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【摘 要】随着经济的发展以及人口的不断增加，居民用电客户的数量也在快速的增长。然而，供电部门的工作人员却没有得到相应的增加，造成供电部门的人员对用户电能表的抄收工作量大大的增加。虽然现在基于GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线业务）的无线通讯技术，在对专用变压器以及公用变压器进行准实时的数据检测和电能表远程抄读的应用，已处于一个相对成熟的阶段，减少一些人工现场抄表的工作量，但变压器的数量只占到电网计量点数1%左右，更多的则是居民用户、商业用户以及中小动力用户。目前对于这些低压用户，更多的仍然是依靠人工到现场对其进行抄表，把抄表数据带回来再进行统计分析等的工作。使用远程技术对这些低压用户进行抄表在实际中也有一定的应用，主要包括载波、485总线等传统技术，但这些技术在应用过程中也存在不少的问题。现在提出了一种新的技术，Robunet无线自组网技术，该技术将有效弥补载波、485总线等传统技术的不足。
【关键词】无线；居民；集抄
1.目前居民集抄技术的分析
1.1 电力载波技术
电力载波技术，是现在居民集抄应用得较多的一种，但在实际的应用过程中还存在一些问题和隐患。
1.1.1信道不可靠，使得抄收成功率不高，没有从根本上解决抄表过程中人员与效率的问题。
1.1.2低压节能变频设备会产生大量谐波，污染电网，而对于数量极其庞大的节能设备进行谐波抑制，是不经济的。因此对未来电网环境的不可预知性，使得PLC的应用存在风险。
1.1.3通讯速率有限，无法实现对用电现场的实时监控，无法计算实时线损。
1.1.4信道带宽有限，无法进行大数据量的电网参数传输。
1.1.5载波信号在通讯时，有时会违反常理，不可控的跨过变压器，在不同变压器之间产生相互干扰。因此不同变压器必需分时段工作。从而无法计算实时线损。
1.1.6在电力载波通讯过程中，从高压到低压的变换与耦合，会危及到人身安全。
1.1.7安装调试工程中，需要在现场进行大量的设置工作。
1.1.8存在路由级数的限制，系统规模有限。
1.2 RS485 通讯技术
RS485 通讯技术现在在居民集抄中也有着一定的使用率，其优点就是较电力载波可靠，但其安装施工量大，后期维护的工作量大，出现故障的时候，故障点多且不易排查。
目前应用该技术的主要是一些新建的城镇小区，对于已建好的城镇居民小区以及农村地方的居民用户，仍不适用于该技术。
2.RobuNet无线自组网技术
2.1 定义
Robunet无线自组网技术，是结合国内城镇社区与农村低压配电网的特点的新一代无线抄表系统。RobuNet无线自组网属于无线传感器网络（WSN）技术范畴的现场智能无线网络，具有自动组网、免维护、高可靠性、实时快速、低功耗、小体积以及长寿命运转等特点，能应用于数量庞大，环境复杂的低压用户用电信息采集。
Robonet无线自组网是在借鉴了ad-hoc网络技术的基础上，开发出的新一代网络抄表技术。Ad-hoc重要特点是无中心，节点地位的平等，是一个对等式的网络。Robunet 无线自组网不是严格意义上的平等，它是在集中器平台之下的各个节点（采集器、无线电表）的平等，在多跳转发中，节点之间，相互感知互为中继，但都是在完成集中器下发的指令。
2.2 组成
2.2.1 485电表+无线采集器+集中器+上行通道
2.2.2 无线电表+集中器+上行通道
2.3 无线集中器模块及无线电能表
无线集中控制模块是无线集中抄表系统中的关键设备。能够自动抄收并存储各种具有载波通信功能的智能仪表、采集终端或采集模块以及各类载波通信终端的电量数据，同时能与主站或手持设备进行数据交换。符合中华人民共和国电力行业标准DL/T 698-1999（《低压电力用户集中抄表系统技术条件》）。
无线自组网全电子式电能表采用当今最先进的电能表专用集成电路、永久保存信息的不挥发性存贮器、宽温汉字液晶显示等技术，并采用当代SMT电子装联新工艺设计、制造的，供计量额定频率为50Hz电网中的交流电能。
表内嵌RobuNet无线模块，基于当今世界先进的ad-hoc无线网络理论，能高度智能化的与其他具有RobuNet无线模块的电能表及各种RobuNet无线装置自动组成无线网络，无须人工设置参数。在RobuNet无线集中器以及后台主站系统的管理下，通过高可靠高速率（19200bps）的无线信道，实现集中抄表，实时透抄，以及配合表内继电器执行远程通断电控制功能。
3.电力载波技术、RS485 通讯技术以及Robunet无线自组网技术的比较。
3.1电力载波技术与Robunet无线自组网技术的参数比较[1]
低压电力线载波（PLC） RobuNet自组网技术
调制方式 扩频或低频窄带 GFSK
工作频率 扩频：100KHz-400KHz
低频窄带： 3KHz - 95KHz 跳频： 470MHz - 510MHz
通讯速率 典型值：300-600-1200bps 空中速率：19200 bps
（1200～9600bps自适应波特率）
中继级数 典型值：3-5级 无级数：网状网络路由技术
系统安装、调试及维护综合成本 较高 较低
系统稳定性 较差（运行后受未来电网不可预知性因素的影响 ） 系统稳定性好
3.2 几种技术优劣性能介绍 3.2.1 485总线技术（LonWorks）
优点：一般数据传输的码差错率较低，一次抄收成功率较高，
缺点：数据安全性低，布线的工作量大，安装费用大，且信道容易受损坏，易受高电压及雷电的影响。
3.2.2 电力线载波技术（PLC）
优点：
（1）充分利用电力线资源，
（2）安装施工费用小；
（3）在系统环境比较稳定，干扰较小的情况下，组网方便。
缺点：
（1）利用配电网传输信息，意味着在在配电网上又叠加一高频信号，多了一个谐波源，为此，应对耦合到电网上的高频信号的电平加以限制，以保证用电设备、通信设备不受影响。
（2）系统安装前对传输信号的电力网络的干扰特性进行测试，根据测试结果选择信号的传输频带在网上干扰较低的产品；个别配电网干扰较严重的用户，需要用其它通讯方式补充。
（3）用电设备在无序情况下投入和退出，造成电网阻抗变化较大，形成工作衰耗变化，影响载波通讯。
（4）由于补偿电容器对高频信号造成很大衰减，安装的电力线载波设备应与补偿电容器有一定的距离。在装有无功补偿设备的端口，需要安装阻波器，否则，信号电平将被旁路掉。
（5）误码率高，造成一次抄收成功率低，较好情况下能达到80%。
（6）波特率低，一次抄收时间较长。一般情况下，系统需周而复始的反复抄收，加大系统的功耗。
（7）由于通讯速率低，实时性差，很难满足大数据量的传输，很难开展增值服务。
（8） 无法实现跨台区管理。
3.2.3无线自组网技术（Robunet）
优点：
（1）智能组网、多跳拓扑；当网络的拓扑结构变化时， 它以自动寻找路由、自动恢复的多跳方式构建无线网络。这种智能中转的多跳工作模式可以极大地扩展传输距离和网络的覆盖区域。对于复杂的环境，它以智能中转的方式绕过建筑物的遮挡，以提高数据传输的可靠性。减少了人工现场设置的工作量。
（2）较高的抄收成功率。
（3）采用跳频技术，具有高抗干扰能力和避免互扰能力。
（4）路由级数无限制。
缺点：无线模块的价格较高，无线模块的运行稳定性有待加强。
参考文献：
[1] GB/T 6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范.
【关键词】无线；居民；集抄
1.目前居民集抄技术的分析
1.1 电力载波技术
电力载波技术，是现在居民集抄应用得较多的一种，但在实际的应用过程中还存在一些问题和隐患。
1.1.1信道不可靠，使得抄收成功率不高，没有从根本上解决抄表过程中人员与效率的问题。
1.1.2低压节能变频设备会产生大量谐波，污染电网，而对于数量极其庞大的节能设备进行谐波抑制，是不经济的。因此对未来电网环境的不可预知性，使得PLC的应用存在风险。
1.1.3通讯速率有限，无法实现对用电现场的实时监控，无法计算实时线损。
1.1.4信道带宽有限，无法进行大数据量的电网参数传输。
1.1.5载波信号在通讯时，有时会违反常理，不可控的跨过变压器，在不同变压器之间产生相互干扰。因此不同变压器必需分时段工作。从而无法计算实时线损。
1.1.6在电力载波通讯过程中，从高压到低压的变换与耦合，会危及到人身安全。
1.1.7安装调试工程中，需要在现场进行大量的设置工作。
1.1.8存在路由级数的限制，系统规模有限。
1.2 RS485 通讯技术
RS485 通讯技术现在在居民集抄中也有着一定的使用率，其优点就是较电力载波可靠，但其安装施工量大，后期维护的工作量大，出现故障的时候，故障点多且不易排查。
目前应用该技术的主要是一些新建的城镇小区，对于已建好的城镇居民小区以及农村地方的居民用户，仍不适用于该技术。
2.RobuNet无线自组网技术
2.1 定义
Robunet无线自组网技术，是结合国内城镇社区与农村低压配电网的特点的新一代无线抄表系统。RobuNet无线自组网属于无线传感器网络（WSN）技术范畴的现场智能无线网络，具有自动组网、免维护、高可靠性、实时快速、低功耗、小体积以及长寿命运转等特点，能应用于数量庞大，环境复杂的低压用户用电信息采集。
Robonet无线自组网是在借鉴了ad-hoc网络技术的基础上，开发出的新一代网络抄表技术。Ad-hoc重要特点是无中心，节点地位的平等，是一个对等式的网络。Robunet 无线自组网不是严格意义上的平等，它是在集中器平台之下的各个节点（采集器、无线电表）的平等，在多跳转发中，节点之间，相互感知互为中继，但都是在完成集中器下发的指令。
2.2 组成
2.2.1 485电表+无线采集器+集中器+上行通道
2.2.2 无线电表+集中器+上行通道
2.3 无线集中器模块及无线电能表
无线集中控制模块是无线集中抄表系统中的关键设备。能够自动抄收并存储各种具有载波通信功能的智能仪表、采集终端或采集模块以及各类载波通信终端的电量数据，同时能与主站或手持设备进行数据交换。符合中华人民共和国电力行业标准DL/T 698-1999（《低压电力用户集中抄表系统技术条件》）。
无线自组网全电子式电能表采用当今最先进的电能表专用集成电路、永久保存信息的不挥发性存贮器、宽温汉字液晶显示等技术，并采用当代SMT电子装联新工艺设计、制造的，供计量额定频率为50Hz电网中的交流电能。
表内嵌RobuNet无线模块，基于当今世界先进的ad-hoc无线网络理论，能高度智能化的与其他具有RobuNet无线模块的电能表及各种RobuNet无线装置自动组成无线网络，无须人工设置参数。在RobuNet无线集中器以及后台主站系统的管理下，通过高可靠高速率（19200bps）的无线信道，实现集中抄表，实时透抄，以及配合表内继电器执行远程通断电控制功能。
3.电力载波技术、RS485 通讯技术以及Robunet无线自组网技术的比较。
3.1电力载波技术与Robunet无线自组网技术的参数比较[1]
低压电力线载波（PLC） RobuNet自组网技术
调制方式 扩频或低频窄带 GFSK
工作频率 扩频：100KHz-400KHz
低频窄带： 3KHz - 95KHz 跳频： 470MHz - 510MHz
通讯速率 典型值：300-600-1200bps 空中速率：19200 bps
（1200～9600bps自适应波特率）
中继级数 典型值：3-5级 无级数：网状网络路由技术
系统安装、调试及维护综合成本 较高 较低
系统稳定性 较差（运行后受未来电网不可预知性因素的影响 ） 系统稳定性好
3.2 几种技术优劣性能介绍 3.2.1 485总线技术（LonWorks）
优点：一般数据传输的码差错率较低，一次抄收成功率较高，
缺点：数据安全性低，布线的工作量大，安装费用大，且信道容易受损坏，易受高电压及雷电的影响。
3.2.2 电力线载波技术（PLC）
优点：
（1）充分利用电力线资源，
（2）安装施工费用小；
（3）在系统环境比较稳定，干扰较小的情况下，组网方便。
缺点：
（1）利用配电网传输信息，意味着在在配电网上又叠加一高频信号，多了一个谐波源，为此，应对耦合到电网上的高频信号的电平加以限制，以保证用电设备、通信设备不受影响。
（2）系统安装前对传输信号的电力网络的干扰特性进行测试，根据测试结果选择信号的传输频带在网上干扰较低的产品；个别配电网干扰较严重的用户，需要用其它通讯方式补充。
（3）用电设备在无序情况下投入和退出，造成电网阻抗变化较大，形成工作衰耗变化，影响载波通讯。
（4）由于补偿电容器对高频信号造成很大衰减，安装的电力线载波设备应与补偿电容器有一定的距离。在装有无功补偿设备的端口，需要安装阻波器，否则，信号电平将被旁路掉。
（5）误码率高，造成一次抄收成功率低，较好情况下能达到80%。
（6）波特率低，一次抄收时间较长。一般情况下，系统需周而复始的反复抄收，加大系统的功耗。
（7）由于通讯速率低，实时性差，很难满足大数据量的传输，很难开展增值服务。
（8） 无法实现跨台区管理。
3.2.3无线自组网技术（Robunet）
优点：
（1）智能组网、多跳拓扑；当网络的拓扑结构变化时， 它以自动寻找路由、自动恢复的多跳方式构建无线网络。这种智能中转的多跳工作模式可以极大地扩展传输距离和网络的覆盖区域。对于复杂的环境，它以智能中转的方式绕过建筑物的遮挡，以提高数据传输的可靠性。减少了人工现场设置的工作量。
（2）较高的抄收成功率。
（3）采用跳频技术，具有高抗干扰能力和避免互扰能力。
（4）路由级数无限制。
缺点：无线模块的价格较高，无线模块的运行稳定性有待加强。
参考文献：
[1] GB/T 6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范.