一、应用背景

用电信息采集系统以“全覆盖、全采集、全预付费”为总体目标进行建设，下行通道主要采用低压电力载波进行数据采集，从目前大规模现场应用来看，载波通信的数据采集率已达到80-95%，与“全采集，全预付费”的目标还存在一定的距离。要提升整个系统的采集成功率与实时性，在寻求载波技术取得突破的同时，也在尝试载波与多通道相结合的方案。

二、电力载波的优势

n 系统简单

整个系统只需集中器和采集器两种设备即可完成组建。

n 成本低

    无需专门布线用于数据采集，载波信号耦合在现有的电力线上通信，极大节省了在布线环节的投入。载波模块是目前最便宜的下行通道通讯模块。

n 安装简单

    凡是电力线覆盖的地方都可以作为接入点，所以安装环境不受限制。

n 免维护

    设备通电即可使用，无须专门设置。

n 组网灵活

    整个通讯网络采用星型拓扑结构，任何通讯节点均带有路由功能，通信网络的形成快速，方式多样。

n 扩容容易

    新设备接入网络，通电即可进入工作状态。

三、电力载波面临的问题

电力载波技术经过这几年发展，初步达到了可用的目的，但在通信稳定性和实时性上还有很大的提升空间。由于电力线路上负载动态变化范围大，信号衰减严重，噪声频谱成分复杂，从而导致目前电力载波通信稳定性差，其中载波通讯中的 “孤岛”现象，就是比较突出的问题，从目前看来载波还没有卓有成效的技术手段，可以避线路上存在的这些问题。

四、多通道技术对比

五、对现有下行通道的思考

从比较看来载波依然是成本最低，安装最方便，发展潜力巨大的一种通道模式。载波中的“孤岛”往往是由于该区域的线路存在一定的干扰，导致载波无法正常通信而形成，如果通过借助其它通道，采用载波与所选通道间无缝切换的方式来通信，那么“孤岛问题”就会迎刃而解。

如何组建成本低，通信稳定，维护方便的网络，“桥接”通道的选择至关重要。其它通道都有着各自的优缺点：485总线，故障率高维护不方便；专用光纤，铺设成本高难以承受；如借助广电光纤网络，但维护主体不明；微功率无线，有着成本低，通信稳定的优点，但大面积使用对现场安装环境有较高的要求；考虑各方面的因素，要组建低成本，高稳定的网络，选择载波与微功率无线相组合是比较恰当的方案。

六、载波无线相结合

以载波为主无线为桥来组建网络，无线作为“桥接”通道，降低了对使用环境的要求。整合了各自优势后，使得整个网络的灵活性，可靠性得到了提升，对存在载波“孤岛”的环境，只需选择2到3个点，把纯载波模块更换为双模模块，即可完成双模网络的组建，双模模块的外形，接口保持与标准的纯载波模块一致，可即插即用，双模模块外形如右图所示。

七、载波无线组网模型

八、双模模块特点

n 低功耗设计

n 单芯片设计，性能高，成本低

n 载波、无线自动切换，混合组网，无缝连接

n 无线多频点设计

n 无线采用高效前向纠错信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力

n 无需任何设置，即插即用

n 组网速度迅速，无需预留学习时间

n 高效的路由管理和数据压缩算法

n 引脚定义符合国网标准

n 外观设计符合国网要求，可以直接插入到电表，采集器中。

九、载波技术参数

? BFSK调制方式

? 速率为800bps

? 中心频率421kHz(可调)

? 最大单帧有效数据240bytes

? 最大中继深度可达15级

十、无线技术参数

? GFSK调制方式

? 工作频率470MHz~510MHz

? 通讯速率10kbps

? 接收灵敏度-118 dBm

? 8-64独立信道

? 传输距离空旷地带1500m

十一、载波无线双模方案成本最低

以载波为主多通道通信方案中 ，载波与无线相组合的方案成效最佳，总结如下：

n 最经济，单芯片设计，处理载波无线双协议。

n 最标准，标准外形，模块外形完全符合国网标准，与纯载波模块外形上无异。标准接口，无需增加转换接口，载波无线转换内部即可完成。引脚定义符合国网定义，具有普遍适用性。

n 最实用，现场无需新增通讯线路，只需把纯载波模块更换为双模模块即可，多频点设计，保证相邻无线网络通讯不受干扰。

n 最有效，现场使用双模方案，可彻底解决载波面临的“孤岛”问题，采集成功率可达到98%以上，为智能电表的参数修改，远程预付费提供了技术保障。