Սմարթ հաշվիչի լուծումը ցանցային էլեկտրական հղումի հիմքով

1. Ստեղծման հիմնավորումը և կոր դիրքայինությունը

1. Տեխնիկական և շուկայի հիմնավորումը
   Համակարգչային տեխնոլոգիան, միկրոէլեկտրոնիկան և կապի տեխնոլոգիան կարողացան արագ զարգանալ, իսկ ցածր ճնշումով էլեկտրաէներգիայի գծային փոխանցման (220V) տեխնոլոգիան հասավ բարձր մակարդակի և առաջացրեց ավտոմատ հաշվարկման համակարգերի ոլորտում գերազանց դիրք: Միաժամանակ բարձր ճնշումով էլեկտրաէներգիայի գծերը, շատ միջազգային գործոնների և բարձր իրականացման արժեքների պատճառով, չեն հաջողվել լայն կիրառություն գտնել օպտիկայի կամ կայանակապի համար նման մասշտաբներով:
2. Համակարգի դիրքայինությունը
   Այս լուծման մեջ նախատեսված ինտելեկտուալ հաշվիչը ներկայացնում է բազմագործող ցածր ճնշումով էլեկտրաէներգիայի գծային փոխանցման հեռահաշվարկի համակարգի հիմնական հետևյալ միավորը: Այն աշխատում է համատեղությամբ տվյալների կենտրոնացման և հետևյալ ẢNIEE-Business-ի հետ, որպեսզի փոխարինի ձեռնարկ հաշվարկումը ցածր ճնշումով բնական օգտագործողների, մեծ ծախսի օգտագործողների (կարևոր օգտագործողներ) և ենթակայանների տարբեր դեպքերում, վերջնական նպատակով հասնելով էլեկտրաէներգիայի հետազոտման լրիվ ավտոմատացման և ինտելեկտուալացման:

II. Ինտելեկտուալ հաշվիչի համար համակարգչային ստեղծումը

1. Ընդհանուր համակարգչային կառուցվածքը
   Համակարգի համակարգչային մասը կենտրոնացած է միկրոպրոցեսորային միավորի (MCU) շուրջ, ինտեգրացված են աջակցող մոդուլներ՝ ոսկու մոդուլ, տվյալների պահպանում, էլեկտրաէներգիայի կոտրում, էներգիայի փոխանցում, գծային կապ, ցուցադրման միավոր, ռելե կառավարում և հաշվիչի էլեկտրաէներգիայի միավորը: Յուրաքանչյուր մոդուլ համատեղ աշխատում է հաշվիչի կայուն և հավասարակշռյալ աշխատանքի համար: (Ստորագրված փաստաթղթում հղումը նկար 1-ին համար կառուցվածքային դիագրամի համար):
2. Կարևոր համակարգչային մոդուլների մանրամասները
   | Համակարգչային մոդուլ | Կոր կոմպոնենտ / Սպեկիֆիկացիա | Հիմնական գործողություն |
   |---------------------------|--------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------|
   | Կառավարման միավոր (MCU) | AT89C2051 միկրոկոնտրոլլեր | Հաշվարկում է հաշվարկման տվյալները (հաշվարկ, պահպանում), պատասխանում է կենտրոնացման հրամաններին (էներգիայի տվյալների բեռնում, էլեկտրաէներգիայի միջակցում), կառավարում է ցուցադրումը: |
   | Էներգիայի փոխանցման շղթա | AD7755 բարձր ճշգրտության ինտեգրացված սիպ | Փոխանցում է օգտագործողի ծախսած էներգիան (kW·h) միկրոպրոցեսորի կողմից մշակվող թվային պուլսների, էլեկտրոնային հաշվիչների կոր հատկություն: |
   | Գծային կապի մոդուլ | - | Կապված է էլեկտրաէներգիայի գծի հետ կոպիլացիայի շղթայով, մոդուլացնում և դեմոդուլացնում է թվային և անալոգ սիգնալները երկու կողմից տվյալների փոխանցման համար: |
   | Ցուցադրման միավոր | - | Ցուցադրում է էներգիայի ծախս, ժամանակ, օգտագործման պահեր (արգանդ/հավասար/ծունկ), տարիքներ, և այլն, ծրագրավորման կողմից ուղեկցվող: |
   | Ռելե | - | enerima MCU հրամանները, նորմալ աշխատանքի ժամանակ մնում է փակ, կատարում է էլեկտրաէներգիայի կոտրում անվճար հաշիվների կամ հեռացված հրամանների համար էլեկտրաէներգիայի կառավարման համար: |
   | Տվյալների պահպանում | 24CoX շարքի պահպանող սիպ | Պահպանում է կարևոր տվյալները (օրինակ, էներգիայի ծախսը) էլեկտրաէներգիայի կոտրման ժամանակ, աջակցում է էլեկտրաէներգիայի կոտրման պահպանումը, երկար պահպանման ժամկետ և I2C կարդալ/գրանցել մեթոդ: |
   | Հաշվիչի էլեկտրաէներգիայի միավոր | - | Ապահովում է կայուն էլեկտրաէներգիա բոլոր համակարգչային շղթաների համար, ներառյալ MCU, կապի մոդուլը և ցուցադրման միավորը: |
   | Էլեկտրաէներգիայի կոտրման հետազոտում և ոսկու մոդուլ | - | Էլեկտրաէներգիայի կոտրման հետազոտում, հետևում է լարմանը և ակտիվացնում է տվյալների պահպանումը անորոշության ժամանակ, ոսկու մոդուլ, որը անջատում է ծրագրային դիմացումները և հնարավորություն է տալիս համակարգի ավտոմատ վերականգում: |
3. Հաշվիչի աշխատանքի սկզբունքը
   • Էներգիայի հաշվարկ: Օգտագործողի էներգիայի ծախսը փոխանցվում է թվային պուլսների միջոցով AD7755 սիպով: MCU ը հաշվում է նախատեսված պարամետրերի հիման վրա որոշակի քանակով պուլսներ որպես 1 kW·h և հաշվում և պահպանում է դրանք ըստ արգանդ, հավասար և ծունկ պահեր:
   • Տվյալների փոխանցում: Տվյալների կենտրոնացման հաշիվը հաշվում է հաշվարկման կամ կառավարման հրամանները: Հաշվիչը բեռնում է պահպանված էներգիայի տվյալները գծային մոդուլի միջոցով էլեկտրաէներգիայի գծի վրա: Եթե էլեկտրաէներգիայի կոտրման հրաման ստացվում է, MCU ը միանգամից կառավարում է ռելեն կատարելով էլեկտրաէներգիայի կոտրում:
   • Բացառիկ պահպանում: Էլեկտրաէներգիայի կոտրման հետազոտող շղթան տեղեկացնում է MCU ը արագ փոխանցել կարևոր տվյալները 24CoX սիպին էլեկտրաէներգիայի անորոշության ժամանակ: Ոսկու մոդուլը ուժեղությամբ համակարգի վերականգում է ծրագրային դիմացումների դեպքում, ապահովելով համակարգի կայունությունը:

III. Ինտելեկտուալ հաշվիչի ծրագրային ստեղծումը

1. Ծրագրավորման մոտեցումը և կոր նպատակները
   Ծրագրավորումը կատարվում է ասեմբլի և C լեզուների համադրությամբ, հավասարակշռելով ծրագրի էֆեկտիվությունը և զարգացման հետաձգությունը: Նպատակները են ավտոմատացնել և ինտելեկտուալացնել հաշվիչի ֆունկցիաները, նվազեցնելով MCU-ի պահպանման օգտագործումը:
2. Հիմնական ծրագրային մոդուլները
   • Տվյալների հավաքածու և մշակում մոդուլը: Հավաքում է էներգիայի պուլսները, հաշվում է օգտագործողի ընդհանուր էներգիայի ծախսը և կատարում է ստատիստիկական հաշվարկներ ըստ պահերի (արգանդ/հավասար/ծունկ):
   • Կապի փոխանցում մոդուլը: võimaldab kahepoolset suhtlust konsentraatoriga, sealhulgas kellaaegi sünkroniseerimist, reaalajas/kuuenergiaandmete üleslaadimist ja relva käskude vastuvõtmist ja täitmisel (nt jõudluse lülitamise/lülitamise kontroll).
   • Kaitse ja erandite töötlemise moodul: Sisaldab tarkvaraõpperobotit, stabiilset võrguallikas tuvastust (andmete korruptsiooni vältimiseks), võrguallikas tuvastust ja andmetöötlust, töötades koos seadmega, et tagada süsteemi stabiilsus.
   • Ajaperioodide ja tarifihalduse moodul: Seab kindlaks mitmetarifika kasutamise ajaperioodide reegleid, määrab hetkelise ajaperioodi reaalselt ja annab aluse diferentsieeritud arvestamiseks.
   • Näitaja juhtimise moodul: Juhivad näitajaketta, et näidata energiatarbimist, aega, tariffe ja muud vajalikku teavet, tagades intueetilise andmekuvamise.
3. Tarkvara peamine programmijooks
   Süsteemist pärast käivitamist tehakse "stabiilne võrguallikas" otsus→parameetrid initsialiseeritakse või ajaloolised andmed loetakse selle otsuse järgi→ajaperioodid määratakse ja praegune kasutusaeg määratakse→kontrollitakse, kas see on arvepäev, ja andmeid valmistatakse→teostatakse reaalajas võrguallikaseire ja käivitatakse kaitse→teavitatakse välja kantud käskudest ja teostatakse suhtlusprotsess→ajaperioodid lähtestatakse ja tsükkel kordub. (Viide originaaldokumendi Kaardile 2, et saada detailsem joonis.)

IV. Hiline arvestussüsteem ja rakenduslikud perspektiivid

1. Süsteemi koostis ja funktsioonid
   Täielik hiline arvestussüsteem koosneb kolmest osast:
   • Intelligentne arvestur: Vastutab terminalise arvestuse ja käskude täitmise eest.
   • Andmekonsentraator: Vastutab andmete keskitamise ja käskude levitamise eest.
   • Tagaplaanilise haldussüsteem: Vastutab andmete statistikate, analüüsi, liinikaotuse arvutamise, erandite hoiatuste ja raportide genereerimise eest.
   Süsteemi põhifunktsioon on saavutada täielik automatiseerimine energiakogumist→andmete edastamist→statistiliste päringute→liinikaotuse analüüsi→erandite hoiatuste→raportide genereerimiseni, täielikult asendades käsitsi arvestuse.
2. Eelised ja perspektiivid
   Võrreldes sidus- või spetsiaalriistvaraliidese lahendustega, kasutab see süsteem olemasolevaid elektriliine, pakkudes madalaid investeeringukulusid, lihtsat hooldust ja olulist laialdasemat kasutuselevõtu potentsiaali. See paigutab solidaarsete tehnilise aluse tuleviku intelligentsed kogukonnad, et saavutada "kolme arvesturi hilinenud edastus" (elekter, vesi, gaas) ja saab edasi integreeruda pangasüsteemidega automaatseks elektri tasude maksmiseks, oluliselt parandades elanikkonna mugavust.
3. Tulevased väljakutsed
   • Tehnoloogilisel tasandil: Pidev arendamine arvesturi andmete kogumise kiirust (tagades andmete edastamise edu) ja relvalgoritmite optimiseerimine, et parandada suhtluse stabiilsust keerulistes elektriliini tingimustes.
   • Rakenduslikul tasandil: Kohanemine elektrisektori reformide trendidega, edendades süsteemi sügavamat integratsiooni täpsemate haldusfunktsioonidega, nagu laengu reguleerimine ja energiaäärate analüüs.