智能电表之自动抄表主流方案盘点(一)

我们知道全球目前都在致力发展智能电网，而智能电网的智能其中的一个方面就是可以实现自动抄表，并将相关的数据上传到数据中心，节省了抄表员上门抄表的时间，同时也能够使的电表的度数更加精确，更加方便居民用电，下面我们来介绍一下当前智能电表中用到的自动抄表方案，以飨读者。

　　基于DLMS/COSEM协议的电能表设计

　　电能表的硬件组成

　　三相电子式电能表由电流互感器、电压采样网络、计量集成电路ATT7022B等组成电能计量单元;由微控制器（瑞萨M30624单片机）、数据存储卡、时钟芯片、LCD组成数据处理与显示单元;由RS485总线、红外（或无线）等通信接口组成通信单元。如图1所示。

　　电能表的软件实现

　　本设计电能表采用模块化方法实现软件功能，包括计量模块、显示模块、事件记录模块、分时模块、通信模块等，其中，除了通信模块，其他部分与一般电能表软件相比基本相同，因此以下重点分析电能表通信协议模块的实现。

　　电能表通信结构采用C/S模式，仪表端作服务器，抄表主台等作客户端。通信协议架构如图2示。DLMS/COSEM作为面向连接的协议，规定以下三个步骤来实现电能表系统的建立和通信：1.建立仪表模型和数据标识。2.将模型映射为协议数据单元APDU、对象的属性和方法可被用于定义访问。3.通过数据链路层与物理层连接，最后通过传输通道进行通信。以下主要从建立符合COSEM的仪表模型和满足DLMS的通信协议栈两方面分析电能表通信功能的实现方法。

　　利用面向对象思想构建仪表模型

　　DLMS/COSEM协议使用COSEM接口对象，采用面向对象的方法来构建仪表数据模型和功能模型，通过各个COSEM接口类对象之间的配合来完成某个特定功能。

　　仪表模型的构建包括两部分重要内容：协议61部分的O－BIS—对象标识系统和62部分的接口类。

　　OBIS—对象标识系统给计量仪表中的所有数据都提供了一个标准的标识码，该标识码唯一标识一个数据对象。OBIS码由6个数码项（6个字节A-F）组合编码。每个数据项的含义为：A组值标识被测能量的类型（包括水、电、气等）;B组值标识测量通道;C组值标识被测物理量;D组值标识被测物理量处理方法;E组值标识费率;F组值标识历史数据。从第B组到第D组为厂家自定义标识码预留了空间。

　　接口类—IEC62056针对仪表部件和通信接口单元引进了类的概念，每个分类号都对应于一类接口对象，每个对象包括属性和方法，根据这些属性和方法，可以构成该对象的参考模型，在对象模型中不用考虑对象接口的生产制造厂家。目前，在IEC62056-62中规定了电能表中主要的接口类包括：寄存器、时钟、曲线类、特殊日类、以太网设置类等。

　　本电能表根据需要设计了如图3所示的仪表模型。物理设备为本电表，考虑到电能表的功能可以整合在一个功能子集中，也为了节约资源，本电能表只构建了一个逻辑设备，用逻辑设备名LDN来标识。组成该电能表的对象