無(wú)線電表的研發(fā)與應(yīng)用

安科瑞虞佳豪

智能電表從概念上講，主要是區(qū)別于傳統(tǒng)的機(jī)械電表，同時(shí)具備電能計(jì)量和信息傳輸功能的電力監(jiān)測(cè)類設(shè)備都可以稱之為智能電表。而傳統(tǒng)的機(jī)械電表，僅有電能計(jì)量的功能。其計(jì)量工作的原理也是完全不同的，智能電表從設(shè)計(jì)原理上采用了多種計(jì)量芯片和半導(dǎo)體電子元件來(lái)代替原來(lái)的機(jī)械計(jì)量方式。新的集成電路設(shè)計(jì)，能夠?qū)π‰娏鬟M(jìn)行更為精準(zhǔn)的計(jì)量，而且隨使用時(shí)間的推移不會(huì)出現(xiàn)磨損等情況，使用時(shí)間對(duì)計(jì)量精度幾乎沒(méi)有什么影響。世界范圍內(nèi)的電力網(wǎng)絡(luò)面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。分布式可再生能源發(fā)電（如屋頂太陽(yáng)能電池板或社區(qū)風(fēng)力渦輪機(jī)）的快速部署可能導(dǎo)致相當(dāng)大的不可預(yù)測(cè)性。以前使用的“即插即用”的電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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)汽車充電）也可能是不可預(yù)測(cè)的來(lái)源，特別是如果集中在配電網(wǎng)的特定區(qū)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(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，作為出界的波動(dòng)可能會(huì)損壞昂貴的設(shè)備和連接設(shè)備。因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的哪個(gè)區(qū)域可能面臨風(fēng)險(xiǎn)并需要干預(yù)（例如加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)或額外存儲(chǔ)以平滑波動(dòng)）進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)越來(lái)越成為關(guān)鍵要求。

智能電表數(shù)據(jù)分析對(duì)于識(shí)別配電網(wǎng)絡(luò)中的“風(fēng)險(xiǎn)”區(qū)域具有很大的希望。然而，使用智能電表數(shù)據(jù)可能會(huì)帶來(lái)重大的實(shí)際限制。在許多國(guó)家和地區(qū)，智能電表的推出并沒(méi)有提供全覆蓋，因?yàn)榘惭b是自愿的，許多客戶可能會(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(jiān)管機(jī)構(gòu)在很大程度上限制了智能電表網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以訪問(wèn)的私人數(shù)據(jù)。

隨著通信技術(shù)的應(yīng)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Wi-Fi無(wú)線覆蓋網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的形成，如何利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣、帶寬高、低使用費(fèi)率的優(yōu)勢(shì)組建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，變成了一個(gè)很實(shí)際的問(wèn)題。

安科瑞也緊跟趨勢(shì)推出了滿足客戶需求的支持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。盡可能的滿足多樣化的客戶需求。

NO.1

WIFI原理及優(yōu)勢(shì)

Wi-Fi俗稱無(wú)線寬帶網(wǎng)。作為目前無(wú)線IP傳輸?shù)某墒旒夹g(shù)，由于其具有傳輸距離遠(yuǎn)、帶寬高、組網(wǎng)容易，在各行各業(yè)已被廣泛使用。伴隨著三大運(yùn)營(yíng)商大規(guī)模建設(shè)基于Wi-Fi技術(shù)的無(wú)線城市以及Wi-Fi覆蓋的普及，其物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)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(shì)：

a) 成本低廉：相對(duì)于有線安裝、維護(hù)、故障診斷的成本。

b) 活性高：沒(méi)有電纜的約束，設(shè)備可任意架設(shè)和調(diào)整。

c) 低功耗：采用低耗能設(shè)計(jì)。

d) 可靠性高：在有線網(wǎng)絡(luò)中大部分的故障是由連接器引起的，而無(wú)線系統(tǒng)則排除了這樣的可能。并可滿足在艱苦工業(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(shù)據(jù)傳輸私密性。

f) 施工周期短：Wi-Fi組網(wǎng)方式，可以通過(guò)節(jié)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(yīng)用于電力監(jiān)控、油田監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)、水利監(jiān)測(cè)、熱網(wǎng)監(jiān)測(cè)、電表監(jiān)測(cè)、機(jī)房監(jiān)控、車輛誘導(dǎo)、供水監(jiān)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(shè)置。

② 采取4G通訊方式，數(shù)據(jù)直傳平臺(tái)。

③ 正反向有功、無(wú)功電能計(jì)，四象限無(wú)功電能，復(fù)費(fèi)率電能等電力參數(shù)測(cè)量。

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

⑤ 支持4路測(cè)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(bào)警功能，并可配置對(duì)應(yīng)的DO輸出

⑦ 支持停電上報(bào)，將停電信息上報(bào)以進(jìn)行告警，從而使系統(tǒng)平臺(tái)能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施的工作狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。

⑧ 滿足各地相關(guān)的政策標(biāo)準(zhǔn)要求。

協(xié)議介紹

1.MODBUS/TCP

MODBUS/TCP使MODBUS_RTU協(xié)議運(yùn)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(bào)文，MODBUS/TCP結(jié)合了以太網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP以及以MODBUS作為應(yīng)用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表示方法。

2MQTT協(xié)議

MQTT(消息隊(duì)列遙測(cè)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(xiàn)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，用戶可以根據(jù)自身需求選擇合適的協(xié)議，后續(xù)有新的需求我司也會(huì)及時(shí)更新。

NO.3

數(shù)據(jù)傳輸作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的信息支撐，其應(yīng)用范圍已遍布各個(gè)領(lǐng)域。在物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)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)線解決方案也是提高數(shù)據(jù)傳輸效率的優(yōu)解。