余三平

在农业灌溉、野外监测以及偏远地区用电管理等没有市电接入的地方，智能电表远程无线通信模块完全依靠电池或者太阳能供电，在这些场景下的功耗是影响系统续航时间与可靠性的重要因素。针对无市电情况下智能电表无线通信供电困难的问题进行分析，提出太阳能供电方式可行性和低功耗的重要性。构建了由光伏板、电池组以及负荷消耗能量平衡方程，并比较LoRa、NB-IoT和4G Cat.1这三种远距离无线通讯方案的能耗特点及应用范围。在此基础上，提出面向太阳能供能系统的低功耗软硬件设计方法，即低功耗硬件平台配置及电源通路控制、通信模组间歇式激活及休眠控制、基于能量状况的上送时间间隔自动调节算法和太阳辐射预估及能量储备方案，并在现场试验中发现，此设计可以在平均每天有超过两个小时阳光的情况下进行全天候工作，在很大程度上减少了工作人员去现场维修的工作量，在没有电力供应的地方也能给智能电能表提供一种合理的解决方案。

智能电表；太阳能供电；远距离无线通信；低功耗设计

[1] 印正誉,姚春羽,蔡仲言.一种基于 ESP32 的智能电表无线通信模块设计[J].数字技术与应用,2021,39(07):16-18. [2] 于华东,欧清海,张喆,等.智能电表微功率无线通信模块天线方向性[J].应用科学学报,2017,35(01):11-20.

点击下载PDF