科技創(chuàng )新及產(chǎn)品應用：小功率無(wú)線(xiàn)通訊在電表中的應用

自國家無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì )將470～510Mhz規劃給民用無(wú)線(xiàn)計量?jì)x表等類(lèi)型設備使用，各類(lèi)表計制造企業(yè)紛紛開(kāi)始進(jìn)行小功率無(wú)線(xiàn)數據傳輸的研究及產(chǎn)品化設計。其中可能因行業(yè)應用的不同而影響整體設計方案不同，同時(shí)各地方表計的主管部門(mén)也紛紛推出鼓勵政策，以促進(jìn)該類(lèi)行業(yè)的科技創(chuàng )新及產(chǎn)品應用。

1. 小功率無(wú)線(xiàn)通訊在電表中的應用及發(fā)展

電表的發(fā)展經(jīng)過(guò)了機械式計量到電子式計量的過(guò)程，目前正在由電子式計量進(jìn)入到電子智能化的階段，并且發(fā)展迅速。

電表應用的自動(dòng)抄表經(jīng)歷了紅外抄表，RS485總線(xiàn)通訊抄表，PLC電力線(xiàn)載波抄表，及目前正在發(fā)展的小功率無(wú)線(xiàn)抄表、GPRS抄表的階段。在目前的市場(chǎng)中，各總抄表方式共存、互補，并且在新的國家電網(wǎng)的電表標準中，已經(jīng)將通訊模塊的物理接口做出強制規定，也為電表的各種通訊方式的兼容鋪平了道路。小功率無(wú)線(xiàn)抄表之所以在各類(lèi)抄表模式的競爭中引起表計制造廠(chǎng)家的關(guān)注，主要有以下幾個(gè)優(yōu)勢：

1)抄通率高。

2)通訊效率高。

3)安裝成本低。

4)可拓展應用多。

5)小功率無(wú)線(xiàn)技術(shù)門(mén)檻低，易于形成產(chǎn)品。

總體說(shuō)來(lái)在實(shí)際應用中小功率無(wú)線(xiàn)通訊在目前的階段主要可以解決不入戶(hù)抄表，實(shí)時(shí)上傳數據，電表故障監測及未來(lái)實(shí)現智能電網(wǎng)合理分配電能等等功能。

電表由于有穩定的供電電源，相對對于智能化發(fā)展的過(guò)程中，對自身計量及智能控制，數據傳輸的過(guò)程中的能耗相對要求并不是非?？量?，所以能夠在應用中靈活處理無(wú)線(xiàn)抄表碰到的問(wèn)題，但也有其他三表中要求更高的電氣指標。

在電表的應用中基本要求具有如下的技術(shù)功能：

1) 自行組網(wǎng)功能。

2) 通訊自動(dòng)調頻功能。

3) 可根據功能的拓展需求自升級功能。

1.1 自組網(wǎng)功能

無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)是一組以無(wú)線(xiàn)鏈路進(jìn)行通信、由移動(dòng)節點(diǎn)動(dòng)態(tài)形成得網(wǎng)絡(luò ), 它是一個(gè)多跳的臨時(shí)性自治系統。

與單跳的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )不同，自組網(wǎng)節點(diǎn)之間是通過(guò)多跳數據轉發(fā)機制進(jìn)行數據交換的, 需要路由協(xié)議進(jìn)行分組轉發(fā)決策。無(wú)線(xiàn)信道變換的不規則性, 節點(diǎn)的移動(dòng)、加入、退出網(wǎng)絡(luò )等也會(huì )引起網(wǎng)絡(luò )拓撲結構的動(dòng)態(tài)變換, 路由協(xié)議的作用就是在這種環(huán)境下，監控網(wǎng)絡(luò )拓撲結構變換，交換路由信息。定位目的節點(diǎn)位置，產(chǎn)生、維護和選擇路由，并根據選擇的路由轉發(fā)數據，提供網(wǎng)絡(luò )的連通性。它是移動(dòng)節點(diǎn)互相通信的基礎。

無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)的主要特點(diǎn)在于不需要固定的基礎設施支撐，不需要預先配置主機，能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)快速的組建起一個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò );節點(diǎn)可以任意移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò )拓撲結構動(dòng)態(tài)變化，沒(méi)有專(zhuān)用的固定基站或路由操作作為網(wǎng)絡(luò )的管理中心，網(wǎng)絡(luò )中每個(gè)節點(diǎn)都兼有主機和路由器的功能;節點(diǎn)間以對等的方式進(jìn)行通信, 具有高度的協(xié)作性，網(wǎng)絡(luò )路由學(xué)藝通常采用分布式控制方式，比中心結構的網(wǎng)絡(luò )具有更強的魯棒性和抗毀性等。

1.2 防沖撞通訊或自動(dòng)跳頻功能

在設置路由設備的頻率時(shí)，由于采用的是同頻收發(fā)，自然就存在節點(diǎn)之間的同頻干擾問(wèn)題。在解決這個(gè)問(wèn)題時(shí)，可以使用載波偵聽(tīng)多點(diǎn)接入/ 避免沖撞的方法。在每次發(fā)送數據時(shí)，需要先等待一個(gè)任意長(cháng)的周期，在這個(gè)任意的退避時(shí)間之后，如果設備發(fā)現信道空閑，就會(huì )發(fā)送數據幀;反之，如果設備發(fā)現信道正忙，則將等待任意長(cháng)的周期后，再次嘗試接入信道。這樣可大大降低沖突發(fā)生次數的概率，從而能夠滿(mǎn)足抄表的需要。

1.3 自動(dòng)升級功能

根據日后的用戶(hù)需求，增加更多的功能及產(chǎn)品升級、調整等，無(wú)線(xiàn)抄表的方案在設計之初需要預留自升級的功能及接口，這樣可以大大增加產(chǎn)品的使用期限及附加值。2. 小功率無(wú)線(xiàn)通訊在氣、水表中的應用及發(fā)展

隨著(zhù)國家的節能減排的大政策背景下，氣、水表的發(fā)展將實(shí)現跨越是發(fā)展的趨勢。由目前仍然在使用的以機械式計量為主的方式直接進(jìn)入到智能式計量、控制的方式。