2024年12月1日, 研发的7款电鸿化产品成功通过了广东省机械行业协会组织的新产品新技术鉴定。这些产品包括“水浸传感器”、“门磁传感器”、“烟雾传感器”、“温湿度传感器”、“配电物联环境控制单元”、“灯光联动装置”和“水泵联动装置”,均符合新技术标准要求,并能有效支持电鸿化智能配电站房的应用和推广。
技象科技的电鸿化产品内置了自主研发的电鸿无线通信模组,并搭载了“电鸿”操作系统,具备即插即用、远程运维等核心功能。基于TPUNB无线通信技术,技象科技为电鸿物联网配电场景提供了多维感知的解决方案,该方案已具备完整的产品体系支持。
此次鉴定会由中国电器科学研究院何湘吉教授级高级工程师担任主任委员,会议汇聚了来自南方电网公司、中国电器科学研究院、广东电科院、新型储能国家研究院等多家权威单位的专家团队。专家组一致认为,技象科技研发的电鸿化产品符合新技术标准要求,能够有效为电鸿化智能配电站房的应用和推广提供技术支撑。
技象科技的电鸿化产品结合无线通信技术和智能硬件,具有以下技术亮点:无线自动接入与即插即用,减少了传感器布线量多达50%,有效降低了建设和安装成本;远程运维与智能管理,支持无人化操作,极大降低了调试和运维成本;多维感知与高效通信,支持三遥并发通信,满足新型电力系统下智能配电房对海量终端接入和高速数据传输的需求。
此外,所有产品采用国产化的微功率无线通信模组,软硬件设施实现全国产化,为国家智能电网的自主可控建设提供支持。技象科技自2023年以来,紧跟南方电网的标准指引,针对电网配电物联的实际需求,研发出了多款核心无线产品,并积极推进国产化进程。这些产品不仅满足了南方电网的标准,还在多个地区如广州、深圳、贵阳等地进行试点应用,取得了显著的技术成果。
此次鉴定的通过不仅标志着技象科技在电力物联网领域的技术创新和应用实践获得了行业的高度认可,还为南方电网公司“电鸿”项目的推广注入了新的动力。电鸿化产品的全面应用将大大提升配电站房的智能化水平,并推动电力物联网技术的广泛应用。
一、 TPUNB无线通信技术的工作原理及其在电力物联网领域的优势
TPUNB(Techphant Ultra-Narrow Band)无线通信技术是一种专为物联网(IoT)设计的低功耗广域网(LPWAN)无线窄带通信系统。其工作原理主要基于超窄带调制技术,通过基站、网关和模组设备,灵活构建多种组网方式,实现网络覆盖范围内大量感知终端的超低功耗连接。
1. TPUNB无线通信技术的工作原理:
- 超窄带调制:TPUNB采用超窄带调制技术,使用非常窄的频谱带宽进行数据传输,这显著提高了信号的抗干扰能力和传输距离。
- 低功耗设计:TPUNB通过极简射频设计及功能关断省电控制,实现了极低的休眠功耗,使得设备可以长时间运行而无需频繁更换电池或充电。
- 联合扩频解调技术:TPUNB基于联合扩频解调技术,提升系统灵敏度和频谱效率,从而提高系统容量和传输效率。
- 物理层安全机制:TPUNB引入了底层高效安全机制,支持主动式和被动式的物理层安全认证机制,确保数据传输的安全性和隐私性。
2. TPUNB在电力物联网领域的优势:
- 高安全性:TPUNB采用AES-128加密算法和设备身份验证技术,保证通信数据的机密性和完整性,防止未经授权的设备接入。
- 抗强干扰能力:TPUNB的信号调制技术具有较强的抗干扰能力,即使在复杂的电磁环境中也能保持稳定的通信。
- 多并发处理:TPUNB支持大量设备同时接入网络,适用于需要大规模连接的物联网场景,如智能电力系统。
- 低成本易部署:TPUNB设备成本相对较低,支持多种组网方式,灵活搭建安全物联专网,降低网络建设成本。
- 长距离传输:尽管采用窄带宽,TPUNB可以实现相对较长的通信距离,能够覆盖广泛的区域,适合电力系统的远程监控和管理。
- 高可靠性:TPUNB采用双向确认机制和自适应速率控制技术,确保数据传输的可靠性和稳定性,避免了数据传输中的丢包和延迟等问题。
TPUNB无线通信技术以其超低功耗、高安全性、抗干扰能力强、多并发处理和低成本等优势,在电力物联网领域展现出显著的应用潜力。
二、 技象科技如何确保其电鸿化产品的国产化微功率无线通信模组的性能
技象科技通过自主研发和创新,确保其电鸿化产品的国产化微功率无线通信模组的性能与国际标准相匹配。具体措施如下:
自主研发核心技术:技象科技完全自主研发了TPUNB(Techphant Ultra Narrow Band)技术,这是一种基于S-FSK(单边带频移键控)的低功耗广域物联网技术,能够实现超远距离无线传输。TPUNB系统具备低功耗、长距离通信能力,并且具有更高的并发实时性和灵活的网络结构。
全产业链国产化:技象科技构建了从芯片、模组、网元设备到底层通信协议栈的全新TPUNB物联感知系统,实现了窄带物联专网全产业链的国产化。这包括设计象芯1号及象芯2号两种芯片,分步实现具有国际领先水平的物联网通信芯片。
自主知识产权和标准化:技象科技拥有100%自主知识产权的TPUNB城域物联专网,形成了完备的物联感知系统,并参与各垂直行业的整体解决方案及项目建设,共建窄带无线通信技术的行业标准和国家标准。公司还致力于推动国产技术自主可控,增强自主科技助力国家发展的“底气”。
高性能和多功能性:技象科技的通信模组如TP1107内置TP5803通信芯片及TPUNB无线窄带通信协议,标准接口封装,可灵活切换不同类型功耗模式,同时具备高性能、易扩展、高性价比等特点,以适应物联网众多复杂场景的应用。
国际标准参与:技象科技未来有望参与到物联网窄带领域的国际通信标准中,这表明其产品不仅符合国内标准,还具备与国际标准接轨的能力。
三、 南方电网公司“电鸿”项目的目标和进展情况
南方电网公司的“电鸿”项目旨在推动电力行业的数字化转型,打造一个万物互联的新生态。该项目基于开源“鸿蒙”与“欧拉”操作系统自主研发,是行业首款电力物联操作系统。
1. 目标:
- 提升电力行业的智能化和数字化水平:通过统一架构实现不同设备的智能化、互联与协同,为新型电力系统的大规模物联设备接入和运行维护提供关键技术积累。
- 构建跨领域的开源生态环境:形成跨电力、多领域良性、协同发展的开源生态环境,满足客户和产业伙伴共创共享的需求。
- 支持碳达峰碳中和目标:通过数字电网构建超大城市新型电力系统,促进碳达峰、碳中和目标的实现。
2. 进展情况:
- 系统上线与适配:自2023年10月上线以来,“电鸿”系统已适配150多类电力行业物联终端,预计到2025年底,覆盖终端规模将超亿级。
- 全域综合示范区建设:广东广州南沙、珠海横琴、深圳前海三大“电鸿”全域综合示范区完成基线版场景验收,展示了“电鸿”在芯片、操作系统、传感、终端等全链条多领域的应用效果。
- 技术突破与应用:在广东广州供电局110千伏尖峰变电站成功完成继电保护及综自装置的电鸿适配多品类设备挂网试运行,标志着“电鸿”系统与电力系统主要设备成功联通融合。
- 生态伙伴参与:已有300家产业链厂商加入“电鸿”生态,共同推动技术创新和产业发展。
四、 技象科技在电力物联网领域的技术创新有哪些其他显著成果?
技象科技在电力物联网领域的技术创新取得了显著成果,主要体现在以下几个方面:
TPUNB窄带物联网通信系统:技象科技自主研发了TPUNB(Techphant Ultra Narrow Band)窄带物联网通信系统,该系统涵盖自研芯片、通信模组、通信基站、网关、传感器以及AIoT云平台的“全栈式”产品体系。TPUNB系统通过基站、网关等网元设备实现专有网络的点对点覆盖、企业级局域覆盖、城域级广覆盖乃至更为广阔的天地一体覆盖,应用于现有的智能家居乃至电力、水务等大型项目中。
智能配电房巡检系统:技象科技基于TPUNB系统,研发了部署于配电房的智能网关和智能监测系统,通过收集配电房里几十个传感器的数据,实时监测配电房各参数并分析处理,解决了过去人工巡检错漏多、及时性差的痛点。
用电行为安全智能监控系统:技象科技研发了用电行为安全智能监控系统,通过在电路中加装传感器,结合AI电流指纹算法,对电流数据进行收集,识别不同用电器的运行状态。当系统监测到违规用电行为时及时告警,在紧急情况下可自动关闭电源。
5G智能电网项目:技象科技联合国内电网公司率先启动5G智能电网项目,成功落地“基于5G端到端切片技术的电力通信网”应用示范。该项目实现了变电站eMBB(高清视频回传)、mMTC(低压集抄)等多种业务可信泛在接入,在网络方面实现了基于5G可靠高效的泛在接入网、传输网、核心网承载。
工控通信专网系统:技象科技以TPUNB为技术内核,为工业控制领域的客户定制研发了工控通信专网系统,以极高的性价比实现了工业场景中的高并发、低时延需求,极大地加快了工业领域数字化转型的步伐。
自主知识产权超窄带电力物联网标准:技象科技凭借《自主知识产权超窄带电力物联网标准》项目获得“南网创新杯”大赛铜奖,该项目展现了其在通信领域的规划设计与创新能力。