短距离无线通信技术在0.4KV低压抄表中的应用1、当前0.4KV抄表现状传统的抄表模式为人工抄表,即以人工读表计示数、记录、手工输入微机、打印公布榜的这种抄表管理模式。综合分析其利弊,人工抄表不可避免读数误差、抄表人员多、爬杆抄表或上墙抄表繁琐、人身安全隐患大、抄表时间长、人工 输入表码繁琐等。概括起来讲,就是增加了人力、物力、财力所带来的工作效率并不是很高。
2、几种无线通信方式的简介
0.4KV抄表工作要求抄表电工在0—200米范围内,不登杆对计量箱进行抄录电量和控制工作,因此我们做课题时着重研究了几种短距离无线通信实用技术,即:红外技术,蓝牙技术,微功率短距离无线通信技术,现分别简介如下:
2.1.红外技术红外通信技术采用人眼看不到的红外光传输信息,是使用最广泛的无线技术,它利用红外光的通断表示计算机中的0-1逻辑,通常有效作用半径2米,发射角一般不超过20度,传统速度可达4 Mbit/s,1995年IrDA(InfraRed Data Association)将通信速率扩展到的高达16Mbit/s ,红外技术采用点到点的连接方式,具有方向性,数据传输干扰少,速度快,保密性强,价格便宜,因此广泛应用于各种遥控器,笔记本电脑,PDA,移动电话等 移动设备,但红外技术只限于两台设备通讯,无法灵活构成网络,而且红外技术只是一种视距传输技术,传输数据时两个设备之间不能有阻挡物,有效距离小,且无法用于边移动边使用的设备。
2.2.蓝牙技术蓝牙技术是一种短距离无线通信技术,它采用无线电射频技术实现设备之间的无线互连,有穿透能力,能够全方位传送,主要面对网络中各种数据和语音设备,通过无线方式将它们连成一个微微网(Piconet),多个微微网之间也可以形成分布式网络(Scatternet),从而方便,快速的实现各类设备之间的通信,蓝牙技术使用2.4GHz的ISM(Industry Science Medicine)频段,具有全球可操作性,最大传输率1MBit/s,当发射功率为1mW时,有效距离小于等于10米,适合于鼠标,键盘等短距离设备, 当功率为100mW时,适合于移动电话,笔记本电脑等经常变动环境的设备。它采用跳频扩频FHSS(Frequency Hopping Spread Sprectrum)技术,具有非常可靠的数据和语音传输能力,蓝牙芯片尺寸小,功率低,其应用越来越广泛。但一个微微网同时连接的设备个数不能多8个, 当多于8个时只能通过建立多个微微网,利用跨两个微微网的设备进行连接,会造成网速下降,蓝牙技术更强调设备之间的连接,而不是客户机与服务器之间的连接,并且蓝牙技术尚无国际标准,只有蓝牙利益集团制定的行业标准。
2.3微功率短距离无线通信技术它一般使用数字信号单片射频收发芯片,加上微控制器和少量外围器件构成专用或通用无线通信模块,一般射频芯片采用FSK调制方式,工作于ISM频段,通信模块一般包含简单透明的数据传输协议或使用简单的加密协议,用户不用对无线通信原理和工作机制有较深的了解,只要依据命令字进行操作即可实现基本的数据无线传输功能,因其功率小,开发简单快速而应用广泛,但数据传输速度、流量都较小,较适合搭建小型网络。在 工业,民用领域使用较广。各种短距离无线通信技术主要性能列表比较如下:红外技术蓝牙技术微功率短距离无线通信技术系统功耗<100mA<100mA<60mA通信距离<10米<100米<300米通信速率<4Mb/s<1Mb/s<20kb/s通信频率红外频率2.4GHz433MHz频率申请否否否开发难易易难易通信方式红外蓝牙FSK模块成本很低高低通信方式红外蓝牙FSK模块成本很低高低在综合考虑了技术可靠性、经济可行性、推广应用的可能性等方面后,我们选择了微功率短距离无线通信技术作为0.4KV低压抄表数据传输和控制的关键技术。
3、短距离无线通信技术在0.4KV抄表中的应用我们在做课题时将短距离“无线数传模块”和“采集模块”内置在抄表终端内,抄表终端和电能表集中安装在计量箱内,每个抄表终端最多可以采集16只电表的电量。在用电村或小区内组建一个四级抄表网络,3.1采集模块(采集器)将电表的脉冲输出线连接到采集器的采集端,采集器会自动检测电表发出的脉冲信号并计量和存储电表的电量,每个采集器最多可以连接16个脉冲电表。每个电表的地址码互不相同,同样,每个采集器也有一个自己的地址码。采集器上还连接有一块无线数传通讯模块,用于接收和发送数据。平时采集器处于休眠状态,当收到指令时,采集器被唤醒并执行相应的操作。抄表终端(采集器)初始化须进行有关参数的设定,如:电表的 基数、常数、地址码、采集器地址、系统时间等。抄表终端(采集器)内置时钟。抄表终端(采集器)具备16路通断电控制输出(可选),通过控制磁保持继电器,以实现对欠费用户的停送电控制。抄表终端(采集器)预留485通讯接口,以实现与485电表之间的通讯。
3.2无线数传模块主要技术参数发射功率:50mW接收灵敏度:-118dbm接收电流:≤20mA发射电流:≤40mA空旷距离:300m