新聞中心

EEPW首頁(yè) > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > GPRS無(wú)線通訊在無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

GPRS無(wú)線通訊在無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2013-07-04 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
供電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償控制中常需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制投切、讀取實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)和接收故障報(bào)警信號(hào)等,上位機(jī)和無(wú)功補(bǔ)償終端之間通訊的命令和數(shù)據(jù)傳輸具有數(shù)據(jù)量小、定時(shí)或非定時(shí)及實(shí)時(shí)發(fā)送等特點(diǎn),一方面需實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳,另一方面也需要下達(dá)各種傳輸、控制指令,即實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)、指令傳輸。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有數(shù)傳電臺(tái)、無(wú)線射頻、電力載波等,這些傳輸方式存在覆蓋范圍、實(shí)時(shí)性、投資及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等問(wèn)題,同時(shí)對(duì)電網(wǎng)終端的無(wú)人值守運(yùn)行存在較大困難。

由于GSM網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)成熟,覆蓋面又廣,利用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的一個(gè)重要發(fā)展方向。如果配備通用無(wú)線分組業(yè)務(wù))無(wú)線Modem,無(wú)論何時(shí)何地,只要有一部可以接入Internet的電腦作為服務(wù)器就能實(shí)現(xiàn)對(duì)分布各地的無(wú)功補(bǔ)償控制器進(jìn)行監(jiān)控,也能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)監(jiān)控。用于無(wú)線數(shù)據(jù)接入具有接入范圍廣、傳輸速率高、接入時(shí)間短、收費(fèi)合理等優(yōu)點(diǎn),這些特點(diǎn)正適合類似無(wú)功補(bǔ)

償這種對(duì)多個(gè)終端實(shí)時(shí)監(jiān)控的應(yīng)用。

在GSM的基礎(chǔ)上引入了分組控制單元(PCU)、服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)等新部件而構(gòu)成的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),其用戶能夠在端到端分組方式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)?;贕PRS網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)如圖1所示。具體的數(shù)據(jù)傳輸流程為:

* GPRS終端通過(guò)串行接口從客戶系統(tǒng)中取出用戶數(shù)據(jù);

* 處理后以GPRS分組數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到GSM基站;

* 分組數(shù)據(jù)經(jīng)SGSN封裝后,發(fā)送到GPRS IP骨干網(wǎng);

GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖

圖1 GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖

若PC機(jī)服務(wù)器以撥號(hào)方式接入Internet,即PC機(jī)為移動(dòng)GPRS內(nèi)部網(wǎng)分配的動(dòng)態(tài)IP地址,則分組數(shù)據(jù)先發(fā)送到目的SGSN,再經(jīng)GSM基站發(fā)送到與PC機(jī)相連的GPRS終端;若PC機(jī)以專線接入因特網(wǎng)具有固定IP地址,則將分組數(shù)據(jù)包經(jīng)GGSN進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后,發(fā)送到Internet公共網(wǎng)絡(luò)。

由于數(shù)據(jù)通過(guò)Internet公網(wǎng)傳輸,為了保證數(shù)據(jù)的安全性,可以申請(qǐng)移動(dòng)公司為接入用戶建立VPDN(Virtual Private Dial-up Network)即虛擬撥號(hào)專網(wǎng)。其專用的網(wǎng)絡(luò)加密和通信協(xié)議,可以在公共網(wǎng)絡(luò)上建立安全的虛擬專網(wǎng),遠(yuǎn)程用戶可以通過(guò)虛擬的加密通道與服務(wù)器內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接,而公共網(wǎng)絡(luò)上的用戶則無(wú)法穿過(guò)虛擬通過(guò)訪問(wèn)服務(wù)器。在基于GPRS網(wǎng)上承載VPDN不受地點(diǎn)限制,只需具有一臺(tái)PC機(jī)服務(wù)器和GPRS終端即可,具有安全、方便、靈活的特點(diǎn)。

系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制器、單片機(jī)控制GPRS通訊管理模塊和服務(wù)器上位機(jī)三部分構(gòu)成。終端使用基于DSP的無(wú)功補(bǔ)償控制器,控制器安裝在電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng),對(duì)電網(wǎng)的電氣參數(shù)進(jìn)行采集監(jiān)測(cè),同時(shí)記錄、分析并計(jì)算采集數(shù)據(jù),自動(dòng)進(jìn)行電容投切操作,在異常時(shí)主動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息,同時(shí)存儲(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息;基于MSP430單片機(jī)的GPRS通信管理模塊是服務(wù)器與現(xiàn)場(chǎng)控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄?,它使控制器獲得的電網(wǎng)參數(shù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)能夠及時(shí)傳送到服務(wù)器計(jì)算機(jī);上位機(jī)服務(wù)器主要完成對(duì)終端傳來(lái)的數(shù)據(jù)、報(bào)警信息進(jìn)行處理并對(duì)各終端的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,是主要的人機(jī)接口。

通訊管理模塊主要由TI公司的16位低功耗單片機(jī)MSP430F448及其外圍電路構(gòu)成,GPRS模塊使用Siemens公司的MC35。終端的GPRS無(wú)線上網(wǎng)主要通過(guò)單片機(jī)控制MC35來(lái)實(shí)現(xiàn)。F448單片機(jī)具有2個(gè)可編程串行通訊口,其中UART0工作在同步通信方式和DSP的SPI接口相連,DSP工作在主機(jī)模式,F(xiàn)448工作在從機(jī)模式。UART1通過(guò)MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片和MC35的串行數(shù)據(jù)口相連作為AT指令和數(shù)據(jù)的傳輸通道。單片機(jī)通過(guò)串口中斷程序及時(shí)處理GPRS終端收到的上位機(jī)指令,并及時(shí)傳送給DSP。其硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。 F448帶有液晶驅(qū)動(dòng)模塊,通過(guò)外接一個(gè)液晶顯示器和鍵盤,用戶就可以在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,并查看電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、電容的投切狀態(tài)和各種故障報(bào)警信息。外接flash型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AT45DB041,存儲(chǔ)容量為528KB,主要作為收發(fā)數(shù)據(jù)的暫存器。

通訊管理模塊結(jié)構(gòu)圖

圖2 通訊管理模塊結(jié)構(gòu)圖

TCP/IP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)

在本系統(tǒng)中,需要利用TCP/IP協(xié)議來(lái)完成GPRS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的裝幀和拆幀,在這里我們采用在MSP430F448中軟件嵌入TCP/IP協(xié)議棧uIP的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議。使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信分為三個(gè)階段:

1) 建立連接階段:使用OPEN命令幀控

制MC35主動(dòng)向服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求,服務(wù)器在本地偵聽(tīng)一個(gè)端口,收到終端的請(qǐng)求后進(jìn)行回應(yīng)并最終握手建鏈成功,進(jìn)入數(shù)據(jù)狀態(tài)。

上一頁(yè) 1 2 下一頁(yè)

評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉