基于MSP430F149的絕緣子遙測系統(tǒng)設(shè)計

4 無線通訊設(shè)計
由于輸電線路桿塔分布廣，系統(tǒng)將分機(jī)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)用有線組網(wǎng)傳輸顯然是不現(xiàn)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，這使整個系統(tǒng)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)，通過給每個分機(jī)分配惟一的地址(SIM卡號)，將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)信息打包，建立無線通訊網(wǎng)絡(luò)，為每個分機(jī)提供了網(wǎng)絡(luò)化通信接口?？梢詮母旧辖鉀Q輸電線路絕緣子監(jiān)測分機(jī)分布廣、距離遠(yuǎn)而難于用有線方式組網(wǎng)的難題，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測分機(jī)與系統(tǒng)主機(jī)之間數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程雙向傳輸。
數(shù)據(jù)監(jiān)測分機(jī)中內(nèi)置了MORTOROLA公司生產(chǎn)的G18 GSM數(shù)據(jù)通訊模塊。G18是集成的無線調(diào)制解調(diào)器，相當(dāng)于DCE(數(shù)據(jù)通信設(shè)備)，其內(nèi)部集成了GSM的微處理器，支持語音、數(shù)據(jù)、短信等服務(wù)。它帶有標(biāo)準(zhǔn)的RS 232串行接口，單片機(jī)可以通過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(tǒng)提供的一種有別于語音傳輸?shù)耐ㄐ艠I(yè)務(wù)，主要包括點(diǎn)對點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)和小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)。本系統(tǒng)利用的是點(diǎn)對點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)，它是通過信令信道傳送簡短信息的業(yè)務(wù)，編碼后單條短信長度為140 B，可以承載160個英文字符或70個漢字。短消息通信有三種模式：塊模式、文本模式、PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)模式。其中在PDU模式下，每條短消息用戶數(shù)據(jù)最大長度為140 B。
根據(jù)分機(jī)與系統(tǒng)主機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)的類型自定義了通訊協(xié)議，將數(shù)據(jù)信息分為上行和下行兩種：上行信息是指數(shù)據(jù)監(jiān)測分機(jī)將現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息(包括歷史數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、實(shí)時數(shù)據(jù))及各種下行命令返回信息，這些信息通常主動上送系統(tǒng)主機(jī)；下行信息是指系統(tǒng)主機(jī)向數(shù)據(jù)監(jiān)測分機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)信息，包括數(shù)據(jù)請求和各種定值的修改。每條短消息的用戶數(shù)據(jù)部分按如下格式構(gòu)成：數(shù)據(jù)類型+有效數(shù)據(jù)信息+校驗碼。為了減少數(shù)據(jù)通訊誤碼，提高抗干擾能力，軟件上采取了校驗措施，保證了整個系統(tǒng)的可靠通訊。圖7為分機(jī)以短消息形式收／發(fā)數(shù)據(jù)信息的流程圖。

5 系統(tǒng)主機(jī)軟件設(shè)計
監(jiān)測系統(tǒng)主機(jī)軟件基于Windows 2000／98平臺，采用Visual Basic面向?qū)ο笳Z言編制而成。包括無線數(shù)據(jù)通訊、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)查詢、自動巡測、人工點(diǎn)測、數(shù)據(jù)分析等功能。限于篇幅，不再詳述。

6 結(jié) 語
利用MSP430F149單片機(jī)設(shè)計的基于GSM網(wǎng)絡(luò)的輸電線路絕緣子遙測系統(tǒng)，在任何惡劣環(huán)境條件下都可以全天候自動監(jiān)測各桿塔絕緣子的污穢狀態(tài)信息，并在污穢越限時告警。目前該系統(tǒng)已經(jīng)有多套應(yīng)用到西北地區(qū)和華中地區(qū)的輸電網(wǎng)絡(luò)，性能穩(wěn)定，準(zhǔn)確測量了流過絕緣子串表面的泄漏電流，較客觀地反映了被監(jiān)測線路絕緣子的污穢狀況，為準(zhǔn)確劃分污區(qū)和及時修訂污區(qū)分布圖提供了參考依據(jù)，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理水平。