检测中心会对制造商交付的智能电表再进行一次检测，检测合格以后，最终才分发到我们用户手上。

在某宝上的无限流量卡可靠吗？说起这个事情，我还是亲身经历过的，以前办理的是联通卡，没有什么合适的流量套餐，但是使用久了，也不能换号使用，所以就想着在网上购买一个，看着非常的实惠的，但是使用一段时间后确实是有些问题出现，那么下面给大家分享我的切身经历。

我记得最开始购买的一张是不限量的抖音卡，而且每个月的资费非常的便宜，只有仅仅的9元的资费，刚开始使用的时候还是比较顺畅的，网速也是比较快的，但是使用有3个月左右的时间后，就会发现出现一些问题，比如说手机卡话费使用完了，很难进行话费的实时到账，总需要等很长的时间，后来不知道怎么回事，每个月的消费已经不是9元可以应对了。

后来经过了解才知道，某宝上售卖的一些流量卡，其实本质上都是运营商给专门的物联卡，其实不具备打电话，发短信的功能的，而且作为物联网手机卡来说，其实并不适合个人的使用，因为最起码的打电话的功能不容易实现。

就以目前的物联网卡的现状来说，不建议大家使用的，尤其是网上买的卡，其售后也是没有办法能够保证的，所以看似每个月只需要29元200GB的流量非常实惠，但是实际使用的时候就不会有这么实惠的了，还是建议大家办理正规的流量手机卡，那么大家还有什么不同的看法，可以在下方留言，咱们一起探讨！

多年前在某宝上购买过无限流量卡，最后被坑了。作为纯流量卡，29元200G，价格非常合适，但要小心其中的猫腻。一般情况下，电商平台销售的廉价大流量卡，都是物联网卡。简单地来说，这些物联网卡是运营商销售给行业客户的卡，只有流量上网功能，没有语音业务。

平时，大流量的物联网卡主要用在智能电表数据采集，以及共享单车定位等应用上。最初的时候，物联网卡都有一些漏洞，可以放在智能手机上使用，这就成为了廉价的流量卡。比如，题主所说的29元200G流量，就是这种物联网卡。

现在，三大运营商也发现了物联网卡放在智能手机上使用的漏洞。尤其是实名制后，物联网卡基本不能放在手机上使用了。一旦被运营商发现，就会被封杀。所以，不建议在电商平台上购买无限流量卡。

三相电表抄表方法就是用三相电表自带的RS485接口进行有线通讯，还可以通过载波模块进行通讯，这是载波抄表方案，还有NB无线抄表方案。

1、RS485抄表方法

RS485方案主要通过485线使用手拉手方式并联每块电表，然后集中器通过485线采集每块电表的电能值、电流、电压等数据，然后集中器通过GPRS通信的方式，上传到主站，再通过阿里云进入到智慧能耗系统进行数据和费用的计算，客户的信息推送等。

2、载波抄表方法

电表使用载波通信方式在电力线中进行传播，连接每块电表，集中器上的载波模块通过电力线传输模式收集每块电表的电能值、电流、电压等数据，然后集中器通过GPRS通信的方式上传到主站，再通过阿里云进入到智慧能耗系统进行数据和费用的计算，客户的信息推送等。

3、NB抄表方法

主要是由NB模块采集电表数据，并通过第三方运营商无线网络将数据传输到中心服务器；数据存储及处理展示：主要包括数据服务器、应用服务器监控大屏等部分组成。主要负责对前端采集返回的数据进行存储、分析、展示等 *** 作。

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