北京2019年6月25日 /美通社/ -- 伴隨著近期的技術(shù)進(jìn)步和向數(shù)字電網(wǎng)轉(zhuǎn)型的浪潮，無(wú)線連接作為電網(wǎng)設(shè)備有線連接的拓展正在日益獲得人們的關(guān)注。這些電網(wǎng)設(shè)備包括斷路器、并網(wǎng)設(shè)備、光伏逆變器、電動(dòng)汽車(chē)充電器和其它資產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)等。如果它能縮短電網(wǎng)保護(hù)與控制的部署時(shí)間，則無(wú)線連接對(duì)于分布式能源資源管理和電網(wǎng)資產(chǎn)健康監(jiān)控可說(shuō)是成本誘人的解決方案。
諸如Wi-Fi、Sub-1 GHz和藍(lán)牙®低能量及多頻段標(biāo)準(zhǔn)等無(wú)線技術(shù)，能夠在可管理的功率水平流式傳送大量數(shù)據(jù)。用戶能夠通過(guò)藉由資產(chǎn)或云訪問(wèn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，無(wú)縫監(jiān)控、保護(hù)和控制本地或遠(yuǎn)程電網(wǎng)設(shè)備，而不犧牲電網(wǎng)安全性。用戶可以輕松地為現(xiàn)有設(shè)備改裝無(wú)線資產(chǎn)監(jiān)控，而省去了因?yàn)榉笤O(shè)地下電纜所帶來(lái)的復(fù)雜性。
請(qǐng)閱讀德州儀器新發(fā)布的白皮書(shū)“結(jié)合利用有線和無(wú)線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互操作性”。
本文會(huì)討論在將Wi-Fi與電網(wǎng)設(shè)備融合時(shí)需要考慮的五大關(guān)鍵注意事項(xiàng)。
第1個(gè)注意事項(xiàng)：選擇Wi-Fi架構(gòu)
選擇合適的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，取決于網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的類(lèi)型及資產(chǎn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和終端用戶的位置。您有兩種架構(gòu)可以選擇：
第2個(gè)注意事項(xiàng)：配置
配置是為設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)登錄資料的過(guò)程，以便設(shè)備能夠首次連接至無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。CC3220和CC3235提供兩種安全的配置方式：
第3個(gè)注意事項(xiàng)：數(shù)據(jù)傳輸
Wi-Fi連接的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)之一是按需訪問(wèn)大型電網(wǎng)數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)可以包括諸如相電壓、電流、功率等參數(shù)，及工作溫度、振動(dòng)和絕緣擊穿等因素，因而可指示資產(chǎn)的健康情況。數(shù)據(jù)還可以用于監(jiān)控系統(tǒng)/設(shè)備狀態(tài)。
對(duì)于其它應(yīng)用，通過(guò)經(jīng)由云向遠(yuǎn)程電網(wǎng)資產(chǎn)發(fā)送指令的方式，無(wú)線接入支持控制設(shè)備的設(shè)置。此外，還可以利用無(wú)線更新方式通過(guò)云來(lái)更新設(shè)備固件。
第4個(gè)注意事項(xiàng)：功耗
雖然接入電源不是擔(dān)心的問(wèn)題，但是過(guò)去幾十年來(lái)，使無(wú)線子系統(tǒng)電流消耗最低，也是伴隨著大部分電網(wǎng)資產(chǎn)運(yùn)行的重要課題。Wi-Fi技術(shù)的平均功耗取決于包括數(shù)據(jù)規(guī)模、間隔和延時(shí)在內(nèi)的多種因素。根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸間隔與延時(shí)，有兩種運(yùn)行模式可以選擇：
該設(shè)備處于“永遠(yuǎn)連接”模式，能夠?qū)?yīng)用的延時(shí)降至最低。它按規(guī)定的時(shí)間間隔從AP接收信標(biāo)。使用長(zhǎng)睡眠間隔（LSI）策略的設(shè)置，在兩個(gè)信標(biāo)之間會(huì)啟用低功耗深睡眠（LPDS）模式。AP可以在兩個(gè)信標(biāo)間隔期間請(qǐng)求數(shù)據(jù)，因?yàn)镾TA一直處于偵聽(tīng)模式。另外，必要時(shí)，STA能在兩個(gè)信標(biāo)間隔期間傳輸數(shù)據(jù)。此模式期間的電流消耗特征如下所示。
- CC3220 Wi-Fi MCU解決方案的平均電流消耗為~700 µA（0.1s 信標(biāo)），有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)為2 mA。
- 電源應(yīng)設(shè)計(jì)為適應(yīng)尖峰負(fù)荷，如表 1所示。
第5個(gè)注意事項(xiàng)：可靠的遠(yuǎn)程監(jiān)控與網(wǎng)絡(luò)安全性
安全性是電網(wǎng)的首要議題，它可減輕來(lái)自未經(jīng)授權(quán)用戶訪問(wèn)敏感數(shù)據(jù)和控制電網(wǎng)設(shè)備的威脅。一個(gè)暴露于威脅之下的弱點(diǎn)是電網(wǎng)設(shè)備接入云端的網(wǎng)絡(luò)層。德州儀器的SimpleLink Wi-Fi設(shè)備支持不同級(jí)別連接的網(wǎng)絡(luò)安全性、本地局域網(wǎng)（LAN）安全性和物理設(shè)備層安全性。有關(guān)設(shè)備安全功能的詳細(xì)信息，請(qǐng)查閱應(yīng)用報(bào)告。
TI的下一代SimpleLink Wi-Fi設(shè)備
CC3235S和CC3235SF SimpleLink Wi-Fi設(shè)備支持5 GHz及2.4 Ghz，可與藍(lán)牙®低能量/2.4 GHz共存。盡管安全性是無(wú)線通信的最大挑戰(zhàn)之一，但是諸如硬件加密加速器、文件加密、文件鑒權(quán)、克隆保護(hù)和安全引導(dǎo)等技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)融入到CC3235S和CC3235SF中，這有助防止未經(jīng)授權(quán)的用戶訪問(wèn)和控制電網(wǎng)設(shè)備。這些設(shè)備通過(guò)了聯(lián)邦信息處理標(biāo)準(zhǔn)（FIPS）140-2 1級(jí)認(rèn)證，并且采用高達(dá)16個(gè)并發(fā)安全套階層技術(shù)，可提供增強(qiáng)的安全性。
結(jié)語(yǔ)
電網(wǎng)工程師可以使用Wi-Fi連接，作為有線連接以外的擴(kuò)展或冗余通信路徑。Wi-Fi可用于增強(qiáng)連接性，以便通過(guò)云端從遠(yuǎn)程位置監(jiān)測(cè)和控制任何資產(chǎn)。德州儀器的CC3220S、CC3220SF、CC3235S和CC3235SF Wi-Fi無(wú)線設(shè)備，與集成式網(wǎng)絡(luò)處理器、應(yīng)用處理器（ARM® Cortex®-M4）、豐富的安全功能和德州儀器的參考合計(jì)結(jié)合使用，可輕松、快捷和安全地添加至民用電網(wǎng)設(shè)備或子站電網(wǎng)設(shè)備的Wi-Fi連接。
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