無(wú)線(xiàn)電表的研發(fā)與應用

安科瑞虞佳豪

智能電表從概念上講，主要是區別于傳統的機械電表，同時(shí)具備電能計量和信息傳輸功能的電力監測類(lèi)設備都可以稱(chēng)之為智能電表。而傳統的機械電表，僅有電能計量的功能。其計量工作的原理也是完全不同的，智能電表從設計原理上采用了多種計量芯片和半導體電子元件來(lái)代替原來(lái)的機械計量方式。新的集成電路設計，能夠對小電流進(jìn)行更為精準的計量，而且隨使用時(shí)間的推移不會(huì )出現磨損等情況，使用時(shí)間對計量精度幾乎沒(méi)有什么影響。世界范圍內的電力網(wǎng)絡(luò )面臨著(zhù)越來(lái)越多的挑戰。分布式可再生能源發(fā)電（如屋頂太陽(yáng)能電池板或社區風(fēng)力渦輪機）的快速部署可能導致相當大的不可預測性。以前使用的“即插即用”的電力網(wǎng)絡(luò )運行模式已不再適用，需要更積極的管理。此外，新型需求（例如推出電動(dòng)汽車(chē)充電）也可能是不可預測的來(lái)源，特別是如果集中在配電網(wǎng)的特定區域。

網(wǎng)絡(luò )經(jīng)營(yíng)者必須保持功率和電壓的所有連接點(diǎn)的安全操作范圍之內的網(wǎng)絡(luò )，作為出界的波動(dòng)可能會(huì )損壞昂貴的設備和連接設備。因此，對網(wǎng)絡(luò )的哪個(gè)區域可能面臨風(fēng)險并需要干預（例如加強網(wǎng)絡(luò )或額外存儲以平滑波動(dòng)）進(jìn)行準確估計越來(lái)越成為關(guān)鍵要求。

智能電表數據分析對于識別配電網(wǎng)絡(luò )中的“風(fēng)險”區域具有很大的希望。然而，使用智能電表數據可能會(huì )帶來(lái)重大的實(shí)際限制。在許多國家和地區，智能電表的推出并沒(méi)有提供全覆蓋，因為安裝是自愿的，許多客戶(hù)可能會(huì )拒絕在家中安裝智能電表。此外，即使在成功推出智能電表的地方，也必須考慮隱私限制，并且在實(shí)踐中，監管機構在很大程度上限制了智能電表網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商可以訪(fǎng)問(wèn)的私人數據。

隨著(zhù)通信技術(shù)的應用越來(lái)越廣泛，具有通信功能的電子產(chǎn)品越來(lái)越多，同時(shí)也隨著(zhù)Wi-Fi無(wú)線(xiàn)覆蓋網(wǎng)絡(luò )區域的形成，如何利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )覆蓋廣、帶寬高、低使用費率的優(yōu)勢組建物聯(lián)網(wǎng)系統，變成了一個(gè)很實(shí)際的問(wèn)題。

安科瑞也緊跟趨勢推出了滿(mǎn)足客戶(hù)需求的支持Wi-Fi接入的ADW300系列物聯(lián)網(wǎng)儀表，同時(shí)在通訊協(xié)議上也進(jìn)行了適配，目前支持MODBUSTCP協(xié)議、MQTT協(xié)議等。盡可能的滿(mǎn)足多樣化的客戶(hù)需求。

NO.1

WIFI原理及優(yōu)勢

Wi-Fi俗稱(chēng)無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)。作為目前無(wú)線(xiàn)IP傳輸的成熟技術(shù)，由于其具有傳輸距離遠、帶寬高、組網(wǎng)容易，在各行各業(yè)已被廣泛使用。伴隨著(zhù)三大運營(yíng)商大規模建設基于Wi-Fi技術(shù)的無(wú)線(xiàn)城市以及Wi-Fi覆蓋的普及，其物聯(lián)網(wǎng)應用架構已然形成！

基于Wi-Fi的物聯(lián)網(wǎng)儀表雖有其自身的限制但同時(shí)也具有其無(wú)以比擬的優(yōu)勢：

a) 成本低廉：相對于有線(xiàn)安裝、維護、故障診斷的成本。

b) 活性高：沒(méi)有電纜的約束，設備可任意架設和調整。

c) 低功耗：采用低耗能設計。

d) 可靠性高：在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中大部分的故障是由連接器引起的，而無(wú)線(xiàn)系統則排除了這樣的可能。并可滿(mǎn)足在艱苦工業(yè)環(huán)境所要求的持久性和可靠性。

e) 安全性：具有多種加密方式，保證數據傳輸私密性。

f) 施工周期短：Wi-Fi組網(wǎng)方式，可以通過(guò)節點(diǎn)的自組織和自配置功能迅速搭建成合理的通信網(wǎng)絡(luò )。

以上的優(yōu)點(diǎn)使得Wi-Fi技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中廣泛應用于電力監控、油田監測、環(huán)境監測、氣象監測、水利監測、熱網(wǎng)監測、電表監測、機房監控、車(chē)輛誘導、供水監控等。

NO.2

儀表介紹

ADW300儀表具體功能：

① LCD液晶顯示，可按鍵設置。

② 采取4G通訊方式，數據直傳平臺。

③ 正反向有功、無(wú)功電能計，四象限無(wú)功電能，復費率電能等電力參數測量。

④ 支持帶電安裝，不影響企業(yè)的正常生產(chǎn)運營(yíng)。

⑤ 支持4路測溫，1路剩余電流，4路DI、2路DO。

⑥ 支持過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、缺相、過(guò)載、溫度過(guò)高、不平衡度、諧波過(guò)高等報警功能，并可配置對應的DO輸出

⑦ 支持停電上報，將停電信息上報以進(jìn)行告警，從而使系統平臺能對現場(chǎng)設施的工作狀況進(jìn)行準確的判斷。

⑧ 滿(mǎn)足各地相關(guān)的政策標準要求。

協(xié)議介紹

1.MODBUS/TCP

MODBUS/TCP使MODBUS_RTU協(xié)議運行于以太網(wǎng)，MODBUS/TCP使用TCP/IP和以太網(wǎng)在站點(diǎn)間傳送MODBUS報文，MODBUS/TCP結合了以太網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò )和網(wǎng)絡(luò )標準TCP/IP以及以MODBUS作為應用協(xié)議標準的數據表示方法。

2MQTT協(xié)議

MQTT(消息隊列遙測傳輸)是基于發(fā)布/訂閱范式的消息協(xié)議。它工作在 TCP/IP協(xié)議族上，它需要一個(gè)消息中間件。

MQTT是一個(gè)基于客戶(hù)端-服務(wù)器的消息發(fā)布/訂閱傳輸協(xié)議。MQTT協(xié)議是輕量、簡(jiǎn)單、開(kāi)放和易于實(shí)現的，這些特點(diǎn)使它適用范圍非常廣泛。

WIFI接入的ADW300系列儀表目前支持以上協(xié)議，用戶(hù)可以根據自身需求選擇合適的協(xié)議，后續有新的需求我司也會(huì )及時(shí)更新。

NO.3

數據傳輸作為物聯(lián)網(wǎng)應用中的信息支撐，其應用范圍已遍布各個(gè)領(lǐng)域。在物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)數據傳輸的應用中，作為具有較高便捷程度的WIFI傳輸方式，成為了較多人的選擇，選擇高速率的WiFi模塊及無(wú)線(xiàn)解決方案也是提高數據傳輸效率的優(yōu)解。