双模集中抄表技术

作者:愿景科技

目前全国各地小区集抄试点用得较多的有纯载波或纯无线组网方式,这两个方案都存在着明显的弊端:低压电力线路的通信环境恶劣,载波通信容易受电网阻抗变化、噪声、谐波等影响,造成通信不可靠,一次实抄率仅为80%~90%;无线微功率通信受传输距离、建筑物阻挡、无线干扰等原因影响,抄表成功率也较低。为了解决通讯成功率问题,愿景科技的集抄系统采用载波与无线相结合的通信方式,以载波为主,无线为辅,两者互相协调,自动切换,构成双通道的解决方案,克服了载波与无线的缺陷,实抄率与准确率高达99%以上,真正实现了居民表计数据自动准确抄读。

  一、电力载波方式:由于低压电力线网络复杂配网方式各式各样,动态组网技术才可以兼顾不同拓扑结构,不同地区的电表等。

  组网特点:电力线载波通信信道的时变性、频率选择性和强干扰性等特点,使得用电力载波通信方式组网必须具有自己的特点:

  1)网络物理拓扑和逻辑拓扑会经常发生变化。这些变化使得电力线通信组网具有了很多自组网络特征。因此,传统的电力线载波通信方法既无法保证通信距离,也无法保证电力线通信系统长期运行的可靠性。

  2)采集器自带中继功能。作为控制网用的窄带电力线通信,通信距离会随着电网信道质量的变化而动态变化。

  3)通信媒质共享信道。在一个供电变压器下,电力线载波信道完全共享,信息以广播的方式发布,所有电力线载波节点(以下简称节点)共享同一个信道。在此环境下,低压配电网信道特性的固有特点不能保证每一个载波节点能够正确地收到相关信息。因此,电力线通信组网需要通过路由/中继器将同一个物理子网划分成多个逻辑子网。

  4)弱数据处理能力。控制网一般由一个中心(核心)节点、多个主节点和若干个终端设备节点组成。中心节点和主节点一般为控制器,所包含的CPU数据处理能力相对比较强;而终端设备多为执行器或数据采集器,或不包含CPU,或所包含的CPU数据处理能力较弱。电力线通信模块一般采用弱数据处理能力的CPU。因此,电力线组网应当尽量基于现实国情,采用尽可能优化的算法和路由,实现具有电力线载波通信网特点的网络路由算法。

  5)一对多通信。在控制网中,通信方式经常是“一对多”,即一个控制器(中心节点)与它所负责控制的若干个终端设备(终端节点)之间通信,各终端设备之间不需要直接的命令发布(通信)。因此,只需要维护一个全局路由表,即只需要保证中心节点与所有终端节点可靠通信,这大大简化了电力线通信路由表的维护工作。

  二、无线传输:针对低压用户用电信息采集系统,由具有微功率无线模块的集中器、无线采集器和电能表等组成无线通信网络,现场使用无线电能表,或对集中装表的场合每个计量表箱内安装一个无线采集器,通过RS485接口采集电表的电量,然后通过自组织微功率无线网络传输数据至配电台区的无线集中器,集中器通过远程通讯网络传输数据至主站后台系统。

  无线自组网的节点之间通过多跳数据转发机制进行数据交换的,需要路由协议进行数据包转发决策。路由协议主要监控网络拓扑结构变化、交换路由信息、维护和选择路由,并根据选择的路由转发数据,保障网络的连通性。路由算法可以依据无线信号强度RSSI或者质量LQI,在路由协议的帮助下确定路由表。路由选择应综合考虑网络的时延和传输可靠性因素。我双模集抄方案,采用电力载波与无线双通道相结合的相辅相成方式,保证可靠通信,实现一次实抄率99%以上,从而为主站预付费提供保障。