配电综合测控仪通信模块的设计

　　0 引言

　　随着经济的发展，众多具有节能意义的配电房摆脱了人工抄表的方式，并利用配电综合测控仪等配电网运行状态监测设备来实现用电数据的管理和分析。而单个配电综合测控仪采集的配电房状态信息，常常需要快速传送到调度中心主站，供调度人员或调度软件分析和处理，以进行合理的电网调度和事故处理。但配电房地理位置的分散性使配电网数据传输网络的建设和扩展非常困难。

　　传统的解决方法是利用覆盖面广的电话线路进行配电网数据的传输，但它有容量小、速度慢等缺点，随着用电设备和配电房数量的日益增长，已经满足不了配电网调度自动化系统的数据传输要求。近年来，无线网络传输技术以其传输容量大，且不需要为新增的配电综合测控仪建设新的数据传输网络等优点更适合配电网的数据传输。本文就给出了这样一种基于CDMA 1X网络的配电综合测控仪无线通信模块设计方案。

　　1通信模块工作过程

　　本配电综合测控仪发送电网参数信息到调度中心的通信过程示意图见图1所示。图中的配电综合测控仪作为下位机，首先采用ARM和μC/OS-II实时操作系统结合的开发平台，来实现配电网数据采集功能、电网参数计算功能、电容器投切控制功能和下位机通信功能。而后下位机通信程序将要传送给上位机的电网参数数据组装成帧，通过串行口传送到H7710DTU无线数据传输单元。对于H7710DTU而言，此帧即为用户数据，它自动将用户数据组装成符合IS-95A、IS-95BCDMA空中接口标准的数据帧，并通过天线发送出去。接下来H7920 CDMA 1X路由器接收到与之建立无线连接的H7710DTU发送的数据帧后，按照IS-95A、IS-95B标准自动将用户数据从帧中取出，并通过RJ-45网口传送给上位机做处理。系统中的H7710DTU和H7920 CDMA 1X路由器所构成的用于配电综合测控仪和调度中心之间数据传输的透明通道，可以完成用户数据的可靠交付。

　　图1中只给出一个配电综合测控仪与调度中心主机的连接，实际上可随意扩展配电综合测控仪的数量，只要多点同时传输的数据量不超过100 kB/s(CDMA 1X的实际应用带宽)。

　　由图1可以看出，本文设计的无线通信模块由三部分构成，即：配电综合测控仪中的下位机通信程序部分、H7710DTU和H7920无线路由器构成的无线数据通道部分、调度中心主机中的上位机软件部分。其中无线数据通道部分是其它两部分的通信基础，用以完成网络层、数据链路层和物理层功能，负责建立和维护一个(或多个)下位机到上位机之间的数据通道，此部分一经配置好即可自动工作。上、下位机作为对等的通信实体，处于应用层，不需要考虑下层数据通道的具体工作过程，只须通过串口或网口输入输出用户数据即可，下位机主要负责将电网参数数据按电力通信规约组织成帧进行通信和响应上位机的命令，上位机主要负责按相同电力规约提取帧中电网参数数据并通过发命令给下位机来控制相关设备的动作。