电能计量管理远程自动抄表系统

目前系统的兼容性是影响电能计量管理远程自动抄表系统推广应用的一个重要障碍，特别是通信协议的兼容性和制造标准的不一致。目前在国内有几个不同的制造标准同时在使用，而每种标准和通信协议又各不相同，规定得特别具体，因此根据不同的标准制造出的产品千差万别，兼容性较差。今年SAC/TC104全国电工仪器仪表标准化技术委员会推出了采用开放式通信协议，等效采用IEC62056的GB/T19882、GB/T19897“自动抄表系统”系列国家标准；该协议从通信的角度，建立电能表的接口模型，使功能模块与低层通信协议隔离。由此，系统之间保持计量数据一致，系统的兼容性问题将很快被解决。
基于GPRS等远程无线自动抄表系统在技术争议中不断发展，取得了长足的进步，正在大面积地推广使用。低压电力线载波自动抄表系统采用扩频、跳频、正交频分复用、阻抗适配滤波、转发中继（载波表可以动态地被本地集中器通过电力线设置为路由器或转发器）等技术及专用芯片，不断克服我国电网拓扑复杂、污染严重带来的诸多实际问题，其抄表成功率大为提高。随着这些新技术的不断出现，逐步解决了低压电力线载波通信可靠性低等问题，目前基本能达到用户提出的80％现场验收条件下一次抄表成功率，虽然对达到供电公司提出的95％的实用化验收标准还有困难，但随着电能表低压配电线载波运行模拟及自动测试系统的出现，现场一次抄表成功率在逐年提高，正在走出困境，走入实用化阶段。
1、自动抄表系统中基本的通信系统
包括；⑴ 有线通信；
① 光纤通信：这种通信方式的连接节点造价和安装费用都比较高，但其具有频带宽、通信距离远、传输速率高、抗干扰能力强等优点，目前被广泛应用于许多领域。
② 电话线通信：投资小，适用范围广，适合不方便布线的地区。不过，此方式无法做到实时监控，传输数据易堵塞，且租赁费用偏高，不适合大容量系统的通信传输。
③ RS485总线：是目前国内自动抄表系统采用较多的一种通信方式，其数据传输速度较快，可靠、稳定，通信质量较高。但布线工作量大，通信信道易受外界因素破坏，且被损坏后故障排除困难，信道后续维护工作量大。
④ 有线电视电缆：主要用于已经建成并使用的集中居住型居民小区，利用已有的有线电视电缆传输数据。传输信道容量大，信号质量好，若拓展其应用范围，其价格便相对低廉。
⑤ 互联网：主要应用于新建的居民住宅小区中，目前由于智能终端设备成本较高，还未能广泛应用。
⑥ 低压电力线载波通信：是供电系统特有的一种通信方式，充分发挥了低压电力线载波通信的质量和实现数据的可靠传输，可采用有振幅键控、移频键控、正交双边带调制及无载波调幅调相等调制方式；为实现数据的高速传输，可采用窄带通信，双音多频调制、线性调频脉冲、多路载波调制、扩频、超窄带及多路载波等传输技术。
⑦ 仪表总线：用于底层仪表数据的采集，目前国外应用较多，而国内还应用较少。
⑧ 电能表通信：多功能电能表能够利用自身带有的串行通信接口传输数据，可省略现场专用的数据传输装置，简化现场数据采集过程。
⑵  无线通信
① 卫星通信：利用近地轨道卫星通信系统传送和接收数据信息，可实现远距离异地联网，以抄读难以抄收的计量仪表数据信息。目前，国内还未将这种高效的通信方式用于自动抄表。
② 无线电波：分为使用小功率无线发射装置的现场手持无线抄表和使用小型大功率无线电台的远程无线抄表两种方式。前一种方式与红外抄表方式类似，且通信距离更远，实用性更强。但信号在传输过程中不够稳定，无线发射装置本身也存在功耗问题，因而目前没有广泛推广。后一种方式覆盖范围广，技术比较成熟，实时性较好，且成本较低，但通信时需要申请频点使用权，因而对使用场合有一定限制，故实际中，多用于大用户电力负荷的无线监控及用电管理系统中。
③ 红外线：在红外可视距离内能非接触的读取仪表数据，操作简单方便，实现较可靠，且成本较低。但信息传输距离较短，对方位性要求高，且系统的自动化程度较低，适合在计量仪表相对集中的城市居民区应用。
④ 短信息：需在管理中心和各集中器中加装无线通信模块，在用户端装配数字化计量仪表，以进行通信。不需重新组网，价格较低廉，且免于维护。但系统实时性及可靠性较差，可能发生信息拥塞和丢失现象，不适合在业务量大的系统中应用。
2、新技术在自动抄表系统中的应用

⑴ 蓝牙技术

蓝牙技术是一种近距离无线通信标准，它能够提供低成本、低功耗的无线接入方式，是近年来无线数据通信技术领域的重大进步之一。蓝牙通信其连接方式灵活，不限制在直线范围，且以一点对多点的方式。

与传统的以电缆或红外方式传输计量测试数据信息相比，在短距离内应用蓝牙技术来构成自动抄表系统，不仅成本低，通信方式灵活，抗干扰能力强，安全可靠，而且适应性强，可用于便携式设备间的近距离通信，并适合大量数据的采集与测控等。但是目前蓝牙技术应用于短程无线局域网时，传输速度较慢，且造价较高。但随着技术的进一步发展，传输距离和速度会增加，价格也会降低，蓝牙技术在电力系统性能参数的无线测量、保护、自动控制以及电站综合自动化等方面，将有更广阔的应用前景。
⑵ 无线局域网技术
凡是采用无线传输媒体的计算机局域网都可称为无线局域网，它采用射频工作方式传输和接收数据，在有线局域网的基础上，通过无线集线器、无线接入节点、无线网桥、无线网卡等设备实现无线通信。无线局域网一般以红外线或无线射频电波作为传输媒介，常用的传输技术有扩频技术、窄带技术和红外技术等；数据传输速率一般为2～11Mbps，最大传输距离达50km以上。
与有线网络传输技术相比，无线局域网具有如下特点：移动性强、管理方便、扩展能力强、组网速度快、开发运营成本低。其不足主要有：网络产品昂贵，一次性投入费用较高、传输速度较慢。
自动抄表系统中，具备无线通信能力的智能终端可以在能量管理中心和底层数据采集器之间构造无线局域网，以实现数据的实时采集和控制。但是，无线局域网易受空间障碍物影响和外部电信号干扰，不可能完全替代有线网络，它可以作为有线通信网络的延伸和补充，与其共同组建自动抄表系统，以实现高质量的通信。
⑶ 嵌入式系统
嵌入式系统是计算机的一种应用形式，通常指嵌入于应用设备中的微处理器系统。典型的嵌入式系统有微控制器、微处理器和DSP等。嵌入式系统具有体积小、易于固化、现场实时反应能力强、软件模块层次化、可移植性强、可靠性高等特点，因此广泛应用于制造企业、过程控制、通信及仪器仪表等领域的产品中。在自动抄表系统中，可以利用嵌入式系统对传统的感应系电能表进行改造，在不破坏感应系电能表结构且不增大其体积的条件下，用嵌入式系统构建电能表的智能控制单元，以增强电能表的可靠性。将构建智能型计量仪表的模拟电路、存储器、微处理器（即嵌入式系统）及各种转换器集成在一起，实现测量、控制、数据处理等用户所需功能的系统级芯片，称为片上系统SOC。SOC可使计量仪表耗能更低、尺寸更小、可靠性更高，目前已有基于SOC的单相预付费电能表与供电局的售电机组成的预付费用电管理系统问世。
此外，基于嵌入式网络技术的远程自动抄表系统已经在工业现场投入实际运行。它以高性能微处理器和嵌入式实时操作系统为核心，系统中的变电所子站和电力局主站通过网络进行通信。其中子站是基于嵌入式网络技术设计的，通过RS-485接口同底层电能表通信，并经网络与主站进行通信。通过子站、主站可以利用网络对各子站的电能表进行参数设置和测得数据采集，然后加以分析处理。这种自动抄表系统已呈现出很好的实时性、可靠性和性价比。
嵌入式技术在自动抄表系统中的应用正逐步深入。利用嵌入式软件可提高无线产品的通信能力，将蓝牙等相关技术与嵌入式软件相结合，也有望推动自动抄表技术的进一步发展。
⑷ 现场总线技术
现场总线技术是一种新型的以智能传感器、控制、计算机、数字通信、网络等为支撑的综合技术，它能使生产现场、微机化测量控制设备间实现双向串行多节点的数字通信。现场总线技术具有开放、分散、数字化、互可操作等特点，使其能够广泛应用于自动抄表系统的构建中。最典型的基于 LonWorks现场总线的自动抄表系统，管理中心通过LonWorks网络读取数据、计算费用并将数据信息送至信息处理平台。系统硬件主要包括管理中心操作站和现场数据采集系统两大部分。
现场总线技术正日益广泛地应用于自动抄表系统。但是，现场总线领域一直存在着通信标准不统一的问题，目前现场总线本身还不能形成一个全开放的互联系统。对用户来讲，同一系统中基于不同现场总线的工业控制仪器设备间的兼容性差，则整个系统的信息传输速度较低，控制实时性差，因而现场总线技术在自动抄表领域的发展和应用受到一定的制约。
⑸ 以太网技术
近年来，以太网技术发展非常迅速，它具有通信速率高，开放性好，应用广泛及价格低廉等优点，且它几乎支持所有流行的网络协议，故在商业系统以及工业控制领域中被广泛采用。以太网服务器和以太网子模块构成局域以太网数据采集系统。以太网子模块读取计量信息，通过局域网传输至以太网服务器。以太网服务器能够实时控制子模块，存储数据，并通过广域以太网与数据管理中心通信，从而实现自动抄表。
⑹ GPRS和CDMA技术
GPRS和CDMA是基于公共移动电话网络的通信方式，具有抗干扰能力强、保密性能好、用户容量大等优点，在无线通信领域应用广泛，是一种发展迅速的数字通信标准。
在计量仪表中直接安装GPRS或CDMA卡，借助公共电话交换网络就能够实现计量数据信息传输通道的无缝连接。这样构建的自动抄表系统，覆盖范围可以很大，能将一个区域或一座城市的自动抄表问题统筹考虑；且其计量仪表的安装和通信连接均很方便快捷，无需中间通信设备连接调试。可以预测，GPRS和CDMA技术会在自动抄表系统中获得进一步的应用。
⑺ 图形图像抄表技术
为提高数据传输的可靠性，近几年还出现了可传输图形图像数据信息的抄表系统。它可将现场计量仪表获得的满足一定清晰度要求的图形图像传至管理部门。如此，可提高系统的可靠性，能观察计量仪表的实际运行情况，及时发现并解决问题。但这种抄表系统在现场需加装摄像机或数码相机以及专用的远程视频传输器。图形图像自动抄表系统在我国才出现不久，它能够降低抄表错误率，提高系统的可靠性。如果造价进一步降低，估计其可在变电站和大中用户范围获得进一步应用。
 3、电力线载波通信技术的发展背景及对策
“十一五”电力规划把电力载波通信技术的研究列入了重大研究课题之中，表明了我国在最近的将来所执行的电力通信技术政策与当前技术发展和应用的适时性和符合性，也反映了电力行业对电力线载波技术和设备发展的要求。在十一五期间将突出地反映在特高压和中压电压等级的电力载波应用两个方面，即重点发展特高压和中压载波技术，兼顾低压电力载波技术。
⑴ 电力载波通信技术按照电压等级的分类
高压电力线载波――指应用于35kV及以上电压等级的载波通信设备。载波线路状况良好，主要传输调度电话、远动、高频保护及其它监控系统的信息。用于特高压的电力线载波通信设备亦属于此类。
中压电力线载波――指应用于10kV电压等级的电力线载波通信设备。载波线路情况较差，主要传输配电网自动化、小水电和大用户抄表信息。
低压电力线载波――指应用于380V以下电压等级的电力线载波通信设备。载波线路状况极差，主要传输电线上网、用户抄表即家庭自动化的信息和数据。
⑵ “十一五”电力通信规划有关电力线载波的内容
① 特高压环境下载波通信方式的研究：对特高压电力载波高频信号传输特性、高频耦合特性以及噪声特性等问题和关键技术进行研究，提出适合于特高压电网的通信方式。
② 中压电力线载波技术的研究：电力线通信技术使用电力系统独有的电力线资源进行数据传输，可以应用于居民用户宽带接入、VOIP电话、居民远程抄表、智能家居等方面，为城市电网提供新传输手段。尤其是中压PLC（电力线载波）的采用，不仅可以为电力系统配电自动化业务提供传输通道，提高城市电力通信网的覆盖范围，降低投资成本，而且在目前普遍缺电的情况下，可以成为需求侧管理和促进营销网络发展的重要手段。因此加快中压PLC技术的研究和应用具有重要意义。研究的重点方向应着重对中压PLC宽带技术开展研究，特别是传输距离、传输速率以及耦合方式等方面的问题，同时要加强信息安全和网络管理问题的研究，提前制定相关技术标准和规范，提升自主开发能力，提高中压PLC技术的整体研究水平。
⑶ “十一五”电力通信规划电力线载波的技术背景
① 特高压电力线载波技术发展和应用取得了骄人成绩：高压电力线载波是电力行业载波技术应用的主流，随着电力线载波通信技术的不断发展和进步，当今的高压电力线载波通信技术及其在电力通信中的应用已经发生了极大的变化。同上个世纪八十年代电力线载波应用的鼎盛时期相比，电力线载波通信近二十年来的变迁和发展，许多方面都发生了变化，主要表现为：电力线载波技术得到更新换代的发展，由模拟通信发展为数字通信，由单通道发展为多通道；电力线载波的应用由原来的基本通信方式改为备用方式；电力线载波传输的信息由话音和远动信号发展为更多的计算机、网络及监控系统的信息；电力通信对电力线载波设备的通信容量、接口功能、信息采集、网管功能和质量水平提出了更高的要求。
② 中压电力线载波技术基本取得了突破：10kV中压配电网线路由于通道状况差，衰减大，阻抗变化大，以及突发干扰强等原因，使载波通信难以开通或者不稳定，以前一直是载波通信的空白点。近年来，随着载波技术的进步，在中压载波设备中采用扩频调制理论、模糊通信理论、以及其它一些相关的先进信号处理方法和一定程度的拓扑中继方法，再加上芯片先进的DSP和FPGA芯片的应用，使载波技术在这一领域的应用已经取得了突破，相关产品在现场使用，效果良好。目前，在福建、上海、四川、东北以及其它地区均实现了现场运行。但是，中压载波设备由于技术差别较大，不同的产品性能各异，选用时需要认真了解，谨慎选择。
中压载波一般分为两种线路方式，一种为架空电力线，另一种为埋地电力电缆。前者的载波应用效果不错，已经可以实现全程无阻波器应用；而后者线路分布参数较大，衰减大，电感耦合衰减高达20dB~30dB，通道状况较差。以上两种线路在我国均实现了现场应用（包括小水电数据、配电自动化通道等方面）。
③ 低压电力线载波应用困难重重：低压电力载波的应用面临通道状况极差，阻抗接近于0，衰减高达80dB以上，突发干扰极强，并且这些参数具有时变性。尽管如此，由于低压载波蕴藏着极大的用户资源和经济效益，因此这几年已成为最热门的研究领域之一，其热度已经达到说电力载波就是指低压载波的程度。许多企业投资千万元以上积极开发低压载波通信设备。目前，低压载波的应用主要集中为集中抄表、家庭自动化和电线上网等方面。其中最热门的是集中抄表应用，国内分为芯片提供商和系统提供商两类企业，相关的国家标准正在制定中。家庭自动化应用在国外相当热门，国内也有企业进行这一方面的工作。
总的来说，电力线载波技术发展整体实现了从模拟到数字的跨越，正向高速网络发展。因此，今后的发展主流是高速宽带，其它还包括多功能、标准化和稳定性等。
⑷ “十一五”期间电力线载波发展与应用的对策
① 电力线载波应在电力通信中担当应有的角色：电力通信担负着电力调度、继电保护和计算机信息传输的重要任务，同时，电力通信网也是由多种通信方式、不同路由组成的复杂网络，要保证电力通信网的无中断可靠运行，单一通信方式和相同的路由存在着极大的通信隐患。从目前的应用效果看，没有一种单一的通信手段能够全面满足不同类型或者规模的电网通信的需求。因此，“十一五”期间电力通信网将采用多种通信方式并存，有主有备的混合通信方式。应当在110 kV ~220kV的备用通道和应用上发挥更大的作用：在35 kV农网和通信网末端的通信设计中，电力线载波可作为首选或者备用通信方式；在特高压通信中积极探讨电力线载波的应用；而在经济发达地区积极地考虑地线载波等电力线载波特殊应用方式的使用。
② 高压电力线载波的发展对策：在220kV变电站和110kV枢纽变电站积极设计电力线载波作为备用通道，正常运行时则以光纤通信为主。在35 kV变电站积极以电力线载波通信为主。设立科研课题研究特高压电力线载波通信设备，尤其是高速率的设备。组织专家编制电力行业高压电力线载波标准，解决国标不适用于数字载波的问题。
积极组织力量研究电力线载波的相关应用，如绝缘地线载波、OPGW外层地线载波、相间载波（尤其在特高压可考虑这种方式）。发展和推广使用相相耦合的载波信号耦合方式。积极组织力量发展高压高速宽带电力线载波设备。
③ 中压电力线载波的发展对策：我国中压载波通信从无到有，从技术突破到实现可靠运行，已经得到了考验，小水电、配电网自动化和大用户抄表信息的传输是中压电力线载波的主要舞台。为此，专家建议：设立科研课题研究中压电力线载波通信设备，重点解决电力电缆载波通信和信号耦合问题；积极推广应用现有的中压载波新产品，积累经验，改进设备性能，以取得更好的应用效果，为小水电、配电网自动化和大用户抄表提供可靠、高速的传输通道；适时开展中压载波电力标准的编制工作。
④ 低压电力线载波的发展对策：应用先进的信号检测理论，加强低压用户集中抄表芯片物理层通信能力的研究，实现低压低速数据的可靠传输。对于条件十分恶劣的通道，可采用网络拓扑中继方式，解决抄表盲区问题；积极发展家庭自动化 （智能家居）载波通信方式的研究，实现室内高速数据的电力线传输应用，为智能大厦、智能家居提供方便、先进的室内通信；研究电线上网的技术原理和应用技术，探讨电线上网的政策和运营方式，努力为实现全面电力线上网打好基础。
⑤ 现有实现电力线数据通信手段：在电力线上实现数据通信，人们进行了很多的尝试。电力线作为一种通信传输介质，具有可变信号衰减、脉冲噪声以及等幅振荡干扰等不利于数据传输的特性。载波通信的成功率主要取决于接收载波信号的信噪比和通信芯片的接收灵敏度。由于电网谐波系数的规定和电能表体积和成本的限制，载波发信功率不可能过大，而电网上的噪声却极其复杂，载波信号在接收端经常被大量的噪声淹没，所以抄表的成功率很大程度上取决于载波通信芯片的性能。目前利用电力线进行通信的产品中，主要采用两种窄带载波通信方式和扩频通信方式。
a、传统窄带载波通信方式：传统窄带载波FM通信方式是一项成熟的传统技术，其在电力线模拟通信方面已达到实用标准，能够做到在电力线上跨相位甚至跨变压器进行通信，价格低廉且较为容易实现，所以在应用中比较普遍。
b、扩频通信方式：扩频通信方式是一种利用类似以太网的带有冲突检测机能的载体侦听多重访问CSMA/CD协议的扩频通信技术。它利用一系列短促的、可自同步的扫描频率chirp作为载体，这种chirp具有固定模式，可被网上的任意结点接收。具有较强的抗干扰能力和自相关特性，可以使所有连接在网络上的设备同时识别从网上任意设备发出的独特波形，而不需要在发送和接收设备间进行同步。但扩频通信方式传输距离较近，只能使用单信道频段，系统成本高，很难实现全双工数字通信。
 4、国际PLC电力线通信发展状况
PLC技术从上世纪二十年代开始已经经历了很长的发展历史，但是由于电力线是最不稳定、干扰最大、最困难的有线通信媒介，极大地限制了它的应用频带和传输速率，所以一直未发展成熟。长期以来，电力线通信技术只是局限在与电网调度管理相关的特定专业市场应用。直到最近几年，由于宽带技术的发展及市场竞争的推动，更由于新的调制技术、DSP技术及新型PLC专用成套芯片的出现，才带来新的应用和解决方案。PLC新应用领域主要有两个，其一是利用家庭中的电源插座进行组网的不重新布线的“家庭网络”，其二是利用中、低压电力配线网传输宽带信号的“最后一公里接入”。
根据国际联盟PLC全球标准体系的制定情况表明，新兴的电力线通信技术已获得重大技术突破，其实用化的产品速率已达到200Mbps以上，以至于PLC的市场应用领域已瞄准以视频为中心的宽带接入与宽带家庭网络，包括HDTV、IPTV、VOD、DVB、DVR的接入与分配。
PLC通信难点与技术突破：遍布城乡的交流电源线是一种最困难的有线通信媒介，主要干扰通信传输和劣化通信信号的因素是来源众多的不可预知的干扰、衰减和失真，包括宽范围的阻抗变化、高衰减电平、多路径时延传播等等。要在如此恶劣的条件下可靠、准确、低时延地传输高速宽带数据信号，必须找到一种能克服各种障碍的综合技术。
实现PLC技术突破的基本技术是在物理层采用OFDM，即“正交频分复用”技术，以及在MAC层采用CSMA/CA，即半双工以太网采用的“带碰撞检测的载波监听多路访问”技术。
OFDM是上世纪60年代首次提出的理论，它把可用频谱分成许多窄带载波来用，这类似于XDSL；IEEE802.11无线LAN委员会也选择OFDM，未来的4G移动通信也将采用OFDM技术。OFDM技术具有如下特点：
⑴ 每个载频能支持几种调制格式：ROBO、BPSK、QPSK、QAM；
⑵ 能在恶劣的环境中实现同步；
⑶ 单频动态定位以避让无法使用的频段；
⑷ 能在带内干扰或冲突下不工作；
⑸ 支持广播传输；
⑹ 极好的抗信道干扰性能；
⑺ 不需要信道均衡；
⑻ 不需要时钟同步。
OFDM在频域内的单频定位功能，能自动避开单频干扰和衰减过大的频点，以实现最佳信噪比。
在实现技术突破后，还需要制订成套的PLC全球统一标准，才能实现芯片和整机的规模化生产，以便显著降低产品成本，真正实现PLC的大规模推广应用。
综上所述，PLC宽带电力线通信技术应用种类繁多、前景广阔，对用户使用来说又不需要另外布线、简单易行，所以特别为公众所看好；但同时，因为技术难度很大，又存在不少的行政和技术管理壁垒，所以被一些人长期置疑和否定。但从2006年PLC成套系列标准制订的情况表明，宽带电力线通信已经实现了重大突破，虽然还存在各种困难和障碍，但这仍然预示着PLC的全球规模应用正在开始，也预示着一个巨大的、新的市场机遇已经到来。中国在PLC技术的应用方面并不落后，而且不少人认为在PLC的应用试验方面是走在了世界的第一队列。但是，在电力体制、运营体制、行政管理、相关政策、技术标准、芯片技术等等诸多方面，离PLC的大规模推广应用就相对落后了。PLC在竞争激烈的全球宽带接入网中将异军突起。
5、IEC62056标准
经过近几年的发展，IEC62056标准体系已经趋于成熟和完善，一些国际知名制造商如Landis+Gyr、EnergyICT、ENERMET Oy、Actaris Metering Systems、Siemens Metering等开发出了满足该标准的仪表及相关的设备与系统，并已投入商用。相应的符合性测试工具、认证规程、相关的ID注册维护管理机构以及第三方技术支持与开发资源也得到了完善和发展，使得IEC62056具备了大规模推广应用的技术与市场条件。
IEC62056是一个协议体系，包含一系列协议组成部分，而且还在不断的扩充新的协议组成部分以适应各种通信介质和新的应用需求。目前主要有以下部分：
IEC62056-21（2002-05） 直接本地数据交换
IEC62056-31（1999-11） 本地双绞线载波信号网络的使用
IEC62056-32  本地基带信号网络的使用
IEC62056-41（1998-11） 使用广域网络的数据交换：PSTN
IEC62056-42（2002-02） 面向连接的导步数据交换的物理层服务和过程
IEC62056-46（2002-02） 应用HDLC协议的数据链路层
IEC62056-47  用于IP网络的COSEM传输层
IEC62056-51（1998-11）应用层协议
IEC62056-52（1998-11）DLMS服务器通信协议管理
IEC62056-53（2002-02） COSEM应用层
IEC62056-61（2002-02） 对象识别系统
IEC62056-62（2002-02） 接口类（IC）
IEC62056是分层结构的协议体系，遵循OSI开放系统互联协议模型，并根据电能测量的具体应用，典型地定义了面向连接的基于HDLC数据链路层的三层增加性能协议栈；以及基于互联网应用的TCP-UDP/IP栈。
要全面地理解标准，光靠标准的本身还不够，还需要熟悉掌握其引用的其它标准，最主要的有dlms（IEC61334中的应用协议部分）、ASN.1（抽象语法记法1）及编码规则、关于OSI互联协议模型的标准等。
IEC62056-62，-61是描述仪表模型的，包括仪表数据模型和功能模型：-52，-53，-47，-46，-42，-31，-…是描述通信协议的，这些通信协议部分是分层次的，首先掌握纲领层次，再去充实底层各种应用相关协议标准。上面这二大部分是相对独立的。前面的模型可以独立于通信协议而存在，也就是说-62，-61的内容可以用于IEC62056描述的通信协议栈，也可以用于其它的通信协议栈。
所谓的仪表模型实际上是介绍了或者说是规范了仪表的实现理念――用面向对象建模的方法来构建仪表。说白一点，就是先给你定义了（做好了）标准的构件（库），由你去根据具体应用从标准构件库中选用适当的构件来构建你的仪表。这样表计在标准通信协议（如果采用的话）外，还按规范要求去实现你的表计（数据与功能），不难想象，这样做出的表更容易实现互操作性。
按照协议理论的OSI七层协议模型，能够开放的系统互联协议完整的应包含7个协议层：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、链路层、物理层。其中：
链路层的基本功能是保证相邻结点之间无差错地传送数据，负责多个通信设备共用同一个物理层时的通道协调等；
网络层是解决多个局部通道之间的通信问题。上述链路层解决的是相邻点之间局部介质上的无差错传送，当2个通信设备之间相距几段（几个）通信介质无直接物理通道连接时，通信需要中转并可能经过多次中转。如何选择各中转站，提高中转效率是网络层的主要工作。网络层要求网络上的各设备具有唯一的名字或地址即网络地址；
传输层解决上述网络层引起的数据通信可靠性问题。链路层控制能够校验局部通道产生的误码，但因中转而产生的掉数据包等问题必须专门处理。这层就是负责2个通信电之间逻辑通道的建立与终止、数据包重复/丢失/错位检测、以及数据流的控制。
有了物理层、链路层、网络层、传输层，这4层就有了一个完整的通信系统。
综上所述，低压载波通信中的网络拓扑分析与路由功能，应分布在链路层、网络层、传输层来完成。在这里需要将网络拓扑分析所需的依据与方法进行分类并具体化，有了完整的低压载波通信协议，完全可以将其标准化，并固化为专用芯片。
载波通信协议与抄表通信协议（可以是dlms，也可以是其它抄表协议）是2个不同层面的协议。使用低压载波通道的自动抄表（AMR）系统中，理想的做法应是：载波通道的通信协议与抄表协议是分开的2个协议。这2个协议之间需要一个接口，接口内容包括：通道通信相关参数的设置、通道状态的反馈等等。对于抄表通信协议而言，载波通道的通信在设定的参数下提供透明的数据传输。至于载波通道通信的可靠性则由载波通道通信协议来保障。这样做载波通信的就专注于载波通信的可靠性，包括配网拓扑分析与路由算法等，它与具体的抄表通信协议关系不是很大。