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蓄电池监控系统:选有线通信还是无线通信?

作者: 本站编辑     发布时间: 2022-07-01      来源: 本站

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远程电池监控对设备而言尤为重要。缺少可靠的监控手段且无工作人员在现场时,将难以察觉电池何时发生了故障。如果有一定的监控手段,却没有选择合适的通信方式,那么设备的状态变化或者故障情况也可能难以被发现。

尽管使用远程电池监控系统的优点显而易见,但是选择有线还是无线的通信方式仍值得权衡。目前市场上无线通信主流厂家有华为、华塑等,有线通信则有东帆科技等主流厂家,两种通信方式各有千秋,了解它们的特点有助于在不同的应用场景下选择更合适的一方,本文将对此进行介绍和分析。


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    华为无线通信拓扑图 VS 东帆科技有线通信拓扑图


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有线方案和无线方案孰优孰劣?
远程蓄电池监控系统(BMS)是维持设备安稳运行的关键。一个可靠有效的BMS能够识别电池类型,监测电池的电压、温度、容量、充电状态、功耗、充电周期等性能参数。它既能提升电池的性能,又能降低电池发生故障的风险。而在使用远程电池监控系统时是选择有线通信还是无线通信,这要根据具体的需求来确定,了解两种通信方式的特点,将有助于做出正确的选择。下表列出了有线通信与无线通信的部分特性对比。

有线蓄电池监控方案

无线蓄电池监控方案

简介

主控制器与设备之间通过有线的方式进行连接和通信

“无线”指不使用电线,而是利用电磁波或者红外线波进行通信。无线通信的设备都要安装天线或者传感器

传输速率

较快

RS485:Max. 10Mbps

较慢

ZigBee:Max. 250kbit/s

波特率:2400bps~115200

可靠性

可靠性高

a) 通信质量高

b) 维修成本低

c) 电池均衡

不如有线通信

a) 易受外界干扰

b) 维修成本高

c) 电池不均衡

安全性

数据安全性高

不如有线通信

协议可被破解

能耗

低能耗

RS485:静态功耗2~3mA,

Max. 20mA


高功耗:

ZigBee:5mA~55mA

传输距离

可长距离通信

RS485:Max. 1200m

距离受限

ZigBee:Max. 100m

有限的信号范围由于受到干扰,会远小于100m

网络节点

RS485:Max. 256

ZigBee:Max. 128

价格

相对便宜

比ZigBee便宜

相对较贵

ZigBee IC 的成本是   RS485方案的2-3倍

安装成本

高安装成本

设备之间必须使用线路连接

低安装成本

安装方便,但单次通讯距离短

配置

地址配置简单

地址配置复杂



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有线蓄电池监控方案的优点


    1.通讯速度较快。一般来说,无线网络比有线网络慢,无线信号容易受到周围环境(如墙壁、地板、机柜等)和其他电子设备的干扰,且无线通信对传输距离也有限制,一般传感器位置越远,性能越弱。

    2.可靠性高。传统的有线监控系统经过数十年的发展改良,这使得它们的可靠性是很高的。它们使用直接的物理连接,这与无线连接相比,受到的干扰要更少。

    3.电池均衡。有线方案可以保持功耗稳定,避免不同无线信号带来的波动。因此,它们有助于平衡电池和延长电池寿命。

    4.性价比高。与有线传感器相比,无线传感器需要配备额外的传输硬件,这导致无线通信的成本高于有线通信。

    5.维护成本低。有线传感器几乎不需要维护,因此它的维护成本通常比无线传感器低。有线传感器能够连续监测多年,减少了甄别和更换过期或故障设备、检测连接问题等的成本。

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有线蓄电池监控方案的缺点
 1.机动性差。有线监控依靠电缆线路网络进行,因此缺乏灵活性。当需要对线路进行更改时,需要考虑重新布线等问题,因此重新部署电缆通常是一项耗时的工作。

    2.安装成本高。初次安装有线监控系统的成本会比较高。电缆可能需要穿过墙壁、地板等障碍,有时需要埋在地下,这导致初次安装需要的成本可能令人望而却步。在使用期间发生故障时,解决与电缆布线相关的问题也相当棘手。

    3.电缆损坏。由于人为过失或者工况等原因,连接到传感器的电缆可能会松动、损坏或者断开,从而导致传感器失灵。此时就需要对电缆进行重连或者更换。如果只需要更换一两根线的情况下,以太网和RJ11布线都在可承受范围内。


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无线蓄电池监控方案的优点
    1.便利性。无线监控的主要优点之一是能够将传感器放置在任何地方,不需要考虑要跨过墙壁、地板、天花板等障碍,这有助于减少安装的时间,但需要花费时间去配置软件地址。

    2.机动性好多个无线传感器可以连接到同一个节点,这使得在添加新节点或传感器时,可以直接通过设置属性将其添加到现有网络,而不需要进行额外的布线。UPS将在前期对设计进行确认,通常不需要在现有网络中添加传感器。


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无线蓄电池监控方案的缺点
    1.电池寿命损耗。无线信号会受到外界的影响,信号的好坏会直接影响到各个传感器的功耗,从而加重对电池一致性的影响。此外,无线传感器对传输距离很敏感,这使得无线传感器在长距离传输时会增加电池寿命损耗。

    2.缩短电池寿命。无线信号会受到外界的影响,信号的好坏会直接影响到各个传感器的功耗,从而加重对电池一致性的影响。此外,无线传感器对传输距离很敏感,这使得无线传感器在长距离传输时会增加电池寿命损耗。

    3.传输速度较慢。在分析关键设备的实时情况时,数据的传输越快越好。无线传感器容易出现延迟增加、信号干扰和连接断开等问题,这些问题将影响数据流的速度和一致性,甚至错过重要的报警,造成事故。

    4.配置复杂。科学配置无线传感器仍有挑战性。当新的变量添加到现有网络时,为了保持数据的传输速度,需要重新定位传感器和重新部署或者重构网络。

    5.信号范围窄,易受干扰。无线数据传输时在无线电频率(RF)上进行的,它需要面对各种各样的干扰,这些干扰会降低信号的强度和传输速度。当其他设备在以相同的频率运行时,会与需要传输的数据产生冲突。此外,传感器与其监测中心的距离也是一个影响因素,当两者间相隔过远或者隔有较大的障碍物时,会导致数据受损。

    6.维护。由于以上原因,操作人员常被迫通过减少数据轮询间隔来提升传感器的寿命。



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总结 
蓄电池监控系统的价值在于及时发现问题电池,提前发送告警,避免事故发生。如果数据无法做到及时上传,则无法做到实时推送问题电池的告警信息,那么蓄电池监控系统就失去它本身的意义了。无线蓄电池监控方案的这一缺点是比较致命的。

很多现场使用无线蓄电池监控方案的原因是布线和安装方便。事实上,现在市面上有部分蓄电池监控有线方案通过技术实现,使得有线方案无论是在安装上还是在调试上都能大大减少安装成本,比如东帆科技PBMS6000具备的一键搜地址功能,可以帮助客户减少工程成本,快速将每一节电池与每一个监测模块一一对应。


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