基于工频畸变技术的抄表系统介绍
摘 要∶随着抄表系统和低压电力线通信技术的日益发展，利用低压电力线作为媒介的抄表方式得到了广泛关注。但由于我国低压配电网的干扰强，该方式的应用效果并不理想。为使抄表系统既节约成本，又满足通信距离的需求，设计了以双向工频通信技术作为通信手段的抄表系统。用二进制小渡变换进行信号检测，实验结果证实该方法有效。根据DL／7645－1997规约，设计出有中继功能的通信协议。
0引言
目前国内已经将扩频、超窄带通信、多载波调制、自适应跳频、正交频分复用（OFDM）等技术应用于自动抄表系统。但由于我国低压电网环境恶劣，以上技术的应用效果始终不理想。工频畸变是双向工频自动通信（Two Way AutomaticCommunicatton，TWAC）的简称，与载波通信相比具有有效传输距离长，通信可靠，信号可通过变压器等优势。
1 系统组成
自动抄表系统一般由采集用户电能表信息的采集终端、集中器、主站系统组成。采集器和集中器位于每个变压器下，对采集器上传数据进行管理，同时作为联系采集器与主站的桥梁（主站是位于最上层的计算机管娌系统）。基于双向工频自动通信的自动抄表系统，其畸变信号可进行跨变压器台区的传输，位于电表附近的采集器与主站之间无需另加集中器作为连接桥梁。
双向工频自动通信系统由中央控制单元、子站端调制解调设各和用户唏调制解调设各组成，其原理就是利用工频电压基波过零调制方式实现通信。出站信号调制，在电压过零点前△T／2 （过零点前30 度）时刻，打开调制电路图2（a）中晶闸管，产生的瞬时电流耦合进工频电压的电流ic，引起一个电压W降emod，在l0 kV电压E过零点处发生畸变，如图2（b）所示。电压畸变信号的编码是利用相邻两个周期电压波形来携带一位信息，利用调制位置的不同来表示“1”或“0”。入站信号调制方法与出站信号类似，只是入站信号调制是将畸变信号加于电压过零点时刻的电流上。
2 硬件电路设计
调制电路系统主要由滤波电路、过零检测电路及调制电路组成。调制电路的等效电路已给出，不再讨论。图3所示硬件电路是由A1（MAX291）、A2（TA7504P）、A3（OP07）组成的滤波电路和过零检测电路。A1通过改变时钟输人频率可改变滤波器截止频率，并且截止频率为时钟频率的1／100。时钟输人端加5V电平的方波信号，在A1的输入（IN ）与输出（OUT）端之间可以获得低通滤波器的特性。A2 用于平滑A1的输出阶梯状波形，增强其效果。过零检测电路主要由运放器OP07，4个二极管以及1个三极管组成。
畸变信号的检测电路由前置滤波电路、数据采集电路、数据处理电路组成。数据采集电路由AD1*芯片及其外围电路组成。整个检测系统核心是一块PLC24系列微处理器芯片加上必要的数据存储器、程序存
