自动查表方法和装置 本发明涉及对分别安装在各家各户的电表、水表和气表等各种计量仪表进行自动查表的自动查表方法和装置,尤其涉及能利用电力线通信,通过拉入各家的电力线对分别安装在各家的各种计量仪表进行自动查表的、低成本高效率自动查表方法和装置。
过去,分别安装在各家各户的电表、水表、气表等各种计量仪表,其查表工作由查表员定期到各家各户巡回进行。
但是,这种由查表员巡回查表的老办法存在的问题是:非常麻烦,并且有的家里没有人,所以即使巡回查表也往往不能解决问题,因此,要花费很多劳力和很大费用。
于是,最近,提出了利用电话线路通信方式的自动查表系统。这种利用电话线路通信方式的自动查表系统是:把可以自动呼叫或被呼叫的网络控制装置安装到各家各户,从收集查表值的中心装置可以向该网络控制装置发出呼叫;而且从该网络控制装置可以向中心装置自动发出呼叫,因此通过电话通信网络即可对分别安装在各家的电表、水表、气表等各种计量仪表进行自动查表。
但是,利用上述电话线路通信方式的自动查表系统存在的问题是:由于必须在各家各户安装可以自动呼叫或被呼叫地网络控制装置,所以,其初期建设费用和使用运行费用很高,从经济角度来看,很难被采用。
于是,本发明的目的就在于提供这样一种新型自动查表方法和装置,其成本低而且效率高,能对分别安装在各家各户的各种计量仪表进行自动查表。
为了达到上述目的,权利要求1的发明,其特征在于:
在对分别安装在许多家的许多计量仪表进行查表的自动查表方法中,
电力线已分别拉入上述许多家屋内,利用通过该电力线的电力线通信来收集上述许多计量仪表的查表值,
通过通信网把收集到的上述许多查表值通知中心装置。
再者,权利要求2的发明,其特征在于,在权利要求1的发明中,利用安装在上述许多家中的特定一家中的查表值收集装置来收集上述查表值。
权利要求3的发明,其特征在于:
在权利要求2的发明中,
对上述许多家进行分组,通过同一变压器拉入电力分配线供电的各家为一组,上述查表值收集装置,每组安装一台。
权利要求4的发明,其特征在于:
在权利要求3的发明中,
上述变压器向多个系统(系列)的电力线供应变压电力,
上述多个系统的电力线之间,通过传输高频信号的网络耦合器进行连接,从而可通过该网络耦合器在上述多个系统的电力线之间进行电力线通信。
权利要求5的发明,其特征在于,
在权利要求4的发明中,
上述网络耦合器,通过缠绕在同一磁心上的多个线圈和分别连接在上述线圈上的多个电容器,分别在上述多个系统的电力线之间进行高频连接。
权利要求6的发明,其特征在于,
在权利要求1的发明中,
上述查表值,利用分别安装在上述计量仪表上的光学读出装置来自动地进行检测。
权利要求7的发明,其特征在于,
在权利要求1的发明中,
上述查表值,根据设置在上述计量仪表上的查表输出端子所输出的查表信号自动地进行检测。
权利要求8的发明,其特征在于,
在权利要求1的发明中,
上述通信网是公用电话线路网,
上述查表值,通过不振铃网络控制装置进行发送。
权利要求9的发明,其特征在于,
在权利要求1的发明中,
上述查表值,在上述中心装置发出指令时进行应而收集。
权利要求10的发明,其特征在于,
在权利要求1的发明中,
上述查表值,每经过一定时间定期地收集一次。
权利要求11的发明,其特征在于,
在对分别安装在各家各户的许多计量仪表进行查表的自动查表装置中,具有:
许多查表值检测装置,用于分别检测上述许多计量仪表的查表值;
电力线通信装置,用于利用电力线通信来收集分别由上述许多台查表值检测装置所检测出的许多查表值,该电力线通信通过分别拉入上述许多家的电力线来进行;
查表值通知装置,用于通过通信网络来把由上述电力线通信装置所收集的上述许多查表值通知中心装置。
权利要求12的发明,其特征在于,
在权利要求11的发明中,
上述电力线通信装置具有:
多个电力线通信调制解调器,分别对应于上述许多计量仪表而设置,利用上述电力线通信来发送的,该查表值是由上述查表值检测装置检测出来的相应计量仪表的查表值;
查表值收集装置,连接在上述电力线上,利用通过上述电力线的电力线通信来收集从上述多个电力线通信调制解调器发送来的多台计量仪表的查表值。
权利要求13的发明,其特征在于,
在权利要求12的发明中,
上述查表值收集装置安装在上述各家各户中的特定的某家内。
权利要求14的发明,其特征在于,
在权利要求12的发明中,
对上述许多家进行分组,把通过同一变压器供应的电力线所拉入的各家作为一个单位,即一个组,
上述查表值收集装置以上述组为单位,每组安装一台。
权利要求15的发明,其特征在于,
在权利要求14的发明中,
上述变压器向多个系统的电力线供应变压电力,
上述电力线通信装置具有在上述多个系统的电力线之间进行高频连接的网络耦合器。
权利要求16的发明,其特征在于,
在权利要求14的发明中,
上述网络耦合器具有:
磁心;
在上述磁心上共同缠绕的多个线圈;以及
分别连接到上述线圈上的多个电容器。
权利要求17的发明,其特征在于,
在权利要求16的发明中,
上述多个线圈,其一端分别接地,同时另一端分别与上述多个电容器相连接;以及
上述多个电容器,其一端分别与上述多个线圈相连接,同时另一端分别与上述多个系统的电力线相连接。
权利要求18的发明,其特征在于,
在权利要求11的发明中,
上述查表值检测装置具有:
光学读出装置,它分别安装在上述计量仪表上,能自动地读出该计量仪表的查表值;以及
存储装置,用于存储由上述光学读出装置所读出的相应计量仪表的查表值。
权利要求19的发明,其特征在于,在权利要求11的发明中,
上述查表值检测装置具有:
检测装置,用于根据设置在上述计量仪表上的查表输出端子所输出的查表信号,自动地检测该计量仪表的查表值;以及
存储装置,用于存储由上述检测装置所检测出的相应计量仪表的查表值。
权利要求20的发明,其特征在于,
在权利要求11的发明中,
上述通信网络是公用电话线路网络,
上述查表值通知装置具有通过上述公用电话线路网络与上述中心装置相连接的不振铃网络控制装置。
权利要求21的发明,其特征在于,
在权利要求20的发明中,
上述查表值收集装置,对由上述不振铃网络控制装置接收的、来自上述中心装置的指令进行响应并开始起动,通过上述电力线来收集由上述多台查表值检测装置转送的上述多台计量仪表的查表值。
权利要求22的发明,其特征在于,
在权利要求12中的发明中,
上述查表值收集装置,在每经过一定时间后自动地起动,通过上述电力线来收集由上述多台查表值检测装置所转送的上述多台计量仪表的查表值。
权利要求23的发明,其特征在于,
在权利要求12的发明中,
上述查表值收集装置,由于通过上述电力线来收集由上述多台查表值检测装置所转送的上述多台计量仪表的查表值至少进行两次收集,因此,能防止上述多台计量仪表的查表值收集工作出现遗漏。
权利要求24的发明,其特征在于,
在权利要求20的发明中,
上述查表值通知装置,对由上述不振铃网络控制装置接收的来自上述中心装置的指令进行响应,通过上述公用电话线路网络把由上述查表值收集装置所收集的上述多个查表值发送到中心装置内。
权利要求25的发明,其特征在于,
在权利要求20的发明中,
上述查表值通知装置,通过上述不振铃网络控制装置定期地呼叫上述中心装置,通过上述公用电话线路网络把由上述查表值收集装置所收集的上述多个查表值发送到上述中心装置内。
权利要求26的发明,其特征在于,
在权利要求12的发明中,
上述查表值通知装置,向上述中心装置通知由上述查表值收集装置所收集的上述多个查表值至少进行2次,因而能防止上述多台计量仪表的查表值通知工作出现遗漏。
权利要求27的发明,其特征在于,
在权利要求12的发明中,
上述中心装置具有:
自动地呼叫上述查表值收集装置的自动拨号装置;
通信控制装置,用于控制与上述查表值收集装置之间进行的通过上述通信网络的通信;以及
数据处理装置,用于处理已取得的查表值数据,该数据是利用上述通信控制装置与上述查表值收集装置之间进行通信而取得的。
权利要求28的发明,其特征在于,
在权利要求1或权利要求11的发明中,
上述的各家也包含特定的场所在内。
附图的简单说明
图1是表示采用涉及本发明的自动查表方法和装置来构成的自动查表系统一个实施例的方框简图。
图2是表示图1所示变压器的概略结构的方框图。
图3是表示图2所示变压器结构中的Δ(三角形)-开式三角形连接的单相3线制详细结构的电路图。
图4是表示图1所示网络耦合器概略结构的电路图。
图5是表示图4所示网络耦合器具体结构的结构图。
图6是图5所示的网络耦合器的电路图。
图7是表示图1所示的电力线1-A与多个查表终端30-A1~30-Ai的连接方法的电路图。
图8是表示连接在图1所示的A系统的电力线上的查表终端的具体结构的方框图。
图9是表示连接在图1所示的A系统的电力线上的收集终端的具体结构的方框图。
图10是以电力线R1、N1为中心来表示该自动查表系统中的电力线通信电路的高频等效电路。
图11是表示在图10中由电力线通信调制解调器Mo进行发送时的等效电路图。
图12是表示该自动查表系统整体结构的示意图。
图13是表示从该自动查表系统中抽取出来的通信系统主要结构的方框图。
图14是表示图13所示的中心装置、收集终端和多个查表终端之间的通信过程的过程图。
图15是表示图13所示的中心装置、收集终端和多个查表终端之间的通信过程的另一例子的过程图。
以下,参照附图来详细说明本发明的实施例。
图1是利用方框简图来表示采用涉及本发明的自动查表方法和装置而构成的自动查表系统的一种实施例。
在图1中,该自动查表系统通过A系统的电力线1-A、B系统的电力线1-B、C系统的电力线1-C,来收集分别安装在各家的电表、水表、气表等各种计量仪表的查表值,并通过电话网络50将其发送到中心装置60内,从而实现了自动查表。该自动查表系统具有:
变压器10,用于对高压一侧的3相电力线1进行降压,并划分成3个系统的电力线(单相3线电力线)1-A、1-B、1-C;
网络耦合器20,为了能够实现3个系统的电力线1-A、1-B、1-C之间的电力线通信,对这3个系统的电力线1-A、1-B、1-C之间互相进行高频连接;
查表终端30-A1~30-Ai、30-B1~30-Bj、30-C1~30-Ck,分别与这3个系统的电力线1-A、1-B、1-C相连接,用于检测分别安装在各家的表等各种计量仪表(以下简称表)的查表值;
收集终端40,与A系统的电力线1-A相连接,利用电力线通信,通过电力线1-A、1-B、1-C,来收集由查表终端30-A1~30-Ai、30-B1~30-Bj、30-C1~30-Ck所检测出的各个表的查表值,并将其发送到电话网络50内;以及
中心装置60,安装在电力、来自水,煤气等各营业所内,根据从电话网络50发送出的各个表的查表值进行规定的处理。
图2是表示图1所示的变压器10的结构图。
在图2中,该变压器10对6600V或3300V的高压侧的3相R、S、T电力线1进行降压并分成3个系统的电力线(单相3相电力线)1-A、1-B、1-C,可采用Δ-Y连接、Δ-Δ连接、Y-Y连接、Y-Δ连接中的任一种方式来构成。其中,S的次级侧,即使开式三角形也可以中线接地(6相星形连接)来构成,Y形时当然也可中线接地。
图3表示在上述图2所示的变压器10的结构中,Δ-开式三角形连接的单相三线制的详细结构。
在图3中,该变压器10由三角形连接的初级线圈11和与该初级线圈11的各个相线进行磁性耦合的开式三角形连接的次级线圈12构成。
并且,在初级线圈11上施加由3相R、S、T构成的6600V或3300V高压的3相交流,从与初级的相线R-S相对应的次级线圈12上输出由R1、N1、R2构成的A系统单相3线制电力线1-A。其中,该单相3线制电力线1-A的N1接地,在相线R1和N1之间以及相线R2和N1之间,分别供给100V电力,在R1和R2之间供给200V电力。
再者,从与初级相线S-T相线相对应的次级线圈12上,输出由相线S1、N2、S2构成的B系统的单相3线制电力线1-B。其中,该单线3相制电力线1-B的N2接地,在相线S1和N2之间以及相线S2和N2之间分别供给100V的电力,在相线S1和S2之间供给200V的电力。
再者,从与初级的相线T-R相对应的次级线圈12,输出由相线T1、N3、T2构成的C系统单相3线制电力线1-C、其中,该单相3线制电力线1-C的N3接地,相线T1和N3之间以及T2和N3之间分别供给100V的电力,相线T1和T2之间供给200V的电力。
图4是是表示图1所示的网络耦合器20的结构简图。
在图4中,该网络耦合器20表示在下列情况下的结构,即如图3所示,图1所示的变压器10对高压侧的3相R、S、T的电力线1进行降压,并分成由相线R1、N1、R2构成的A系统单相3线的电力线1-A和由相线S1、N2、S2构成的B系统单相3线的电力线1-B,以及由T1,N3,T2构成的C系统单相3线的电力线1-C。
其中,由图4所示的虚线所表示的箭头,如以后用图5和图6将要说明的那样,表示由线圈和电容器构成并用高频来连接各相互关系的电路11-R1、11R-2、11-S1、11-S2、11-T1、11-T2。
也就是说,在图4中,A系统单相3线的电力线,1-A的相线R1,通过电路11-R1进行高频接地;A系统单相3线的电力线1-A的相线R2通过电路11-R2进行高频接地;同样,B系统单相3线的电力线1-B的相线S1通过电路11-S1进行高频接地:B系统单相3线的电力线1-B的相线S2通过电路11-S2进行高频接地;另外,C系统单相3线的电力线1-C的相线T1通过电路11-T1进行高频接地;C系统单相3线的电力线1-C的相线T2通过电路11-T2进行高频接地。其结果,A系统单相3线的电力线1-A的相线R1、R2和B系统单相3线的电力线1-B的相线S1、S2以及C系统单相3线的电力线1-C的相线T1、T2,分别通过磁性互相进行高频连接;A系统单相3线的电力线1-A、和B系统单相3线的电力线1-B,以及C系统单相3线的电力线1-C之间可以进行电力线通信。
图5表示图4所示的网络耦合器20的具体结构。该图5所示的网络耦合器20,其构成部分是:环形磁心12、缠绕在该环形磁心12上的6个线圈L1~L6、分别与该线圈L1~L6相连接的6个电容器C1~C6。
其中,6个线圈L1~L6的一端分别接地,这6个线圈L1~L6的另一端分别与电容器C1~C6的一端相连接,该电容器C1~C6的另一端分别与A系统单相3线的电力线1-A的相线R1、R2、和B系统单相3线的电力线1-B的相线S1、S2、以及C系统单相3线的电力线1-C的相线T1、T2进行连接。
图6表示图5所示的网络耦合器20的电路图。在图6中,线圈L1和电容器C1的串联电路对应于图4所示的电路11-R1;线圈L2和电容器C2的串联的电路对应于图4所示的电路11-R2。
同样,线圈L3和电容器C3的串联电路对应于图4所示的电路11-S1;线圈L4和电容器C4的串联电路对应于图4所示的电路11-S2;线圈L5和电容器C5的串联电路对应于图4所示的电路11-T1;线圈L6和电容器C6的串联电路对应于图4所示的电路11-T2。
并且,在图6中,缠绕在环形磁心12上的6个线圈L1-L6上分别标注的大黑点表示线圈L1~L6各自的极性。
图7表示在图1所示的A系统电力线1-A(即图3所示的由相线R1、N1、R2构成的A系统单相3线的电力线1-A)上连接了多个查表终端30-A1~30-Ai的情况。
在图7中,多个查表终端30-A1~30-Ai共划分成以下3组:即查表终端30-A1~30-Ap、查表终端30-A(p+1)~30-Aq、查表终端30-A(q+1)~30-Ai。属于第1组的查表终端30-A1~30-Ap,分别连接在该A系统的电力线1-A的相线R1和N1之间;属于第2组的查表终端30-A(p+1)~30-Aq分别连接在该A系统的电力线1-A的相线R2和N1之间;属于第3组的查表终端30-A(q+1)~30-Ai;分别连接在该A系统的电力线1-A的相线R1和N1以及R2之间。
其中,查表终端30-A1~30-Ap和30-A(p+1)~30-Aq,是单相2线的100V的查表终端;查表终端30-A(q+1)~30-Ai是单相3线的100V或200V的查表终端。
并且,上述3组查表终端,在分组时要使该A系统的电力线1-A的各相的负荷平衡达到最佳状态。
再者,在图7中表示在A系统的电力线1-A(即图3所示的由相线R1、N1、R2构成的A系统单相3线的电力线1-A)上连接了多个查表终端30-A1~30-Ai的情况。但是与B系统的电力线1-B(即图3所示的由相线S1,N2、S2构成的B系统单相3线的电力线1-B)上连接多个查表终端30-B1~30-Bj的情况、以及与C系统的电力线1-C(即图3所示的由相线T1、N3、T2构成的C系统单相3线的电力线1-C)上连接多个查表终端30-C1~30-Ck的连接情况,也可采用同样的结构:
图8表示在图1所示的A系统的电力线1-A(即图3所示的由相线R1、N1、R2构成的A系统单相3线的电力线1-A)上所连接的查表终端30-A1~30-Ai的具体结构。
在图8中,该查表终端30的结构部分包括:
光学耦合器31,利用投光器和受光器对表30a的动作进行无力矩光学检测;
对光学耦合器31的检测输出进行计数的计数器32;
电力线通信调制解调器33,把计数器32的计数值作为表的查表值,利用电力线通信将查表值发送到由相线R1、N1、R2构成的A系统单相3线的电力线1-A内;以及
电源部34,用于向光学耦合器31、计数器32、电力线通信调制解调器33供应驱动电力。
当上述表30a是电表时,利用光学耦合器31来检测该电表的旋转板的旋转动作,利用计数器32来计算由光学耦合器31检测出的黑计动率计(电表)的旋转板的转数,此此取得查表值。
再者,当上述表30a是水表、气表时,同样,用光学耦合器31来检测该水表、气表的驱动步骤,利用计数器32来计算由光学耦合器31所检测出的水表、气表的驱动步数,以此取得查表值。
其中,上述计数器32可以用快闪存储器来构成。
另外,在上述说明中,表示采用这样的结构,即利用光学耦合器31来检测表30a的动作,利用计数器32来计算该检测输出,以此取得查表值。但是,也可以采用这样的结构,即该表30a采用可直接输出查表值的、设有查表值输出端子的计量仪表,根据来自该查表值输出端子的输出信号来取得查表值。
再者,在图8中表示了在图1所示的A系统的电力线1-A上所连接的查表终端30-A1~30-Ai的具体结构,但是,在B系统的电力线1-B上所连接的查表终端30-B1~30-Bj、以及在C系统的电力线1-C上所连接的查表终端30-C1~30-Ck也可采用同样的结构。
图9表示在图1所示的A系统的电力线1-A上,即在图3所示的由相线R1、N1、R2构成的A系统单相3线的电力线1-A上所连接的收集终端40的具体结构。
在图9中,该收集终端40,其结构包括;
电力线通信调制解调器41,它连接在A系统的电力线1-A上,即图3所示的由相线R1、N1、R2构成的A系统单相3线的电力线1-A上,可以和下列三种查表终端进行电力线通信;即在A系统的电力线1-A上所连接的查表终端30-A1~30-Ai、和通过网络耦合器20在B系统的电力线1-B上连接的查表终端30-B1~30-Bj、以及在C系统的电力线1-C上连接的查表终端30-C1~30-Ck;
调制解调器43,用于通过图1所示的电话网络50利用电话线50a与中心装置进行通信;
不振铃网络控制部44,用于通过电话网络50以不振铃方式来控制对中心装置60呼叫和被呼叫;
控制部42,用于进行下列控制,即通过电力线通信调制解调器41从下列各查表终端上收集各个查表值,这些查表终端是:连接在A系统的电力线1-A上的查表终端30-A1~30-Ai、连接在B系统的电力线1-B上的查表终端30-B1~30-Bi、以及连接在C系统的电力线1-C上的查表终端30-C1~30-Ck,同时,通过调制解调器43和不振铃网络控制部44把这些已收集到的各个查表终端的查表值发送到中心装置60内。
另外,在图9中,45表示与电话线50a相连接的电话机。
图10是以电力线R1、N1为中心,用高频等效电路来表示上述自动查表系统中的电力线通信电路。
在图10中, Mo~Mn表示分别设置在收集终端40和各查表终端30-A1~30-Ck上的电力线通信调制解调器;Eo—En表示利用分别设置在收集终端40和各查表终端30-A1~30-Ck上的电力线通信调制解调器Mo~Mn来进行电力线通信时所用的载波发生电源。
再者,Z1表示电力线信道的总负荷阻抗;Zc表示网络耦合器20的网络阻抗;Z表示变压器10的接地阻抗;Zo~Zn表示包括电力线通信调制解调器Mo~Mn的各个阻抗在内的接地阻抗(100KHz时的阻抗)。
但是,在该自动查表系统的电力线通信中,电力线R1、R2、S1、S2、T1、T2对大地(接地)是高频等电位的。
再者,电力线通信调制解调器Mo~Mn分别具有ID代码,在电力线通信调制解调器Mo~Mn中,发送调制解调器可以单独发生通信载波。并且,在此情况下,利用100KHz~400KHz作为载波频率。所以,在检测该载波期间,不能从其他电力线通信调制解调器发送载波。但若通信条件齐全,则也可发生载波并进行发送。
图11表示在电力线通信调制解调器MO进行发送时的等效电路图。
在图11中,为计算方便起见,若把各个阻抗作为高频阻抗来计算变压器10的阻抗Za,则
Za=Z+1/{(1/Z1)+(1/Zc)}
=Z+Z1·Zc/(Z1+Zc)…(1)
在上式中,若假设变压器10的接地阻抗为10Ω;从该变压器10供电的户数为30户;每户消耗的功率为30A、100V,则流入该变压器10的电流I在50Hz时为:
30A×30户=900A…(2)
由该变压器10供电的功率P在50Hz时为:
30A×30户×100V=90KVA…(3)
所以,在50Hz时的总负荷阻抗为:
90000/(900×900)=1/9Ω…(4)
所以,在频率100KHz时的总负荷阻抗Z1可由下列简化式求得。
Z1=(1/9)×(100KHz/50Hz)
=222Ω…(5)
同样,网络阻抗Zc可由下式求得。
Zc=1.5×1.5/0.3=7.5Ω…(6)
因此,变压器10的阻抗Za可由式(1)求得如下:
Za=Z+Z1·Zc/(Z1+Zc)
=18Ω…(7)
另外,包括电力线通信调制解调器Mo~Mn的各个阻抗在内的接地阻抗Zo~Zn,假定分别为
7.5Ω(调制解调器本身的阻抗)+100Ω(接地阻抗)
=107.5…(8)
假定n=30,则该阻抗Zl为
Zb=107.5/30=3.6Ω…(9)
所以,该自动查表系统的电力线通信的总阻抗Zp为
Zp=Za·Zb/(Za+Zb)
=18×3.6/(18+3.6)
=3Ω…(10)
但是,在电力线通信中,由于接收功率与通信功率之比,和接收部等效阻抗与发送部等效阻抗之比成反比,所以,
P1/P0=(1/107.5)/(1/3)
=0.028…(11)
若用分贝概算法来计算该值,则为-15.5dB,在该自动查表系统的电力线通信中,即使考虑到其他损耗,一直到-40dB通信都是可能的。
另外,在上述说明中,表示出了由电力线通信调制解调器Mo进行发送的情况,但在由其他电力线通信调制解调器M1~Mn进行发送的情况下也是完全一样的。
再者,收集终端40,即使与连接在A系统的电力线1-A上的查表终端30-A1~30-Ai以外的查表终端进行电力线通信时,也就是说与连接在B系统的电力线1-B上的查表终端30-B1~30-Bj、以及连接在C系统的电力线1-C上的查表终端30-C1~30-Ck进行电力线通信时,也可完全一样地进行电力线通信,只是在网络耦合器20中产生50Ω的耦合损耗。
并且,在该自动查表系统的电力线通信中,例如,在负荷Z1被防止噪音用的电容器断开的情况下,即使负荷Z1和负荷Zc的电路被短路的情况下,该自动查表系统的电力线通信的网络耦合器20也能完成其功能。
也说是说,在式(1)中假定Z1=0,那么
Za=Z+1/{(1/Zl)+(1/Zc)}
=Z
=10Ω…(12)
所以,在此情况下的该自动查表系统的电力线通信的总阻抗Zp为:
Zp=Za·Zb/(Za+Zb)
=10×3.6/(10+3.6)
=2.46Ω…(13)
这时,
P1/P0=(1/107.5)/(1/2.46)
=0.0264…(1 4)
若用分贝概算法来计算该值,则得出一15.8dB,在该自动查表系统的电力线通信中,这样情况也完全可以进行通信。
这样,在该自动查表系统的通信系统中,从技术上看,具有以下优点:
1.采用电力线通信的载波不放在电力线之间的方式,这样以来,电力线通信的载波不会超过变压器10向上流流动(对每1相投置中性点,在电力变压器内利用磁性把载波消除)。
2.由于载波不在电力线之间进行流动,所以,不需要隔离滤波器。
3.由于滤波不在电力线之间流动,所以,不受线间负荷变动和尖峰噪声的影响,不受各种设备的噪声滤波器的影响。
4.由于网络耦合器20的连接形式能随时消除低压配线电压,所以载波收发效率高。
5.即使增加各种负荷,也不会因此而影响通信能力。
图12为表示采用上述结构的该自动查表系统的整体结构的示意图。
在图12所示的自动查表系统中,高压侧的3相电力线1的电压经过安装在电线杆70上的变压器(柱上变压器)进行降压,并进行分支,变成3个系统的电力线(单相3线电力线)1-A、1-B、1-C,然后,同样地通过安装在电线杆70上的网络耦合器20、端子箱90,作为2芯或3芯的引入电力线,拉入各家各户(各家庭)100-A1~100-Ck。
拉入各家各户100-A1~100-Ck的2芯或3芯的引入电力线内,在A系统的电力线1-A上,连接查表终端30-A1~30-Ai;在B系统的电力线1-B上,连接查表终端30-B1~30-Bj;在C系统的电力线1-C上,连接查表终端30-C1~30-Ck。
再者,在图12所示的结构中,已安装了连接在上述A系统的电力线1-A上的查表终端30-A1的各家100-A1内,另外还安装收集终端40,用于从各查表终端30-A1~30-Ck中收集各个查表值,该收集终端40连接在A系统的电力线1-A上,同时通过电话线50a连接到图1所示的中心装置60上。
再者,该收集终端40的连接部位,并非仅限于图12所示的位置,而是连接在A系统的电力线1-A、B系统的电力线1-B、C系统的电力线1-C中的任一个上均可。
图13表示从该自动查表系统中提取出来的通信系统简图。
在图13中,在A系统的电力线1-A上连接查表终端30-A1~30-Ai和收集终端40;在B系统的电力线1-B上连接查表终端30-B1~30-Bj;在C系统的电力线1-C上连接查表终端30-C1~30-Ck。
并且,A系统的电力线1-A、B系统的电力线1-B、C系统的电力线1-C,通过网络耦合器20互相进行高频连接。因此,收集终端40可以利用电力线1-A、电力线1-B、电力线1-C,与查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck之间进行电力线通信。
而且,在该自动查表系统中,收集终端40,通过利用上述电力线1-A、电力线1-B、电力线1-C的电力线通信,分别从上述多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck中收集各个查表值。
再者,收集终端40,通过电话线50a与电话网络50进行连接;中心装置60同样地通过电话线50b与电话网络进行连接。这种结构使得收集终端40可以和中心装置60之间进行数据通信。图14表示图13所示的中心装置60、收集终端40、多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck之间的通信过程。
该图14所示的通信过程,定期地,例如每月进行一次,通过进行这一通信过程,中心装置60可以自动查表,即通过收集终端40来取得多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bi、查表终端30-C1~30-Ck的查表值。
在图14中,当由中心装置60进行自动查表时,首先从中心装置60向收集终端40发出呼叫、若收集终端40的图9所示的不振铃网络控制部44对上述呼叫进行不振铃响应,则中心装置60向收集终端40发送查表指令。
收集装置40,当接收到来自该中心装置60的查表指令时,开始进行指定发送数据的处理,即依次要求多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck提供查表值数据,并依次从多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck接收查表值数据。
具体来说,把从中心装置60发来的查表指令,通过图9中所示的不振铃网络控制部44、调制解调器43,传送到控制部42内,由控制部42利用电力线调制解调器42,通过电力线1-A、电力线1-B、电力线1-C,依次向多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bi、查表终端30-C1~30-Ck发出提供查表值数据的要求,而多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck响应上述要求,分别通过电力线1-A、电力线1-B、电力线1-C依次发送查表值数据,该数数据由控制部42进行接收。
该巡回检测处理至少进行2次,其目的在于防止从多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck发送出的查表值数据在收集时出现遗漏。
利用收集终端40的控制部42来对从多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck发送出的查表值数据进行收集处理,待收集处理结束后,由收集终端40的控制部42,通过图9所示的调制解调器43、不振铃网络控制部44、电话线50a、电话网络50以及电话线50b,把收集到的各个查表终端的查表值数据发送到中心装置60内。
在中心装置60中,根据从收集终端40发送来的各查表终端30-A1~30-Ck的查表值数据,进行收费处理,例如对使用费进行自动转帐,收取费用和开出收据等。
并且,该中心装置60可以由具有以下功能的个人计算机构成:
1.自动拨号功能
2.通信控制功能
3数据处理功能。
另外,在图14所示的通信过程中,采用这样的结构,即根据从中心装置60发出的呼叫,使收集终端40起动,对来自各查表终端30-A1~30-Ck的查表值数据进行收集,但也可采用这样的结构,即收集终端40定期地自动起动,收集来自各查表终端30-A1~30-Ck的查表值数据,在该查数值数据收集以后,利用不振铃网络控制部44自动地向中心装置60发出呼叫,这样即可把从各查表终端30-A1~30-Ck中收集到的查表值数据发送到中心装置60内。
图15表示采用上述结构时的图11所示的中心装置60、收集终端40、多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck之间的通信过程。
在图15所示的通信过程中,收集终端40定期地要求多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck提供查表值数据并且依次接收从多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck发送来的查表值数据而进行巡回检测处理。
具体来说,图9所示的控制部42利用电力线调制解调器43,通过电力线1-A、电力线1-B、电力线1-C,依次向多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck发送提供查表值的要求,而多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck,响应上述要求,分别通过电力线1-A、电力线1-B、电力线1-C,依次发送查表值数据,由控制部42进行接收。
这种巡回检测处理至少进行2次。在这里,这种巡回检测处理至少进行2次的目的在于防止多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck发出的查表值数据在接收时出现遗漏,
收集终端40的控制部42对多个查表终端30-A1~30-Ai、查表终端30-B1~30-Bj、查表终端30-C1~30-Ck所发出的查表值数据进行收集处理,在收集处理结束后,由收集终端40的图9所示的控制部42,利用不振铃网络控制部44,自动地向中心装置60发出呼叫,把已收集到的各查表终端的查表值数据,通过调制解调器43、不振铃网络控制部44、电话线50a、电话网络50以及电话线50b发送到中心装置60内。
在中心装置60内,根据从收集终端40发送来的各查表终端30-A1~30-Ck的查表值数据,进行收费处理,例如对使用要费进行自动转帐,收取费用和开出收据等。
如上所述,若采用本发明,则可提供这样一种新型自动查表方法和装置,即可以利用电力线通信,通过分别拉入上述各家各户的电力线来收集分别安装在各家各户的许多计量仪表的查表值,再通过公用电话网把收集的上述多个查表值发送到中心装置内,因此能对分别安装在各家各户的各种计量仪表进行自动查表,其成本低而且效率高。
并且,在以上说明中,系统的结构是通过电话网络50来与中心装置60进行连接的,但是,也可以利用其他各种专用网络来与中心装置60进行连接。