2.2.6上位机软件设计
智能抄表系统中的上位机主要用于系统设置,并且可以实时显示电 能数据和虚拟拓扑。系统设置时，根据网络系统的掉线灵敏度和电能 数据采集时间间隔，合理设计自动识别协调器和用户终端节点掉线， 打开串口，操作上位机软件上的连接按钮，可模拟显现出智能抄表系 统的网络拓扑结构和节点图。另外，上位机软件在显示网络拓扑结构 时，可提供传感器运行曲线的查看功能，电力企业通过分析智能抄表 系统中传感器的实时数据情况，进行电能分配和调整，提高电力资源 的利用率。
智能电网远程抄表系统
1 传统抄表 2 智能电网远程抄表系统 3 远程抄表系统在智能电网中的设计与实现 4 总结
传统抄表
1.1传统抄表的流程
①准备抄表所需工具 ②出行抵达目的地 ③抄表 ④记载及上报数据 ⑤数据保存
1.2传统抄表的不足之处
以往的抄表工作主要是由工作人员负责，通过对具体数据 的统计来观察电力分配，这种方式往往给工作人员带来很大的 难度，并且最终计算的精确度极易受到多种客观因素的影响， 诸如天气状况以及错抄漏抄等因素都可能会对最终费用计算结 果产生影响。不仅严重损坏了用电用户的利益，同样给电力单 位带来不好的影响。
2.1.1 概念
（1）智能电网概念： 智能电网是物联网技术的典 型行业应用，它通过传感器把各种设备、资产连接到 一起，从而对信息进行整合分析，以此来降低成本， 提高效率，提高整个电网的可靠性，使运行和管理达 到最优化。
智能电网的基本组成
2.1.1 概念
（2）智能电网远程抄表系统概念：
智能电网中，能够自动采集用户的用电负荷情况，然后 通过通信方式，由信道自动将所记录的数据和用户信息 传输回电力管理中心，并可通过自动处理数据，完成对 用户电能量的计费以及管理的系统，称为远程自动抄表 系统。
远程抄表系统在智能电网中 的设计与实现
3.远程抄表系统在智能电网中的设计与实现
• 3.1 实现系统的设计 • 3.2 实现系统的功能 • 3.3 实现系统的作用
3.1 实现系统的设计
• 远程抄表系统是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过 先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术 的应用。
（2）集中器
收集各采集器的数据，并进行处理、储存，同时能通过无线网络和中心 管理平台进行数据交换。
2.2. 远程无线智能抄表系统
• 1、概念 • 2、ZigBee技术 • 3、6、上位机软件设计
2.2.1 概念
无线传感器网络是由大量的静止或者移动的传感器节点以自 组织和多跳的方式构成的无线网络。
3.3 实现系统的作用
• 通过远程抄表系统，电力企业可以精确地知道用户的 用电规律，从而对需求和供应进行平衡，比如在电力 供应的高峰期或是需求超过供给的时候，电力企业设 置不同的分时电价，鼓励家庭和企业将高耗电设备或 机器安排在非高峰时段运转。
• 远程抄表系统对接智能电网管理系统配套用户门户网 站后，用户通过加密的账号登录该网站后，可以看到 自己的电量消费情况、分布式发电装置产生的电量、 蓄电池的剩余可运行的时间等。
而智能抄表技术的出现和发展，使其在电能使用管理方面 有了很大的进步，能够实现抄表数据的智能量化管理，全方位 实现数据的准确采集。电力单位能够准确得知用户的用电信息， 实现用电的优化管理。
智能电网远程抄表系统
2.1认识智能电网远程抄表系统
• 2.1.1概念 • 2.1.2过程 • 2.1.3组成 • 2.1.4结构
2.2.5协调器节点设计
协调器节点接通电源后进行初始化，判断接 收的信息是否是建立连接请求,如果是，将该 终端节点添加到系统列表，分配合适的网络 地址，发送响应信息。智能抄表系统中的协 调器对接收的信息进行解析，如果判断接收 的信息是抄表数据包，通过串口进行显示， 便于电力企业和用户实时查询用电信息。
传感器节点是无线传感网络里面基本的组成部分。传感器节
点主要包括的是数据采集模块、数据处理模块、控制模块、无线
通信模块以及供电模块等，因此无线传感网络中的节点集传感与
驱动控制、计算存储及通信于一体。 数据采集模块
数据处理模块
控制模块
无线通信模块
供电模块
传感器点结构图
2.2.2 ZigBee技术
ZigBee是一种成本和功耗都很低的低速率短距离无线接入技术。 它是一种与蓝牙相类似的新兴的短距离无线技术（典型通信距 离75m，并可通过增加功率放大模块的方式提高通信距离），主 要用于传感控制应用。 具有如下特点：
2.1.2 过程
（1）将电表上显示的数值正确识别 出来，并将该数值正确传送到主控计 算机；
（2）主控计算机直接抄读现场用户 电表读数，可进行批量或个别选择抄 读，自动保存抄读的历史数据； （3）对抄收到的电表数据进行统计、 计费、双地址储存，并形成详细的用 电档案；
典型智能电网远程抄表系统 智能电网远程抄表系统
3G、4G
3G、4G
3G、4G
2.1.3 组成
2.1.4 系统结构
系统由主站及装设在居民小区的单相智能电表、采集器、路由器和集中 器构成。集中器与采集器间采用ZigBee无线传感器网络通信，路由器在集中 器与采集器间起数据路由作用。硬件方面上，最主要的两部分就集中器和采 集器。
（1）采集器
采集器通过RS-485总线最多挂接32台单相智能电表。采集器实现的主要 功能有：实现对智能电表的小时冻结、日冻结、月冻结和瞬时电量等数据的 采集及存储;记录与各电表间的通信状态;记录各种事件;对电表进行对时;响应 集中器的数据要求及参数设置命令。
在智能电网中，远程抄表系统的设计与实现，不仅可以使 得智能电网的管理任务和数据误差得以减少，而且还能够 加强与用户之间的互动,并且能够将用户的需求及时反映到 电网的运行控制中，最终能够使得电力资源得以合理的 配置，这样做不仅可以节约一定的电力，而且使得成本得 以降低，最终促使整个智能电网向着信息化、自动化以及 互动化的方向发展。
• 它主要包括五个部分: • (1)数据采集模块； • (2)数据传输模块； • (3)数据管理处理分析统计模块； • (4)Web服务器； • (5)支户端。
3.2 实现系统的功能
•
其系统具有以下主要功能:
3.2.1自动抄表：远程自动或无线抄表，应用范围广，操作方便，避免人工抄表浪费工时，不准确、 不及时、不经济的缺点。 3.2.2故障查询：批量采用抄表系统后抄表系统的维护成为一个大问题。因此抄表系统具有智能诊断 的功能，不但能够准确、迅速地找到故障，而且能够指导维修人员迅速排除故障。 3.2.3数据采集方便实时：采集数据更方便，更频繁。如每日的用量数据、每月平均用量、年内平均 用量数据、年内最大用量数据；还有如表计安装时间、型号、维护次数、更换信息、异常数据信息 等等。 3.2.4数据查询：实时显示电表的显示值，及时了解统计用电量，尽可能的节省电力配合节约用电措 施，实施节电用电考核管理。 3.2.5数据分析：系统自动计算用电量，数据库进行分析、统计，计算每天、每月的数字和用电走势, 提供曲线图和报表，为生产计划提供参考依据。
①
数据传 输速率 低
② 功耗低
③
数据传 输可靠
④
网络容 量大
⑤
自动动 态组网、 自主路 由
⑥ 兼容性
⑦ 安全性
⑧
实现成 本低
2.2.3 软件设计
在无线智能抄表系统中，ZigBee技术采用星型的网络结构,协调 器直接和用户终端节点实现通信，极大地提高了智能抄表系统 的通信速率和质量。
ZigBee技术在智能抄表系统中的应用，用户终端电能采集设备 和协调器建立连接后，定时发送抄表数据,然后协调器将数据再 传输给智能抄表系统的PC机，在整个过程中，协调器可发挥显 示抄表数据、接收数据、建立网络连接的功能。
终端节点
终端节点 终端节点
协调节点
终端节点 终端节点
终端节点
终端节点
2.2.4终端节点设计
终端节点接通电源后，首先进行初始化，然 后向智能抄表网络系统中发送请求，协调器 发出响应请求，终端节点收到响应后再向协 调器发送建立连接的请求，当协调器正确处 理连接响应后，终端节点入网成功，协调器 和终端节点之间建立数据通信连接通道。
总结
近年来,我国经济快速发展，各个领域的电力需求大幅上涨， 传统的抄表技术存在很多弊端，已经难以满足我国电网发展要 求，智能抄表技术结合多种现代化科学技术,特别基于ZigBee 技术的无线智能抄表系统，在未来发展过程中，应加大研究力 度,进一步完善和优化ZigBee无线智能抄表系统设计,推动我国 智能电网智能抄表技术的可持续发展。