ICS29.120.99

CCSF21CES

團體標準

T/CESXXX-XXXX

中低壓配用電設(shè)備設(shè)施在線監(jiān)測

第3部分：低功耗無線通信

Specificationofonlinemonitoringformediumandlowvoltagedistribution

andcustomerequipmentandfacilities-Part3:Lowpowerandenergy

consumptionwirelesscommunication

（征求意見稿）

（2023年08月31日）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國電工技術(shù)學會發(fā)布

T/CESXXXXXXX

-

中低壓配用電設(shè)備設(shè)施在線監(jiān)測第3部分：低功耗無線通信

1范圍

本部分對低功耗無線通信的一般要求、無線網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計、無線頻段和組網(wǎng)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點功能、混

合組網(wǎng)方面進行規(guī)定。

本部分適用于中低壓配用電設(shè)備設(shè)施在線監(jiān)測應(yīng)用的本地無線通信技術(shù)選型和使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB15629.11（全系列）信息技術(shù)系統(tǒng)間遠程通信和信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求第11部分:

無線局域網(wǎng)媒體訪問控制和物理層規(guī)范

GB/T38648信息安全技術(shù)藍牙安全指南

3術(shù)語、定義和縮略語

3.1術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1.1

近場通信nearfieldcommunication，NFC

又稱近距離無線通信(short-rangewirelesscommunication)。一種短距離的高頻無線通信技術(shù)。

使得在大約10厘米距離上兩個設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換成為可能，它兼容智能卡接口和閱讀器標準。

3.1.2

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)wirelesssensornetwork，WSN

又稱無線傳感網(wǎng)，由一組無線傳感器節(jié)點設(shè)備通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

注：該網(wǎng)絡(luò)的目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。

[來源：GB/T40422,3.1.2]

3.1.3

無線局域網(wǎng)wirelesslocalareanetwork，WLAN

不使用導線（電纜或光纜）、采用無線電波作為介質(zhì)來傳送數(shù)據(jù)的局域網(wǎng)。

3.2縮略語

下列縮略語適用于本文件。

CSS：線性調(diào)頻擴頻（ChirpSpreadSpectrum）

D2D：無需經(jīng)過基站的終端之間直連通信(Device-to-Device)

EIRP：等效全向輻射功率(EffectiveIsotropicRadiatedPower)

eMTC：增強型機器類型通信（EnhancedMachine-TypeCommunication）

LPWAN：低功率廣域網(wǎng)絡(luò)（Low-PowerWide-AreaNetwork）

LoRa：長距離無線電（LongRangeRadio）

LoRaWAN:長距離廣域網(wǎng)通信協(xié)議（LongRangeWideAreaNetwork）

NB-IoT：窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NarrowBandInternetofThings）

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RFID：射頻識別（RadioFrequencyIdentification）-

WAPI：無線局域網(wǎng)鑒別和保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（WirelessLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure）

WLAN：無線局域網(wǎng)(WirelessLocalAreaNetwork）

LTE-U:5GHZ非授權(quán)頻段的LTE技術(shù)(LTEAdvancedinUnlicensedSpectrum)

NR-U:工作于免許可頻段的5G空中接口(5GNewRadioinUnlicensedSpectrum)

SRRC：國家無線電管理委員會（StateRadioRegulationCommittee）

UART：異步串行通信(universalasynchronousreceiver-transmitter)

4一般要求

4.1微功率低功耗

4.1.1在滿足數(shù)據(jù)傳輸要求的前提下，應(yīng)盡量減少無線發(fā)送功率，降低潛在的干擾；

4.1.2優(yōu)化無線通信的主控電路、無線收發(fā)電路、電源電路三個主要電路的功耗，降低整體功耗；

4.1.3應(yīng)按照傳感器節(jié)點電源來源類型，包括電池供電方式、太陽能供電方式（包括太陽能與蓄電池點

和供電）、采用外接電源供電、環(huán)境取能供電方式電源特性，針對性設(shè)計低功耗電路和組網(wǎng)機制，優(yōu)化休

眠模式和喚醒方式，充分減少能量消耗。

4.2安全可靠

4.2.1按照應(yīng)用場景的信息安全風險，功耗要求等不同，因地制宜采用相匹配復雜度的訪問控制、身

份認證、數(shù)據(jù)加密和自身監(jiān)測等合適安全措施。

4.2.2通過分幀、重傳和適用的信道編碼等等技術(shù)，提升通信可靠性。

4.3寬窄帶一體

4.3.1數(shù)據(jù)量傳輸要求較大的傳感器應(yīng)采用寬帶、高速率無線接入技術(shù)，數(shù)據(jù)量傳輸要求較小的感器

應(yīng)采用窄帶、低速率無線接入技術(shù)。

4.3.2匯聚型節(jié)點采用寬、窄帶一體化設(shè)計，減小匯聚型節(jié)點通信設(shè)備數(shù)量，提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋的效率和

經(jīng)濟性。

5無線網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計

5.1通信適配性

5.1.1勘察確定中低壓配用電設(shè)備設(shè)施類型、數(shù)量、地理分布。

5.1.2分析確定具體設(shè)備需要監(jiān)測的信息。

5.1.3分析確定具體設(shè)備信息的通信要求，帶寬、可靠性、安全性等。

5.2主要考慮因素

5.2.1從網(wǎng)絡(luò)覆蓋、網(wǎng)絡(luò)容量、匯聚節(jié)點優(yōu)化部署等方面進行分析。

5.2.2網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)計明確室內(nèi)覆蓋、室外覆蓋、遮擋因素、潛在環(huán)境變化和干擾等，保障覆蓋范圍內(nèi)信

號強度達到終端和傳感器分布和數(shù)據(jù)接入要求，減少同頻干擾。

5.2.3網(wǎng)絡(luò)容量設(shè)計保障網(wǎng)絡(luò)帶寬能滿足配用電設(shè)備設(shè)施在線監(jiān)測業(yè)務(wù)需求。

5.2.4在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量前提下，匯聚節(jié)點布放確保在實際現(xiàn)場中實施中能順利安裝和施工。

5.2.5匯聚考慮多級匯聚，如一個低壓臺區(qū)有一個匯聚節(jié)點，匯聚低壓側(cè)設(shè)備設(shè)施監(jiān)測數(shù)據(jù)；一個配電

站房設(shè)置一個匯聚節(jié)點，匯聚站房內(nèi)部數(shù)據(jù)；一個配電柜設(shè)置一個匯聚節(jié)點，匯聚柜內(nèi)數(shù)據(jù)。

5.3通信網(wǎng)絡(luò)拓撲

5.3.1網(wǎng)絡(luò)拓撲包括星型、樹型、網(wǎng)狀型，網(wǎng)絡(luò)拓撲的構(gòu)建根據(jù)據(jù)業(yè)務(wù)需求、應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)、以及通信

技術(shù)選型等綜合考慮。

5.3.2結(jié)合具體監(jiān)測場景，可以綜合各類近場通信、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建混合的網(wǎng)絡(luò)

拓撲。

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5.3.3網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點類型主要包括匯聚型節(jié)點和終端型節(jié)點。-

5.3.4終端型節(jié)點接入終端和傳感器數(shù)據(jù)，可集成到終端中。

5.3.5匯聚型節(jié)點匯聚所轄終端的數(shù)據(jù)，并進行相關(guān)的處理和上傳主站側(cè)，接收主站側(cè)相關(guān)的配置等指

令并中轉(zhuǎn)分配下達給相關(guān)終端。

5.4低功耗設(shè)計

5.4.1硬件設(shè)計上，需要選用低功耗的模塊或者芯片，決定功耗的主要是模塊或者芯片的電流參數(shù)，主

要有休眠電流，發(fā)射電流和接收電流。

5.4.2軟件設(shè)計上，由于無線模塊在發(fā)射時候的電流往往比接收和休眠時候大，因此在用戶在使用無線

模塊發(fā)射數(shù)據(jù)時，應(yīng)該考慮盡可能減少發(fā)射時間，發(fā)射次數(shù)，或者每次發(fā)送的數(shù)據(jù)量，這樣有助于節(jié)省電

量。

5.4.3系統(tǒng)設(shè)計上，優(yōu)化上下行鏈路時隙設(shè)計，如分為單向終端、雙向終端、實時性要求不高的終端、

實時性要求較高的終端。

5.4.4使用電池節(jié)點供電，需要對節(jié)點功耗進行詳細分析，結(jié)合電池效率，溫度影響等對節(jié)點工作時間

進行分析，功耗計算方法參見附錄A。

6無線頻段和組網(wǎng)協(xié)議

6.1無線局域網(wǎng)(WLAN)

采用無線局域網(wǎng)技術(shù)時，應(yīng)符合以下要求：

a)WLAN可采用2400～2483.5MHz頻段或5725～5850MHzISM頻段工作；

b)當采用2400～2483.5MHz頻段工作時發(fā)射功率應(yīng)符合工信部無(2002)353號的要求，EIRP<500mW；

c)當采用5725～5850MHz頻段工作時發(fā)射功率應(yīng)符合工信部無(2019)277號的要求，EIRP<2W，WLAN

設(shè)備發(fā)射功率應(yīng)<100mW；

d)基于2400～2483.5MHz頻段的13個信道，子信道劃分間隔是5MHz,Wi-Fi的工作頻寬是22MHz,所以相

鄰信道的Wi-Fi信號之間有干擾，必須至少間隔5個子信道才相互無干擾；

e)5725～5850MHz頻段應(yīng)支持5個互不干擾的子信道(149,153,157,161,165)；

f)無線局域網(wǎng)(WLAN)接入采用星型拓撲時，可支持802.11a/n/ac標準，其中802.11n應(yīng)同時支持

2.4GHz和5.8GHz頻段；

g)采用網(wǎng)狀拓撲時，應(yīng)符合802.11s標準的要求，中繼應(yīng)符合IEEE802.11s的要求；

h)在安全性要求較高的場合，宜采用WAPI技術(shù)提高安全能力。

6.2藍牙(Bluetooth)

采用藍牙技術(shù)時，應(yīng)符合以下要求：

a)藍牙通信目前已在部分智能電表、低壓智能斷路器等設(shè)備上使用，可用于承載設(shè)備的運行狀態(tài)監(jiān)

測；

b)藍牙技術(shù)從4.1版本開始，針對非音頻和視頻的數(shù)據(jù)傳輸考慮了低功耗設(shè)計，增加了傳輸距離，配

用電監(jiān)測應(yīng)用時應(yīng)考慮選擇低功耗藍牙技術(shù)；

c)運行頻段可選擇2400～2483.5MHz或5725～5850MHzISM頻段，運行在2400～2483.5MHz頻段時，射

頻指標應(yīng)符合工信部無(2002)353號的要求，EIRP<500mW；

d)運行在5725～5850MHz頻段時，射頻指標應(yīng)符合工信部無(2002)277號的要求，EIRP<2W，發(fā)射功率

應(yīng)<100mW；

e)采用星型拓撲時，應(yīng)符合IEEE802.15.1的要求，可支持Bluetooth核心規(guī)范5.0；

f)采用網(wǎng)狀拓撲時，應(yīng)符合藍牙Mesh1.0規(guī)范的要求；

g)中繼應(yīng)符合藍牙Mesh1.0的要求；

h)安全按照GB/T38648-2020要求，在可靠性要求較高的A+和A類配電區(qū)域采用藍牙技術(shù)，應(yīng)采用較

高的安全配置。

6.3紫蜂（Zigbee）

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采用Zigbee技術(shù)時，應(yīng)符合以下要求：-

a)Zigbee通信目前在一些配用點環(huán)節(jié)非典氣量環(huán)境監(jiān)測開展了應(yīng)用，可用于承載設(shè)備的運行狀態(tài)監(jiān)

測；

b)頻段可采用2400～2483.5MHz頻段或5725～5850MHz頻段工作；

c)射頻指標應(yīng)符合工信部(2019)52號的要求,當采用2400～2483.5MHz頻段工作時EIRP≤10mW,當采

用5725～5850MHz頻段工作時EIRP<25mW；

d)無線協(xié)議還應(yīng)降低自身的復雜性，以降低計算開銷，避免使用大容量存儲器，從而降低成本。

e)組網(wǎng)應(yīng)符合IEEE802.15.4標準的要求；

f)2.4GHz通道的工作數(shù)據(jù)速率為250kbps,可根據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)傳輸需求進行選擇；

g)IEEE802.15.4沒有指定加密方式，實施中添加對稱加密方法，其應(yīng)用采用的安全方式進行優(yōu)化；

h)ZigBee在IEEE802.15.4規(guī)范之上添加了路由協(xié)議與層級網(wǎng)絡(luò)尋址方案，可實現(xiàn)群集樹拓撲結(jié)構(gòu)

以及多跳網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲,可結(jié)合實際配用電場景監(jiān)測覆蓋需求選擇采用ZigBee協(xié)議；

i)在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中存在協(xié)調(diào)器、路由器、終端三種邏輯設(shè)備類型，Zigbee集中式安全方法采用協(xié)調(diào)

器分配安全密鑰給終端節(jié)點，分布式安全方法沒有協(xié)調(diào)器，由路由器節(jié)點分配安全密鑰給終端節(jié)點，可結(jié)

合實際配用電場景監(jiān)測安全需求選擇采用ZigBee協(xié)議；

j)IEEE802.15.4調(diào)制方式下終端型通信節(jié)點設(shè)備無線通信性能要求參見附錄B中表B.1。

6.4遠距離無線電(LoRa)

采用LoRa技術(shù)時，應(yīng)符合以下要求：

a)LoRa射頻指標應(yīng)符合工信部(2019)52號的要求；

b)采用470～510MHz頻段工作時EIRP<50mW；

c)采用2400～2483.5MHz頻段工作時，EIRP<10mW；

d)采用5725～5850MHz頻段工作時，EIRP<25mW；

e)在建筑樓宇、住宅小區(qū)及村莊等小范圍內(nèi)組網(wǎng)應(yīng)用；

f)任意時刻限單個信道發(fā)射，單次發(fā)射持續(xù)時間不超過1秒；

g)采用擴頻調(diào)制，工作帶寬<500kHz；

h)應(yīng)當具備“發(fā)射前搜尋”等干擾規(guī)避功能，且不能被關(guān)閉；

i)組網(wǎng)協(xié)議可采用LoRaWAN、LinkWAN、CLAA等生態(tài)較為豐富的組網(wǎng)協(xié)議標準的要求；

j)CSS調(diào)制方式下，終端型通信節(jié)點設(shè)備無線通信性能要求參見附錄B中表B.2。

6.5射頻識別（RFID）

采用RFID技術(shù)時，應(yīng)符合以下要求：

a)用于設(shè)備溫度監(jiān)測，在傳統(tǒng)RFID芯片上嵌入高精度超低功耗(1微瓦)溫度傳感器芯片；

b)RFID系統(tǒng)由讀寫器(Reader)、電子標簽(Tag)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)三部分組成；

c)低頻RFID系統(tǒng)的工作頻率為30～300kHz，標簽讀取距離一般不超過10cm，讀取距離跟標簽大小

成正比；

d)高頻系統(tǒng)的工作頻率為3～30MHz，射頻識別常見的高頻工作頻率有6.75MHz、13.56MHz和27.125

MHz，讀取距離距離較遠（可達幾m至十幾m）；

e)主動式超高頻RFID標簽則工作在433MHz，自身帶有電池供電，讀/寫距離較遠（約在100米～1500

米）；

f)被動式超高頻RFID標簽工作頻率為860～960MHz，以915MHz為主，通信距離可達15m；

g)微波RFID標簽的主要工作頻率為2.45GHz，有些則為5.8GHz，被動式微波RFID標簽主要使用反向

散射耦合方式進行通信，傳輸距離較遠，如果要加大傳輸距離還可以改為主動式。

6.6窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)

采用NB-IoT技術(shù)時，應(yīng)符合以下要求：

a)需要長距離傳輸數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)適合選擇低頻段，而需要高速傳輸數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)適合選擇高頻段；

b)FDD頻段主要用于室內(nèi)和城市環(huán)境下使用，頻段分配在1.4GHz到2.7GHz之間，其中比較常用的FDD

頻段有700MHz、800MHz、900MHz、1800MHz、2100MHz和2600MHz等；

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c)TDD頻段主要用于城市環(huán)境下使用。頻段分配在1.9GHz到2.6GHz之間。其中比較常用的TDD頻-段有

1900MHz、2300MHz和2600MHz等；

d)單載波TD-LTE頻段主要用于室外和農(nóng)村環(huán)境下使用，頻段分配在800MHz到900MHz之間；

e)NB-IoT射頻帶寬為200kHzX,下行速率大于160kbps，小于250kbps，上行速率大于160kbps，小于

250kbps(Multi-tone)/200kbps(Single-tone)，可結(jié)合在線監(jiān)測需求選擇。

6.7其他

采用電力無線專網(wǎng)、公網(wǎng)無線通信以及其他低功耗無線通信技術(shù)時，應(yīng)符合以下要求：

a)充分利用已有230MHz電力無線專網(wǎng)、1.8GHz電力無線專網(wǎng)資源，接入配用電狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點；

b)可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計和實際需求，采用2G/3G/4G實現(xiàn)中低壓配用電設(shè)備設(shè)施在線監(jiān)測；

c)eMTC系統(tǒng)應(yīng)在已許可使用LTE技術(shù)體制的800MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz和2100MHz等公

眾移動通信頻段,以及1447-1467MHz和1785-1805MHz等專用通信頻段進行部署，支持上下行最大1Mbps

的峰值速率；

d)免授權(quán)LTE(LTE-U)使用5725-5850MHz頻段，射頻指標應(yīng)符合工信部無(2002)277號的要求，EIRP<2W，

應(yīng)支持3GPPTS36.201系列規(guī)范Release9,可支持更新版本；

e)部署NR-UC，采用5.8G免授權(quán)頻段全向發(fā)射功率小于1瓦，支持高密集區(qū)域配用電設(shè)備設(shè)施監(jiān)測，

同時支撐高帶寬要求的移動作業(yè)和智能巡檢等；

f)設(shè)備-設(shè)備通信(D2D)應(yīng)采用國家無線電管理委員會授權(quán)使用的頻率，在授權(quán)頻段內(nèi)在終端設(shè)備之

間建立中繼連接，D2D網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端應(yīng)該通過SRRC認證。

7網(wǎng)絡(luò)節(jié)點功能和性能要求

7.1匯聚型通信節(jié)點

匯聚型通信節(jié)點符合下列要求：

a)應(yīng)支持本地通信網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)匯聚并能提供所需要的協(xié)調(diào)；

b)應(yīng)支持將本地網(wǎng)絡(luò)匯聚的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ艑Χ耍?/p>

c)應(yīng)支持后端業(yè)務(wù)平臺對其進行業(yè)務(wù)相關(guān)管理；

d)應(yīng)支持后端管理平臺對其進行接入認證及日常管理等；

e)應(yīng)支持適當?shù)陌踩芾砟芰Γ?/p>

f)應(yīng)支持業(yè)務(wù)平臺對對設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)等信息的監(jiān)測和采集；

g)應(yīng)支持本地通信配置與組網(wǎng)，協(xié)議轉(zhuǎn)換、地址映射和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能；

h)可支持對監(jiān)測節(jié)點的接入控制、認證和授權(quán)。

7.2終端型通信節(jié)點

終端型通信節(jié)點符合下列要求：

a)將感知數(shù)據(jù)通過本地通信傳遞到匯聚型通信節(jié)點；

b)支持匯聚型通信節(jié)點、管理平臺對自身接入認證、參數(shù)和軟件配置等；

c)支持匯聚型通信節(jié)點、管理平臺對自身及其所連接終端和傳感器的狀態(tài)監(jiān)測；

d)應(yīng)優(yōu)化休眠、喚醒、發(fā)送等時間降低功耗,適應(yīng)電池供電、環(huán)境自取能等不同的電源場景需求；

e)應(yīng)根據(jù)具體安裝場景，和相關(guān)的傳感器進行集成設(shè)計，整體上降低功耗，提升可靠性；

f)應(yīng)至少具有主動、被動這兩種工作模式中的一種，主動模式時，通信模組控制整個傳感器的工作，

可主動喚醒、主動獲取傳感器數(shù)據(jù)，并通過無線方式上傳數(shù)據(jù)，被動模式時，通信模組接受傳感器的控制，

可被喚醒、被斷電，工作時用于傳輸傳感器的數(shù)據(jù)；

g)獨立通信模組和傳感器之間采用UART等串口方式；

h)獨立通信模組電氣性能應(yīng)滿足：

1)工作電源：直流，標稱3.3V(2.4V～3.6V)，紋波≤1%。

2)LoRa433/470MHz通信模組休眠電流不大于3.5uA,接收電流不大于16mA,發(fā)射電流不大于

100mA。

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3)LoRa2.4GHz通信模組休眠電流不大于3.5uA,接收電流不大于16mA,發(fā)射電流不大于-

35mA。

4)EEE802.15.4通信模組2.4G頻段休眠電流不大于3.5uA,接收電流不大于16mA,發(fā)射電流

不大于35mA。

5)低功耗藍牙模組發(fā)射電流不大于15mA,接收電流不大于15mA，休眠電流不大于5uA。

6)低功WLAN模塊（802.11b/g/n）工作電流典型范圍50～150mA，休眠電流典型范圍20uA～15mA。

7)低功NB-IoT模塊發(fā)射電流不大于400mA,接收電流不大于32mA，休眠電流不大于5uA。

i)獨立通信模組可靠性應(yīng)滿足：

1)通信模組的平均無故障工作時間（MTBF）不低于5年。

2)通信模組的使用壽命不少于8年。

3)與匯聚終端型通信的數(shù)據(jù)丟包率小于1%。

4)掉電后，通信模組配置參數(shù)不丟失。

j)通信和傳感器集成在一個設(shè)備上是，相關(guān)的電氣性能、環(huán)境性能、機械性能等參照標準第二部分

T/CECXXXX.2執(zhí)行。

8無線/有線混合組網(wǎng)

8.1有線通信

8.1.1充分利用電力線一次線路，采用電力線載波通信技術(shù)傳輸電力線上設(shè)備的在線監(jiān)測信息。

8.1.2在同一個站房內(nèi)，布線、取電和安裝容易的終端和傳感器節(jié)點，通信方式可選擇RS485或者其他

現(xiàn)場總線類通信方式。

8.2雙模通信

8.2.1電力線載波通信受阻抗匹配、線路分支、噪聲等影響，而無線通信受發(fā)送功率、建筑物遮擋等因

素的影響，可通過雙模通信提升通信性能。

8.2.2無線通信和電力線載波通信在速率上匹配，高速電力線載波和高速無線結(jié)合，低速電力線載波和

低速無線結(jié)合。

8.2.3因地制宜選擇背靠背、混合組網(wǎng)或芯片級集成不同方式。

8.3多模通信

8.3.1本地通信有線包括電力線載波，RS485等，無線通信包括WlAN，BLE,LoRa、Zigbee等，匯聚型通

信節(jié)點可因地制宜采用多模多制式通信方式，最大兼容各類終端和傳感器接入。

8.3.2充分利用各類無線通信技術(shù)的帶寬互補特性，近距離遠距離互補特性，匯聚型通信節(jié)點可采用多

模態(tài)通信。

8.3.3各種通信技術(shù)的選擇除了考慮到在線監(jiān)測外，綜合考慮多種業(yè)務(wù)需求適配，參考附錄C,各種典型

場景下配用電設(shè)備設(shè)施在線監(jiān)測組網(wǎng)模式見附錄D。

6

T/CESXXXXXXX

附錄A-

（資料性附錄）

節(jié)點功耗計算方法

集合表示物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點設(shè)備所包含類硬件組件，集合表

Dd1,d2,,dj,,dnnSs1,s2,,si,,sk

示每類組件包含的k種工作狀態(tài)，集合Pp1,p2,,pi,,pk表示組件各工作狀態(tài)下對應(yīng)的功率。組件

在不同工作狀態(tài)間切換會產(chǎn)生額外能耗。圖A.1所示一類組件電流消耗圖示，圖A.2表示組件工作狀態(tài)切

換過程。分別表示組件在各個狀態(tài)切換過程中產(chǎn)生的能耗。

swdj

圖A.1硬件組件電流消耗圖

圖A.2硬件組件的工作狀態(tài)切換圖

假設(shè)dj硬件組件工作持續(xù)的時間為Tj，可以得出整個系統(tǒng)的工作電流消耗計算如下。

nkkn

E(t)pttpttTI（4）

ii1iiswjsleep

j0i0i0j0

式中：為電路板休眠模式下的電流；為設(shè)備運行的累計時間；為電路上各個硬件組件的編號。

Isleeptj

一般硬件組件的各個工作狀態(tài)切換時間非常短，且電流消耗不易獲取，實際計算可以將該參數(shù)省略。

對無線通信部分粗略計算步驟如：1、根據(jù)RX的功率和RX的時間計算RX功耗，RX時間就是接收網(wǎng)

關(guān)每個包的飛行時間；2、TX的功耗；3、休眠的功耗；4、計算每秒的整體功耗。根據(jù)電池電量除以每秒

的功耗即獲得工作時間。

7

T/CESXXXXXXX

附錄B-

（規(guī)范性附錄）

無線通信性能要求

IEEE802.15.4調(diào)制方式下節(jié)點設(shè)備無線通信性能要求參見表B.1。

表B.1CSS調(diào)制下無線通信指標要求

無線通信頻段發(fā)射/接收技術(shù)指標要求

射頻輸出功率可達到4dBm-10dBm，功率可調(diào)

發(fā)射帶寬默認1MHz

發(fā)射發(fā)射頻率容差±40ppm（1MHz）

2400MHz～

≤-36dBm（9KHz-1GHz）

2483.5MHz雜散發(fā)射

≤-42dBm（1GHz-15GHz）

靈敏度可達到-98dBm（250kbps）

接收

接收頻率容差±60ppm

CSS調(diào)制方式下，節(jié)點設(shè)備無線通信性能要求參見表B.2。

表B.2IEEE802.15.4調(diào)制下無線通信指標要求

無線通信頻段發(fā)射/接收技術(shù)指標要求

射頻輸出功率可達到8dBm，不超過10dBm，功率可調(diào)

發(fā)射帶寬默認812.5kHz

發(fā)射發(fā)射頻率容差±30ppm（812.5kHz）

2400MHz～

≤-36dBm（9KHz-1GHz）

2483.5MHz雜散發(fā)射

≤-30dBm（1GHz-15GHz）

靈敏度可達到-113dBm（SF=8,BW=812.5kHz）

接收

接收頻率容差±50ppm

射頻輸出功率可達到15dBm-17dBm，功率可調(diào)

發(fā)射帶寬默認500kHz

發(fā)射發(fā)射頻率容差±30ppm（500kHz）

470MHz～

≤-36dBm，9KHz-1GHz

510MHz雜散發(fā)射

≤-30dBm，1GHz-15GHz

靈敏度可達到-109dBm（SF=5,BW=500kHz）

接收

接收頻率容差±50ppm（500kHz）

注：SF—擴頻因子；BW—帶寬。

8

T/CESXXXXXXX

附錄C

（資料性附錄）-

典型通信技術(shù)參數(shù)對照

光纖、HPLC、RS485有線通信技術(shù)主要面向可靠性要求較高，易于布線施工的場所。WiFi、WAPI、5GNR-U、LTE-U等無線寬帶技術(shù)適用于接入數(shù)據(jù)

量較大的傳感器和終端；LoRa、Zigbee等無線窄帶技術(shù)適用于接入數(shù)據(jù)量較小的傳感器和終端接入。

表C.1參數(shù)對照表

本地有線通信本地無線通信

技術(shù)參數(shù)

光纖RS485HPLCZigbeeLoRaWiFiWAPI5GNR-ULTE-U

工作頻段//0.7～3MHz2400MHz470MHz/2400MHz2400MHz/5.8GHz5.8GHz5.8GHz工作頻段

組網(wǎng)方式星形總線星形+多跳星形+多跳星形+多跳星形星形星形星形

300m，多跳城區(qū)3～5km/郊

覆蓋半徑數(shù)km1200m＜100m50～100m50～100m200m1～3km

1km區(qū)10～15km

連接數(shù)100+3210002000約1萬25625610064

速率100Mbps數(shù)百kbps200kbps120kbps50kbpsWiFi4：2～20Mbps，10ms級100Mbps10Mbps

WiFi5：2～50Mbps，10ms級

時延10ms級10ms級10ms級數(shù)十ms數(shù)百msWiFi6：2～100Mbps，10ms級小于4ms大于8ms

安全性較高較高較高高高高較高較高較高

覆蓋經(jīng)濟

適中優(yōu)優(yōu)較優(yōu)優(yōu)較優(yōu)優(yōu)適中適中

性

配電室等宜沿低壓線路數(shù)據(jù)量較小少量試點，數(shù)少量試點，數(shù)

可靠性，數(shù)據(jù)量較小的傳

在線監(jiān)測布線，或者安裝的設(shè)備的傳感節(jié)點，據(jù)量較大的據(jù)量較大的傳

抗干擾要感節(jié)點，如溫度、數(shù)據(jù)量較大的傳感節(jié)點，如紅

應(yīng)用場景匯聚型終端如低壓斷路如溫度、濕傳感節(jié)點，如感節(jié)點，如紅

求較高的濕度、振動等監(jiān)外、局放等監(jiān)測

現(xiàn)狀附近的傳感器、分支箱等度、振動等監(jiān)紅外、局放等外、局放等監(jiān)

場合測

節(jié)點監(jiān)測監(jiān)測測監(jiān)測測

9

T/CESXXXXXXX

-

附錄D

（資料性附錄）

典型場景本地通信組網(wǎng)模式

典型場景通信組網(wǎng)模式參見圖D.1。

a)中壓開關(guān)站、A+、A類供電區(qū)域配電房，采用低功耗無線通信為主，其中采用無線寬帶局域網(wǎng)宜選

擇WAPI技術(shù)，在匯聚型終端附近且便于布線的位置的傳感器可采用RS-485等通信技術(shù)，根據(jù)站點面積大小、

房間布局、傳感器種類、安裝環(huán)境等綜合考慮，一個站點可配置多個匯聚型通信設(shè)備；

b)環(huán)網(wǎng)柜、中壓分支箱等采用有線通信（光纖、RS-485等）為主，涉及到母線測溫等可采用無線通

信，如環(huán)境自取能無線測溫技術(shù)、聲表面波無源無線測溫技術(shù)等；

c)配電室等采用低功耗無線通信為主，在匯聚型終端附近且便于布線的位置的傳感器可采用RS-485

等通信技術(shù)，可根據(jù)站點大小配置安裝多個匯聚型通信設(shè)備；

d)箱變、低壓柜等采用有線通信（光纖、RS-485等）為主，涉及到變壓器進出線、母線測溫等可采

用無線通信，如環(huán)境自取能無線測溫技術(shù)、聲