微功率无线技术在长寿供电公司用电信息采集系统中的研究及应用

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随着我国全面开展坚强智能电网的建设,我国电网的要求也越来越高,传统的用电信息采集系统已无法满足坚强智能电网所提出的要求,基于微功率无线的自动抄表系统是当前热门的抄表方案。目前,无线抄表系统主要采用ZigBee技术作为其解决方案,但是频率较高的ZigBee技术应用在抄表中时,存在无线信号的绕射能力差,信号损失衰减大,传输距离短,经常与Wi-Fi、蓝牙等信号产生同频干扰等问题,抄表效果并不理想,且对于抄表系统,ZigBee技术协议过于复杂。470-510MHz频段的微功率无线信号的频率较低,波长相对较长,因此绕射能力强,信号损失衰减小,传输距离远,在楼宇和室内这种遮蔽物较多的复杂环境中,也会有较好的传输性能,并且受到的同频干扰较少,特别适用于集中抄表。基于此,本文设计并实现了基于470-510MHz频段的微功率无线自动抄表系统。  论文首先分析了目前各种自动抄表方案及其利弊,在对比分析常用自动抄表系统优缺点的基础上,设计了一种GPRS通信技术与470-510MHz微功率通信技术相结合的无线自动抄表系统。系统设计采用三层物理结构,从下至上分别为数据采集层、数据汇总转发层和管理层,其管理层与数据汇总转发层之间的远程信道采用GPRS进行通信,而数据汇总转发层与数据采集层之间的本地信道采用470-510MHz微功率频段进行组网通信。  此后,论文从通信协议和硬件两个方面对整个系统进行了详细设计。在通信协议方面,设计了一种节点位置相对固定、能进行周期性数据传输的无线网络组网技术,其具有组网快速、结构灵活、数据传输可靠的特点。在硬件方面,用以SI4432芯片为核心的无线通信模块组建了470-510MHz频段的微功率无线通信网络。  最后,将论文所提出的微功率无线用电信息采集系统在重庆市长寿区电力供电公司进行了现场测试,重点从组网时间、日冻结抄表成功率、一次抄表成功率、系统抄表效率、周抄表完整率、系统设备故障率等方面验证了该系统的可行性和有效性,并将其与传统低压电力线载波通信技术进行了对比分析。同时在实际试点过程中,发现了一些存在的典型问题,通过对问题的分析处理,取得了良好的应用效果,具有一定的示范意义。
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