【摘要】介绍了目前低压电力用户的集中抄表，在城乡电网的推广过程中所面临的问题。研究简化传统集抄系统的三层通讯结构，研制即装即用型集抄装置，实现集抄系统的两层通讯结构。
【关键词】集中抄表；即装即用；透传
0 引言
基于智能电表的新一代自适应集抄的应用，通过采用基于主站与电表间的数据透明传输功能的设备，简化传统集抄的三层结构，改为两层通讯结构，大大提高了电表抄读的可靠性，可以很好地解决了智能电表的发展带来的复杂功能和大数量的问题。
该应用所使用的即装即用型集抄装置，体积小巧，能够方便安装在集中表箱或单相表箱内，按照电表规约自动搜表，由主站系统自动建档，并下发透传规约给该装置，实现电表各种数据的抄读。
1 应用背景
随着低压电力用户的集中抄表在城乡电网的推广，以及在各地域的工程实施的开展和深入，集抄终端的安装需要面临复杂的现场使用环境，逐渐暴露出一些问题，也给我们的集抄应用提出了新的需求。
现有的载波方案或RS485总线方案（现场拓扑图见图1）在实际应用过程存在如下困扰投资和使用的一些问题：
1.1采用全485方式
电表数据采集成功率较高，各种拉合闸、电表对时应用的可靠性较高，但需要铺设485总线工程量大，工程造价高，需要现场调试，调试难度适中，运行稳定性较高。
1.2采用载波方式
电表数据采集成功率不高，各种拉合闸、电表对时应用的可靠性不高，但不需要铺设485总线工程量小，工程造价适中，需要现场调试，调试难度较大，由于载波干扰运行稳定性不高。
基于目前这种情况，拟研制一种的即装即用型的集抄装置，可以就近安装，对485电表进行采集。该终端是一种基于主站与电表间的数据透明传输功能的设备，这种设计简化了传统集抄的三层结构，改为两层通讯结构。
2 技术路线
即装即用型的集抄装置非常小巧，体积仅有120mm（长）×30mm（宽）×50mm（深），能够方便安装在集中表箱或单相表箱内，采用接插件方式与电表485口进行连接，集抄装置可以按照电表规约自动搜表，然后连带装置地址等信息主动上报给主站系统，由主站系统自动建档，并下发透传规约给装置实现电表各种数据的抄读。
2.1通讯功能的技术实现
即装即用型集抄装置的通讯通道由GPRS和RS485通道构成，设备上行采用GPRS通讯方式与主站通讯，下行采用RS485方式与电表通讯，RS485通道口可抄读最多16块RS485表。
即装即用型集抄装置采用通讯CPU进行核心设计，CPU支持 GSM四频850/900/1800/1900 MHz和支持class 10GPRS，集成基本的指令缓存和数据缓存，能够支持GPRS通讯、自动搜表、主动上报、485透传等应用。
由于采用通讯CPU作为单一核心控制模块，可以大大降低成本，简化装置外形结构，扩展出具备足够带载能力的RS485接口，通讯功能以透传为主，具备上电自动搜表功能和每天自动搜表功能，自动搜表结果主动上报。
2.2结构设计
即装即用型集抄装置的外形尺寸小型化，结构紧凑，易于安装，可安装在电表箱的轨道卡槽内，产品的结构设计做到易装易用。
2.3网络敷设
低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线，反之，在高速、长线传输时，则必须采用阻抗匹配（一般为120Ω）的RS485专用电缆（STP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG），而在干扰恶劣的环境下还应采用铠装型双绞屏蔽电缆（ASTP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG）。
如果485信号线走线距离很长，则不可以和电源线一同走线。在实际施工当中，由于走线都是通过管线走的，施工方有的时候为了图方便，直接将485信号线和电源线绑在一起，由于强电具有强烈的电磁信号对弱电进行干扰，从而导致485信号不稳定，导致通信不稳定。
485信号线走线距离很长时，建议使用屏蔽双绞线作为布线，由于485信号是利用差模传输的，即由485+与485-的电压差来作为信号传输。如果外部有一个干扰源对其进行干扰，使用双绞线进行485信号传输的时候，由于其双绞，干扰对于485+，485-的干扰效果都是一样的，那电压差依然是不变的，对于485信号的干扰缩到了最小。有屏蔽线起到屏蔽作用的话，外部干扰源对于其的干扰影响也可以尽可能的缩小。
严格的说，485总线必须要单点可靠接地。单点就是整个485总线上只能是有一个点接地，不能多点接地，因为将其接地是因为要将地线（一般都是屏蔽线作地线）上的电压保持一致，防止共模干扰，如果多点接地适得其反。可靠接地时整个485线路的地线必须要有良好的接触，从而保证电压一致，因为在实际施工中，为了接线方便，将线剪成多段再连接，但是没有将屏蔽线作良好的连接，从而使得其地线分成了多段，电压不能保持一致，导致共模干扰。
即装即用型集抄装置必须采用手拉手方式与485电子表进行布线链接，不能采用直接布设成星型连接和树形与485电表连接，因为很容易造成485信号反射导致总线不稳定，造成集中器不能正常采集485电表和采集不稳定。很多施工方在485布线过程中，使用了星型接线和树形接线，有的时候整个系统非常稳定，但是有的时候则总是出现问题，又很难查找原因，一般都是由于不规范布线所引起的。但是采用手拉手接线方式，连接485电表之间的485信号线断路，则485信号线断路之后的电表集中器将无法正常采集电表数据。
如图2所示，485布线485中继器可以任意布设成星型接线与树形接线。485布线规范是必须要手牵手的布线，一旦没有借助485中继器直接布设成星型连接和树形连接，很容易造成信号反射导致总线不稳定。
3 结语
通过即装即用型集抄装置产品的推广使用，可以大大提高居民集抄的可用性，由于是就地485采集，采集成功率大大提高，施工难度、调试难度和工程造价也降到最低。
由于采用简易功能设计和具备自动搜表功能，无需现场调试、即装即用，大大降低安装和调试难度，装表工就可以完成安装，工程总造价必然大大降低；日后换表也无需初始化，降低日后维护工作量。
参考文献
[1] Microchip Technology Inc.Bonnie C.Baker.Analog circuit noise sources and remedies[J].ELECTRONIC PRODUCTS CHINA，2005（5）
[2] 庄奕琪，孙青编著.半导体器件中的噪声及其低噪声化技术[M].北京：国防工业出版社，1993
[3] 黄绢，朱红.混合电路的PCB设计[J].电子元件与材料，2004（1）