2024年5月21日发(作者:建翎)
第32卷第1期 黑龙江电力 2010年2月
EDGE技术在电力设备远程监控系统中的应用
滕志军,王晨臣,刘晓翠,任举
(东北电力大学信息工程学院,吉林吉林132012)
摘要:阐述了EDGE无线路由通信系统的性能优越性,对系统硬件设计和软件设计进行了分析。将EDGE技术应
用于电力系统监控中,保证了现场对实时性和可靠性的要求。
关键词:EDGE;电力通信;GPRS;TCP;远程监控
中图分类号:TN914 文献标识码:A 文章编号:1002—1663(2010)01—0031一o3
Application of EDGE technology adopted in the remote monitoring
system of electric power equipment
TENG Zh ̄un,WANG Chenchen,LIU Xiaocui,REN Ju
(Information Engineering Department of Northeast Dianli University,Jilin 132012,China)
Abstract:This paper expounds the superiority of the functions of the EDGE wireless——routing communication sys・・
tern and analyzes its hardware and software design.EDGE technology is adopted in the monitoring system of electric
power system to ensure the real—time property and reliability in the field.
Key words:EDGE;electric communication;GPRS;TCP;remote monitoring
随着我国电力系统的发展,对电力系统自动化
程度提出了更高的要求。目前,我国的电力系统自
动化主要形式是应用计算机实现对电力系统的监
控,但是,为了测量、保护和控制的需要,室外变电
站的所有设备的二次电压、电流都必须用控制电缆
引到主控室。所铺设的大量控制电缆不但要大量
GMSK调制技术的信号空间从2扩展到8,从而使
每个符号所包含的信息是原来的4倍。这种技术
能够充分利用现有的GSM资源。因为它除了采用
现有的GSM频率外,还利用了大部分现有的GSM
设备,而只需对网络软件及硬件做一些较小的改
动。EDGE还能够与WCDMA制式共存,这也正是
投资,而且使二次回路非常复杂,管理难度很大。
如果将监控装置,安装在被监控设备旁边,将设备
的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过
网络送到主控室,则可免除铺设大量的控制电缆带
其所具有的弹性优势。EDGE技术有效地提高了
GPRS信道编码效率及其高速移动数据标准,它的
最高速率可达384 kbit/s,可以充分满足未来无线多
媒体应用的带宽需求。
来的不便。EDGE是一种增强型数据速率GSM演
进技术,其技术优越性可满足电力系统的要求。
2系统硬件设计
2.1系统原理
1 EDGE网络性能
EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)
系统采用AT89S52单片机为核心,扩展了
RAM,附有看门狗、采集模块、人机接口模块等,单
片机串口电压通过转换后实现与EDGE的连接。
系统结构如图1所示。
2.2采集模块
即增强型数据速率GSM演进技术。EDGE是一种
从GSM到3G的过渡技术,在GSM系统中采用了一
种新的调制方法,即先进的多时隙操作和8PSK调
制技术。由于8PSK可将现有GSM网络采用的
CS5460A是具有能量计算功能的CMOS单片
基金项目:吉林省教育厅“十一五”科学技术研究项目(吉教科合字2008第5l号)
收稿日期:2009一l1—23
作者简介:滕志军(1973一),男,副教授,研究方向为无线通信技术。
31—
一
Vol_32 No.1 Heilongjiang Electric Power Feb.2010
VIN+ SDI
l 0
P0
VIN— SD0
1.1
P0
IIN+ SCLK
1.2 P0
IIN。 CS
l 3 P0
VREF1N E0UT
Tl
P0
VREFOUT EDlR
1.5
P0
XIN RET
ET
P0
XOUT M0DE
P0
图1 系统原理框图
功率测量芯片,其内部集成了1个可编程增益放大
图2 CS5460A与AT89S52接口电路
器(PGA)、2个16位分辩率的△∑模数转换器、2
个高通滤波器、2个高速数字滤波器、AC或DC系
2.3 EDGE无线通信模块
统校准电路、相位补偿电路、片上2.5 V基准电压、
EDGE无线通信模块采用GF一6026AW EDGE
电源监视器、看门狗电路、内部时钟发生器、1个与
模块,主要应用于行业用户的无线数据传输业务以
SPITM和MicrowireTM标准兼容的三线串行接口、
及无线路由上网等。EDGE/GPRS无线路由产品采
寄存器组等。芯片上电复位后,片上寄存器组为初
用标准TCP/IP协议,安装简单、易于维护、使用方便。
始化状态,转换器处于命令模式,等待有效命令。
EDGE无线通信模块与微处理器通过串口连
单片机发出相应命令后芯片开始工作,电流和电压
接,由于EDGE模块的串口和微处理器的串口电平
通道的采样信号被片内放大器放大,经转换、滤波、
不一样,因此需要电平转换,二者连接方法如图3
计算等得到相应结果,存人内部寄存器中。结果可
所示。
以表示成相对满量程百分比的24位有符号或无符
号数据的形式输出或由硬件采用可编程脉冲形式
输出。
CS5460A具有的这些特点,加上价格便宜,为
实现各种仪表的多功能、高精度、高稳定性提供了
较好的硬件条件。
图2是CS5460A与AT89S52接口电路,其中
CS5460A的4条串口线与微处理器的I/O相连,
P1.3控制片选信号P1.0和P1.1分别进行数据读
写,SCLK通过向微处理器发送时钟信号来保证数
图3 EDGE模块电平转换电路
据收发的同步。
2.4电源模块设计
直流电源的稳定是整个系统安全运行的保障,
图4电源模块电路图
一
32一
第32卷第1期 黑龙江电力 2010年2月
本课题所设计的电源模块采用7805和AMS1 1 17稳 立连接,系统上电后,微处理器首先通过AT指令对
压模块为系统提供3.3 V和5 V直流稳压电源,如
图4所示。
无线模块进行初始化配置,包括设置波特率、短信
中心号码等。当CS5460A初始化完毕后,其串口为
命令模式,微处理器通过串口向CS5460A写命令字
来实现对数据采集的控制。系统软件设计流程如
图5所示。
3系统软件设计
系统通过自带协议栈的EDGEDTU与网络建
4 结束语
单片机初始化
J
DTU初始化
应用EDGE技术的监控系统具有采集数据精
J
拨号卜嘲
I_
N
度高、数据传输稳定可靠、大数据量的实时传输、在
线监控、成本低及维护简单方便等优越性,能够提
高电力系统的监管能力,具有很好的应用前景。
::
IY
参考文献:
[1] Guo Shengwen,Wu Xiaoming.AN APPROACH TO SUP—
发送DTU IP地址 I发送错误报告
PRESS SPECKLE NOISE AND ENHANCE EDGE[J].
Journal of Electronics(China),2006(2).
f N;;
—
.一
Y I
I
\ l
I Y
更耔 :配置
[2]Li Jing,Huang Peikang,Wang Xiaohu.Image edge de-
tection based on beamlet transform[J].Journal of Sys—
tems Engineering and Electronics,2009(1).
.I指
—
[3] 王月志,赵越,赵志杰.配电变压器监测终端的实现研
究[J].电测与仪表,2004(6).
[4]曹云芳,王丽娟.增强型数据业务EDGE技术[J].天
津通信技术,2003(1).
采集数据
j
I
\ ./
发送数据
[5] 罗旭,张彦斌,胡国鹏.电子式电能衾专用芯片CS5460
及其在电测仪表中的应用[J].电子技术应用,2001
(5).
图5 系统软件设计流程图
(责任编辑李世杰)
(上接第30页)
6 结论
a.辅机空冷系统在技术理论是成熟的,所有配
功率为90 kW。
c.寒冷地区的火电厂,冷却塔冬季结冰是影响
冷却塔寿命和机组运行安全的问题之一,应予以重
视。应采取在塔壁板内侧设置挡水板、加设防冻
管、在冷却塔上水管设置放空阀门和旁通管等必要
措施防止冷却塔冬季结冰。
套设备均已国产化,并已有实际应用,夏季高温渡
夏是没有问题的,但在冬季防冻的问题上,还需进
步研究。另外,辅机空冷系统在北方地区运行经
一
验少,能节省一部分水,但投资高,不推荐采用。
b.机械通风冷却塔的优点是体积小、投资少、
占地面积小,施工安装便捷,并能适应气候变化,调
节风机运行速度和运行格数,以防止冻冰;自然通
参考文献:
[1]张文斌.电力工程水务设计手册[M].北京:中国电力
出版社,2005.
风冷却塔的优点是没有电耗,机械维护工作量小,
运行方便,冬季可以用挡风板防冻。本期工程从投
资、占地、运行费、维修费、运行稳定性及厂区总布
置等方面综合分析,推荐采用2台机组配置两段
7.0 m风机的机械逆流式冷却塔,每台风机电动机
[2] 许保玖.给水处理理论[M].北京:中国建筑工业出版
社,2000.
[3]江乃昌.水泵及水泵站[M].北京:中国出版建筑工业
出版社,1998.
(责任编辑李世杰)
~
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2024年5月21日发(作者:建翎)
第32卷第1期 黑龙江电力 2010年2月
EDGE技术在电力设备远程监控系统中的应用
滕志军,王晨臣,刘晓翠,任举
(东北电力大学信息工程学院,吉林吉林132012)
摘要:阐述了EDGE无线路由通信系统的性能优越性,对系统硬件设计和软件设计进行了分析。将EDGE技术应
用于电力系统监控中,保证了现场对实时性和可靠性的要求。
关键词:EDGE;电力通信;GPRS;TCP;远程监控
中图分类号:TN914 文献标识码:A 文章编号:1002—1663(2010)01—0031一o3
Application of EDGE technology adopted in the remote monitoring
system of electric power equipment
TENG Zh ̄un,WANG Chenchen,LIU Xiaocui,REN Ju
(Information Engineering Department of Northeast Dianli University,Jilin 132012,China)
Abstract:This paper expounds the superiority of the functions of the EDGE wireless——routing communication sys・・
tern and analyzes its hardware and software design.EDGE technology is adopted in the monitoring system of electric
power system to ensure the real—time property and reliability in the field.
Key words:EDGE;electric communication;GPRS;TCP;remote monitoring
随着我国电力系统的发展,对电力系统自动化
程度提出了更高的要求。目前,我国的电力系统自
动化主要形式是应用计算机实现对电力系统的监
控,但是,为了测量、保护和控制的需要,室外变电
站的所有设备的二次电压、电流都必须用控制电缆
引到主控室。所铺设的大量控制电缆不但要大量
GMSK调制技术的信号空间从2扩展到8,从而使
每个符号所包含的信息是原来的4倍。这种技术
能够充分利用现有的GSM资源。因为它除了采用
现有的GSM频率外,还利用了大部分现有的GSM
设备,而只需对网络软件及硬件做一些较小的改
动。EDGE还能够与WCDMA制式共存,这也正是
投资,而且使二次回路非常复杂,管理难度很大。
如果将监控装置,安装在被监控设备旁边,将设备
的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过
网络送到主控室,则可免除铺设大量的控制电缆带
其所具有的弹性优势。EDGE技术有效地提高了
GPRS信道编码效率及其高速移动数据标准,它的
最高速率可达384 kbit/s,可以充分满足未来无线多
媒体应用的带宽需求。
来的不便。EDGE是一种增强型数据速率GSM演
进技术,其技术优越性可满足电力系统的要求。
2系统硬件设计
2.1系统原理
1 EDGE网络性能
EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)
系统采用AT89S52单片机为核心,扩展了
RAM,附有看门狗、采集模块、人机接口模块等,单
片机串口电压通过转换后实现与EDGE的连接。
系统结构如图1所示。
2.2采集模块
即增强型数据速率GSM演进技术。EDGE是一种
从GSM到3G的过渡技术,在GSM系统中采用了一
种新的调制方法,即先进的多时隙操作和8PSK调
制技术。由于8PSK可将现有GSM网络采用的
CS5460A是具有能量计算功能的CMOS单片
基金项目:吉林省教育厅“十一五”科学技术研究项目(吉教科合字2008第5l号)
收稿日期:2009一l1—23
作者简介:滕志军(1973一),男,副教授,研究方向为无线通信技术。
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Vol_32 No.1 Heilongjiang Electric Power Feb.2010
VIN+ SDI
l 0
P0
VIN— SD0
1.1
P0
IIN+ SCLK
1.2 P0
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VREF1N E0UT
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1.5
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XIN RET
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图1 系统原理框图
功率测量芯片,其内部集成了1个可编程增益放大
图2 CS5460A与AT89S52接口电路
器(PGA)、2个16位分辩率的△∑模数转换器、2
个高通滤波器、2个高速数字滤波器、AC或DC系
2.3 EDGE无线通信模块
统校准电路、相位补偿电路、片上2.5 V基准电压、
EDGE无线通信模块采用GF一6026AW EDGE
电源监视器、看门狗电路、内部时钟发生器、1个与
模块,主要应用于行业用户的无线数据传输业务以
SPITM和MicrowireTM标准兼容的三线串行接口、
及无线路由上网等。EDGE/GPRS无线路由产品采
寄存器组等。芯片上电复位后,片上寄存器组为初
用标准TCP/IP协议,安装简单、易于维护、使用方便。
始化状态,转换器处于命令模式,等待有效命令。
EDGE无线通信模块与微处理器通过串口连
单片机发出相应命令后芯片开始工作,电流和电压
接,由于EDGE模块的串口和微处理器的串口电平
通道的采样信号被片内放大器放大,经转换、滤波、
不一样,因此需要电平转换,二者连接方法如图3
计算等得到相应结果,存人内部寄存器中。结果可
所示。
以表示成相对满量程百分比的24位有符号或无符
号数据的形式输出或由硬件采用可编程脉冲形式
输出。
CS5460A具有的这些特点,加上价格便宜,为
实现各种仪表的多功能、高精度、高稳定性提供了
较好的硬件条件。
图2是CS5460A与AT89S52接口电路,其中
CS5460A的4条串口线与微处理器的I/O相连,
P1.3控制片选信号P1.0和P1.1分别进行数据读
写,SCLK通过向微处理器发送时钟信号来保证数
图3 EDGE模块电平转换电路
据收发的同步。
2.4电源模块设计
直流电源的稳定是整个系统安全运行的保障,
图4电源模块电路图
一
32一
第32卷第1期 黑龙江电力 2010年2月
本课题所设计的电源模块采用7805和AMS1 1 17稳 立连接,系统上电后,微处理器首先通过AT指令对
压模块为系统提供3.3 V和5 V直流稳压电源,如
图4所示。
无线模块进行初始化配置,包括设置波特率、短信
中心号码等。当CS5460A初始化完毕后,其串口为
命令模式,微处理器通过串口向CS5460A写命令字
来实现对数据采集的控制。系统软件设计流程如
图5所示。
3系统软件设计
系统通过自带协议栈的EDGEDTU与网络建
4 结束语
单片机初始化
J
DTU初始化
应用EDGE技术的监控系统具有采集数据精
J
拨号卜嘲
I_
N
度高、数据传输稳定可靠、大数据量的实时传输、在
线监控、成本低及维护简单方便等优越性,能够提
高电力系统的监管能力,具有很好的应用前景。
::
IY
参考文献:
[1] Guo Shengwen,Wu Xiaoming.AN APPROACH TO SUP—
发送DTU IP地址 I发送错误报告
PRESS SPECKLE NOISE AND ENHANCE EDGE[J].
Journal of Electronics(China),2006(2).
f N;;
—
.一
Y I
I
\ l
I Y
更耔 :配置
[2]Li Jing,Huang Peikang,Wang Xiaohu.Image edge de-
tection based on beamlet transform[J].Journal of Sys—
tems Engineering and Electronics,2009(1).
.I指
—
[3] 王月志,赵越,赵志杰.配电变压器监测终端的实现研
究[J].电测与仪表,2004(6).
[4]曹云芳,王丽娟.增强型数据业务EDGE技术[J].天
津通信技术,2003(1).
采集数据
j
I
\ ./
发送数据
[5] 罗旭,张彦斌,胡国鹏.电子式电能衾专用芯片CS5460
及其在电测仪表中的应用[J].电子技术应用,2001
(5).
图5 系统软件设计流程图
(责任编辑李世杰)
(上接第30页)
6 结论
a.辅机空冷系统在技术理论是成熟的,所有配
功率为90 kW。
c.寒冷地区的火电厂,冷却塔冬季结冰是影响
冷却塔寿命和机组运行安全的问题之一,应予以重
视。应采取在塔壁板内侧设置挡水板、加设防冻
管、在冷却塔上水管设置放空阀门和旁通管等必要
措施防止冷却塔冬季结冰。
套设备均已国产化,并已有实际应用,夏季高温渡
夏是没有问题的,但在冬季防冻的问题上,还需进
步研究。另外,辅机空冷系统在北方地区运行经
一
验少,能节省一部分水,但投资高,不推荐采用。
b.机械通风冷却塔的优点是体积小、投资少、
占地面积小,施工安装便捷,并能适应气候变化,调
节风机运行速度和运行格数,以防止冻冰;自然通
参考文献:
[1]张文斌.电力工程水务设计手册[M].北京:中国电力
出版社,2005.
风冷却塔的优点是没有电耗,机械维护工作量小,
运行方便,冬季可以用挡风板防冻。本期工程从投
资、占地、运行费、维修费、运行稳定性及厂区总布
置等方面综合分析,推荐采用2台机组配置两段
7.0 m风机的机械逆流式冷却塔,每台风机电动机
[2] 许保玖.给水处理理论[M].北京:中国建筑工业出版
社,2000.
[3]江乃昌.水泵及水泵站[M].北京:中国出版建筑工业
出版社,1998.
(责任编辑李世杰)
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