HND基于RobuNet无线自组网技术

RobuNetSelf-formingMeshRadioBasedAMISystemandDeployments深圳浩宁达电力用户用电信息采集系统——基于RobuNet无线自组网技术RobuNetSelf-formingMeshRadioBasedAMISystemandDeployments目录公司简介一系统介绍二RobuNet核心技术三测控设备和流程四抄表技术比较五资质文件六应用案例及报告七结束语八深圳浩宁达仪表股份有限公司于1994年11月成立，注册资金8000万元，总资产达十亿元，是电工仪器仪表、微电子及元器件领域集科研、开发、生产、销售和服务于一体的高科技效益型中外合资企业，专业研发及生产高品质智能化电能计量仪表产品和集中抄表系统以及电能计量自动化管理系统。深圳浩宁达公司是《2级和3级静止式交流无功电度表(GB/T17882)》、《0.2S级和0.5S级静止式交流有功电度表(GB/T17883)》、《多费率静止式电能表》、《多功能电能表》和《社区能源计量抄收系统》（对应欧洲标准13757）等多项国家标准的起草成员，其中有关无线信道是在IEC62056总体框架下对物理层和链路层的补充；同时也是国家电力行业电测量标准化技术委员会单位委员、全国电工仪器仪表标准化技术委员会成员、中国仪器仪表行业协会团体会员、深圳市仪器仪表与自动化行业协会法人会长单位。公司经过多年的艰苦创业，形成了自己独特的经营风格和管理模式，并已取得了良好的经济效益和社会效益。公司坚持以引领行业发展为己任，促进行业各单位之间的交流与合作；以科技创新为先导，以先进的管理促效益，大力引进各类优秀的人才和现代化管理机制，矢志不渝地专注于电工仪器仪表行业的发展，努力将公司发展成为国际电测仪器仪表行业一流的企业。一、公司简介2.1、基于RobuNet无线通讯的网络拓扑图二、系统介绍2.2、智能路由的RobuNet无线自组网作为集抄下行信道的价值★为供电部门提供一个高可靠，实时快速，具有广泛环境适应性，与现有其它窄带集抄术成本相当的现场智能无线网络，除满足大规模集抄的单一需求外，并能提供现在及将来一系列的增值功能和服务，如实时线损管理，远程断送电，涵盖中小动力用户，远程无卡预付费，防窃电报警等；★综合成本降低、管理手段增强、维护日益简化，能有效提高投资效费比；★为降低大规模实施低压电能数据采集的风险提供一个最佳的技术选择，尤其是在低压电网谐波等通信环境将来可能发生较大变化的区域，以及广大居住环境分散，线路复杂的现有居民区，以及工业商业密集区和城乡结合部等地区，更能发挥优势；★至2007年全世界AMR应用现状是：根据COGNYSTADVISORS的统计，运行中的1.5亿AMR用户中63左右采用现场无线技术。“没有最好，只有更好”，短距无线自组网技术是低压电能数据采集的优秀方案之一；二、系统介绍2.3、RobuNet无线自组网用作电能数据采集下行信道的技术优势----作为无线传感器网络(WSN)的一个具体实施形态并具有其各项特征★通信可靠性高：现场用户实时抄通率可达99%以上，现场总体实时单次抄读成功率达98%左右；★实时性好：现场集中器实时抄单个用户的典型时间为5秒左右，后台实时抄单个用户5-7秒左右；★通信速率高：空中数据速率38400bps，本地接口9600bps，单个数据包可传送3200比特以上有效数据；★良好的费效比：以与其它窄带技术相仿的成本提供更可靠、快速、实时的信道，提高供电部门的投资效益；★支持增值服务：如实时线损管理，远程断送电，涵盖中小动力用户，远程无卡预付费，防窃电报警等；★随机动态跳频：解决使用同一频带的不同厂家、不同类型无线设备间的互扰，以及相邻子网的互扰；★良好的数据安全性：RobuNet系统空中的无线数据，采用端到端DES加密，具有高度的保密性；★健壮智能网络：超稳定的mesh网状网络构形，节点拥有多至20个邻居数，瞬间自我路由修复；★免费频段：470-510MHz免费频段，已获国家无委会型号核准，复杂环境有良好的覆盖距离和穿透能力；二、系统介绍2.4、基于RobuNet无线通讯组网方案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。低压集抄系统作为用户用电信息采集的基础系统，为了实现用电信息的及时、完整、准确的采集，满足用电管理部门对基础数据和增值服务的要求，结合无线通讯技术的自身特点，通过以下三种组网方案，以适应现实情况的复杂性和多变性要求。方案一：集中器+网络电能表（带无线信道的各种单三相电能表、多功能电能表）方案二：集中器+无线采集器+电能表（带RS485接口的各种电能表）方案三：集中器+无线采集器+网络电能表+电能表（带RS485接口的各种电能表）二、系统介绍2.5、产品简介1）无线采集器（见下图）无线采集器是RobuNet无线自组网络的全功能路由节点，智能化水平高，现场务须任何人工设置，自动注册、自动组网，通信速率空中38400bps波特率，本地可达9600bps波特率，可通过RS485采集32块电能表数据。它具有极高的稳定性、可靠性，总体抄收成功率优于98%。I型国网无线采集器II型国网无线采集器符合国网电力用户用电信息采集系统型式规范及通信协议！二、系统介绍2.5、产品简介2）无线集中器（见左图）集中器是无线自组网集中抄表系统中的关键设备。能够通过下行信道自动抄收并存储各种具有无线通信功能的智能仪表、采集终端或采集模块以及无线通信终端的用户用电信息和电量数据；同时能通过上行信道与主站或手持设备进行数据交换，其上行信道可以是GPRS、CDMA、PSTN、网络等通信方式，并且采用模块化设计，可通过更换通信模块直接改变通信方式。符合国网电力用户用电信息采集系统型式规范及通信协议！二、系统介绍3）RobuNet无线网状网络自组网模块（符合国网电力用户用电信息采集系统型式规范及通信协议）技术参数：工作频率：470MHz～510MHz调制方式：GFSK发射功率：17dBm工作电压：DC5V±5％/DC+12V～+15V无线速率：38400bps接口速率：9600bps信道带宽：200KHz静态电流：≤30mA杂散发射限值：≤-30dBm（有效值）发射电流：≤150mA天线：阻抗50Ω,接头SMA接收灵敏度：优于-108dBm@38.4kbps&BER=0.1%串行接口：5VTTL电平;1起始位,8数据位,1偶校验位,1停止位RobuNet无线采集器通信模块RobuNet无线集中器通信模块二、系统介绍超稳定的mesh网状网络构形，节点拥有多至28个邻居数，并具有瞬间自我路由修复功能，适应各种复杂、多变的现场环境；现场安装完毕后，通电工作，节点地址可以主动注册到集中器；新装无线智能电表、无线采集器（无线节点）由集中器智能组网，无需对现场设备进行任何设置；对于新增和更换的无线表计，完全自动增补进网，无需人工干预！免现场设置、全智能自动路由、中继，中继级数可达20级，无需额外增加任何中继，单网最大支持1024无线节点；随机多信道跳频通信（多达30组），解决单频工作（同一子网）时，社区范围使用同一频带的不同厂家、不同类型无线设备间的互扰，通信可靠性高。借鉴国际上广泛采用的Fcc15.247规范；网状网络自动注册自动组网多跳路由3.1、核心技术简述跳频技术三、RobuNet核心技术3.2、网状网络的简化模型及工作原理三、RobuNet核心技术三、RobuNet核心技术三、RobuNet核心技术三、RobuNet核心技术3.3、多信道随机跳频通信技术无线网络于现场大量应用的效果表明，多信道随机跳频通信技术，能在以下现实环境中极大提高数据采集成功率和现场长期抗干扰表现：◆无线集抄系统周边有其他类型的无线系统产生的带外干扰，如无线集群通信塔等；◆无线集抄系统附近有其他厂家生产的工作于同一频带的无线系统；◆同一厂家的相邻子网的数据采集同时进行，即使采用多频点错开复用配置，仍有互扰的问题；平均随机使用分配的跳频信道；智能跳频同步锁定技术；群组1群组2群组3群组4群组5群组6群组7群组8群组9群组10群组1群组2群组3群组4群组5群组6群组7群组8群组9群组10群组1群组2群组3群组4群组6群组7群组8群组9群组10群组1群组2群组3群组4群组5群组6群组7群组8群组9群组10群组1群组2群组3群组4群组5群组6群组7群组8群组9群组10群组1群组2群组3群组4群组5群组6群组7群组8群组9群组10RobuNet无线网络无需人工设置信道群组四、专业测控设备和流程E4432B信号源53181A频率计.E5071B网络分析仪E4405B频谱分析仪四、测控设备和流程灼热丝静电放电电快速脉冲群雷击浪涌发生器老化房高低温交变湿热终端功能测试台电磁场辐射耐压测试仪五、抄表技术比较5.1RobuNet无线自组网与Zigbee比较1GHz以下RobuNet无线自组网技术2.4GHzZigBee技术PLC低压电力线载波技术信号覆盖社区环境，跨楼层楼宇之间及信号覆盖效果好，基本无需安装路由中继点。跨楼层及楼宇之间通讯效果不好，适用于家庭网络。受谐波等因素影响较大，无法跨台变及动力用户传输信号。环境适应性具有良好的绕射能力，适应各种社区环境和天气变化，长期稳定可靠。13cm波长甚短，绕射能力较差，易被各种介质吸收，雨天潮湿环境信号有衰减。投入运行后，容易受谐波污染、用电负载变化和线路阻抗变化的影响，系统长期运行的可靠性、稳定性较差。技术特点是WSN的一个具体实施形态，吸收ad-hoc无线网状网络技术之特点，专门针对电能数据采集应用环境研发，工作于更优越的1GHz以下频段。定位用于家庭网络及楼宇自动化，对跨楼群、跨楼层等复杂社区环境，当无线节点密度不大时，通讯距离不够。采用专用ZigBee芯片,属开放标准，但要实现真正意义上的interoperability,需完全符合SmartEnergy标准并使用Certicom垄断的link-key，成本压力大。五、抄表技术比较5.2、Robunet无线自组网与PLC低压载波的比较1GHz以下RobuNet无线自组网技术2.4GHzZigBee技术PLC低压电力线载波技术批量安装大面积应用，批量运行。同属1GHz以下的WSN相关技术，以北美为代表世界范围已有上亿用户的应用。由于上述原因，对“社区范围”的电能数据采集而言，应用推广较慢。通信的可靠性、实时性不好，当要求支持曲线电量、远程控制等功能提升，难以大规模推广应用。运行维护组网智能化，较少受外界因素的变化影响，系统能够长期稳定、可靠运行。维护费用小。实时性很强，一次抄收成功率大于99%。近距离范围一次绑定成功后，不受外界因素的变化影响，系统能够长期稳定、可靠运行，维护费用小，实时性强。对未来电网变化的不可预知性，造成一次抄收成功率变低，维护费用较大。增值服务数据通讯波特率高，空中无线为38.4k-100kbps，本地为9.6kbps或以上。可以进行较大数据量通讯，便于实施增值服务，如：曲线电量、远方跳合闸、远程售电、远程修改时段、防窃电、实时监控等。数据通讯波特率高，无线为250Kbps。可以进行大数据量通讯，便于实施增值服务，如：实时监控等。在低压电力用户成本限制下，数据通讯波特率低，典型的载波传输的波特率为300-1200bps,不能进行大数据量通讯，不便于供电局的增值服务；目前，仅限于月冻结电量的抄收。六、资质文件六、资质文件七、应用案例及报告7.1用户报告七、应用案例及报告7.2应用案例基于RobuNet无线自组网技术的电能数据集抄、用户用电信息采集系统已在江苏、广东、广西、湖北、山东、新疆、内蒙、云南、广西、江西、四川等全国10多个省推广超过30万户,许多应用项目已通过供电部门的验收并稳定运行近3年,RobuNet无线下行信道的总体单次抄收成功率维持在98%以上,实时抄通率可达99%以上！以下是一些典型的应用案