摘要(yào)
：由(yóu)於(yú)現有(yǒu)係統僅(jǐn)對電(diàn)表(biǎo)數據進(jìn)行讀(dú)取(qǔ)操作，存(cún)在(zài)成(chéng)本(běn)較(jiào)高和耗(hào)時較長的問題，為(wéi)此對單(dān)相(xiāng)智能(néng)多用戶遠程預(yù)付(fù)費(fèi)控係統(tǒng)優化(huà)設計(jì)進行研(yán)究(jiū)。選擇電能表子係統(tǒng)作(zuò)為優(yōu)化對(duì)象，選取78KO527A微(wēi)控(kòng)製器(qì)作為(wéi)電能表子係(xì)統(tǒng)的控(kòng)製核心，采用(yòng)具(jù)備SPI接口的(dí)ATT7053A芯片作為單相多功(gōng)能計量芯(xīn)片(piàn)，並(bìng)在220V的高壓綫(xiàn)路下保障(zhàng)采樣值在專用計(jì)量芯片(piàn)信號(hào)處理的(dí)範圍之(zhī)內(nèi)，實現電(diàn)能(néng)表的正常運作(zuò)。在硬(yìng)件設(shè)計的基礎上，設(shè)計(jì)電能表(biǎo)子(zǐ)係統主(zhǔ)程(chéng)序(xù)，電能(néng)數(shù)據計量(liáng)與(yǔ)處理程序以及用(yòng)電(diàn)數(shù)據存儲(chǔ)程序，實現用(yòng)電數據的存(cún)儲，寫入(rù)與(yǔ)保(bǎo)存等功(gōng)能，完成(chéng)對(duì)單相智能多用戶遠程預付費控係統的優化(huà)。試驗(yàn)結果(guǒ)表明
：運(yùn)用優化(huà)係(xì)統(tǒng)後，電(diàn)費(fèi)催收成本得到了明顯降低，且用(yòng)時得(dé)到了(liǎo)降低，其所用(yòng)時(shí)間(jiān)的(dí)較高值(zhí)僅為(wéi)44s，充(chōng)分(fēn)說明優化(huà)係(xì)統的(dí)經(jīng)濟效(xiào)益(yì)較(jiào)高，能夠(gòu)為(wéi)電力(lì)企(qǐ)業(yè)的經營，管(guǎn)理(lǐ)與發展提供(gōng)保障(zhàng)，適(shì)合(hé)大力推(tuī)廣使用。

關鍵詞(cí)
：單(dān)相智能；多用(yòng)戶；預付費(fèi)控製(zhì)；微(wēi)控(kòng)製(zhì)器；電能表子係統；電(diàn)能計(jì)量芯(xīn)片；數據計量；數(shù)據存(cún)儲(chǔ)；信(xìn)號(hào)采樣(yàng)電路(lù)

0 引(yǐn)言(yán)

在(zài)電力企業管理信息係統不斷(duàn)應(yīng)用(yòng)與普(pǔ)及的(dí)背景下，對(duì)多用戶預(yù)付(fù)費(fèi)智(zhì)能管理(lǐ)的需(xū)求(qiú)也在(zài)不斷增(zēng)加(jiā)，尤其(qí)是電(diàn)力企業(yè)目前使(shǐ)用的是遠程抄(chāo)表係統。如何將(jiāng)信息(xī)發(fā)布與(yǔ)開關控製進行有機(jī)的整合，實(shí)現多(duō)用(yòng)戶購售電信息(xī)的(dí)共享，正(zhèng)成為(wéi)亟需(xū)解(jiě)決的(dí)問題。

現今(jīn)常(cháng)用的多用(yòng)戶遠(yuǎn)程預付費(fèi)控係統主要為基於瀏(liú)覽(lǎn)器／服務(wù)器（browser／server，B／S）架(jià)構(gòu)的(dí)多用戶遠程(chéng)預(yù)付(fù)費控係(xì)統與基(jī)於(yú)代碼式電能(néng)表(biǎo)的(dí)多(duō)用戶(hù)遠(yuǎn)程(chéng)預付費控係(xì)統。經市(shì)場(cháng)調(tiáo)查(chá)研(yán)究(jiū)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有(yǒu)多用(yòng)戶遠程(chéng)預付費(fèi)控係統(tǒng)中電能(néng)表子(zǐ)係統具有(yǒu)很(hěn)大(dà)的(dí)局限性，隻能對(duì)電(diàn)表(biǎo)數(shù)據進行(háng)讀取操作(zuò)，無法(fǎ)對用戶(hù)遠程(chéng)抄表，預(yù)付(fù)費進(jìn)行係統的(dí)控製，不(bù)能實現完(wán)整(zhěng)的電力信息(xī)控製，存(cún)在(zài)經(jīng)濟效益低(dī)下(xià)的(dí)問題(tí)。為了解(jiě)決上述(shù)問(wèn)題(tí)，對(duì)單相(xiāng)智能(néng)多用(yòng)戶遠(yuǎn)程預(yù)付(fù)費(fèi)控係統(tǒng)優化設計(jì)進行研(yán)究(jiū)。

1 係統優(yōu)化(huà)設(shè)計

現(xiàn)有多用(yòng)戶遠程預付費(fèi)控係統(tǒng)的缺(quē)陷多(duō)存在(zài)於(yú)電能表子(zǐ)係(xì)統中。因此(cǐ)，選(xuǎn)擇電(diàn)能表子係統作(zuò)為(wéi)優化(huà)對(duì)象(xiàng)。為(wéi)了增加係(xì)統(tǒng)的(dí)智(zhì)能(néng)性(xìng)，設(shè)計(jì)新的單(dān)相智能(néng)預付(fù)費控電(diàn)能(néng)表子係(xì)統，具體優(yōu)化設計過程(chéng)如(rú)下。

1.1 電(diàn)能表子(zǐ)係(xì)統硬(yìng)件設計

1.1.1 微(wēi)控製器選取(qǔ)

微(wēi)控製(zhì)器(qì)是電(diàn)能(néng)表子(zǐ)係統(tǒng)的核(hé)心控(kòng)製元件(jiàn)，功(gōng)能為(wéi)讀(dú)取(qǔ)計(jì)量(liáng)芯(xīn)片電能數(shù)據，數據處理(lǐ)，計算(suàn)脈衝(chōng)計(jì)數(shù)，讀(dú)取(qǔ)時間(jiān)，電(diàn)能數據(jù)顯(xiǎn)示與(yǔ)報警，通信以及遠(yuǎn)程(chéng)傳(chuán)輸等。微控(kòng)製器(qì)性能的(dí)高低(dī)直(zhí)接決定電能表功能的實現效果(guǒ)。為此(cǐ)，選(xuǎn)取一(yī)款高性(xìng)能(néng)的(dí)微(wēi)控製器(qì)，對(duì)電能表子(zǐ)係(xì)統功(gōng)能(néng)的(dí)實現具有至關(guān)重(zhòng)要的作用。

選取微(wēi)控製器(qì)時需(xū)要考(kǎo)慮下(xià)述(shù)幾個方麵
：一是功耗低(dī)；二(èr)是具(jù)備串(chuàn)行通信接口(kǒu)；三(sān)是(shì)具有(yǒu)較(jiào)大的存儲空(kōng)間(jiān)；四是具備多個(gè)輸(shū)入(rù)與輸(shū)出(chū)接口；五是計(jì)數(shù)器(qì)功(gōng)能*；六(liù)是性價比(bǐ)高。結合上(shàng)述(shù)，選(xuǎn)取(qǔ)日本(běn)公(gōng)司(sī)生(shēng)產的78KO係(xì)列8位(wèi)微控(kòng)製器(qì)。78KO係(xì)列(liè)微(wēi)控製(zhì)器(qì)具備性(xìng)價比高(gāo)，功耗(hào)低，精度高(gāo)等優勢(shì)，廣(guǎng)泛(fàn)應用於汽車(chē)，電子，工業控(kòng)製等領域。此次研(yán)究中(zhōng)，選取(qǔ)78K0527A微(wēi)控製(zhì)器(qì)作(zuò)為電能表子(zǐ)係(xì)統(tǒng)的控製(zhì)核(hé)心(xīn)。78K0527A微控(kòng)製器包含4組8位(wèi)通用寄存器(qì)，1KB的隨(suí)機(jī)存取(qǔ)存儲器(qì)（random access memory，RAM），128 KB的(dí)隻讀(dú)存(cún)儲器(qì)（read-only memory，ROM），看(kàn)門(mén)狗(gǒu)定時(shí)器，時(shí)鐘輸出(chū)控製器，單(dān)電源Flash存(cún)儲(chǔ)器，低(dī)電(diàn)壓檢測器，定時器等元件(jiàn)，具備按(àn)鍵中斷功能。微(wēi)控製器(qì)功能引腳與(yǔ)外圍電路如(rú)圖(tú)1所示。

1.1.2 電能(néng)計量(liáng)芯片選(xuǎn)取

在單相(xiāng)電(diàn)能表中，廣泛(fàn)使用(yòng)的(dí)是(shì)高(gāo)精(jīng)度(dù)的專用計量芯片。依(yī)據(jù)多(duō)用(yòng)戶遠(yuǎn)程(chéng)預(yù)付費(fèi)控係統需(xū)求(qiú)，采(cǎi)用ATT7053A計(jì)量芯片(piàn)7。ATT7053A實質上(shàng)是(shì)一個具備串(chuàn)行(háng)外(wài)設(shè)接(jiē)口（serial peripheral interface， SPI）的單相多功(gōng)能計(jì)量(liáng)芯片(piàn)，工作電壓範圍(wéi)為(wéi)3.0～3.6 V，晶振(zhèn)頻率(shuài)為5.53 MHz。電能計(jì)量芯片結構(gòu)如圖2所示。

圖2 電能計(jì)量芯片結(jié)構圖

ATT7053A電能計(jì)量芯片(piàn)引腳功能表1所示。

表1 ATT7053A 電能(néng)計(jì)量(liáng)芯片(piàn)引(yǐn)腳功(gōng)能表 

1.1.3 信號采(cǎi)樣電(diàn)路設計

電能表供(gōng)電綫路為220V的(dí)高壓綫路，專用(yòng)計量(liáng)芯片(piàn)處理(lǐ)的(dí)信號為(wéi)一(yī)定(dìng)範(fàn)圍內(nèi)的(dí)電(diàn)壓與電(diàn)流信(xìn)號(hào)。為此，需要(yào)采樣(yàng)高精度(dù)的(dí)電(diàn)壓(yā)，電流信號，保障采樣(yàng)值在專用計量(liáng)芯片(piàn)信(xìn)號(hào)處(chǔ)理的範圍之(zhī)內(nèi)，確保電能表的正(zhèng)常(cháng)運作。另外，需要(yào)完(wán)成專用計(jì)量(liáng)芯片與(yǔ)電能表高壓電(diàn)力(lì)綫路之(zhī)間的(dí)電(diàn)氣(qì)隔離，以保(bǎo)障(zhàng)電能(néng)表(biǎo)的(dí)安全。

在實際(jì)應用(yòng)中，常采用電壓(yā)與電(diàn)流(liú)互感器(qì)模(mó)擬並(bìng)采集電(diàn)壓(yā)與電流信(xìn)號(hào)。其中，電壓互(hù)感(gǎn)器(qì)是(shì)一個(gè)帶有(yǒu)鐵(tiě)芯(xīn)的(dí)變壓(yā)器，由(yóu)一(yī)次綫(xiàn)圈(quān)，二(èr)次綫(xiàn)圈，鐵(tiě)芯(xīn)以及絕緣體(tǐ)構(gòu)成(chéng)。根據變壓(yā)器原(yuán)理可知(zhī)，通過改變一(yī)次或者(zhě)二次繞組的匝(zā)數(shù)，能(néng)夠產(chǎn)生(shēng)不(bù)同的電壓比(bǐ)，即(jí)可(kě)構(gòu)成不同比(bǐ)例(lì)的電壓互(hù)感(gǎn)器(qì)。電壓(yā)互(hù)感器的(dí)功能是將(jiāng)較高(gāo)的電(diàn)壓值依(yī)據特定(dìng)比例轉換(huàn)為(wéi)較(jiào)低(dī)的電(diàn)壓(yā)值。電流(liú)互感器依據電(diàn)磁原理構成，由(yóu)繞組與閉合鐵芯(xīn)組(zǔ)成(chéng)。相比之(zhī)下，二(èr)次繞組(zǔ)匝數(shù)較(jiào)多。當電(diàn)流(liú)互(hù)感器工作時，繞(rào)組(zǔ)通(tōng)過串接方(fāng)式(shì)與測量(liáng)儀表(biǎo)電路連接。電流互感器工作(zuò)狀(zhuàng)態(tài)接近於短路，原(yuán)因(yīn)是二次回(huí)路在(zài)工作狀態(tài)下(xià)始終閉(bì)合，在(zài)測量交(jiāo)變電(diàn)流(liú)時(shí)，電流互感(gǎn)器功(gōng)能為電氣(qì)隔(gé)離(lí)與變流(liú)。

電壓(yā)信(xìn)號(hào)采樣時，利(lì)用(yòng)電(diàn)壓(yā)互(hù)感(gǎn)器分(fēn)壓的方式(shì)實(shí)現(xiàn)。電壓(yā)信號(hào)采(cǎi)樣後，采用電能(néng)專用(yòng)計(jì)量(liáng)芯(xīn)片(piàn)進(jìn)行(háng)相關(guān)處(chǔ)理(lǐ)。電壓信號(hào)采(cǎi)樣電路(lù)如圖(tú)3所(suǒ)示。

圖3 電壓信(xìn)號采樣電(diàn)路圖

利(lì)用(yòng)電流(liú)互(hù)感(gǎn)器實現電(diàn)流信(xìn)號采樣(yàng)，將采(cǎi)集(jí)的(dí)電流信號(hào)通(tōng)過(guò)兩路(lù)差(chà)分輸入(rù)信號端傳輸至(zhì)電(diàn)能(néng)專用計(jì)量(liáng)芯(xīn)片進(jìn)行處理。

上述(shù)過(guò)程(chéng)完成了電能表(biǎo)子(zǐ)係統的硬(yìng)件(jiàn)設(shè)計(jì)。為實現多用(yòng)戶遠程預付(fù)費的有效(xiào)控(kòng)製(zhì)，需要設計電能(néng)表子(zǐ)係統軟件。

1.2 電(diàn)能(néng)表子係(xì)統(tǒng)軟(ruǎn)件(jiàn)設計

在(zài)係(xì)統硬件設計的(dí)基(jī)礎(chǔ)上，進行(háng)單相(xiāng)智能(néng)預付費(fèi)控電能(néng)表(biǎo)子(zǐ)係(xì)統(tǒng)軟件設計(jì)，主要包(bāo)括(kuò)主程序，電(diàn)能(néng)數據(jù)計量(liáng)與處理程(chéng)序以及用電(diàn)數據(jù)存儲程序(xù)設(shè)計(jì)，具體(tǐ)設計(jì)過(guò)程(chéng)如(rú)下(xià)。

1.2.1 子係統(tǒng)主程(chéng)序(xù)設計(jì)

電(diàn)能表(biǎo)子係統主程(chéng)序設(shè)計步(bù)驟(zhòu)如下(xià)所(suǒ)示。

①電(diàn)能表(biǎo)子(zǐ)係統(tǒng)初始(shǐ)化。

②脈衝信號(hào)采(cǎi)集(jí) 10

③在時鐘模(mó)塊讀(dú)取(qǔ)當(dāng)前時刻(kè)，包括尖時(shí)刻，峰時刻，平時刻以(yǐ)及穀時刻。

④將上述(shù)采集的(dí)尖(jiān)時(shí)刻(kè)，峰時刻(kè)，平時(shí)刻以及(jí)穀(gǔ)時刻電(diàn)量進(jìn)行累(léi)加。

⑤用(yòng)戶用電(diàn)數據(jù)存(cún)儲。

⑥顯示(shì)用(yòng)戶用電數據。

⑦判斷(duàn)子係統是(shì)否(fǒu)收到(dào)通信(xìn)命(mìng)令(líng)，若收到通(tōng)信(xìn)命(mìng)令，轉至(zhì)步(bù)驟⑧；若(ruò)未(wèi)收(shōu)到通(tōng)信命令(líng)，轉(zhuǎn)至步驟②。

⑧執(zhí)行通信模(mó)塊(kuài)，輸出(chū)電(diàn)能(néng)表(biǎo)處(chǔ)理結(jié)果(guǒ)。

圖(tú)4為(wéi)電能(néng)表子係(xì)統(tǒng)主程(chéng)序(xù)設計流(liú)程。

圖4 電能(néng)表(biǎo)子係(xì)統(tǒng)主程序(xù)設計流程圖

上述過程(chéng)完(wán)成了電(diàn)能表子(zǐ)係統主程序的設計，為作電能(néng)數據計(jì)量(liáng)與處(chǔ)理程序，數據存(cún)儲程序的設(shè)計作準備(bèi)

1.2.2 電能數據計量(liáng)與處理程序設(shè)計

電(diàn)能(néng)數(shù)據(jù)計量與(yǔ)處理是(shì)多(duō)用戶遠程預(yù)付(fù)費控係統的關鍵環(huán)節，功(gōng)能(néng)為實時(shí)讀取時(shí)鐘(zhōng)讀(dú)數2，實(shí)現(xiàn)用(yòng)戶電能的分(fēn)時計量(liáng)。以此為(wéi)基礎(chǔ)，實(shí)現存(cún)儲用(yòng)戶(hù)電(diàn)能(néng)表(biǎo)用電數據信(xìn)息(xī)，判(pàn)斷(duàn)剩餘金額，電能報(bào)警以及預付(fù)費控(kòng)製等功(gōng)能(néng)。電(diàn)能(néng)數(shù)據(jù)計量與處理(lǐ)程序中包括通信中斷模塊。該(gāi)模塊(kuài)依(yī)據用戶的剩餘(yú)金(jīn)額對用(yòng)戶供電情況進(jìn)行控製。當剩餘金(jīn)額大(dà)於(yú)零(líng)時，保障(zhàng)用(yòng)戶的供電；若剩餘(yú)金額(é)較(jiào)少時(shí)，提醒用戶繳費；若剩餘金(jīn)額(é)小(xiǎo)於零(líng)時，繼電(diàn)器斷開(kāi)，切(qiē)斷(duàn)該用戶(hù)的(dí)供(gōng)電。當(dāng)用戶續(xù)交(jiāo)費(fèi)用後(hòu)，係統通過遠程售電子係統，利用(yòng)RS-486通信(xìn)，下發允(yǔn)許合閘命令(líng)，恢復(fù)用戶(hù)的供電。電能數(shù)據計量(liáng)與處理程序(xù)如圖5所示

圖(tú)5 電能(néng)數據(jù)計量(liáng)與處理程序圖

1.2.3 用(yòng)電(diàn)數據(jù)存儲程序(xù)設(shè)計

在單(dān)相智(zhì)能預(yù)付費(fèi)控(kòng)電能表子係統中，用戶用電(diàn)數據的(dí)存(cún)儲是(shì)通(tōng)過(guò) EEPROM

實現的。 EEPROM能(néng)夠保障在多種因(yīn)素影(yǐng)響(xiǎng)下，若發生(shēng)掉電(diàn)現(xiàn)象(xiàng)，存儲的(dí)用電(diàn)數據不(bù)會(huì)消(xiāo)失，並(bìng)可以長時(shí)間保存(cún)。用電數(shù)據存儲使(shǐ)用的是AT24C256芯(xīn)片(piàn)，存儲器接(jiē)收微控製(zhì)器的

數(shù)據讀(dú)寫(xiě)命令，從而(ér)完成用電數(shù)據(jù)的(dí)存儲(chǔ)寫入。

用(yòng)電數(shù)據(jù)存儲程序(xù)步驟如(rú)下
：

①啟(qǐ)動PC時序
：

②下發(fā)讀(dú)寫地址(zhǐ)
：

③微控(kòng)製器接(jiē)收(shōu)到存儲器(qì)發出(chū)的確(què)認信(xìn)號
：

④下發存(cún)儲(chǔ)單元地(dì)址(zhǐ)
：

⑤微控製器接(jiē)收到存儲器(qì)發出(chū)的(dí)確認(rèn)信號，停止信(xìn)號時序。

通過上述(shù)硬件(jiàn)與軟件的設計，完成了(liǎo)單(dān)相智能預(yù)付費(fèi)控(kòng)電(diàn)能(néng)表(biǎo)子係(xì)統(tǒng)的(dí)設(shè)計(jì)，實現(xiàn)了單相智(zhì)能多用(yòng)戶(hù)遠程預(yù)付費控係統的(dí)優化(huà)，為電力(lì)企業提供更加有效(xiào)的(dí)係統(tǒng)支撐。

2 仿(fǎng)真試(shì)驗(yàn)分

為了驗(yàn)證優化係統(tǒng)的有(yǒu)效(xiào)性與經濟效(xiào)益，設(shè)計(jì)仿(fǎng)真對(duì)比試(shì)驗(yàn)。試(shì)驗中的對比係統為(wéi)基於(yú)B／S架構(gòu)的多用(yòng)戶遠程預(yù)付費(fèi)控(kòng)係統（係(xì)統(tǒng)1）和基(jī)於代(dài)碼(mǎ)式電能表(biǎo)的多用(yòng)戶遠(yuǎn)程(chéng)預(yù)付費控係統與(yǔ)優化(huà)係(xì)統（係統(tǒng)2）。經(jīng)濟效益主(zhǔ)要由(yóu)電(diàn)費催收(shōu)成(chéng)本(běn)決定(dìng)。常(cháng)規(guī)情況(kuàng)下(xià)，電費(fèi)催收(shōu)成本越小，表明(míng)係統的經(jīng)濟效益(yì)越(yuè)好。試驗硬件參(cān)數(shù)如表2所示。

表2 試驗硬件(jiàn)參(cān)數

2.1 試驗(yàn)準備(bèi)

為了保(bǎo)障仿真(zhēn)對(duì)比(bǐ)試驗(yàn)的順利(lì)進(jìn)行，首要的(dí)任務就是(shì)設(shè)置(zhì)試(shì)驗(yàn)流程。試(shì)驗(yàn)流程如(rú)圖6所(suǒ)示(shì)。

圖6 試驗流程(chéng)圖

依(yī)據圖6所示(shì)的試驗流(liú)程(chéng)進行仿(fǎng)真(zhēn)對比試驗(yàn)。

2.2 電(diàn)費回收(shōu)所(suǒ)用(yòng)時(shí)間對(duì)比(bǐ)

   單相(xiāng)智(zhì)能(néng)多用戶(hù)遠(yuǎn)程預付(fù)費控(kòng)係統可(kě)以(yǐ)很大地(dì)提(tí)升電(diàn)力(lì)企業的工作效率，為(wéi)相關單位提(tí)供一種全新(xīn)的(dí)抄(chāo)，催，收模(mó)式。試(shì)驗以(yǐ)某一(yī)台區為對(duì)象，對比不同(tóng)係統(tǒng)電(diàn)費(fèi)回收所(suǒ)用(yòng)時(shí)間，電(diàn)費回收(shōu)所用(yòng)時(shí)間(jiān)計(jì)算(suàn)公式(shì)為
：T=T+T+T,

式(shì)中(zhōng)
：T為(wéi)電費回(huí)收所(suǒ)用總(zǒng)時(shí)間(jiān)；T為抄表所(suǒ)用時(shí)間；T.為核算所(suǒ)用時間；T，為(wéi)收(shōu)費(fèi)所用時間(jiān)。

單相(xiāng)智能多用(yòng)戶遠(yuǎn)程(chéng)預付費(fèi)用控(kòng)製係統(tǒng)在運(yùn)行(háng)過(guò)程(chéng)中會(huì)受(shòu)到靜電和(hé)快速(sù)瞬變脈(mài)衝群等幹擾(rǎo)因素的(dí)影(yǐng)響。為(wéi)了(liǎo)全(quán)麵(miàn)驗(yàn)證(zhèng)優(yōu)化(huà)係(xì)統(tǒng)的(dí)性能，以(yǐ)上(shàng)述兩(liǎng)種幹(gān)擾因(yīn)素作為前提(tí)條件(jiàn)，進行對比(bǐ)驗(yàn)證。

①靜電(diàn)幹擾。在(zài)設計智(zhì)能電能表係統的過程(chéng)中(zhōng)，由於(yú)使用(yòng)了(liǎo)大量(liáng)的電子元(yuán)器件，因此在很大(dà)程度(dù)上受(shòu)到靜電(diàn)的(dí)幹擾(rǎo)。除(chú)此(cǐ)之外(wài)，智(zhì)能電能(néng)表(biǎo)在(zài)使用(yòng)的(dí)過程中(zhōng)，會通(tōng)過手工(gōng)接(jiē)觸產生(shēng)靜電。靜電(diàn)幹擾(rǎo)下電費回收所(suǒ)用(yòng)時間對比如圖(tú)7所示。

圖7 靜電(diàn)幹(gān)擾(rǎo)下電(diàn)費回收所(suǒ)用(yòng)時間(jiān)對比(bǐ)圖(tú)

由圖7可(kě)知(zhī)，在(zài)不(bù)同靜電數值下，優化(huà)係(xì)統的電費(fèi)回收時間(jiān)均(jūn)低(dī)於係統1和係統2，說明該(gāi)係統能夠(gòu)抵(dǐ)御靜(jìng)電幹擾(rǎo)，有效降低電(diàn)費回(huí)收(shōu)所用(yòng)時(shí)間。這是(shì)由於(yú)該係統(tǒng)在優化(huà)過程中，選(xuǎn)取(qǔ)了(liǎo)220V的(dí)高(gāo)壓綫路(lù)，其(qí)能夠保(bǎo)障采(cǎi)樣(yàng)值(zhí)在(zài)專(zhuān)用計(jì)量芯(xīn)片信(xìn)號(hào)處理的(dí)範(fàn)圍之內(nèi)，進而(ér)保障電能(néng)表的(dí)正常運(yùn)作。

②快速瞬(shùn)變脈衝群。在遇到惡劣(liè)天氣時，電能表所(suǒ)處(chǔ)的供電綫路極易(yì)產生瞬間的(dí)尖峰(fēng)電(diàn)壓。除此之(zhī)外，電網(wǎng)中的(dí)各種電力設備受各(gè)種因(yīn)素(sù)影(yǐng)響會(huì)發(fā)生(shēng)突(tū)發(fā)故(gù)障。針對上述(shù)故障進(jìn)行電網(wǎng)係(xì)統維修(xiū)時，同(tóng)樣(yàng)會產生(shēng)瞬時尖(jiān)峰電壓。在此條(tiáo)件(jiàn)下，對(duì)比不同(tóng)係(xì)統(tǒng)的電(diàn)費(fèi)回收所(suǒ)用時(shí)間(jiān)。瞬(shùn)變脈(mài)衝幹擾下(xià)電費(fèi)回(huí)收(shōu)所(suǒ)用(yòng)時(shí)間(jiān)對比(bǐ)結(jié)果如圖8所示。

圖8 瞬變(biàn)脈衝(chōng)幹擾下電(diàn)費(fèi)回(huí)收所用時間(jiān)對(duì)比圖(tú)

由圖(tú)8可(kě)知(zhī)，與(yǔ)靜(jìng)電幹(gān)擾相比，不同(tóng)係統(tǒng)的瞬變脈衝幹擾下(xià)電(diàn)費(fèi)回(huí)收(shōu)所(suǒ)用(yòng)時(shí)間均(jūn)有(yǒu)所降低，但是優(yōu)化係統的優(yōu)勢(shì)仍然(rán)十分明顯，其所用時間(jiān)較高(gāo)值(zhí)僅為(wéi)44s。通(tōng)過不同(tóng)條件下(xià)的(dí)電費回收所(suǒ)用(yòng)時(shí)間對(duì)比結(jié)果(guǒ)可(kě)知，優(yōu)化係統的(dí)應(yīng)用效果更(gēng)佳。

2.3 電(diàn)費(fèi)催收(shōu)成本對比(bǐ)分(fēn)析(xī)

為(wéi)進一步驗證該(gāi)係統(tǒng)的實際應用效(xiào)果(guǒ)，以(yǐ)電費催(cuī)收成(chéng)本(běn)作為對比(bǐ)指(zhǐ)標，電費(fèi)催(cuī)收成(chéng)本對比情況(kuàng)如表(biǎo)3所示。

表(biǎo)3 電(diàn)費催收(shōu)成本對(duì)比(bǐ)情況表

注
：表中(zhōng)數據(jù)單(dān)位(wèi)為元

如表3所示，5次試(shì)驗中(zhōng)，優化係(xì)統的電費(fèi)催(cuī)收成(chéng)本(běn)均(jūn)小於現(xiàn)有(yǒu)係統(tǒng)1和(hé)係(xì)統2，優(yōu)化係(xì)統的(dí)電費催收成(chéng)本(běn)較(jiào)小值為98.9元，而係統1的電(diàn)費(fèi)催收成本較小(xiǎo)值為(wéi)118.9元，係統1的電費催收成(chéng)本較(jiào)小(xiǎo)值為(wéi)148.9元。這說明優化係(xì)統的經濟效益價值較高，充分(fēn)驗(yàn)證(zhèng)了(liǎo)該係(xì)統的(dí)應(yīng)用價值。

將(jiāng)上(shàng)述(shù)試驗結果(guǒ)與現有代表係統相比較(jiào)，優(yōu)化係統的電費催收成本與電(diàn)費(fèi)回收(shōu)所用(yòng)時間較(jiào)低。這充(chōng)分(fēn)說(shuō)明優化(huà)單相智能(néng)多(duō)用(yòng)戶(hù)遠程(chéng)預付費控係統經濟效益較(jiào)高(gāo)，可(kě)以為電(diàn)力企業帶來更(gēng)高的利潤(rùn)，也可以(yǐ)為用戶提(tí)供更(gēng)加優(yōu)質(zhì)的服務。

3 安科瑞(ruì)Acrelcloud-3200預(yù)付(fù)費水電雲平台

3.1概(gài)述

AcrelCloud-3200預付費水電雲平(píng)台是安(ān)科瑞公司研製的與(yǔ)DDSY-1352單(dān)相電子(zǐ)式預付費電(diàn)能表(biǎo)及(jí)DTSY-1352三相(xiāng)電子(zǐ)式預付(fù)費(fèi)電(diàn)能表(biǎo)配(pèi)套(tào)的(dí)售電(diàn)管(guǎn)理(lǐ)係統。另外(wài)可(kě)以選(xuǎn)配遠傳(chuán)閥(fá)控水表(biǎo)組成(chéng)水電(diàn)一(yī)體(tǐ)預付(fù)費(fèi)係統(tǒng)，達(dá)到先(xiān)交(jiāo)費後用水(shuǐ)的目(mù)的，剩(shèng)餘水量(liáng)用完自(zì)動關閥。主要(yào)完(wán)成(chéng)電(diàn)能(néng)表(biǎo)/水(shuǐ)表參數設(shè)置(zhì)，商(shāng)戶售(shòu)電/售(shòu)水管理及能耗(hào)管(guǎn)理工(gōng)作(zuò)，操作(zuò)簡便，實現物業公(gōng)司遠(yuǎn)程(chéng)實(shí)時操(cāo)作實(shí)時(shí)監控，具有良(liáng)好(hǎo)的人機界(jiè)麵，能(néng)夠(gòu)有(yǒu)效的(dí)統(tǒng)計和管理數(shù)據(jù)。安裝方(fāng)便，是用電管(guǎn)理部門，商(shāng)業廣場和物業小區(qū)，提高(gāo)用(yòng)電用水(shuǐ)管(guǎn)理(lǐ)水平(píng)，解決收費(fèi)難(nán)問題的(dí)理(lǐ)想(xiǎng)產品。

3.2應用(yòng)場所

本平台適用於公寓(yù)出租(zū)戶，商(shāng)業廣(guǎng)場 ，公寓(yù)酒店(diàn) ，物(wù)業小區(qū)，寫(xiě)字樓，物(wù)流(liú)倉儲，高校(xiào)，連(lián)鎖(suǒ)超(chāo)市(shì)，智(zhì)慧(huì)園區，農貿市(shì)場(cháng)等場所。

3.3係統結構(gòu)

3.4係(xì)統功能

3.4.1房間監(jiān)控(kòng)

清(qīng)晰(xī)簡潔的展示(shì)所有房間(jiān)狀態(tài)信息，所屬(shǔ)樓棟樓層，在(zài)綫(xiàn)失(shī)連(lián)情況，費(fèi)用狀態等(děng)，進入(rù)房間詳情(qíng)可(kě)對房間(jiān)當(dāng)前實時(shí)信息(xī)進(jìn)行查看(kàn)，並可(kě)了解當天(tiān)用(yòng)電(diàn)量和(hé)使(shǐ)用(yòng)金額情況(kuàng)，可對房(fáng)間內(nèi)的(dí)電表進行(háng)各(gè)種遠程(chéng)控製(zhì)操作，比(bǐ)如(rú)開(kāi)戶(hù)，電價(jià)設置(zhì)，售電，退電(diàn)，報警金(jīn)額(é)設(shè)置，分(fēn)合閘(zhá)操作(zuò)等等。

3.4.2電戶(hù)開表(biǎo)

係(xì)統(tǒng)針對商(shāng)鋪(pū)開(kāi)戶不(bù)僅支持(chí)一戶(hù)一表，也支(zhī)持(chí)一(yī)戶掛(guà)多表(biǎo)的需要(yào);支持自(zì)定(dìng)義(yì)電價方案(àn)，單一電價，尖峰(fēng)平穀(gǔ)電價，階梯(tī)電價(jià)等(děng):支持預(yù)先設置開(kāi)戶信(xìn)息後期(qī)一(yī)鍵開戶;支持設置電(diàn)表合額告警默(mò)認三(sān)級告(gào)警(jǐng)，告警金額(é)和(hé)次(cì)也可以自定(dìng)義(yì)，推送(sòng)方(fāng)式支(zhī)持手(shǒu)機短(duǎn)信，APP推送，郵件(jiàn)，語音外(wài)呼(hū)，公(gōng)眾號推(tuī)送(sòng)等(děng)。

3.4.3充電繳(jiǎo)費

可以對已開(kāi)戶的電表進行(háng)遠(yuǎn)程充(chōng)值，電費實(shí)時下發(fā)到(dào)電表。電表(biǎo)會根據電度(dù)走字實時(shí)扣(kòu)除電費(fèi)同時係統(tǒng)也支持(chí)早(zǎo)台計費，金(jīn)額(é)下(xià)發(fā)到係(xì)統(tǒng)賬(zhàng)戶，到(dào)賬(zhàng)快速穩(wěn)定(dìng)。

3.4.4財(cái)務(wù)管理

訂單(dān)總覽，包(bāo)含(hán)係統裏(lǐ)所有(yǒu)水(shuǐ)電充(chōng)值退費記錄(lù)，以及物(wù)業(yè)費(fèi)扣費(fèi)流(liú)水(shuǐ)記(jì)錄。收入概況，可以(yǐ)從日，月，年，時(shí)間跨(kuà)度(dù)等不(bù)同(tóng)維(wéi)度統計(jì)水電費收入情況(kuàng)，收入組(zǔ)成(chéng)。

3.4.5報表

係統還提供了多(duō)個報(bào)表(biǎo)以供查(chá)詢。用(yòng)電(diàn)綜(zōng)合報(bào)表，幫助財(cái)務統計(jì)每個月(yuè)商(shāng)鋪總用(yòng)電量(liáng)，尖峰平穀用電量(liáng)以及(jí)電費(fèi)，能(néng)耗同比分析，可以(yǐ)比較每個(gè)月份與(yǔ)去年同期相比的(dí)用能(néng)差距(jù)。能(néng)耗日(rì)月(yuè)年(nián)報(bào)表，按日(rì)，月，年三(sān)個(gè)不同(tóng)維(wéi)度查詢電表每(měi)個階(jiē)段的用(yòng)能情

3.4.6批(pī)量操作(zuò)

為了方便用戶對(duì)大量(liáng)儀表(biǎo)進(jìn)行管理(lǐ)和設(shè)置，可以在(zài)係統(tǒng)中新(xīn)建批量操(cāo)作任(rèn)務(wù)，比(bǐ)如(rú)設置(zhì)電(diàn)價，電(diàn)表控(kòng)製，儀表(biǎo)設(shè)置，充值(zhí)等，批(pī)量任務可(kě)以(yǐ)立即執(zhí)行，也(yě)可以(yǐ)定時執行(háng)。

3.4.7自定(dìng)義(yì)收費方案(àn)

為(wéi)了(liǎo)靈(líng)活應對用戶多種多(duō)樣的收費方案，比如(rú)物(wù)業費，房租(zū)，服務費等，係統(tǒng)支持用(yòng)戶(hù)自定義收費項(xiàng)目(mù)。收費方(fāng)式可設置直接(jiē)從賬戶扣除或(huò)者生成催(cuī)繳賬單(dān)，可設(shè)置周(zhōu)期(qī)性(xìng)收費或者一次(cì)性(xìng)收費，可(kě)以(yǐ)按固定(dìng)金額收費或者按(àn)房間(jiān)麵(miàn)積換算等(děng)等。

3.4.8公共(gòng)區域(yù)用電分攤(tān)

某(mǒu)塊(kuài)表為(wéi)主表，然後(hòu)分配關聯子表，係(xì)統(tǒng)每個月(yuè)自動(dòng)將(jiāng)主(zhǔ)表的用(yòng)電(diàn)按(àn)比例(lì)換(huàn)算(suàn)成(chéng)電(diàn)費(fèi)從子(zǐ)表中扣除，這(zhè)樣可(kě)以剩餘(yú)人工(gōng)統(tǒng)計的(dí)麻煩(fán)。公(gōng)攤方式多樣，可(kě)以(yǐ)根據比(bǐ)例公攤，按(àn)房間(jiān)麵(miàn)積(jī)公(gōng)攤，按用(yòng)量公(gōng)排，收費(fèi)方(fāng)式有直(zhí)接(jiē)扣(kòu)費或者生(shēng)成維費(fèi)賬單。

3.4.9後付費(fèi)模(mó)式

   按日(rì)期生成(chéng)後付費用戶(hù)周期用(yòng)電(diàn)費用(yòng)，對(duì)數據進行確認後(hòu)生成(chéng)繳費賬單方(fāng)便追(zhuī)蹤客戶繳(jiǎo)費(fèi)情(qíng)況(kuàng)可(kě)導(dǎo)出(chū)繳費(fèi)賬(zhàng)單(dān)以及欠費(fèi)賬單(dān)通(tōng)知(zhī)客戶(hù)。

3.4.10公眾號(hào)在(zài)綫(xiàn)支付(fù)

     用戶可以在(zài)微信小(xiǎo)程(chéng)序或者微信(xìn)公眾(zhòng)號自助查(chá)詢電(diàn)表使用(yòng)情況以及(jí)繳(jiǎo)費。

3.5係統硬(yìng)件(jiàn)配置(zhì)

4結論(lùn)

針(zhēn)對現(xiàn)有(yǒu)係統僅對電表(biǎo)數(shù)據(jù)進行讀取操(cāo)作時存(cún)在的(dí)成本較高和(hé)耗時較(jiào)長的問題，提出(chū)單相(xiāng)智能多(duō)用戶遠程預付(fù)費控係統(tǒng)優(yōu)化(huà)設計(jì)方(fāng)法(fǎ)。微控(kòng)製(zhì)器實(shí)現讀(dú)取計(jì)量芯片(piàn)電能(néng)數據(jù)，數據處理，計(jì)算脈衝(chōng)計數(shù)等功(gōng)能(néng)。

通過(guò)220V的高(gāo)壓綫路保(bǎo)障采樣值(zhí)在(zài)專用計(jì)量(liáng)芯(xīn)片信號處理的(dí)範圍之(zhī)內，實(shí)現(xiàn)電能(néng)表的正(zhèng)常運(yùn)作。在此基礎(chǔ)上，通(tōng)過係統軟件(jiàn)設計，實現用電數據的(dí)存(cún)儲，寫(xiě)入與(yǔ)保存等(děng)功能。試驗結果表明，該係統能夠有效(xiào)抑(yì)製(zhì)幹擾因素的影響，降低(dī)電費回(huí)收所用時(shí)間和電(diàn)費催(cuī)收成(chéng)本，提升單相智能(néng)多(duō)用戶遠程預(yù)付(fù)費(fèi)控(kòng)係(xì)統應用(yòng)性(xìng)能，具有較高的應用價值與實(shí)用(yòng)價(jià)值(zhí)。

參(cān)考(kǎo)文(wén)獻
：

[1]劉必(bì)勇.基於(yú)智能(néng)電(diàn)網的配(pèi)電自動化(huà)探(tàn)討(tǎo).信息(xī)記錄(lù)材料(liào)，2018,19(1):20-21.

[2]羅孝(xiào)羚(líng)，蔣陽升，吳(wú)奇，等.基(jī)於IC卡識別通(tōng)勤客(kè)流(liú)的公交綫(xiàn)路多模(mó)式調(tiáo)度．工業(yè)工程(chéng)，2018,21（5）
：85-90．

[3]李涵，陶鵬(péng)，李翀，等(děng).智能(néng)電能(néng)表時鐘(zhōng)電池欠壓分析(xī)及(jí)關(guān)鍵(jiàn)計(jì)量指標影響．河北電(diàn)力(lì)技術，2018,37（2）
：26-29．

[4]馬潤.電氣(qì)工程及(jí)其自(zì)動(dòng)化(huà)低壓(yā)電(diàn)器中繼電(diàn)器(qì)的應(yīng)用D］.南(nán)方(fāng)農(nóng)機，2018,49（1）
：97-99．

[5]趙(zhào)宏，劉大虎.海陽(yáng)核(hé)電站(zhàn)反應(yīng)堆功率控(kòng)製(zhì)係統(tǒng)的信號(hào)分析和試驗．核(hé)安全，2018,17（5）
：19-24．

[6]張(zhāng)曉劍，王利(lì)強，周(zhōu)麗(lì)，等．8254定時器的計(jì)數(shù)係(xì)統(tǒng)改進研究(jiū)．電子設(shè)計(jì)工程，2020,28（1）
：129-133．

[7]王(wáng)鵬(péng)．基於ADE7758的電力(lì)監測(cè)儀設計(jì)及研(yán)究(jiū)．自(zì)動化(huà)儀表，2019,40（8）
：70-73．

[8]唐超(chāo)，柴(chái)繼文，王海(hǎi)，等(děng).基於(yú)L-M算法的電壓(yā)互感(gǎn)器(qì)狀態監測］．數學(xué)的實踐與(yǔ)認(rèn)識(shí)，2018,48（7）
：206-213．

[9]楊劍(jiàn)雄(xióng)．電流(liú)互(hù)感(gǎn)器對(duì)電能計量的影(yǐng)響．通訊世(shì)界(jiè)，2018,334(3):239-240.

[10]胡(hú)永(yǒng)建(jiàn)，黃衍(yǎn)福，李顯義(yì)．鑽井液脈衝信號(hào)自動去(qù)噪與(yǔ)識別算(suàn)法(fǎ)．石(shí)油勘探與開(kāi)發(fā)，2019,46（2）
：188-194．

[11]夏慧鈞．預付費電能表(biǎo)移動終端(duān)維(wéi)護(hù)係統的設(shè)計(jì)．電腦編程(chéng)技(jì)巧與(yǔ)維護(hù)，2018,39（4）
：80-82．

[12]劉馨然，尚(shàng)瑩(yíng)，康麗雁(yàn)，等(děng)．電力營銷(xiāo)中遠(yuǎn)程實時(shí)費控的實際應用研究．東北電(diàn)力技術(shù)，2019,40（4）
：25-27．

[13]張江安，楊洪柏(bǎi)．高競爭(zhēng)力的電能計量芯片(piàn)相位偏差(chà)校正方(fāng)法D］．電子(zǐ)器(qì)件，2019,42（3）
：604-607．

[14]宋洪儒，王(wáng)宜(yí)懷(huái)，楊(yáng)凡(fán)．ARM Cortex-MO＋內(nèi)核(hé)KL．25微控製器(qì)TSI構(gòu)件設計(jì)方法研究．赤(chì)峰學(xué)院學報(bào)（自(zì)然(rán)科學版(bǎn)），2018,34(3):35-38.

[15]黃成．單相(xiāng)智(zhì)能(néng)費控光纖(xiān)網絡(luò)電能表(biǎo)的(dí)設計與(yǔ)應用．電測(cè)與儀(yí)表(biǎo)，2019,56（9）
：148-152．

[16]羅(luó)世(shì)剛.單(dān)相智(zhì)能(néng)多用戶遠(yuǎn)程預付費控(kòng)係統優化設計

[17]安(ān)科(kē)瑞電(diàn)氣(qì)企(qǐ)業(yè)微(wēi)電網(wǎng)設計與(yǔ)應(yīng)用手冊(cè)2020.06版