645-1997規約

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更新時間: 2013-08-23

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645規約的全稱應該是「中華人民共和國電力行業標準DL/T 645——1997多功能電能表通信規約」。

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1 645-1997規約 -645規約的全稱

645規約的全稱應該是「中華人民共和國電力行業標準DL/T 645——1997多功能電能表通信規約」。

這樣一個通信規約標準應用於載波集抄系統,是有它的歷史原因的!

任何一個標準的出台,與小孩出生一樣,必須經歷十月懷胎、一朝分娩的痛苦歷程。

在上個世紀九十年代,載波集抄系統在中國大地風起雲湧的時候,國內、國外沒有一個成熟的通信規約可以套用。國家標準的制定者也不是神仙、救世主,他們在沒有足夠的產品現場運行經驗情況下,也無法閉門造車編造出合理的載波集抄系統通信規約!當時正值多功能電能表大面積推廣後期,而載波集抄系統的研製、生產也大多脫胎於這些廠家的產品轉型。歷史就這樣造就了645規約暫行於載波集抄系統的環境!

其實就應用對象與使用條件而言,多功能電能表與載波集抄系統幾乎是風馬牛不相及!

2 645-1997規約 -多功能電能表

多功能電能表是應用於電力系統動力用戶的用電監控(就地監控)、計量裝備;而載波集抄系統是應用於居民照明用戶的計量設備;根據中國的電力營業管理的相關政策,前者必須顧及電壓、電流、功率、需量、有功電能量、無功電能量、正向、反向,以及不同時區、時刻的用電參數;而後者只存在正向有功電能量與底度,在未來的分時計價系統中,無非增加一個分時段電能量問題。

而就數據採集的性質而言,多功能電能表通信規約僅適用於就地數據採集與匯流排數據採集,甚至可以採用基帶數據傳輸;它與載波集抄系統的串口調製數據傳輸,完全不是一回事!

就通信環境而言,本地數據採集通信環境穩定、乾淨、衰減小;而載波通信環境衰減大、干擾嚴重、不穩定!整個一個大翻個!

645規約在載波集抄系統中的套用,帶來的災難是毀滅性的!

讓我們舉幾個具體條款說明這個問題:

645規約的電能表地址碼採用了6位元組12位十進位數,最大數為1萬億。設計本意是為了攜帶廠家名稱與產品型號、序列。這對單點的本地數據採集,無論數據傳輸速率多低,在穩定、乾淨、衰減小的環境中,都不會形成任何威脅。但對載波通道,由於通信環境衰減大、干擾嚴重、不穩定,加上國內載波模塊大多採用擴頻方式提高通道的抗干擾能力,數據傳輸速率只有300-600波特;再考慮載波通信過程要採集一個變台下數百乃至上千塊載波電能表的數據;就是致命的了!

讓我們對一塊載波電能表的傳輸過程進行分析:假設正常表號設置只要3個位元組,那麼每個表號採用6位元組,就多傳輸了3個位元組;假設系統設置了三級中繼,那麼路由表就需要傳輸4-5個通信地址(包括目的電能表與集中器地址),每個地址多傳三個位元組,5個地址需要多傳輸15個位元組,按645規約,每個位元組是11位,就要多傳輸165的比特; 假設載波通道通信波特率為300波特,無端耗費時間550毫秒!這裡還不包括必須傳送的數據比特!在隨機干擾十分嚴重的載波通道中,這550毫秒意味著什麽,干擾的概率增加了多少,任何一個稍懂通信常識的人,都十分清楚!

645規約還規定了兩位元組的數據標識,還有一位元組的密碼許可權、三位元組的傳輸密碼!對於居民照明用戶,只有一個電能量標誌,數據保密性要求也與動力用戶大相徑庭!這裡的數據比特浪費幾乎到了無以復加的地步!

更何況645規約只有檢錯重發功能,本身對干擾防禦能力極差,這樣一個數據比特的浪費、傳輸時間的無謂延長,其後果必然是災難性的!

筆者曾對數據傳輸時間與干擾的關係,在中國居民照明電網中,做過大量的統計分析,當傳輸時間超過200毫秒,干擾概率提高了數倍!

這是一個觸目驚心的數據!

645規約根本沒有中繼傳輸規約,而經過十年的市場徘徊,現在市場上不用中繼方案的系統已經寥若星辰了!

其它還有很多條款,都可以從理論、實踐兩個方面,論證645規約在載波集抄系統中套用的不合理性!筆者在這裡就不一一論述了。

當然必須指出:這一切並不是645規約的錯誤,因為645規約本來就不是載波集抄系統的通信規約!

其實在多年的實踐過程中,業內很多有識之士已經發現了這些問題!開始探索,並獨立編製自己產品的通信規約!至少國內載波模塊推廣應用最多的廠家,已經在現場採用了自編的通信規約!它已經在一定程度上,規避了數據比特浪費、干擾概率高的風險!例如採用了表號現場設置措施,2位元組表號方案!而且在中繼傳輸過程中,盡最大可能減少數據傳輸時間!……等等。

正因為這個原因,在經過多年的現場時間基礎上,為了適應市場需求的發展,全國電工儀器儀錶標委會於2000年10月組建《自動抄表系統》國家標準起草工作組,並開始起草《自動抄表系統》國家標準。初步確定採用國際電工委員會的IEC62056標準作為中國載波集抄系統通信規約的標準!

就是在IEC62056中,考慮到載波通道通信的複雜性與特殊性,還是採用了最大程度的開放性!詳細內容請參閱相關標準的說明。

現在也有部分模塊設計生產商,極力鼓吹645規約!其商業目的是明顯的!因為他要突出、加大幹擾對載波通道通信的破壞性影響;要突出數據傳輸速率的作用!而實際在載波通道上,你如果截獲他的傳輸的數據禎,就會發現,其中根本沒有645規約的影子!

作為用戶,他們不了解其中實情,無可厚非!但作為業內行家,如果是有意識的、商業性的曲解與誤導,是有違職業道德的!

筆者的話說得有點重了,但目的只是希望用戶少花點冤枉錢,中國的老百姓畢竟不富裕啊!

一點書生良心未抿,如有得罪,抱歉了!

645規約的命令碼只有5個比特,配合兩個數據標識位元組,作為電力系統的數據採集,基本是夠了!

但值得探討的是載波集抄系統的市場發展方嚮應該是三表抄送與物業管理,從這個意義講,645規約也不適於應用在載波集抄系統。

這也是IEC62056下段通道開放性的原因之一!——筆者的理解!

筆者一再發帖、跟帖,分析645規約在載波集抄中的套用弊病,絕非對645規約本身的非議;也不是否定歷史!目的只有兩點:

1.改進通信規約可以提高系統抗干擾能力(準確的說是干擾穿透能力),以及物理層通信能力;

2.警惕有意識的商業曲解與誤導!

我們可以分析以前在網上登載的手機充電器、節能燈...等劣質電器的干擾頻譜,從頻域看都是周期性脈衝與干擾頻譜的卷積關係;轉換到時域,就是乘積關係!更具體描述就是:干擾是間歇性的!

從這點出發,我們可以看出:信號可以從間歇性干擾的時間縫隙中穿過!其前提是報文禎不能太長!

這個理論分析結果與筆者多年在現場實踐中的統計分析結果是完全一致的!

由此可見,通信規約的設計對載波通信的穩定性的影響!也可以看出645規約在載波集抄系統中套用是極端不合理的!

645規約的要害在於信息幀太長,延長了單幀傳輸時間,擴大了干擾對通道通信的影響!

解決問題的方法:合理設計通信規約,採用「碎幀技術」,通過科學的通信流程設計,提高干擾穿透能力,就可以大幅度提高系統抗干擾能力與一次通信成功率!

如果頻譜圖上出現了尖脈衝,意味時域沒有間隙;如果頻譜圖上出現周期性,意味著時域存在穿透間隙!(通過時域與頻域的傅立葉變換可以得出上述結論)(δ函數的傅立葉變換)

大家可以看看我們在網上貼出的干擾頻譜圖,就可以自己分析645規約在載波集抄中應用的弊病,也可以體會到「碎幀技術」的價值!

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