基于MSP430F149的絕緣子遙測系統(tǒng)設計

4 無線通訊設計
由于輸電線路桿塔分布廣，系統(tǒng)將分機監(jiān)測到的數(shù)據用有線組網傳輸顯然是不現(xiàn)實的。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網絡的短消息業(yè)務，通過給每個分機分配惟一的地址(SIM卡號)，將現(xiàn)場采集的數(shù)據信息打包，建立無線通訊網絡，為每個分機提供了網絡化通信接口?？梢詮母旧辖鉀Q輸電線路絕緣子監(jiān)測分機分布廣、距離遠而難于用有線方式組網的難題，實現(xiàn)監(jiān)測分機與系統(tǒng)主機之間數(shù)據的遠程雙向傳輸。
數(shù)據監(jiān)測分機中內置了MORTOROLA公司生產的G18 GSM數(shù)據通訊模塊。G18是集成的無線調制解調器，相當于DCE(數(shù)據通信設備)，其內部集成了GSM的微處理器，支持語音、數(shù)據、短信等服務。它帶有標準的RS 232串行接口，單片機可以通過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，關斷模式下的消耗電流為150μA，功耗低。
短消息業(yè)務是GSM系統(tǒng)提供的一種有別于語音傳輸?shù)耐ㄐ艠I(yè)務，主要包括點對點短消息業(yè)務和小區(qū)廣播短消息業(yè)務。本系統(tǒng)利用的是點對點短消息業(yè)務，它是通過信令信道傳送簡短信息的業(yè)務，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)據單元)模式。其中在PDU模式下，每條短消息用戶數(shù)據最大長度為140 B。
根據分機與系統(tǒng)主機之間傳輸數(shù)據的類型自定義了通訊協(xié)議，將數(shù)據信息分為上行和下行兩種：上行信息是指數(shù)據監(jiān)測分機將現(xiàn)場數(shù)據信息(包括歷史數(shù)據、報警數(shù)據、實時數(shù)據)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；下行信息是指系統(tǒng)主機向數(shù)據監(jiān)測分機發(fā)送數(shù)據信息，包括數(shù)據請求和各種定值的修改。每條短消息的用戶數(shù)據部分按如下格式構成：數(shù)據類型+有效數(shù)據信息+校驗碼。為了減少數(shù)據通訊誤碼，提高抗干擾能力，軟件上采取了校驗措施，保證了整個系統(tǒng)的可靠通訊。圖7為分機以短消息形式收／發(fā)數(shù)據信息的流程圖。

5 系統(tǒng)主機軟件設計
監(jiān)測系統(tǒng)主機軟件基于Windows 2000／98平臺，采用Visual Basic面向對象語言編制而成。包括無線數(shù)據通訊、參數(shù)設置、數(shù)據查詢、自動巡測、人工點測、數(shù)據分析等功能。限于篇幅，不再詳述。

6 結 語
利用MSP430F149單片機設計的基于GSM網絡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)已經有多套應用到西北地區(qū)和華中地區(qū)的輸電網絡，性能穩(wěn)定，準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，為準確劃分污區(qū)和及時修訂污區(qū)分布圖提供了參考依據，提高了電力系統(tǒng)運行管理水平。