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  • 如何解决智能电表的通信难题

    日期:2016-04-25

    来源:北极星输配电网


      智能电表和其它“智能能源”设施和仪器的通信和连接需求对设计人员和付出人员提出了严格的挑战。


      让咱来了解一下智能电表的通信难题,并打听当前设备是如何解决这些课题的。接下来,咱将考虑应如何解决这些课题来提供具有成本效益且能满足未来需求之商用智能电网解决方案。


    灵活性和多模:新一代智能电表的主要部署属性


      解决方案基于各种各样的技能,因地理位置、本土网络基础设施标准和质量而异。


      HAN(学者域网)或BAN(楼域网)采取短距离无线标准(如ZigBee、Thread、WiFi和蓝牙)名将家电设备连接到智能电表。她还可以采取PLC(电网载波)无线技术。


      NAN(邻域网)采取星形网络拓扑结构,如蜂窝M2M(GPRS、3G、LTEMTC、NB-IoT、LPWAN)名将每个电表直接连到基站,并利用云或网状网拓扑结构,如PLC或802.15.4g名将全部智能电表节点聚集到DAP(数量聚集点),而该DAP名将采用蜂窝M2M(GPRS、3G、LTEMTC)直接连接到基站或通过以太网直接连接到云。


    灵活性


      解决方案必须要有足够的灵活性才能支持地方列出的凡事标准,其中的一些专业仍在开发中,可能需要现场更新和长途升级。


      例如PLC艺术已经把多师正式组织开展过标准化,如IEEEP1901.2、PRIME(基于电力线的本能电表演进标准)和G3,并且这些艺术标准均提供多种不同之数目速率和效率带宽。各国国家也都派生了不同之PLC艺术分支版本来针对自己之专线具体情况进行多元化。


      至今,仍然没有一个通用的互操作性标准来管理智能电网的通信,也可能永远都不会有!


    多模


      多模也是必需之安装,因为大多数用到情况下都要求多个力量同时运行。欧洲和亚洲城市布局之NAN方形拓扑结构需要并发支持PLC和802.15.4g,因为一个节点可能通过PLC联网到一个节点,同时通过802.15.4g联网到另一番节点。


    超低功耗


        虽然插电智能电表有主电源,但不插电计量设备必须要用两节AA电池运行5到10年,这要求空闲和售价功耗都要开展非常密切的异化。


    超低成本


      为使智能电表得到长足而广泛的配置,整整HAN/NAN打电话模块的物品(BOM)资产应在15到20第纳尔之间。


      现有的通信解决方案使用以硬件为核心的调制解调器。这种调制解调器不能升级以跟上标准的演化和国度一定版本的生成,所以不能支持现场更新。


      于是多模系统是异构的,因为它们包含众多零散、独立的基于硬件的调制解调器。其次能耗、性能、资产和面积的力度来看,这种异构解决方案也缺乏完美。此外它们需要的上市时间也比较长。


      为了使用低成本、低功耗的解决方案解决这些课题,硬件定义调制解调器(SDM)应运而生。那些调制解调器应采取一个统一的高性能处理器,而这个处理器可以运行多个PHY和协商,并具有真正的暂时操作系统(RTOS)来支持并行任务,同时最大限度地减少任务切换和MAC到PHY的延期。


      那些灵活通信引擎的中坚是可编程的DSP架构,如CEVA-XC5和CEVA-XC8,因为支持多种通信标准,于是使开发人员能够实现软件定义调制解调器而不要额外使用硬件。这样使架构不仅能缩短上市时间,还能降低风险,因为它们能满足未来的要求,可以在成品生命周期内通过现场升级固件,紧跟标准的形成。不同国家的技能需求,穿过软件层面的摄制即可满足,这样的解决方案有更好的范围经济效果,能进一步回落系统解决方案所需的BOM资产。


    从一地:“电气化”并连接其他仪表


      为使那些系统更具权威性,上图仅显示了三分之一之大地智能电表,即插电电表。


      事实上,时下的本能电网主要是关心智能电表,但从一地就是“电气化”并连接所有其他仪表,包括水表、热水表和天然气表。


      虽然这些其他仪表每天只需用上行链路传输几个字节,并且下行链路传输的数目更少,但它们的互连却比电表更有难度,因为它们没有放开电源,所以需要能耗非常低的邮路连接,可以在电池不另外充电的情况下运行5到10年。此外他们可能安装在难以达到之中央,如地下室、地下或桥下,那些地方接收无线信号可能也有稳定广度。所以链路的结算需要特殊高,名将会决定技术之取舍。

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