案例丨工业厂房分布式光伏电站无线通讯解决方案

↗点击上方“研华自动化”关注我们导言众所周知，不论是企业自设光伏系统供应自家用电而余电则卖给电厂，或者是光...

导言



众所周知，不论是企业自设光伏系统供应自家用电而余电则卖给电厂，或者是光伏电厂专门收集太阳光能后馈电给电力公司，前端收集来的数据能否确切地传送给监测管理系统成为一大重点，因为每个电站的发电数据既是确认光伏系统是否达到预期发电效果的检验依据，同时也是光伏系统经营者能获得多少政府补贴的重要资料，致使光伏发电站所采用的网络系统扮演了关键性的角色。

尽管光伏系统可搭配有线网络或无线网络来传输数据，但若想要快速完成网络系统的建置，又想免除拉线施工的麻烦，具有机动性又不受实体缆线牵绊的无线网络是最佳选择。研华高速通讯的工业级无线网络解决方案能提供用户既强固又值得信赖的无线通信系统，而专业的工程团队则能根据使用端所面临的各种难题进行系统优化的规划，进而协助客户为其光伏应用迅速建构出最具成本效益的网络系统。

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1、现场分析

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项目情况为厂区建筑光伏发电监控项目，通讯部分计划使用无线的方案。建立无线网络针对开发区屋顶的覆盖，目前项目暂分三个区，共18个厂房。总厂区距离以2千米×2千米估算。数据通路目前仅有PLC等少量控制数据传输，但此方案中所使用的无线产品均为IEEE802.11n新一代无线通讯标准的产品，可为为日后增加视频监控提供足够无线通讯带宽。

2、带宽分析

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研华无线交换机使用IEEE802.11n进行通讯，最大传输带宽为300Mbps，所使用的产品全部支持MIMO技术（MIMO技术特点将两条无线通路进行捆绑带宽翻倍），在主干和需要大带宽的传输路径中可增加带宽保障数据传输的稳定和可靠。

带宽需要看视频部分的码流和视频监控点位情况而定，以每栋厂房顶一个视频摄像头，每个摄像头1~2Mbps带宽计算，预计已知区域的视频带宽总和为18Mbps~36Mpbs左右。通过研华Mesh AP EKI-6340系列产品构建的实际骨干网络带宽可达200Mbps以上，可用于数据传输的有效带宽为100Mbps以上，因此即便现场具有视频监控的传输需求，研华工业无线通讯设备仍然可满足通讯需求。

3、需要解决的问题

此方案可以解决以下问题：

1、 现场覆盖面积广，需要远距离传输问题

2、 视频数据传输中需要高带宽的问题

3、 户外应用，需要安装方便，并支持宽温和高防护等级等工业特点。

4、 稳定可靠的无线产品，保障系统的安全

5、 避免传统AP桥接带宽损耗过多问题

6、 光纤布线复杂、成本高的问题（一）无线Mesh网络拓扑图

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（二）拓扑图示说明

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1、上图中6号、14号、17号厂房的“★”代表三射频工业无线AP EKI-6340-3。（详细资料见附带产品资料）

2、其它厂房上的无线接入点均采用性价比较高的EKI-6331AN产品。（详见产品资料）

（三）方案概述

此方案要将覆盖区域分成“主干Mesh网络”及“AP覆盖”两部分。分区原则根据厂区及厂房的实地情况而定。初步拟定通过三台高性能的研华户外工业无线Mesh AP EKI-6340-3产品组成主干Mesh网络（建议组Mesh网络频率使用5.8GHZ），再通过分布在各厂房的接入点的EKI-6331AN进行同主干EKI-6340-3网络进行互联。（Mesh网络的特点在无线网络有故障点出现时，无线AP会自动选择另一条途径通讯，保证数据传输）。

由于EKI-6340系列AP支持三个射频，实现在两个射频频组建冗余主干Mesh网络的同时，第一个射频进行无线覆盖。同时，在实施时采用高增益的扇形天线提高传输距离并保证带宽。每个现场点通过EKI-6331AN同骨干Mesh网络的EKI-6340-3进行通讯。

（四）方案亮点

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▌Mesh网络：通过主干组成的Mesh网络，进行主干信息的通讯。研华率先在工业无线网络中使用先进的工业Mesh技术。在网络中出现故障点时，网络可以通过Mesh网络进行自恢复，研华的工业Mesh网络自恢复时间为20ms。保证数据通讯的正常稳定。

使用Mesh网络的特点为方便安装配置，通过Mesh网络可以进行跳接传输（非视距传输），大大提高网络的稳定性（网络可以自愈合），网络架构简单灵活，带宽高。

▌MIMO技术：即多路输入多路输出（MIMO）技术，是指在发射端和接收端分别使用两个或多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的通讯品质，提高抗干扰能力。微信编辑器 构思编辑器

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如上图所示，根据厂区的位置，将无线通讯部分分成“骨干Mesh网络”及“AP覆盖节点”两大部分。骨干基站按4台预估，但为了尽可能的节约成本，实施时可先按3个骨干基站安装并实测，如果实测效果不理想时，再增加第4台骨干基站的架设即可。微信编辑器 构思编辑器

1、骨干基站的架设与实施

如上图所示的6号、14号及17号厂房均采用骨干基站，骨干基站为研华IP67高防护等级宽温型三射频Mesh AP，型号为EKI-6340-3。

▌骨干基站及天线安装示意图：



▌骨干基站、天线及配件见下表：



2、监控节点基站的架设与实施

如上图所示的1~5，7~13，15~16及18号厂房均采用节点基站，节点基站为研华IP55防护等级的高性价比无线AP产品，型号为EKI-6331AN。

EKI-6331AN通过防水胶泥及防水胶带保护后可以直接裸露在户外使用，并且其内部内置了16dBi 5.8GHz双极化（MIMO）天线，可以直接与骨干基站连接，节省了天线及馈线等成本。

▌节点基站及天线安装示意图：



▌节点基站、天线及配件见下表：



▌基站支架安装：

由于厂房房顶不便安装，因此建议采用以下结构的支架对基站进行安装。

安装方案（1）



安装方案（2）






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