Bríomhaire Bochtaí Cliste Bunaithe ar Líní Caolaíochta Chumhachta

1. Dearbhaireacht Dhealbhúla agus Poisiúnú Coir​

1. ​Cúlra Teicneolaíoch agus Margadh​
   Mar gheall ar fhorbairt tapa teicneolaíochta ríomhaireachta, micreileictreonachta, agus cumarsáide, tá an teicneolaíocht carraigeora líne reilge íseal-voltá (220V) tar éis aonrú agus poisiún coir a bhaint amach sa réimse córais léitheoireachta comhaid uathoibríoch. I gcomparáid, níl feidhmíocht mhórleathan bainte amach ag línte reilge airde-voltá mar gheall ar roinnt fadtionscail agus costas ímportha.
2. ​Poisiúnú an Chórais​
   Is é an comhad cliste atá deartha sa réiteach seo príomhchuid bunúsach de chóras léitheoireachta comhaid carraigeora líne reilge íseal-voltá ilfheidhmiúil. Oibríonn sé i gcomhar le comhdhromaithe sonraí agus córais bainistíochta ina dhiaidh, agus is é an aidhm a bhaint amach ná an léitheoireacht lánuathoibríoch agus cleachtaí a chur i bhfeidhm do úsáideoirí tithe, consamhóirí móra (úsáideoirí príomha), agus stáisiúin trasmhaire, agus ina measc, a bhfuil sé ag iarraidh freisin an léitheoireacht lánuathoibríoch agus chliste a bhaint amach sa mbainistíocht reilgí.

​II. Dearadh Hardwair Comhaid Cliste​

1. ​Ailtireacht Hardwair Iomlán​
   Tá an hardwair córais bunaithe ar aonad micreipróiseála (MCU), agus modúil tacaíochta cosúil le seón gaolach, stóráil sonraí, déteactáil cumhachta, ionsúcháin, cumarsáid carraigeora, aonad taifead, rialú reilé, agus soláthar cumhachta an chomhaid. Oibríonn gach modúl le chéile chun oibriú stiúrtha agus iontaofa den chomhad a chinntiú. (Seiceáil an diagram struchtúrtha i dhochar na dochair don struchtúr.)
2. ​Mionsonraí Modúil Hardwair Príomha​
   | Modúil Hardwair | Bonn Coir / Speicifíc | Fheidhm Phríomha |
   |---------------------------|--------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------|
   | Aonad Rialú (MCU) | Micreacntrlálaí AT89C2051 | Próiseálann sonraí mheastacháin (riomh, stóráil); freagairt lena n-ordóidí comhdhróma (cuardach sonraí cumhachta, idirghníomhaíocht cumhachta); rialú taifead. |
   | Circe Ionsúcháin | Chip intreagaithe AD7755 ard-ionsuíochta | Ionstróicheann an t-ionsúchán (kW·h) a úsáideann an úsáideoir go pionnaithe digiteacha a dhéanann an MCU féidhmiú; gné choir de chomhaid eilectruin. |
   | Modúil Cumarsáide Carraigeora | - | Ceangailte leis an líne reilge trí chórais gaolach; modúlaíonn agus demodúlaíonn saincheoltaí digiteacha agus analogacha do thaispeáint sonraí dhátheangach. |
   | Aonad Taifead | - | Taispeánann ionsúchán, ama, cúrsaí úsáide (meán/flat/luach), rátaí, agus eile, faoi stiúir bhforbraíochta. |
   | Reilé | - | Glacann le horduithe ón MCU; fanann ar oscailt le linn oibre ghinearálta, agus déanann díoscumhachtú nuair a bhíonn táillí neamhíoctha nó ordóidí i gcóras uathoibríoch. |
   | Stóráil Sonraí | Sraith chip stórála 24CoX | Stóráil sonraí coiriúla (mar shampla, ionsúchán) le linn díoscumhachta; tacar stórála fada agus úsáideann bealach léitheoireachta/aghrádú I2C. |
   | Soláthar Cumhachta an Chomhaid | - | Soláthar cumhachta stiúrtha do gach circe hardwair, lena n-áirítear an MCU, an modúil cumarsáide, agus an aonad taifead. |
   | Déteactáil Cumhachta & Seón Gaolach | - | Déteactáil cumhachta: Monatóidh an voltas agus cuirfidh sé i gcoinne dáta a chosaint le linn neamhrialú; Seón Gaolach: Cosnóidh sé deadlochtaí cláir agus cuirfidh sé isteach athshuiteáil uathoibríoch. |
3. ​Prionsabal Oibre an Chomhaid​
   • ​Ionsúcháin Meastacháin: Tá an ionsúchán a úsáideann an t-úsáideoir á ionsúcháin i bpionnaithe digiteacha ag an chip AD7755. Lorgaíonn an MCU pionnaithe shonraithe mar 1 kW·h bunaithe ar pharáimeadair roghnaithe agus ionsúcháin sin a chumulú agus a stóráil de réir cúrsaí meán, flat, agus luach.
   • ​Iadarchumarsáid Sonraí: Is é an comhdhrómatach a chuirtear ar an gcomhad nó ordóidí rialú. Seolann an chomhad sonraí ionsúcháin stóráilte trí modúil carraigeora ar an líne reilge. Má fuarthas ordú díoscumhachta, déanann an MCU díoscumhachtú reilé ar an suíomh.
   • ​Cosaint Eileamh: Tuairiscíonn an circuit díoscumhachta an MCU chun sonraí coiriúla a chur go minic go chip 24CoX nuair a thagann neamhrialú cumhachta. An modúil seón gaolach a dhíolann athshuiteáil an chórais má tharlaíonn míchleachtadh cláir, ag cinntiú ionsuíochta.

​III. Dearadh Forbraíochta Comhaid Cliste​

1. ​Dóigh Foilsiúcháin agus Aidhmeanna Coir​
   Úsáidtear méascán teanga chumarsáide agus C chun forbraíocht a dhéanamh, ag coibhneasú cáilíocht an chlár agus fleascacht forbairt. Is é na príomhaidhmeanna ná an chomhad a dhéanamh uathoibríoch agus chliste, ag cur isteach ar an stóráil an MCUs go minic.
2. ​Modúil Cláir Phríomha​
   • ​Modúil Cuardach agus Próiseáil Sonraí: Cuardaíonn pionnaithe ionsúcháin, riomhaíonn ionsúcháin iomlán an úsáideoir, agus staitisticí de réir chúrsaí (meán/flat/luach).
   • ​Modúil Iadarchumarsáide: Cineál cumarsáid dhátheangach leis an gcomhdhrómatach, lena n-áirítear síniú ama, seoladh sonraí ionsúcháin réalaí/réil, agus glacadh agus idirghníomhaíocht orduithe reilé (mar shampla, rialú cumhachta).
   • ​Modúil Cosaint agus Eileamh: Intégraíonn seón gaolach, aimsiú críoch cumhachta (chun míchleachtadh sonraí a sheachaint), déteactáil cumhachta, agus próiseáil sonraí, ag obair le hardwair chun ionsuíocht an chórais a chinntiú.
   • ​Modúil Rialú Cúrsaí agus Rátá: Socróidh rialacha cúrsaí don chleachtas rátá, aimsíonn an cúrsa reatha in ama réalaí, agus soláthraíonn bonn do mheastachán difríochtaithe.
   • ​Modúil Rialú Taifead: Driobhann an aonad taifead chun ionsúcháin, ama, rátá, agus eile, a thaispeáint de réir riachtanais, ag cinntiú taifead直观的数据显示。
3. ​主程序流程​
   系统启动后，进行“可靠上电”判断→根据判断结果初始化参数或读取历史数据→设定时间间隔并确定当前使用时段→检查是否为抄表日并准备数据→实时检测掉电并触发保护→检测载波命令并执行通信处理→重置间隔，循环重复。（请参阅原文档中的图2以获取详细流程。）

​IV. 远程抄表系统及应用前景​

1. ​系统组成与功能​
   完整的远程抄表系统由三部分组成：
   • ​智能电表：负责终端计量和命令执行。
   • ​数据集中器：负责中间的数据汇聚和命令分发。
   • ​后台管理系统：负责数据统计、分析、线损计算、异常报警及报表生成。
   系统的核心功能是实现从电量采集→数据传输→统计查询→线损分析→异常报警→报表生成的全自动化，完全取代人工抄表。
2. ​优势与前景​
   相比无线或专线解决方案，该系统利用现有电力线，具有投资成本低、维护方便等优点，具有广泛推广的潜力。它为未来智慧社区实现“三表远传”（电、水、气）奠定了坚实的技术基础，并可进一步与银行系统集成，实现电费自动扣缴，大大提升居民便利性。
3. ​未来挑战​
   • ​技术层面：持续提高电表数据采集率（确保数据传输成功）和优化中继算法，以增强复杂电力线环境下的通信稳定性。
   • ​应用层面：适应电力改革趋势，推动系统与负荷调节、节能分析等高级管理功能的深度融合。

​III. Smart Meter Software Design​

1. ​Programming Approach and Core Objectives​
   A mix of assembly language and C language is used for programming, balancing program efficiency and development flexibility. The core objectives are to automate and intelligentize the meter’s functions while minimizing the MCU’s storage usage.
2. ​Main Program Modules​
   • ​Data Acquisition and Processing Module: Collects energy pulses, calculates total user energy consumption, and categorizes statistics by period (peak/flat/valley).
   • ​Communication Interaction Module: Enables bidirectional communication with the concentrator, including clock synchronization, uploading real-time/monthly energy data, and receiving and executing relay commands (e.g., power on/off control).
   • ​Protection and Exception Handling Module: Integrates software watchdog, reliable power-on determination (preventing data corruption), power-off detection, and data processing, working with hardware to ensure system stability.
   • ​Time Period and Tariff Management Module: Sets period rules for multi-tariff applications, determines the current period in real-time, and provides a basis for differentiated metering.
   • ​Display Control Module: Drives the display unit to show energy consumption, time, tariff rates, and other information as needed, ensuring intuitive data visualization.
3. ​Software Main Program Flow​
   After system startup, a "reliable power-on" determination is performed→parameters are initialized or historical data is read based on the determination result→time intervals are set and the current usage period is determined→whether it is the meter reading day is checked and data is prepared→power-off is detected in real-time and protection is triggered→carrier commands are detected and communication processing is executed→intervals are reset, and the cycle repeats. (Refer to Figure 2 in the original document for the detailed flow.)

​IV. Remote Metering System and Application Prospects​

1. ​System Composition and Functions​
   The complete remote metering system consists of three parts:
   • ​Smart Meter: Responsible for terminal metering and command execution.
   • ​Data Concentrator: Responsible for intermediate data aggregation and command distribution.
   • ​Backend Management System: Responsible for data statistics, analysis, line loss calculation, exception alerts, and report generation.
   The core function of the system is to achieve full automation from energy collection→data transmission→statistical queries→line loss analysis→exception alerts→report generation, completely replacing manual meter reading.
2. ​Advantages and Prospects​
   Compared to wireless or dedicated line solutions, this system leverages existing power lines, offering low investment costs, ease of maintenance, and significant potential for widespread adoption. It lays a solid technical foundation for future smart communities to achieve "remote transmission of three meters" (electricity, water, gas) and can further integrate with banking systems for automatic electricity fee deduction, greatly enhancing residential convenience.
3. ​Future Challenges​
   • ​Technical Level: Continuous improvement in meter data retrieval rates (ensuring successful data transmission) and optimization of relay algorithms to enhance communication stability in complex power line environments.
   • ​Application Level: Adapting to power reform trends, promoting deeper integration of the system with advanced management functions such as load regulation and energy-saving analysis.

​III. Dearadh Forbraíochta Comhaid Cliste​

1. ​Dóigh Foilsiúcháin agus Aidhmeanna Coir​
   Úsáidtear méascán teanga chumarsáide agus C chun forbraíocht a dhéanamh, ag coibhneasú cáilíocht an chlár agus fleascacht forbairt. Is é na príomhaidhmeanna ná an chomhad a dhéanamh uathoibríoch agus chliste, ag cur isteach ar an stóráil an MCUs go minic.
2. ​Modúil Cláir Phríomha​
   • ​Modúil Cuardach agus Próiseáil Sonraí: Cuardaíonn pionnaithe ionsúcháin, riomhaíonn ionsúcháin iomlán an úsáideoir, agus staitisticí de réir chúrsaí (meán/flat/luach).
   • ​Modúil Iadarchumarsáide: Cineál cumarsáid dhátheangach leis an gcomhdhrómatach, lena n-áirítear síniú ama, seoladh sonraí ionsúcháin réalaí/réil, agus glacadh agus idirghníomhaíocht orduithe reilé (mar shampla, rialú cumhachta).
   • ​Modúil Cosaint agus Eileamh: Intégraíonn seón gaolach, aimsiú críoch cumhachta (chun míchleachtadh sonraí a sheachaint), déteactáil cumhachta, agus próiseáil sonraí, ag obair le hardwair chun ionsuíocht an chórais a chinntiú.
   • ​Modúil Rialú Cúrsaí agus Rátá: Socróidh rialacha cúrsaí don chleachtas rátá, aimsíonn an cúrsa reatha in ama réalaí, agus soláthraíonn bonn do mheastachán difríochtaithe.
   • ​Modúil Rialú Taifead: Driobhann an aonad taifead chun ionsúcháin, ama, rátá, agus eile, a thaispeáint de réir riachtanais, ag cinntiú taifead intuigthe.
3. ​Prionsabal Oibre an Chláir Phríomha​
   Tar éis tús a chur leis an gcóras, déantar "aimsireacht cumhachta iontaofa" a aimsiú→stóráil paraiméadair nó sonraí stairiúla de réir an aimsireachta→socrú idir-amaí agus aimsiú an cúrsa úsáide reatha→seiceáil an bhfuil sé an lá léitheoireachta agus sonraí a ullmhú→deteactáil cumhachta in ama réalaí agus triúch cosaint→aimsireacht orduithe carraigeora agus próiseáil cumarsáide→athshuiteáil idir-amaí, agus leanann an chiorcal arís. (Seiceáil an diagram 2 i dhochar na dochair don chluarach gairid.)

​IV. Córas Léitheoireachta Uathoibríoch agus Amanna Gairmiúla​

1. ​Táirgiúchán agus Feidhmiú an Chórais​
   Consistíonn an córas léitheoireachta uathoibríoch iomlán de trí chuid:
   • ​Comhad Cliste: Freagrach as mheastachán téarmaí agus idirghníomhaíocht orduithe.
   • ​Comhdhrómatach Sonraí: Freagrach as aontú sonraí agus idirghníomhaíocht orduithe.
   • ​Córas Bainistíochta Ina Dhiaidh: Freagrach as staitisticí, anailís, ríomh colúin, aláram eileamh, agus gineadh tuarascála.
   Is é an fheidhmiú coir den chóras ná a chur i bhfeidhm uathoibríoch ó mheastachán ionsúcháin→seoladh sonraí&rarr>cuardach staitisticí&rarr>ríomh colúin→aláram eileamh→gineadh tuarascála, ag cur isteach ar an léitheoireacht lánuathoibríoch.
2. ​Forbairt agus Amanna Gairmiúla​
   I gcomparáid le réití samhraí nó líne spéisialta, úsáideann an córas seo línte reilge atá ann cheana, ag tarlú costas ímportha, achoimre agus forleathanú forleathan. Léiríonn sé bonn teicneolaíoch cruinn do chomhroinntí cliste san am atá romhainn chun "seoladh uathoibríoch trí chomhaid" (reilge, uisce, gaes) a bhaint amach, agus is féidir é a chur i gcomhthéacs le córais bancacha chun íocaíocht reilge a dhíol i gcaoi uathoibríoch, ag cur isteach ar éifeachtacht tithe.
3. ​Dúshlán Amanna Gairmiúla​
   • ​Leibhéal Teicneolaíoch: Forbairt leanúnach ar rátá cuardach sonraí (chun seoladh sonraí a chinntiú) agus achoimre ar algaríomh reilé chun ionsuíocht cumarsáide a fheabhsú i gcomhthéacs líne reilge casta.
   • ​Leibhéal Idirghníomhaíochta: Oibriú le treo ríomhleasa, ag cur isteach ar an gcóras agus feidhmiú forleathan le feidhmiú bainistíochta casta cosúil le rialú laois agus anailís ionsuiní.