改变自己最好的方式,就是能够控制自己。控制时间的能力,控制场面的能力,控制生活的能力,控制人生的能力。做自己不敢突破的事,坚持就是人生最终的归宿。
载波通讯技术与无线技术的交换,借助现有电力,传输数据,完成能源的汇总。
载波通讯技术与专线的交换,无线有信号屏蔽,而电力线载波通讯技术,不受外界影响。
一、凯星所研究的技术在本领域的关键程度
“低压电力线载波通信技术”因其经济性和实用性被国际喻为“未被挖掘的金山”,但长期以来由于技术的制约,使得这一现有的网络资源一直处于滞留状态,始终未能发挥其潜在效益。
凯星通过不懈努力的研究和开发,独创了“多频段自适应直接序列展频技术(英文为:Auto-adapt Multi Frequency DSSS)”,彻底解决了国内外众多研发机构至今尚未解决的低压电力载波通信传输的“实时准确性”和“超强抗干扰性”两大世界技术难题。从而使国际公认的最经济、最实用、最先进,也是技术难度最大的通信技术得以创新和突破,并已将其成功应用于水、电、气、热等综合能源的“信息化管理和节能降耗”领域,同时,该技术还可拓展应用于工控、消防、瓦斯监测、温度调控、安全防范、保护电力设施以及家庭自动化等更多更新的领域,实现21世纪高科技时代的全程网络应用服务,从而可以带动多个行业的产业升级和技术飞跃。
二、凯星技术对相关领域、行业技术进步的推动作用
该项目技术完全实现了“水、电、气、热”等综合能源在计量、收费、控制、管理、节能等方面的自动化、网络化、智能化、人性化,从而推动了我国网络信息化建设的飞速发展;同时系统产品在节能降耗方面填补了通过载波技术手段和科学有效的管理方法全面实现“水、电、气、热”等综合能源的高效节能管理和科学调配管理领域的空白,加快了现代化节约型和谐社会的进程,对行业及相关行业领域必将产生极其深远的影响。
三、凯星在技术方面的研究
电力线载波通信的关键性技术是解决低压电力线干扰的繁杂和不确定性,以及电力线负载变化导致的电力线负荷阻抗的易变性,从设计上确保系统能自动调节适应阻抗变化的范围,使接收适配器自动承受线路阻抗衰减变化的影响,我们充分吸收和参考国内外众多别人前车之鉴所积淀的经验和教训,视实时性、准确性、可靠性为系统的核心生命,创新和突破了进入信息时代对人类贡献最大的三大高通信技术(即:光纤通信、卫星通信、扩频通信)中的
扩频通信技术,并在扩频通信的基础上独创了“多频段自适应直接序列展频技术(Auto-adapt Multi Frequency DSSS)”,并将独创的尖端技术设计生产出KS5001载波通信芯片,再将该芯片与外围电路二次集成设计生产出KS5021、KS5041电力线载波专用通信模块,彻底解决了国内外众多研发机构上世纪八十年代至今耗资上百亿都无法解决的低压电力线载波信号传输的“实时准确性”和“超强抗干扰性”两大世界技术难题,实现了抄读成功率100%、数据准确率100%、通断控制率100%,从而使国际公认的最经济、最实用、最先进的“低压电力线载波通信技术”能够真正的实际应用。
四、凯星技术基础原理
我公司将扩频通信技术加以创新和突破,独创的“多频段自适应直接序列展频技术(Auto-adapt Multi Frequency DSSS)”,跟通常的跳、扩频通信技术有着本质上的区别,要区别它们首先要对扩频通信技术有一些简单的了解:
1.扩频技术(Spread Spectrum),也即展频技术。是为了提高通信数据的可靠性和抗干扰能力,把通讯的频谱或频道进行扩展,以保证传输数据在恶劣传输环境中的可靠性和稳定性。扩频技术主要又分为:「跳频技术」及「直接序列」两种方式。
1.1.跳频技术:也称跳频扩展频谱,英文为:Frequency Hopping Spread Spectrum,缩写为:FHSS, 是在同步、且同时的情况下,接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号,对于一个非特定的接受器,FHSS所产生的跳动讯号对它而言只算是脉冲噪声。FHSS所展开的讯号可依特别设计来规避噪声或One-to-Many的非重复的频道,并且这些跳频讯号必须遵守FCC的要求,使用75个以上的跳频讯号、且跳频至下一个频率的最大时间间隔(Dwell Time)为400ms。跳频技术实质上是在信号传输的过程中,传输频率在时域上必须不断的变化,而且频率变化的频点至少在75个以上。
1.2.直接序列展频技术(Direct Sequence Spread Spectrum; DSSS):是将原来的讯号「1」或「0」,利用10个以上的chips来代表「1」或「0」位,使得原来较高功率、较窄的频率变成具有较宽频的低功率频率。而每个bit使用多少个chips称做Spreading chips,一个较高的Spreading chips可以增加抗噪声干扰,而一个较低Spreading Ration可以增加用户的使用人数。
1.3.凯星“多频段自适应直接序列展频通信技术”:凯星公司创新和突破了的跳、扩频通信技术,从原理上也称“多频段自适应直接序列展频通信技术(Auto-adapt Multi Frequency DSSS)”,其实质上是直接序列展频技术(Direct Sequence Spread Spectrum; DSSS)的一种扩展,即在直接序列展频技术(DSSS)的基础上增加多个可选择的通信频段,在检测到某一频段的同频干扰较大或传输的稳定性和可靠性较差时,可自适应的选择到其它传输较稳定和可靠的频段,其频点并非象跳频技术一样在定时变化,彻底解决了信号在传输过程中遇到各种白噪声和定频干扰问题,从而彻底解决了国内外众多研发机构至今都无法解决的低压电力线载波信号传输的“实时准确性”和“超强抗干扰性”两大世界技术难题。
1.4.扩频通信工作原理:扩频通信工作原理见下图,在发送端输入的信息先经信息调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩。再经信息解调、恢复成原始信息输出。
1.5.扩频通信的主要特点:扩频通信系统由于在发送端扩展信号频谱,在接收端解扩还原信息,产生了扩频增益,大大地提高了抗干扰容限,扩频通信具有许多窄带通信难以替代的优良性能,简单来说抗干扰性能强,误码率低是扩频通信的最突出的优点。
1.6.抗干扰:
1.6.1.对于各种形式人为的(如电子对抗中)干扰或其他窄带或宽带(扩频)系统的干扰,只要波形、时间和码元稍有差异,解扩后仍然保持其宽带性,而有用信号将被压缩,如下图。
1.6.2.对于脉冲干扰,带宽将被展宽到B,而有用信号恢复(压缩)后,保证高于干扰,如下图。
五、凯星主要技术参数指标与国内、国外同类的比较
1.凯星主要技术参数指标:
工作温度 | -25~+55℃ | 相对湿度 | ≤95% |
电源频率 | 50HZ±5% | 电源电压 | 220V±20% |
分时段数 | 12个时段 | 时钟误差 | ≤0.5秒/天 |
通讯速率 | 1000bps | 通讯方式 | DLC(电力线载波PLC) |
抄读成功率 | 100% | 数据准确率 | 100% |
通断控制率 | 100% |
2.性能指标:经中国电力科学院电力工业设备及仪表质量检验测试中心,依据DL/T-698-1999标准鉴定各项指标均合格,且产品的多项关键性指标高于标准要求:如数据传输可靠性类指标中:一次抄读成功率标准为>97%,测试结果为:100%;电能数据抄读总差错率,标准为:差错率=0,测试结果:0(详见附件《检测报告》)。
3.项目主要技术参数与国内国外同类先进技术的比较:目前国内外专业从事低压电力载波通信技术产品研发生产的企业为数不多,从低压电力线载波通信技术来看,我公司无论是技术方面或应用方面均具有绝对的优势,主要表现为以下几点:
3.1.技术指标:
3.1.1.我公司系统产品完全实现了载波通信的三个百分之百:抄读成功率100%、数据准确率100%、通断控制率100%,真正做到了全天候24小时无误传输,无论抄收、控制均不受时间段、传输距离、电磁干扰所限制,且任意时间抄读成功率、数据准确率、通断控制率均为百分之百,该技术指标高于目前国家行业标准规定的技术指标(我国:大于85%),也高于目前国外其它低压电力载波远传抄表系统产品的技术指标(欧美:92%,韩国、以色列:95%);
3.1.2.在集中器的容量上:凯星每台“载波数据集中器”容量为6万个终端,远远高于其它企业(几百~几千个终端);
3.1.3.在通信距离上:凯星已完全实现了一个变压器台区通信距离全覆盖,即:在同一个变压器台区下,通信不受距离的限制。