麦 青 洪 刚 张 盛

（1.北海供电局，广西 北海536000；2.清华大学深圳研究生院智能传感网络工程中心，广东 深圳518055）

0 引言

智能用电是智能电网中电力管理者和用户联系最为紧密的部分，是实现实时监控、提高用电效率的重要手段［1］。这一理念的提出符合当前国家的能源政策，能够提高电能利用率，具有节能减排的重大意义。智能用电系统主要由户内网、本地通信网和远程通信网构成，如图1所示。本地通信网负责数据的采集和融合，是智能用电系统中最为关键的一部分。本文将介绍一种利用Wireless HART网络协议设计智能用电本地通信网的方案。

图1 智能用电系统网络构架

Wireless HART物理层采用ISM 2.4 GHz频段，数据传输速率为250 kb／s；数据链路层采用TDMA和FHSS技术，能够避免数据冲突，提高网络可靠性。此外，在链路层通过时隙和信道的合理分配能够避免数据冲突，提高网络吞吐率，发挥集中式管理绿色智能的技术优点；网络层采用图路由（Graph Route）技术，增强了数据传输的可靠性；传输层建立端到端的传输通道，保证数据的正确传输［2］。

在本地通信网中，Wireless HART现场设备充当采集器，通过RS485接口和若干个电表相连，采集用电数据，不同采集器组成网状网络。Wireless HART网络管理器充当集中器，负责数据融合，组建、配置和维护整个网络，起到控制中心的作用。

本文主要提供本地通信网的组建方案，实现采集器到集中器之间的下行通信，要求数据可靠、安全传输，同时尽可能实时有效地传输。

1 智能配电系统中的WirelessHART网络构架

根据智能用电网络构成，设计如图2所示的无线抄表系统。……