通讯方式优缺点对比分析(有线无线载波)

通讯⽅式优缺点对⽐分析(有线⽆线载波
⼀、数据采集⽅式介绍
近⼏年数据信息采集系统的快速发展和⼴泛应⽤,得益于通讯技术的不断进步,⽬前已形成有线通讯和⽆线通讯齐头并进的发展模式,根据各⾃特点分别在不同领域的信息采集系统建设中得到了⼴泛应⽤,主要有RS485⽅式、CAN总线⽅式、⽹络宽带、电⼒载波⽅式、远程⽆线⽅式(GPRS、3G)、短距离⽆线⽅式(2.4Gzigbee、433⼩⽆线、wifi、蓝⽛)等,各种通讯⽅式均有特点的应⽤环境,
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1.1 485⽅式
RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信⽅式,现很少采⽤,现在多采⽤的是两线制接线⽅式,这种接线⽅式为总线式拓朴结构,传输距离⼀般在1~2km以下为最佳,如果超过距离加"中继"可以保证信号不丢失,⽽且结点数有限制,结点越多调试起来稍复杂,是⽬前使⽤最多的⼀种抄表⽅式,后期维护⽐较简单。常见⽤于串⾏⽅式,经济实⽤。
1.2 MBus⽅式
2线制抄表⽅式(通过窃电⽅式可以从总线取电),传输距离在4km以下,带结点数不超过300,易于排错,可以拓扑结构布线,对外提供电源,通讯稳定。传输速率:300Bps—9600Bps;
1.3 CAN⽅式
最⾼速度可达1Mbps,在传输速率50Kbps时,传输距离可以达到1公⾥。
在10Kbps速率时,传输距离可以达到5公⾥。⼀般常⽤在汽车总线上,可靠性⾼。
1.4 ADSL⽅式
基于TCP/IP 或UDP协议,将抄表数据发送到固定ip,利⽤电信/⽹通现有
的布线⽅式,速度快,性能⽐较可以,缺点是不适合在野外,设备费⽤投⼊较⼤,对仪表通讯要求⾼。
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1.5电⼒载波⽅式
利⽤现有电⼒线,通过载波⽅式将模拟或数字信号进⾏⾼速传输的技术。由于使⽤坚固可靠的电⼒线作为载波信号的传输媒介,因此具有信息传输稳定可靠,路由合理、可同时复⽤远动信号等特点,不需要线路投资的有线通信⽅式,但是开发费⽤⾼,调试难度⼤,易受⽤电环境影响,通讯状况⽤户的⽤电质量关系紧密。
1.6远程⽆线⽅式
以移动或联通的现有⽹络为基础,通过TCP/IP或UDP协议,将数据发送到
固定IP中,其特点是⽆线⽅式,通讯费⽤低。缺点是如果⽹络不稳定将导致通讯不正常,适合于实时性不⾼的产品。但⽹络覆盖⾯全,基本市区各地都能正常的进⾏通讯
1.7短距离⽆线⽅式
基于免费频段,传输距离不超过1km,不需要第三⽅⽀持,开发难度适中,但是通讯可靠性⼀般,极易受外界环境⼲扰。
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1.8各类通讯⽅式的对⽐
类型可靠性抗⼲扰性开发难度前期投⼊维护费⽤传输距离双⼯通讯485⽅式⾼强低低低1-2KM 是MBus⽅式⾼强中中低4KM以下是CAN⽅式⾼强⾼⾼⾼1-5KM 是
电⼒载波中中等⾼⾼⾼500M 是GPRS⽅式中中等中中低⽆限制是
⽆线⽅式低低中中低1KM 是
⽹络抄表⾼⾼中中低⽆限制是
⼆、常⽤通讯⽅案介绍
2.1 RS485通讯
RS-485总线为我们所熟知的布线⽅案,它⼴泛的应⽤在通讯距离为⼏⼗⽶到上千⽶的系统中。RS-485采⽤平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模⼲扰的能⼒。加上总线收发器具有⾼灵敏度,能检测低⾄200mV的电压,故传输信号能在千⽶以外得到恢复。RS-485采⽤半双⼯⼯作⽅式,任何时候只能有⼀点处于发送状态,因此,发送电路须由使能信号加以控制。RS-485⽤于多点互连时⾮常⽅便,可以省掉许多信号线,应⽤RS-485 可以联⽹构成分布式系统。在实际应⽤上具有以下特点:
◆RS-485总线⽅式可跨越变压器区间。
活性氟化钾◆有很强的抗⼲扰能⼒,可靠性⾼,相较与其他新兴的各种抄表⼿段在通讯速
率及误码⽅⾯都有很强的优势。
◆施⼯⽅⾯的投⼊主要是在线材上⾯,成本可以控制的⾮常低。
◆传输距离在1-2KM都能正常通讯,不⽤担⼼各种恶劣天⽓、变频技术带来的
各种通讯问题。
RS485通讯⽅式在数据采集应⽤上有着通讯抗⼲扰强、稳定可靠、传输速率⾼、成本投⼊较低的明显优势,在集中数据采集应⽤上是⾸选⽅式,但对于采集范围⼤且分散的应⽤,施⼯布线将成为系统实施的最⼤障碍,主要是施⼯和后期维护的难度,随着施⼯技术及线缆材质的不断发展进步,在合理的施⼯设计和通讯线缆安全保护下,对于RS485⽅式上存在的施⼯难度的问题将会逐步降低并最终解决。
2.2⽆线通讯
⽆线通讯技术的快速发展,是数据采集系统⼜多了⼀种通讯⽅式的选择。按⽬前的⽆线通讯技术的实际应⽤效果来看,短距离⽆线抄表技术已经成为了数据采集系统的传统通讯⽅式的有效补充,因⽆线通讯容易受到物体阻挡及其他⽆线⼲扰,其应⽤范围受到了⼤⼤的限制,在实际应⽤中⽆法得到⼤⾯积的推⼴,只
能在特点环境下使⽤或者与其他通讯⽅式相结合使⽤,⽬前使⽤最多的⽆线传输⽅式主要有⼩⽆线(350MHZ和430HZ)和2.4Gzigbee⽆线技术,诸如WIFI和
3G技术在抄表系统应⽤中⽆法发挥其⾃⾝特点,⼀般不作为抄表系统的⾸选。短距离⽆线传输⽅式具有以下特点:
◆安装施⼯⽅便,减少了施⼯布线的⼈⼯及材料投⼊,施⼯难度较低。
◆维护⽅便,较少了对线路排查的⼯作量及难度。
自动充电电动车◆抗⼲扰性差,易受天⽓和其他⽆线电影响。
◆误码率⾼,传输频繁时容易丢数据,⽆法满⾜数据⾼实时性的要求。
◆传输不稳定,易受其他物体阻挡,距离⽆法控制,信号衰减明显,安装
位置有特定要求。
◆传输速率较低,仅适⽤于低速率传输的电⼦设备之间使⽤,⽆法实现⼤
数据量的⼀次性传输。
◆需要外置天线,且天线的位置需现场测试安装,损坏或变换位置后将严
重影响通讯效果。
◆⽆线通讯电路⼯作需提供电源,传输实时性⾼的需要外接电源,⼀般5V
或12V,如实时性不⾼可使⽤⼤容量锂电池供电。
⽆线通讯最⼤优势是安装⽅便灵活且易维护,但其在数据传输上抗⼲扰性差、传输速率低、安全性和可靠性较差的特点,使其在数据信息采集应⽤上受到了很⼤制约,尤其在⼤中型企业⽤能信息采集系统的建设上,⽆线通讯⽅式的应⽤将受到很⼤的制约,其⾃⾝存在的抗⼲扰差、易受周围环境影响、传输可靠性低的特点将⽆法满⾜⽤能数据采集的实时性和稳定性的要求。另外⽆线通讯⽅式进⾏数据传输时消耗供料较⼤,⽬前对于数据传输实时性较⾼的⽤能数据采集系统来讲,使⽤电池供电将⽆法满⾜应⽤要求,如果使⽤外接电源供电,将⼜产⽣电源选择及施⼯布线问题,同时⽆线通讯的安全性和集成性问题会成为企业管理信息化建设的⼀⼤障碍。
2.3电⼒载波通讯
电⼒载波通讯即PLC,是英⽂Power line Communication的简称。电⼒载波是电⼒系统特有的通信⽅式,电⼒载波通讯是指利⽤现有电⼒线,通过载波⽅式将模拟或数字信号进⾏⾼速传输的技术。最⼤特点是不需要重新架设⽹络,只要
有电线,就能进⾏数据传递。电⼒线载波通讯具有以下特点:
配电变压器对电⼒载波信号有阻隔作⽤,所以电⼒载波信号只能在⼀个配电变压器区域范围内传送。
三相电⼒线间有很⼤信号损失(10dB-30dB),⼀般电⼒载波信号只能在单相电⼒线上传输。
不同信号耦合⽅式使电⼒载波信号的损失不同,耦合⽅式有线-地耦合,线-中线耦合。线-地耦合⽅式与线-中线耦合⽅式相⽐,电⼒载波信号少损失⼗⼏分贝,但线-地耦合⽅式不是所有地区的电⼒系统都适⽤。
◆电⼒线⾃⾝的脉冲⼲扰,加⼤了应⽤难度。
◆电⼒线对载波信号有⾼削减。当电⼒线上负荷很重时,线路阻抗可达1
电动升降机构欧姆以下,造成对载波信号的⾼削减。实践中,当电⼒线空载时,点
对点载波信号可传输到⼏公⾥以外,但当电⼒线上负荷很重时,只能传
输⼏⼗⽶。因此,需要进⼀步提⾼载波信号功率来满⾜数据传输的要求,
但提⾼载波信号功率会增加产品的成本和体积,⽽且,单⼀提⾼载波信
号功率往往并不是最有效的⽅法。
◆电⼒线上有⾼噪声。电⼒线上接有各种各样的⽤电设备,阻性的、感性
的、容性的;有⼤功率的、⼩功率的。各种⽤电设备经常频繁开闭,就
会给电⼒线上带来各种噪声⼲扰,⽽且幅度⽐较⼤。⽤耦合电感从电⼒
线上耦合下来的噪声⼀般就在10mV以上,⽽⼀般传输的数据信号会削
减到1mV,如不采⽤电⼒线专⽤modem芯⽚来解调数据信号,通信距
离会相当短。
◆电⼒线可使数据信号变形。电⼒线是⼀个分布参数的⽹络,不同点对数
据信号影响不⼀样,同时电⼒线是时刻动态变化的,不同时间对数据
信号影响也不⼀样,这就使发出的规则数据信号,经过电⼒线后,发⽣
严重变形,必须加以特殊处理。
电⼒载波其优点是可以利⽤电⼒线传输,节省资源。但抗⼲扰问题较难解决。国外公共电⼒⽹相当纯净,有专门滤波系统,能保证数据在传输过程中不受外界⼲扰。⽽我国电⽹在传输过程中经常会受⽆线电信号、电磁信号、脉冲信号的⼲扰,导致传输数据错码、丢码。尤其是⽬前企业⽤电⼤功率动⼒设备多且使⽤了
⼤量的变频技术,导致企业内部⽤电质量较差,产⽣的⼲扰因素较多,再⼀问题是在上位设备接收端要同时处理多个发送信息,这些信息相互混迭,必须通过特定⽅法提取。因此,电⼒载波抄表系统⽬前在我国⽆法做到⼤⾯积推⼴应⽤。

本文发布于:2024-09-23 20:19:31,感谢您对本站的认可!

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