[发明专利]智能电网中基于认知无线电的通信网系统和组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网组网技术领域，尤其涉及智能电网中基于认知无线电的通信网系统和组网方法。

背景技术

在智能电网的无线监测与远程抄表系统中，数据网络技术的选择一般要具备：一是组建的网络要有自动组网功能、数据传输可靠等性能；二是灵活的组网方式、低成本的控制、低能量的消耗、较高的传输安全性是无线传感网络监测系统所必须具备的。

现阶段，发展起来热门流行的短距离无线数据网络技术分别是Wi-Fi、蓝牙技术、ZigBee、超宽带技术(Ultra Wideband，简称UWB)和近距离无线传输(Near Field Communication，简称NFC)技术，下面对这些技术分别进行介绍：

1、蓝牙技术(Bluetooth)

蓝牙技术克服了红外需要对准才能传输的缺点，利用蓝牙技术来实现设备间的无线通信。蓝牙的出现实现了设备在小范围内的快速、安全、低功耗的数据传输，也是目前无线个域网（Wireless PersonalArea Network，简称WPAN）的主流技术之一。它采用了全球通用的2.4GHz的ISM频率段，确保了在全世界能够畅通无阻地使用。该频率段采用了23个或79个频道间隔为1Mz时分双工方式，使用快速调频（1600跳/s）技术抗干扰，在发射功率为1mW时，10m范围内都可以传输，当加大功率到100mW时，通信距离可以扩展到100m。蓝牙技术组网灵活，目前已广泛运用于三合一电话、内特网桥、交互性会议、数码相机中图像的无线传输和各种家用电器中。

2、Wi-Fi(IEEE802.11)

Wi-Fi是IEEE定义的无线网络通信的工业标准(IEEE802.11)。Wi-Fi最早是在1997年提出来的，主要定义了介质访问层（MAC层）和物理层。在物理层，Wi-Fi定义了一个2.4GHz的ISM频段，总的数据传输速率为2Mb/s。1999年，IEEE又定义了两个补充版本：802.11a和802.11b。其中802.11a是在5GHz的ISM频段上速率为54Mb/s的物理层，而802.11b则是在2.4GHz的ISM频段上传输速率为11Mb/s的物理层。由于2.4GHz在世界上大多数国家通用，所以IEEE802．11b得到了更多的应用，也是当前应用最为广泛的WLAN标准，Wi-Fi技术具有的特点有：

第一，覆盖面积广，半径能达到100m，可在整栋大楼中应用。而最近Vivato公司推出的一款新型交换机能把Wi-Fi无线网络的通信距离扩大到6500m。第二，Wi-Fi网络的传输速度很快，可以达到11Mb/s，但是传输的质量不是太好，安全性能不及蓝牙。第三，厂商进入该领域的门槛较低。第四，Wi-Fi优异的带宽是以较大的能耗为代价的，所以一般的Wi-Fi装置都需要经常充电。

3、超宽带技术（UWB）

超宽带技术的发展模式类似于Wi-Fi，最早应用在军事领域里。超宽带系统中心频率高于2.5GHz，并且至少具备500MHz的-10dB频宽。现在也可用于无线局域网（WLAN）和短距离雷达等。

4、近距离无线传输（NFC）

基于无线设备问的“非接触式射频识别”（RFID）及互联技术的基础上，Philips、Nokia和Sony三家公司推出了短距离无线通信技术标准。与RFID不同的是，NFC采用了双向识别和连接。其传输距离最长为20cm，工作在13.56MHz频段，传输速率高。NFC满足了任意两个无线设备之间的信息交换和服务交换，让信息的传递变得更加简单化。

5、ZigBee

ZigBee是一种低速率、短距离的无线通信技术，它是介于无线标记技术和蓝牙技术之间的技术。和其他的技术相比，ZigBee是一种最节约能源的技术之一。它同样适用2.4GHz国际通用频段，理论上可以组建65536个网络节点。所以ZigBee技术适用于对数据传输速率不高，又需要大量节点和节约能耗的网络，故在很多领域有较广泛的运用。