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1、第27卷第160期电力系统通信Vol.27No.1602006年2月10日TelecommunicationsforElectricPowerSystemFeb.10,2006·39·基于GPRS的电力设备无线监控系统研究11221成春旺,刘晓平,孔兵,王功成,牛华峰(1.北京邮电大学自动化学院,北京100876;2.深圳北高智电子有限公司北京分公司,北京100083)摘要:为提高电力设备监控的实时性和经济性,引入通用分组无线业务(GPRS)技术作为数据传输途径,搭建了基于GPRS的电力设备监控系统整体框架,并对其安全性进行了分析,着重设计了关键部件GPRS数据传
2、输终端,经测试性能良好,满足电力监控的需要。整套方案经济性高,可行性强。关键词:通用分组无线业务;电力设备;监控系统;数据传输终端;安全措施中图分类号:TN919.72文献标识码:B文章编号:1005-7641(2006)02-0039-03此外,在监控终端和监控中心中都应该包含相0引言应的数据管理模块,满足数据安全性要求,在关键近几年出现的电力线载波通信技术,由于电力监控终端要临时存储,以备网络中断或监控中心出[2]线是为用电设备传送电能,不进行数据传输,因此现故障时不致丢失数据。电力线在数据传输上有一定限制。此外,电力线本1.1监控终端身存在固有的脉冲干扰,以
3、及高噪音、高削减和高监控终端由采集控制模块(简称采控模块)组[1]变形使电力线不能成为理想的通信媒介。随着成。该采控模块主要有数据采集设备、控制设备以通用分组无线业务(GPRS,GeneralPacketRadio及数据采集程序、照明控制程序、远程通信程序等Service)的出现,已成功实现了对分布式系统的实软硬件。采控模块首先通过RS-485接口经双绞时数据传输和灵活部署。GPRS网络依附于中国线连接到集中器,集中器再通过RS-232接口与移动原有的GSM网络之上,提供了一种高效、低成GPRS模块相连。采用集中器既可以支持单个设本的无线分组数据业务,特别适用于间
4、断的、突发备,也可以同时支持多个设备,实现对设备参数的性的和频繁、少量的数据传输,也适用于偶尔的大采集、存储、预处理;还可将监控中心发送的遥控指数据量传输。令传给采控模块,对设备进行控制操作。1.2GPRS数传终端1基于GPRS的无线监控系统的构建GPRS数传终端是一个GPRS网络终端设备,无线监控系统主要由监控终端、GPRS数传终以GPRS通信技术和单片机技术为核心,内嵌端、传输网络(GPRS网和公共数据网)、监控中心TCP/IP协议,自动完成监控中心通过Internet发出组成,如图1所示。命令的接收解码、终端返回数据的编码和发送。它通过RS-232串口与集中
5、器相连,通过内置嵌入式处理器对数据进行处理,协议封装后发送到GPRS网络。GPRS数传终端是整个系统中的关键部件,其框图如图2所示。下面就其设计做一简要说明。(1)硬件的设计1)无线模块选用某公司的M22,它既支持图1GPRS无线监控系统结构GSM,又支持GPRS,其输入电压较宽(3.2～4.2V),Fig.1FrameofmonitoringsystembasedonGPRS同时也支持嵌入式的TCP/IP协议,该协议解决了从命令模式连接到数据传输模式的一个比较复杂收稿日期:2005-09-22;修回日期:2005-11-11的过程;·40·电力系统通信2006,
6、27(160)图2GPRS数传终端设计Fig.2GPRSdataterminalblockdiagram2)Watchdog主要用来防止终端系统死机,通过软件定时写数据到MCU,一旦系统死机,软件工图3单片机工作流程作不正常Fig.3MCUworkingsequencediagram,MCU由于接收不到数据而产生硬件中断,从而系统自动重启;基于IP协议的透明数据传输。集中器采集的数据3)MCU选用富士通的MB89F538、64脚QFP经GPRS网络空中接口对数据进行解码处理,转换封装、双串口、RAM2k、FlashROM48k、带I2C,高性价比,适用于对硬件资源
7、较高的各种场合;成在公网数据传送的格式,通过中国移动的GPRS4)EEPROM用来存储工作参数,如IP地址、端无线数据网络进行传输,最终传送到监控中心IP口号、心跳时间等;地址。其数据传输具有以下的特点:5)无线模块的耗电具有不稳定的特点,如在(1)数据传输的效率高待机状态和基站的握手状态、通话状态、拨号状态,GPRS模块采用TCP协议传输数据,TCP是面信号强弱不同的地方等,这些因素都会直接影响无向连接的协议,正确率可达99.9%,采用UDP协议线模块的耗电,无线模块的电源设计非常重要。因正确率在85%左右。此实行双路供电,电源模块给无线模块供电,LDO(2)数
8、据传输的实
