哪種自動(dòng)抄表通訊介質(zhì)*適用?

    自動(dòng)抄表技術(shù)是一種把多個(gè)分散單元信息（電表）**傳送到一個(gè)基站（數(shù)據(jù)處理中心）的通訊技術(shù)。用戶(hù)在建立自動(dòng)抄表系統(tǒng)之前，必須先選擇采用哪種通訊介質(zhì)能更好滿(mǎn)足自己的需求。本文探討了電力線(xiàn)載波通訊、衛(wèi)星通訊、電話(huà)線(xiàn)通訊。以后將陸續(xù)探討無(wú)線(xiàn)電、光纖和蜂窩通訊。

    一、UNB電力載波通訊

    電力線(xiàn)載波抄表已經(jīng)使用了較長(zhǎng)時(shí)間，其間也經(jīng)歷了一些反復(fù)。高頻載波在高壓輸電線(xiàn)上對(duì)繼電控制信號(hào)和聲音信息傳送方面的應(yīng)用十分成功。高壓輸電線(xiàn)輸送距離長(zhǎng)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、被很好的維護(hù)，所以高頻載波在其上應(yīng)用效果非常好。

    然而，電力載波系統(tǒng)在配電線(xiàn)上的傳輸可能會(huì)遇到諸多困難。由于支線(xiàn)和分接頭、線(xiàn)路從高架到地下的過(guò)渡、電容箱、甚至負(fù)荷自身大小等都將或多或少改變網(wǎng)絡(luò)阻抗，從而引起高頻波的偏離。所有上述偏離在一些地方有增強(qiáng)的傾向，而另一些地方會(huì)抵消，這都使高頻電力載波在經(jīng)常變化的配電線(xiàn)上非常難以預(yù)料和控制。

    為了解決這一問(wèn)題，配電線(xiàn)上的電力載波系統(tǒng)逐漸向低頻方向發(fā)展，頻率已從100kHz范圍降到10kHz范圍。100Hz范圍的紋波控制系統(tǒng)已經(jīng)被極好地普及，曾經(jīng)成功地應(yīng)用在大負(fù)荷管理方面許多年。這都曾使電力載波技術(shù)的應(yīng)用更容易，但一個(gè)一直未被解決的問(wèn)題就是輸送距離還不夠長(zhǎng)。

    隨著頻率的降低，發(fā)送設(shè)備尺寸就要變大，導(dǎo)致成本上升。相應(yīng)地紋波控制技術(shù)通常也被限定使用在消息的單方向傳輸方式上，需在變電所安裝一個(gè)較大的發(fā)送設(shè)備，同時(shí)沿線(xiàn)設(shè)置若干個(gè)成本較低的接收設(shè)備。這適合電能管理，但不適宜抄表。

    順序波形失真就是紋波（**不考慮頻率的載波）的改變。在一定時(shí)間范圍內(nèi)由變電站通過(guò)改變電壓正弦波形狀沿電力線(xiàn)傳送消息，沿線(xiàn)上的收發(fā)設(shè)備對(duì)上述消息做出響應(yīng)，產(chǎn)生一個(gè)較大的電流尖峰信號(hào)，并可被變電所作為上行信號(hào)檢出。中心設(shè)備便可通過(guò)這種方式訪(fǎng)問(wèn)電表。

    1．有明顯優(yōu)勢(shì)的新方式

    超窄帶（UNB）電力載波是一種相對(duì)較新的方式，比其它載波系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢(shì)。在UNB系統(tǒng)中，信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，尤其在傳送系統(tǒng)中的低頻信號(hào)時(shí)可靠性高，并且UNB系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備造價(jià)低，還可以被設(shè)計(jì)的足夠小，很容易安裝在普通電度表中。

    因?yàn)槊總€(gè)發(fā)送設(shè)備都可以隨時(shí)發(fā)送信息，所以不需被動(dòng)等待訪(fǎng)問(wèn)（點(diǎn)名）。每個(gè)單元都以各自單獨(dú)的頻率（就象無(wú)線(xiàn)電臺(tái)和電視臺(tái)）傳送信息，數(shù)千臺(tái)發(fā)送設(shè)備可同時(shí)向電力線(xiàn)傳送信號(hào)。

    所有這些通過(guò)電力線(xiàn)從用戶(hù)方傳來(lái)的連續(xù)信號(hào)，對(duì)電力輸送公司有非常重要的用途，它們提供充足的可利用的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)幫助公司維護(hù)電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)任何微小變化會(huì)引起接收信號(hào)的改變；如果用戶(hù)掉電，代表這個(gè)用戶(hù)的抄表單元信號(hào)就會(huì)消失；電力公司的維修部門(mén)利用這些信息查找地線(xiàn)故障、電弧、停電、漏電、干擾等等。因?yàn)楣こ碳夹g(shù)人員知道傳輸信號(hào)的相線(xiàn)，所以他們能保證各相的平衡和系統(tǒng)紀(jì)錄更新。更多優(yōu)勢(shì)來(lái)自以下事實(shí)，這對(duì)工程技術(shù)人員觀察電力運(yùn)行趨勢(shì)及使用情況有很大幫助。電表讀數(shù)可按日?qǐng)?bào)告，電力部門(mén)還可以利用這些信息解決很多付費(fèi)糾紛。當(dāng)用戶(hù)搬動(dòng)后，抄表系統(tǒng)可取消某些特殊的計(jì)費(fèi)。另外，當(dāng)抄表數(shù)據(jù)包括電量波峰和波峰周期信息時(shí)，工程技術(shù)人員可以了解變壓器容量狀況，從而減少線(xiàn)損和變壓器故障。

    2．秘密在于傳送速度慢

    UNB技術(shù)有如此多的優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)樗膫魉退俣嚷?。在通訊理論里，從噪聲中得到你需要的信息是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。當(dāng)傳送數(shù)據(jù)非常慢時(shí)，可以使用窄帶技術(shù)，它能象箭一樣穿越噪聲。

    隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，以上原理可以*大限度地被利用。例如，用不可思議的緩慢速率0.0005波特傳送數(shù)據(jù)，是現(xiàn)在流行的一種UNB載波技術(shù)方式。 每天傳送一組讀數(shù)，這是足夠快的；然而通過(guò)兆瓦級(jí)噪聲源，讓一個(gè)小型發(fā)送機(jī)在電力線(xiàn)上傳送信號(hào)幾千公里，這又顯得太慢。

    低帶寬也允許載波系統(tǒng)以非常低的頻率運(yùn)作，這種方式可以經(jīng)過(guò)變壓器和電容器傳送數(shù)據(jù)到電力能到達(dá)的每個(gè)地方。這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，花費(fèi)少，容易安裝，并且不必考慮距離問(wèn)題，是一個(gè)完善的電力控制系統(tǒng)，在偏遠(yuǎn)地區(qū)很有吸引力。

    UNB系統(tǒng)真正有吸引力的地方是接收單元。接收單元安裝在電力線(xiàn)上，而不是電表上。通常在一個(gè)變電所里，接收單元監(jiān)控在線(xiàn)電流。它包括一個(gè)稱(chēng)作數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的計(jì)算機(jī)機(jī)房（一個(gè)專(zhuān)門(mén)用來(lái)追蹤實(shí)際通訊過(guò)程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）。

    在一個(gè)抄表系統(tǒng)里，DSP同步地追蹤3000個(gè)調(diào)頻無(wú)線(xiàn)電波，每個(gè)電波接收一個(gè)來(lái)自不同電表的信號(hào)。沒(méi)有DSP的作用，3000個(gè)信號(hào)同時(shí)接收是不可能的。

    3．什么是帶寬技術(shù)

    對(duì)于通信工程技術(shù)人員，帶寬技術(shù)就象不動(dòng)地產(chǎn)，其中一些是有價(jià)值的，而另一些仍是荒漠。如果你要使用其中的一部分，你必須和主觀意識(shí)作斗爭(zhēng)，并始終給予整理，保持適用性，來(lái)實(shí)現(xiàn)你的目的。而且你必須和其它同樣要使用它的人競(jìng)爭(zhēng)。

    一個(gè)UNB信號(hào)如此微小，以至它僅利用了預(yù)先認(rèn)為毫無(wú)價(jià)值的不動(dòng)產(chǎn)的很小部分，甚至在有價(jià)值的很擁擠的領(lǐng)域內(nèi)也不會(huì)引起注意。它的微小也使它對(duì)大自然損害也非常微弱，也可以較便宜地產(chǎn)生它。一個(gè)形象的比喻，如果一個(gè)調(diào)幅廣播信號(hào)1英里寬，一個(gè)調(diào)頻廣播信號(hào)大約20英里寬，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電視信道600英里寬，那么UNB信號(hào)只有一個(gè)人的頭發(fā)那么寬。它傳送信號(hào)消耗的能量非常少，因此更加不受噪聲影響，

    4．UNB抄表技術(shù)的發(fā)展令人充滿(mǎn)信心

    UNB技術(shù)是在把不利變?yōu)橛欣乃悸分邪l(fā)展起來(lái)，當(dāng)人人要使通訊變得越來(lái)越快的時(shí)候，來(lái)看看把它變慢會(huì)得到什么。UNB抄表系統(tǒng)在一些應(yīng)用中，以可靠性和性能價(jià)格比來(lái)評(píng)價(jià)時(shí)，其優(yōu)勢(shì)已逐漸體現(xiàn)出來(lái)。因UNB系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)距離傳送性能，偏遠(yuǎn)地區(qū)用戶(hù)*先開(kāi)始應(yīng)用它。許多使用電力線(xiàn)載波技術(shù)的工業(yè)也通過(guò)該技術(shù)受益。隨著這種新技術(shù)的不斷研發(fā)，將為其揭開(kāi)一個(gè)更加光明的未來(lái)。

    二、衛(wèi)星通訊

    近地軌道（LEO）衛(wèi)星可以用來(lái)提供對(duì)遠(yuǎn)方目標(biāo)的監(jiān)控信息、追蹤和定位商業(yè)目標(biāo)以及面向廣大范圍終端客戶(hù)的互聯(lián)網(wǎng)私人電子郵件通信，其中包括公用事業(yè)的客戶(hù)，例如油、氣、運(yùn)輸、重裝備、海事和國(guó)防工業(yè)等等。

    LEO衛(wèi)星通信的不斷發(fā)展和推廣，使相互遙遠(yuǎn)的不同地區(qū)全球聯(lián)網(wǎng)變得可行，費(fèi)用上也承受得起。與對(duì)地靜止軌道衛(wèi)星（GEO）相比，LEO系統(tǒng)傳送和接收信息消耗的能量很少。對(duì)于終端客戶(hù)而言，低能耗意味著費(fèi)用的降低。另外，一些系統(tǒng)采用了已被驗(yàn)證的、極易實(shí)現(xiàn)的VHF技術(shù)來(lái)實(shí)施它們的網(wǎng)絡(luò)部署。

    全世界的公用事業(yè)部門(mén)對(duì)LEO衛(wèi)星通信的一些新的基本應(yīng)用非常感興趣，其中包括住宅抄表和全地區(qū)付費(fèi)抄表，其次是變電站監(jiān)控、停電通告以及電、氣和水傳輸和配送的控制。

    對(duì)于難于抄到的電表，在衛(wèi)星制造商和通信及追蹤系統(tǒng)提供商密切配合下，尋求到了一種方便客戶(hù)的解決方案，那就是預(yù)約通訊系統(tǒng)（SC）。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，SC被用來(lái)作為低成本、高效的雙向通信方式為客戶(hù)進(jìn)行自動(dòng)操作和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。

    單個(gè)小型遙控單元包括整個(gè)預(yù)約通訊系統(tǒng)，帶有電子部分、天線(xiàn)、必須的集成軟件、封裝以及從任意方式的現(xiàn)場(chǎng)表計(jì)或傳感器傳送和接收來(lái)的數(shù)據(jù)。已建好的應(yīng)用系統(tǒng)允許預(yù)約通訊系統(tǒng)以幾種方式操作：住宅、分時(shí)計(jì)費(fèi)、負(fù)荷狀況及需量測(cè)定。自動(dòng)抄表應(yīng)用系統(tǒng)也包括負(fù)荷控制、溫變控制、供電中斷監(jiān)測(cè)、收費(fèi)清單及顧客信息顯示等等。

    在美國(guó)，這種低成本、高效率的服務(wù)給客戶(hù)提供了晝夜不間斷的雙向通訊、信息行程安排、信息處理以及通信裝置狀態(tài)信息。

    一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本高效率的基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作終端不但能給客戶(hù)提供自己使用范圍內(nèi)的單獨(dú)信息，還能擴(kuò)展其它有價(jià)值的附加服務(wù)。

    三、電話(huà)線(xiàn)通訊

    基于電話(huà)的自動(dòng)抄表技術(shù)的應(yīng)用已超過(guò)25年了。電表脈沖或編碼信號(hào)通過(guò)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的遙測(cè)接口單元（TIU）采集。電話(huà)線(xiàn)允許雙向通訊，用電數(shù)據(jù)可從現(xiàn)場(chǎng)到接收器及客戶(hù)之間來(lái)回傳送，因此在程序控制的訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間里能夠通過(guò)電話(huà)傳送信號(hào)或先記錄然后傳送信號(hào)。當(dāng)傳送抄表數(shù)據(jù)時(shí)，可以提供新的訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間表給TIU數(shù)據(jù)，傳送次數(shù)可以在現(xiàn)場(chǎng)重新編程，也可以在遠(yuǎn)方重新編程。

    因?yàn)殡娫?huà)線(xiàn)早已存在，電話(huà)撥入抄表系統(tǒng)（從電表端到目的地）是*經(jīng)濟(jì)的和使用面*廣泛的。這意味著電話(huà)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)由當(dāng)?shù)氐碾娫?huà)公司負(fù)責(zé)，因此安裝費(fèi)用和每月的服務(wù)費(fèi)用可以節(jié)省下來(lái)，對(duì)于住宅、商業(yè)及工業(yè)客戶(hù)，電話(huà)撥入通信是適宜的。

    1．請(qǐng)求式電話(huà)抄表

    有兩種請(qǐng)求抄表方法，如果本地公共交換電話(huà)網(wǎng)（PSTN）已經(jīng)使用了“無(wú)鈴”（或UTS）技術(shù)，不需電話(huà)振鈴，抄表請(qǐng)求電話(huà)能夠直接與現(xiàn)場(chǎng)通信。如果沒(méi)有使用UTS，則在預(yù)定振鈴數(shù)響起的時(shí)候，要求客戶(hù)不要拿起電話(huà)聽(tīng)筒，這個(gè)特定的振鈴數(shù)即是向TIU發(fā)出開(kāi)始傳送抄表數(shù)據(jù)的信號(hào)。

    （電話(huà)）撥出抄表系統(tǒng)（從數(shù)據(jù)接收器到電表端）限制了用途，并買(mǎi)斷了電話(huà)專(zhuān)線(xiàn)。當(dāng)大量信息在工作期間按要求被匯集時(shí)，這種技術(shù)是優(yōu)選的。（電話(huà)）撥出抄表系統(tǒng)運(yùn)行和客戶(hù)電話(huà)使用沒(méi)有沖突，并且與“非測(cè)試”及公用遙測(cè)中繼（UTT）交換技術(shù)兼容。在這些情況下，都能良好運(yùn)行。

    2．一種無(wú)干擾的系統(tǒng)

    基于電話(huà)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)通訊是相互無(wú)干擾的。即他們運(yùn)行時(shí)，與客戶(hù)使用電話(huà)沒(méi)有沖突。使用電話(huà)檢查器來(lái)識(shí)別電話(huà)是否占線(xiàn)或客戶(hù)是否拿起電話(huà)聽(tīng)筒，如果系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，客戶(hù)電話(huà)占線(xiàn)，系統(tǒng)自動(dòng)停止傳送，稍后重新聯(lián)系傳送。一個(gè)合理安排的基于電話(huà)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)節(jié)省成本之處，可以通過(guò)許多方面說(shuō)明，首先一點(diǎn)就是避免了無(wú)線(xiàn)電、光纜、電纜及其他系統(tǒng)的高成本大規(guī)?；镜慕ㄔO(shè)，因?yàn)榛陔娫?huà)的系統(tǒng)使用了現(xiàn)存的通信網(wǎng)絡(luò)。

    基于電話(huà)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)諸多重要的優(yōu)點(diǎn)之一是能在任意場(chǎng)所安裝自動(dòng)抄表裝置，而不必在鄰近現(xiàn)場(chǎng)安裝。*初的系統(tǒng)通常都安裝在周邊地區(qū)還沒(méi)有開(kāi)發(fā)計(jì)劃的商業(yè)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)?；陔娫?huà)的通訊系統(tǒng)還避免了為支撐大量電表群體的基礎(chǔ)建設(shè)（一項(xiàng)造價(jià)昂貴的遠(yuǎn)程抄表方式）。