电力系统中常用通信协议概述
电力系统中常用通信协议概述
在电力系统中，通信协议扮演着至关重要的角色，它们确保了数据的准确传输和系统的稳定运行。本文将为您介绍电力系统中常用的多种通信协议，包括DCS、SCADA、RS485、CAN、Profibus、Modbus、DL/T645、LoRa、NB-IoT、4G、电力线载波（PLC）和MQTT等。
自动化和设备通信技术的发展
- DCS（Distributed Control System）集散控制系统
- 以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调设计原则的新一代仪表控制系统。
- SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)
- 即数据采集与监视控制系统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
- 云平台（Cloud Computing Platform）
- 物联网（The Internet of Things，简称IOT）、云计算和大数据技术在电力数据采集和应用中的使用。
RS485总线
RS485和RS232一样，是典型的串行通讯标准。它们定义了电压,阻抗等，但不对软件协议给予定义。RS-485总线标准规定了总线接口的电气特性标准即对于2个逻辑状态的定义：正电平在+2V～+6V之间，表示一个逻辑状态；负电平在-2V～-6V之间，则表示另一个逻辑状态；数字信号采用差分传输方式，能够有效减少噪声信号的干扰。
CAN总线
CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是ISO国际标准化的串行通信协议。CAN属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。具有更好的实时性和可靠性，起源于汽车领域，电气和自动化领域也有比较广泛的应用。
Profibus
PROFIBUS是一个用在自动化技术的现场总线标准，在1987年由德国西门子公司等十四家公司及五个研究机构所推动，PROFIBUS是程序总线网络（PROcess FIeld BUS）的简称。PROFIBUS和用在工业以太网的PROFINET是二种不同的通信协议。
二总线
二总线是一种相对于四线系统（两根供电线路、两根通讯线路），将供电线与信号线合二为一，实现了信号和供电共用一个总线的技术。二总线节省了施工和线缆成本，给现场施工和后期维护带来了极大的便利。在消防，仪表，传感器，工业控制等领域广泛的应用。典型两总线技术有M-BUS、消防总线等。
MODBUS协议
Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气 Schneider Electric）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准（De facto），并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。
Modbus协议目前存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。大多数Modbus设备通信通过串口EIA-485物理层进行。
DL/T645协议
645协议标准适用于本地系统中多功能电能表的费率装置与手持单元(HHU)或其它数据终端设备进行点对点或一主多从的数据交换方式，规定了它们之间的物理连接、通信链路及应用技术规范，645协议是我国现行使用最多的电能表协议，有1997和2007两个版本。
101、103、104协议
61850协议
物联网通信技术——LORA
LoRa（Long Range Radio）是semtech公司创建的低功耗局域网无线标准，它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。
物联网通信技术——NB/2G/4G
窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT),构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。
2G是第二代手机通信技术规格，以数字语音传输技术为核心。用户体验速率为10kbps，峰值速率为100kbps。一般定义为无法直接传送如电子邮件、软件等信息；只具有通话和一些如时间日期等传送的手机通信技术规格。
4G通信技术是第四代的移动信息系统，是在3G技术上的一次更好的改良，其相较于3G通信技术来说一个更大的优势，是将WLAN技术和3G通信技术进行了很好的结合，使图像的传输速度更快。
物联网通信技术——电力线载波
电力载波通讯即PLC，是英文Power line Carrier的简称。 电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。
HPLC是高速电力线载波，也称为宽带电力线载波，是在低压电力线上进行数据传输的宽带电力线载波技术。宽带电力线载波主要采用了正交频分复用（OFDM）技术，频段使用2MHz-12MHz。与传统的低速窄带电力线载波技术而言，HPLC技术具有带宽大、传输速率高，可以满足低压电力线载波通信更高的需求。
物联网通信技术——MQTT
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。