基于MSP430F149的絕緣子遙測系統設計

4 無(wú)線(xiàn)通訊設計
由于輸電線(xiàn)路桿塔分布廣，系統將分機監測到的數據用有線(xiàn)組網(wǎng)傳輸顯然是不現實(shí)的。采用RF發(fā)射／接收模塊，因通訊距離受到限制而必須采用接力方式，這使整個(gè)系統的通訊可靠性受到限制。采用基于GSM網(wǎng)絡(luò )的短消息業(yè)務(wù)，通過(guò)給每個(gè)分機分配惟一的地址(SIM卡號)，將現場(chǎng)采集的數據信息打包，建立無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )，為每個(gè)分機提供了網(wǎng)絡(luò )化通信接口?？梢詮母旧辖鉀Q輸電線(xiàn)路絕緣子監測分機分布廣、距離遠而難于用有線(xiàn)方式組網(wǎng)的難題，實(shí)現監測分機與系統主機之間數據的遠程雙向傳輸。
數據監測分機中內置了MORTOROLA公司生產(chǎn)的G18 GSM數據通訊模塊。G18是集成的無(wú)線(xiàn)調制解調器，相當于DCE(數據通信設備)，其內部集成了GSM的微處理器，支持語(yǔ)音、數據、短信等服務(wù)。它帶有標準的RS 232串行接口，單片機可以通過(guò)RS 232口向其發(fā)送和接收各種信息。而且其可在3 V電壓下工作，睡眠模式下的消耗電流為10 mA，關(guān)斷模式下的消耗電流為150μA，功耗低。
短消息業(yè)務(wù)是GSM系統提供的一種有別于語(yǔ)音傳輸的通信業(yè)務(wù)，主要包括點(diǎn)對點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)和小區廣播短消息業(yè)務(wù)。本系統利用的是點(diǎn)對點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)，它是通過(guò)信令信道傳送簡(jiǎn)短信息的業(yè)務(wù)，編碼后單條短信長(cháng)度為140 B，可以承載160個(gè)英文字符或70個(gè)漢字。短消息通信有三種模式：塊模式、文本模式、PDU(協(xié)議數據單元)模式。其中在PDU模式下，每條短消息用戶(hù)數據最大長(cháng)度為140 B。
根據分機與系統主機之間傳輸數據的類(lèi)型自定義了通訊協(xié)議，將數據信息分為上行和下行兩種：上行信息是指數據監測分機將現場(chǎng)數據信息(包括歷史數據、報警數據、實(shí)時(shí)數據)及各種下行命令返回信息，這些信息通常主動(dòng)上送系統主機；下行信息是指系統主機向數據監測分機發(fā)送數據信息，包括數據請求和各種定值的修改。每條短消息的用戶(hù)數據部分按如下格式構成：數據類(lèi)型+有效數據信息+校驗碼。為了減少數據通訊誤碼，提高抗干擾能力，軟件上采取了校驗措施，保證了整個(gè)系統的可靠通訊。圖7為分機以短消息形式收／發(fā)數據信息的流程圖。

5 系統主機軟件設計
監測系統主機軟件基于Windows 2000／98平臺，采用Visual Basic面向對象語(yǔ)言編制而成。包括無(wú)線(xiàn)數據通訊、參數設置、數據查詢(xún)、自動(dòng)巡測、人工點(diǎn)測、數據分析等功能。限于篇幅，不再詳述。

6 結 語(yǔ)
利用MSP430F149單片機設計的基于GSM網(wǎng)絡(luò )的輸電線(xiàn)路絕緣子遙測系統，在任何惡劣環(huán)境條件下都可以全天候自動(dòng)監測各桿塔絕緣子的污穢狀態(tài)信息，并在污穢越限時(shí)告警。目前該系統已經(jīng)有多套應用到西北地區和華中地區的輸電網(wǎng)絡(luò )，性能穩定，準確測量了流過(guò)絕緣子串表面的泄漏電流，較客觀(guān)地反映了被監測線(xiàn)路絕緣子的污穢狀況，為準確劃分污區和及時(shí)修訂污區分布圖提供了參考依據，提高了電力系統運行管理水平。