基于GPRS無線技術(shù)的架空電力線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

摘要：簡述了GPRS無線業(yè)務(wù)特點(diǎn)，然后重點(diǎn)講述了基于GPRS的架空電力線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成、原理以及軟硬件設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明GPRS技術(shù)非常適用于要求實(shí)時(shí)性的、大數(shù)據(jù)量傳送的應(yīng)用場(chǎng)合。

1前言

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，架空電力線路正逐漸考慮采用無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)架空電力線路的數(shù)據(jù)采集和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。相比人工方式，無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省了大量的人力物力，可以隨時(shí)抽測(cè)架空電力線路的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)架空電力線路的實(shí)時(shí)控制等，真正的體現(xiàn)了智能化管理。

目前，無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送模式大多采用以下三種方式：集群電臺(tái)、短消息（SM）、GPRS模式�？紤]到所開發(fā)的架空電力線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所應(yīng)用的環(huán)境、數(shù)據(jù)特點(diǎn)和生命周期，我們采用GPRS模式。因?yàn)镚PRS是一項(xiàng)新興出現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)，費(fèi)用低，數(shù)據(jù)采用網(wǎng)絡(luò)方式傳輸，穩(wěn)定可靠；同時(shí)利用現(xiàn)有的GSM基站系統(tǒng)，不需組建自己的網(wǎng)絡(luò)，大大節(jié)省了組網(wǎng)成本。

2 基于GPRS的架空電力線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)組成

整個(gè)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端、GPRS網(wǎng)絡(luò)、外部數(shù)據(jù)網(wǎng)和監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器四部分組成。其結(jié)構(gòu)組成平面圖如下圖所示。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端通過通信模塊（GPRS模塊）把傳送數(shù)據(jù)分組，無線送到GPRS網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)由外部數(shù)據(jù)網(wǎng)，以TCP/IP傳輸協(xié)議送到監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器上；監(jiān)測(cè)中心也可以反向傳送各種指令到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，控制終端的運(yùn)行。外部數(shù)據(jù)網(wǎng)可以是因特網(wǎng)或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)網(wǎng)，但必須都以TCP/IP傳輸協(xié)議為基礎(chǔ)。監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器以光纖專線或ISDN的方式接入到外部數(shù)據(jù)網(wǎng)中，分配有1個(gè)固定IP地址。

3.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能主要包括數(shù)據(jù)采集傳送、故障報(bào)警、實(shí)時(shí)控制和采集數(shù)據(jù)處理。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備采集溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、電力線振動(dòng)等8項(xiàng)數(shù)據(jù)后，并根據(jù)中心命令實(shí)時(shí)上傳。監(jiān)測(cè)中心收到采集數(shù)據(jù)后，繪出架空電力線路一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的曲線圖，供技術(shù)人員分析架空電力線路運(yùn)行狀況。在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障（包括現(xiàn)場(chǎng)溫度過高、瞬時(shí)風(fēng)速太大、通訊不暢）的情況下，監(jiān)測(cè)終端也能夠?qū)崟r(shí)上傳故障信息。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端組成及原理

（1）監(jiān)測(cè)終端硬件組成 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端的硬件結(jié)構(gòu)連接如圖3所示，主要由通信模塊（GPRS模塊）、外部存儲(chǔ)器（FLASH）、傳感器、電源和MCU（微處理器）組成。下面具體介紹各部分功能。

通信模塊 通信模塊即GPRS模塊，采用MOTOROLA公司提供的WAVECOM模塊。它是一個(gè)完整的手機(jī)模塊，屬于移動(dòng)設(shè)備端，負(fù)責(zé)和GSM、GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信令交換。通過串口可以實(shí)現(xiàn)對(duì)它的控制和進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，包括短信息和GPRS等。該模塊需要一張開通GPRS業(yè)務(wù)的SIM卡，和它配套使用。