通信监测技术与通信网

通信监测技术与通信网（精选10篇）

通信监测技术与通信网 篇1

为了适应“两个转变”的新形势,满足智能电网和“三集五大”对通信专业工作的新要求,全面提升驾驭大规模通信网络、通信资源优化配置和业务管理和保障的能力,“十二五”期间,国网公司以智能化、标准化、集约化为目标,加快推进了智能通信网络管理系统的建设。国网安徽省电力公司作为国网公司通信管理系统建设的重要参与单位之一,积极投入到了通信管理系统的升级和改造之中。

1 研究智能监测技术的必要性

1.1 可提高对电网生产业务的保障能力

电力通信网的主要作用之一是保障电网的安全、稳定运行,而保证继电保护、安稳控制、自动化等电网生产运行重要业务的稳定则是重中之重。在通信调控和运维检修作业前,需要分析停电检修对电网业务的影响程度,并采取备用通信方案。当发生通信故障时,需要迅速了解故障对电网业务的影响,并采取应急措施。在编制通信方式和网络优化方案时,需要综合分析其对电网业务安全要求的满足情况。

1.2 可提高业务状态监测能力

长期以来,通信系统对电网业务的影响均需依靠人工查阅资料和经验判断,往往难以快速、准确地判断故障。深入研究后发现,运用电力通信业务状态监测技术可提升通信管理系统在检修影响业务、告警影响业务等方面的实用性和智能化,可使通信管理系统成为通信业务保障的有力手段。

1.3 可推进通信业务资源管理的精细化

“十二五”期间,电力通信骨干网将基本覆盖35 k V变电站,终端通信接入网将获得快速发展,网络运维和管理工作量也将成倍增加。此外,通信技术的快速发展也为通信应用提供了丰富的应用方式。因此,需要对通信业务进行类型分析和模型细化,并配套相应的系统软件,从而实现通信业务的精细化管理。

2 电力通信业务智能监测的功能和技术应用

2.1 细化业务模型,建立业务子类型

目前,通信管理系统管理的通信业务主要是按照传输网支撑的七大类业务划分的,包括继电保护业务、安全自动装置业务、调度自动化业务、调度电话业务、电视电话会议业务、综合数据网业务和行政电话业务。因此,应将在通信管理系统中细化业务模型,增强对子业务数据的维护,并在出现复杂、不确定的业务类型时,为用户提供自定义业务类型的维护手段。

2.2 实现业务端到端的资源管理

目前,通信管理系统对资源的管理是按照传输网、数据网、交换网、电视电话会议网、数字同步网、动环系统及新纳入管理的光缆监测等分开管理的,对告警的监视也是分开进行的。因此,应在通信管理系统中减少管理的盲区,比如PCM设备。同时,加强对跨技术体制设备关联关系的管理,支持对跨技术体制设备关联关系的人工维护,建立跨技术体制的完整业务通道,在同技术体制、不同传输系统内支持跨系统通道的人工制作。

2.3 加强对网络保护关系的维护和管理

目前,通信管理系统的对网络保护关系的管理仅停留在传输网,而对传输网的保护也仅限于通过建立主备通道维持SNCP保护关系,未实现对复用段和板卡的保护。因此,应将加强对复用段和板卡等的保护,分析设备厂家接口保护组数据的获取能力和设备网管采集保护关系,对不支持组数据获取保护的设备进行人工维护。

2.4 增强影响业务分析功能

业务智能监测依赖于影响业务分析功能,因此,影响业务分析应在充分考虑网络保护关系的基础上,分析告警或资源对业务的影响。具体而言,应对影响业务分析的规则进行现场验证,并反复优化和完善;借助资源影响业务分析功能完善对存在保护关系的告警影响业务分析;建立上级单位业务到本单位业务的同步机制,从而保证本单位告警影响上级单位展示的业务名称与上级单位业务名称的一致性。

2.5 广泛调研电网生产系统的接口能力

目前,通信管理系统所承载的各类业务与电网生产系统无对接接口,通信管理系统与电网生产系统对业务的命名方式也不一致。因此,应与电网生产系统的实施单位共同开展调研工作,制作接口信息模型,建立系统间资源的映射规则。

2.6 研究业务拨测、服务探测的方式

目前,通信管理系统对电网生产类业务的监测是通过对通信网络资源告警的监测反映业务的运行状态的,无直接监测业务运行状态的手段。因此,对业务的直接监测可从2个方面入手:①研究业务拨测、服务端口监测、探针探测、设备可达性测试、业务报活监测等在不同类型业务监测中的应用:②与相关部门协调评估业务直接监测的安全隐患。

2.7 完成基础数据准确性核查等工作

目前,通信管理系统已将数据整理工作纳入工作重点,且已初见成效,但已经过整理的数据的准确性能否为复杂分析提供支撑有待进一步核查。因此,应对自动采集的数据及人工维护的数据的准确性进行核查。对于自动采集的数据,需要核查设备网管的配置数据与通信管理系统配置数据的一致性。人工维护数据的整理包括在通信管理系统中录入完整的业务台账数据,完成业务主备通道的串接,并与业务关联,从而实现对复用段、板卡的保护。

3 结束语

要想使电力通信技术能更好地满足未来电力行业的发展需求,我们只有在了解通信现状、通信需求的基础上,不断对通信业务智能检测技术进行探索和创新。只有这样,才能为我国电力系统的安全、持续、可靠供电作出更大的贡献。

摘要：随着电网规模的逐渐扩大,应提高其资源优化配置的能力,这有利于大规模接入和传输可再生能源,但这也会使得电网的运行和控制越来越复杂。以国网安徽电力公司的通信管理系统为例,阐述了电力通信业务智能监测技术的发展和应用情况,以期为同类项目建设提供借鉴。

关键词：智能电网,电力通信业务,智能监测技术,调度电话业务

参考文献

[1]董雪源.基于互联网技术的电力系统广域保护通信系统研究[D].成都:西南交通大学,2012.

[2]金炜.OTN技术在电力通信网中的应用研究[D].北京:华北电力大学,2014.

[3]苏斌.智能电网时代电力信息通信技术的应用和研究[D].北京:华北电力大学,2015.

通信监测技术与通信网 篇2

改革开放30多年来，我国经济突飞猛进、高速发展，步入世界经济大国行列。而社会治安形势却日趋严峻，因此，快速及时地处置重大突发事件是各级政府职能部门面临的重大课题。公安部门在预防、监测和应急处置突发事件以及事后救援工作过程中担负着重大的责任和义务，因此有效地解决公安部门在全面应对突发事件活动中所遇到的技术保障难题，显得更加突出和迫切。

公安应急通信作为警务保障工作的重要内容，一直得到公安部通信主管部门的高度重视和支持。各级公安部门已经充分认识到信息化改造的重要性，不断提高行业自身的信息化水平，以加快警务保障和处置突发事件的响应速度，提高工作效率，这必然对公安应急通信提出更高的要求，也预示着发展公安应急数字集群通信系统将面临新的业务需求的挑战。

一、公安应急通信发展历史和现状

公安应急通信的发展历史可追溯到上世纪八十年代初。当时，公安部门开始使用150兆常规移动通信。公安部及各地公安部门先后使用过南斯拉夫5音调选呼系统、日本常规终端。进入九十年代初期，公安部开始用350兆频段，最初是具有警用功能的常规系统。1992年北京市公安局引进了第一套具有警用功能800兆摩托罗拉模拟集群系统。1995年公安部颁布了CPS-X模拟集群系统标准，同年，第一套350兆MPT1327系统在武汉建成；2004年颁布了公安TETRA数字集群系统标准；2005年开始采用IP联网技术的模拟集群系统。2006年公安部制订了模拟集群系统间的互联标准。2007年第一套350兆TETRA集群系统在北京建成；2008年8月4号，公安部开始制定自己新的数字集群标准。截止到2009年底，全国共有无线通

信系统350兆及其它频段的基站6000余个、移动终端约100万余部。

公安专用350兆系统虽然经过多年的建设，但发展却很不平衡，有些地区还在用常规系统，有些地方建立了全省联网模拟系统。在一些比较发达的地区已经开始建设数字集群系统。目前，公安专用无线通信系统，已经由传统的语音为主的对讲系统逐步发展到语音、图象、数据三大应用齐头并进。

公安应急通信装备历经警用基本级、功能级、自动级三个阶段，发展到如今的集群通信系统，MPT-1327警用模拟集群系统仍是当前的主流装备，已经自上至下覆盖到大多数的县级城市，而作为数字集群代表的TETRA系统也在多个直辖市、省会城市及沿海发达城市建成使用或正在规划建设中。从整个公安应急通信技术的发展来看，从模拟到数字的转移是必然趋势。

TETRA系统本身是成功的，它达到了数字移动通信专网对话音指挥调度通信的要求。但TETRA网相对小区制的电波覆盖特性和高技术复杂度、高昂的设备制造成本，使它并不适合在全国公安系统内大范围铺设。TETRA系统的核心技术（如安全加密技术等等）仅掌握在少数国外厂商手中，不会向中国开放，也是影响TETRA系统在公安行业推广的重要因素。

总之，现有的公安应急通信系统在承担应急通信指挥保障工作时，尚存在多个方面的问题，如跨行业间及公安系统内部门之间互联互通没能很好实现，不利于部门联动和协调统一指挥；通信指挥业务分布在多个承载平台上，应急处置时需要调动的资源很多，往往不能快速建立，部分业务使用公共网络，容易受到损坏和破坏；现有的应急通信技术体制并未统一，没有明确的设备和承载业务规范，缺少快速建立和自主组网的能力；语音、数据业务不具备加密功能，信息安全受限于现有技术体制，不能完全解决，制约了公安应急通信指挥系统的发展。

二、公安应急通信系统与其它系统的区别

公安应急通信系统是指在应对突发事件时的通信指挥系统，它和日常通信系统是有区别的。突发事件具有时间不确定、地点不确定、范围不确定、环境不确定、通信要求容量也不确定等一些特点，要求应急通信网要支持语音调度及宽带多媒体接入一体化、要有高度的机动性和灵活性，能适合恶劣环境、抗水能力强。这就形成了应急通信系统与日常通信系统之间的4个主要的不同：

一是组网能力不同。应急系统：自组网、自动路由选择、系统参数无线下载等。日常系统：固定网络拓扑。

二是频率的使用不同。应急通信：很难确定，应具有频率感知能力。日常系统：提前规划，不经常更换。

三是基站链路不同。应急通信：无线为主。日常系统：有线为主，无线备份。

四是供电方式不同：应急通信：移动电源为主。日常系统：市电为主、电池备份。

应急通信网的主要业务包括：现场图象采集、数据采集查询、GPS定位、保密通讯、多媒体的数据转播。人们通

常把应急通信系统比作一块云，称作应急云系统。云的特点是形状、大小不固定，另外可以随时地飘动。托起云的有

两个能力：一个是快速组网能力，一个是强大的互联能力。云要承载的业务，就是宽窄带应急无线多媒体的通信系统。

应急通信快速组网能力表现在它要使用全机动的平台，快速建立覆盖整个突发事件区域的无线网络；另外自己宽带自组网、自动路由选择及快速系统参数配置；采用频谱感知技术，自己频谱捕捉。

应急通信系统要做到互联互通，包括不同体制的无线系统、模拟数字常规和与无线公网的互联；应急通信和有线电话网、IP电话网以及卫星系统的互联（包括VSAT专网、海事电话、北斗系统）；应急通信和公安专网之间的互联；应急通信与互联网之间的互联；不同加密体制系统的关联；宽带系统与窄带系统之间的互联等。

此外，对应急通信系统还有一些特殊的要求。比如在屏蔽干扰，甚至屏蔽干扰的通信。为什么做屏蔽干扰呢？在一些突发事件，特别是跟炸弹有关的事件处理，首先就要把屏蔽干扰仪放在现场。在现场还要跟警员之间通信，这些通信都是要在应急通信系统考虑的。

三、公安应急集群通信系统面临的挑战

归纳应急集群通信系统面对的挑战主要有以下3个方面：一是没有一个网络能覆盖公安应急通信的所有业务需求；二是应急通信需要解决系统的数字化升级、跨部门应急联动及互联互通、多媒体一体化通信能力、快速灵活的组网能力、无线通信安全保障能力等5个问题。三是数字集群标准也存在数据速率低、频谱利用率提高的有限、加密和知识产权等问题。因此，需要从以下5个方面提升。

首先，数字化通信能力需要全面提升。集群系统在以指挥调度为主的公安应急通信中有着不可替代的地位。模拟集群在公安系统得到广泛使用，其优点是技术复杂度低、成本相对低廉、易于普及，但也存在业务种类受限、数据业务能力低、频率利用率低、保密性差和抗干扰能力弱等诸多问题。数字集群通信系统带来的好处显而易见，话音质量改善、频谱利用率显著提升、安全保密性增强及有一定的数据通信能力等。全面提升集群系统的数字化通信能力更显著的特点在于：可与先进的宽带无线接入网异构连接，便于接入计算机通信网络，从而整合不同技术构建统一的综合指挥调度平台。

其次，多媒体通信能力需要全面提升。现行的集群系统以语音调度功能为主，数据传输能力有限，但是在处置突发事件的过程中，不仅要“听得到”，更要“看得见”、“看得清”。虽然数据及图像传输业务可以通过其他网络实现，但是通过应急通信系统实现数据及图像功能无疑是最机动灵活、安全可靠的方式，在统一的调度平台上实现多媒体一体化的通信指挥能力。新一代公安应急通信系统需要提供语音调度、数据调度、高速数据查询、图像实时采集、现场视频监控等多种业务协同的融合调度能力。通过数据业务和视频业务弥补语音业务在准确性、可记录性方面的缺陷，从而实现全数字化的、多媒体一体化的、可记录及可追溯的、事件驱动的指挥调度和协同作业流程。

再次，安全防护能力需要全面提升。目前的应急通信系统，尤其是无线语音调度系统，基本没有采用通信加密，在警务保障和处置突发事件时，公安部门的指挥调度通信很容易被人窃听。TETRA数字集群系统由于外国不开放加密接口，到现在为止也无法使用国产加密算法，所有的公安应急通信对国外的专业机构完全是透明的，这给国家安全带来了很大的隐患。新一代公安应急通信系统需要设计具有多个安全等级的分级服务机制，提供包括机密性、鉴权、身份认证、审计、过滤等安全功能。使用安全认证、密钥协商及管理、空中接口加密及数据完整性保护、端到端信息内容加密、无线链路数据加密等安全机制，全面提升应急通信系统的安全防护能力。

此外，快速组网能力需要全面提升。处置突发事件的应急保障具有时间的不确定、地点的不确定、范围的不确定、容量的不确定和环境的不确定的特点，因此对应急通信系统的要求也非常高，必须具备全机动运输方式所要求的条件（自行或者便于装卸、运输、部署和开通）；系统具有自主组网和快速配置功能，系统的节点应能灵活设置，覆盖范围可大可小；针对不同类型的突发事件可以配置不同的业务功能。目前公安系统使用的通信车、指挥车及应急通信系统都缺乏组网能力，通常只能解决小范围的覆盖。

最后，互联互通能力需要全面提升。在重大突发事件发生时，往往需要政府多个部门以及包括公安、武警、消防等多警种的协同作战。很多部门都有专用通信系统，使用的频段也各不相同，在紧急情况下如何保证各系统之间的互联互通以及有效协调和统一指挥调度，是应急通信系统亟需解决的问题。因此，新一代应急通信系统在数字化、一体化的发展趋势下还需要整合连接各种通信系统资源，架构统一的运行应用平台，实现不同系统间的互联互通。

四、公安应急通信技术标准

长期以来，公安无线集群通信系统都采用模拟制式，存在着频率资源紧张、系统容量不足、安全性能较差等诸多问题，难以满足信息化条件下公安机关日益增长的实战需要。

为了加快推动应急通信从模拟向数字的转移，公安部从行业标准开始做起，早在2008年就着手制订适合中国国情的警用数字集群（PDT）通信系统系列标准。在公安部科技信息化局的主持下，部分在公安移动通信市场有影响力的厂家和技术专家，成立了“中国公安无线通信数字化改造咨询委员会”和“PDT产业技术创新战略联盟”，积极推动警用移动通信的新技术体制警用数字集群（PDT）通信系统的技术研究和标准编制工作，PDT系统标准的制定一方面参考相关的国际标准，另一方面根据我国公安业务的实际需求设计，成为行业通用标准。

工信部[2009]666号文件规定：2015年年底模拟对讲机的型号核准不再进行延期办理。这意味着2016年公安机关实现无线通信系统数字化势在必行。2011年10月，公安部正式制定下发了《警用数字集群(PDT)通信系统总体技术范》，该技术规范的数字集群通信标准，具有大区制、广覆盖、可从模拟向数字平滑过渡、采用国产密码算法加密、拥有自主知识产权等特点和优势，而且具有较高的性价比，符合公安机关的工作特点和实际。PDT系统在实现全部MPT-1327模拟集群功能的基础上，吸收了TETRA、P25数字集群系统的长处，并根据公安集群通信多年的应用经验加入自己的特色功能和应用模式，有充分的创新空间。PDT标准满足建设全国性网络的要求，联网标准针对公安的实际需求量身定制，可以适应公安行政管理的要求，也可以使不同厂家的系统能够无缝互联。PDT系统支持国家范围内各省间的多基站、多交换节点网络互联；支持多基站自动漫游（支持移动台通话过程中自动漫游），完全兼容MPT-1327模拟集群系统，支持模拟集群系统向PDT系统的平滑过渡和升级。

PDT系统制定了完善的安全加密解决方案，完成了相关安全设备的研制。使用国产加密算法支持用户鉴权和端到端语音加密功能。使警用数字集群（PDT）系统具有如下鲜明的行业特点：数字语音，指挥调度功能为主；大区覆盖，全网自动漫游；中心设备采用IP数字交换技术；向下兼容模拟集群，确保平滑过渡到数字集群；使用国产加密算法，自主安全加密技术。

具体而言，警用数字集群（PDT）系统标准由如下几部分组成：空中接口物理层及数据链路层；空中接口呼叫控制层；移动终端；安全条款；互联技术规范；兼容性测试等。

当然，PDT系统每载波的最大数据传输速率仅为9.6kbps，对数据业务的支持能力有限，尤其是系统不能满足用户对高速数据查询、高清图片传输和实时视频监控等多媒体业务的需求。

但是，与传统模拟集群相比，数字集群的优势就在于通过软件应用，提高实战效能。在创造性地建设开发了语音边界平台、解决安全接入的基础上，着力实现数字集群系统与指挥调度系统、PGIS警务指挥系统、勤务管理系统的互通互联与无缝融合，打造出以350兆数字集群系统为核心，集实战指挥、勤务管理、警情研判为一体的勤务模式，提升了指挥和管理效能。

五、公安应急通信技术展望

近几年来，各地公安机关加大了投资，部署启动350兆PDT数字集群系统建设，打造基于融合技术宽窄带兼容的系统，提升日常警务勤务，应急通信及大型安保无线通讯信息化水平。

从对国外的技术跟踪分析，高速分组数据、高清图片和实时视频的传输同样是国外警察部门迫切需要在警察通信系统中解决的问题，面对相同的业务需求，宽带无线接入技术成为提供技术解决方案的首选。美国警察通信语音调度业务通过多模式终端，在应用层整合多媒体业务，以提供良好的用户体验；我国则提出融合数字集群技术和宽带无线接入技术，打造全新的专业移动通信网技术标准——宽带无线多媒体集群系统技术标准。

国家对新一代专业移动通信网的发展给予了大力支持。“十二五”期间国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”中设立了多个与“宽带无线多媒体集群系统”相关的课题，从技术验证到标准化研究，涵盖了对新一代专业移动通信在系统架构、宽带无线接入、音视频编解码、安全、终端及芯片等方面的深入研究。今后，国家将对新一代专业移动通信网的应用示范和产业化给予进一步支持。宽带多媒体集群系统是基于宽带无线通信技术，采用多媒体业务形式，以指挥调度功能为主的专用无线通信系统。宽带多媒体集群系统着重解决以下几个方面的能力需求：高效的指挥控制能力；实时的系统响应能力；高度的安全防护能力；灵活的机动重组能力；按需的资源共享能力；多种业务应用能力；多场景的适应能力；模块化的配置能力；架构的可扩展能力等。这个系统由四个部分组成，包括：终端、接入子系统、交换控制平台、调度应用平台。

宽带多媒体集群系统在同一个系统平台上面向最终用户提供广泛的无线语音调度和多媒体（数据、图像传输和互联网接入）业务，特别针对警用移动通信指挥平台，合理配置系统资源，统一规范业务内容，规范接口协议，提供语音终端（单模终端）和多媒体业务终端（多模终端）。

宽带多媒体集群系统通过异构网络技术将具有不同网络结构特点（如工作频率，传输速率，覆盖范围，系统容量和服务质量等）的移动网络（接入子系统）连接在一起，充分利用这些网络的特点，向用户提供一个完整的业务能力和服务水平。

宽带多媒体集群系统为用户提供高质量的多媒体业务，通过中低速接入子系统（如PDT基站），兼容公安部门仍然大量使用的窄带无线通信设备，在同一个系统平台上既满足用户对于高标准多媒体业务的需求，又平滑地实现宽窄带无线通信技术的融合。

宽带多媒体集群系统提供自组网能力。自组网相对常规通信网络而言，最大的区别就是在任何时刻，任何地点不需要现有信息基础网络设施（包括有线和无线网络）的支持，快速构建起一个移动通信网络。自组网能力特点满足应急通信指挥系统组网方式的要求。

宽带多媒体集群系统交换控制平台（SCC）采用基于IP软交换的全能力交换控制技术。一方面，系统本身既包括窄带移动通信系统设备，又包括宽带无线通信系统设备，可同时支持多任务的数字语音和高性能的多媒体业务；另一方面，系统和现有的模拟或数字移动通信系统、公安信息网、卫星通信网，甚至是国家公众移动通信网互连互通，采用基于IP软交换的网络协议控制技术成为技术实现的关键所在。

宽带多媒体集群系统调度应用平台是宽带多媒体集群系统的调度控制中心，负责整个集群系统的协调调度和呼叫控制，并提供用户操作界面。调度应用平台的主要网元包括多媒体调度控制器、调度台、用户数据服务器、安全服务器和各种应用服务器等。宽带多媒体集群系统支持符合公安系统行业规范的信息安全加密技术，采用国产加密算法。宽带多媒体集群技术标准描绘了在“一个统一平台、多种接入融合”的体系架构下，实现包括语音、图像、视频以及分组数据在内的一体化多媒体业务的系统蓝图，在“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项的支持下，通过实施公安行业应用示范项目，必将更加贴近和符合公安一线业务需求，成为发展公安应急通信技术的基石，为新一代公安应急通信技术标准的制定导航。

总之，公安应急通信未来终端应采用多模模式。包括窄带技术，甚至4G技术，能够做到同一个终端上，以便于

光通信系统中光缆线路的监测技术 篇3

【关键词】光缆线路 监测系统

【中图分类号】TN818 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0175-02

光纤通信网络具有无可比拟的优越性。但是，相对于日益提高的数字传输设备的可靠性来说，光纤、光缆线路本身造成的重大故障的比例则越来越高，光纤线路本身的故障率高，故障排除时间长，影响面大，因此已逐渐成为通信网中最为薄弱的环节。由于光纤线路的中继距离长，日常人工维护周期长，一旦发生故障或全阻，故障排除时间长，由此所造成的电信业务量损失很大，即使是网络已精心设计了线路的冗余配置，电信部门仍希望维护人员能够立即发现问题，最好能赶在事件发生还没有严重影响到网络性能、客户利益前，维护部门能够尽快检测修复为好，把损失降到最低程度。

为了保证光通信系统的性能，在出现指标恶化时及时发现故障原因并进行处理，发展了多种光缆线路的监测技术。本文就总结光通信中光缆线路的一些性能监测案例，如充气型光缆气压监测法、充油型光缆湿度和绝缘自动监测系统、光缆护套对地绝缘电阻自动监测系统。

光缆自动监测系统是利用计算机和通信技术以及光纤特性测量技术，对光纤传输网进行远程分布式的实时监测，并将光缆线路的状况信息集中收集、处理和存储的一种自动化监测系统。

光缆自动监测系统利用计算机软件的智能和数据库保存的历史信息，对实时、定时或发生故障告警时远端测量模块采集来的光缆线路数据信息进行诊断、检索、比较、分析和记录，做到对光缆进行实时、全面、综合地监测。通过掌握、跟踪传输系统的变化以及光纤的劣化情况，就能及时发现光缆的故障征兆，在发生光缆线路事故之前预先做好维护工作，提高光纤通信网的传输质量和可用性。并且在发生线路故障时，可以及时、准确地判断出故障点的位置，大大缩短历时，减少由此造成的电信业务损失。光缆线路自动监测系统有两种类型：

1早期对光缆线路的金属钢带或者铝带的破损情况进行监测；

2目前对光缆线路的纤芯进行检测。

早期的光缆线路自动监测系统，主要是对光缆周围环境进行监测，及时发现线路障碍隐患，进行处理，不致于影响正常的通信。主要包括将在本节介绍的下面一些具体应用方案。目前，光缆线路自动监测系统主要是采用先进的告警、测试、数据库、网络控制、业务流程控制和地理信息系统等技术，将光纤测试、网管告警与维护体制全面地结合起来，通过对光缆的实时自动监视、告警信息的自动分析，自动启动相应的测试，对光纤、光缆故障进行自动定位、自动派修，从而压缩障碍历时，把用户的损失降到最低。

一、充气型光缆气压监测法

光缆气压监测系统实际是电缆气压监测系统的应用扩展。我国最早使用的光缆多为充气型的，内部可充有一定气压的干燥气体，在光缆沿途放置气压传感器以监测漏气情况，一旦外皮破损或者光缆断裂，则气压监测系统即可根据监测气压的变化及时发现。气压监测法要求采用干式光缆，光缆要具有足够的导气率，光缆接头盒与成端部分应当有较好的密封性。这种方法是一种主动的维护方法，可以确保光缆及其接头盒不进水，使光纤处于干燥环境中，且可以及时发现光缆外皮的损伤或光缆断裂并确定其位置，具有一定的实时性。另外，该方法可以纳入现有电缆气压监测系统，可以降低成本。这种方法的弱点是只对外皮监测，不能确切了解光纤本身的运行状况，因此不能完全信赖这个系统，仍然需要维持相当数量的维护人员和OTDR设备才能进行正常的维护工作。此外，这种方法只能对出局主干光缆进行监测，对用户分支光缆不能监测。

系统的主要构成包括线路设备和监测中心两部分，如图1所示

线路设备是由沿光缆线路安装的气压传感器和安装在局内的采集器组成。传感器一般是由光缆中的铜线对或者LAP护层、加强芯连接到采集器的，可把光缆中的气压值转变为电信号，传送到监测中心，采集器则向传感器提供工作电压，每个采集器有16个通道（可扩展到32个），每个通道可带127只传感器，同时每个采集器还分配一个电话号码，使监测中心能通过电话网对采集器进行控制。监测中心设立了计算机单元，用以监视、显示和打印光缆中的气压值，即根据各传感器提供的气压值，自动给出气压分布的曲线，当气压低于设定的门限值时，可自动告警。

二、充油型光缆湿度和绝缘自动监测系统

室外地下光缆由于各种原因受到损伤，使接头渗水或者湿度过大，导致光缆电绝缘指标下降，使通信受到影响，甚至会降低光缆的使用寿命，因此需要及时地发现、修补光缆的损伤。这种方案比较适用于充油型光缆。在充油型光缆的接头处装上湿度传感器（MS），在光缆线路的某一终端安装终端传感器（TS），用以进行湿度和电绝缘的自动监测。其原理与充气型光缆对气压的监测类似。

如图2所示，系统的采集器可向传感器提供工作电压，传感器位于接头盒内，接在光缆的监测铜线对上（无铜线对就跨接在加强芯和金属外护层上）。终端传感器可终接整个监测回路并提供精确的环路电阻，使监测环路保持连续和完整。系统的运行主要是利用金属的外护层，形成一个导体监测回路。当光缆的塑料外皮破裂，绝缘受到破坏时，金属外护层则在外皮破裂处对地形成故障环路，产生故障环路电流，监测系统可以根据环路电流的变化而触发告警器件，产生告警。

由于监测系统是用光缆金属外护层作监测线，光缆的任何损坏都能被监测得到，因而监测系统会期光缆刚刚损坏还未涉及光纤及引起通信中断的时候发出告警，同时也会自动向光缆受损的部位提供阴极保护电流，防止在修复前受到化学腐蚀。对于这种系统，通过对告警传感器进行地址编码，还可以进行故障定位，方便对故障的修复。

三、光缆护套对地绝缘电阻自动监测系统

这种系统通过远程测量直埋光缆金属外护层对大地构成回路的完整性来实现对光缆监测的目的。它利用远程供电系统对安装于直埋光缆接头盒内的设备进行充电，并进行数据的收集和分析，产生告警信号。

系统由前站、监测站和监测中心组成。前站是主要组成部分，安装于光缆接头盒处，通过测量本接头盒与下一个接头盒之间的金属护套对大地的绝缘电阻来监测地下光缆状况，还可以测量接头盒内湿度，并传送数据到监测站。

通信监测技术与通信网 篇4

高压输电线路作为电力系统运行的一部分, 其运行状态好坏直接影响电力系统运行稳定性。对其状态进行实时监测是当前电网智能化建设的重中之重。电力系统运行过程中, 提高输电线路管理水平对于输电线路状态监测信息的依赖性日渐明显, 利用传感器网络等技术获得输电线路运行情况势在必行。因此加强对高压输电线路安全监测系统设计及通信技术的研究具有现实意义。

1 当前高压输电线路安全监测现状分析

近几年, 我国电网规模日渐扩大, 呈现多样化、复杂化等趋势。由于电网装备越多, 突发故障造成的直接和间接损失也随之增加, 促使检修技术进一步发展。而与之相对的监测技术也得到了一定发展, 逐渐由定性向智能化方向发展[1]。然而, 当前使用的监测系统存在一些不足之处, 难以实现对输电线路的有效监测。如绝缘子监测能够准确判断绝缘子性能变化情况, 但是由于安装、操作难度较大, 难以实现在线监测目标。

2 高压输电线路安全监测系统设计方案

针对高压输电线路安全监测问题, 笔者结合目前智能电网建设实际情况, 综合考虑各方面影响因素, 设计一个高压输电线路安全监测系统。

2.1 坚持合理原则, 确定监测技术

监测技术作为安全监测系统设计的基础, 准确、可靠的技术能够促使系统运行中发挥在线监测、预警作用。对于线路安全监测系统的设计, 其涉及到的具体监测技术主要有以下几种:

1) 雷电监测技术。国内外常见的雷电流监测方法有磁钢棒法、雷电定位系统等, 但多用于雷电现象的研究[2]。建立在Rogowski线圈基础上的雷电监测法, 由于自身具有成本低、安装简单等优势, 适合在电力行业中推广, 其中Rogowski线圈是一个均匀缠绕在环形非磁性骨架上的空心螺线管, 受到外磁场及通流导体的影响较小, 能够准确测出电流值, 所以本系统采取该模式。

2) 接地电阻监测技术。接地电阻是指电流经过接地电极进入到大地时, 电极的电位与电流之间的比值。目前, 三电极测量与钳式感应测量两种方法较为常见, 且测量精度较高, 适合电力行业[3]。此外, 还包括绝缘子泄露电流与氧化锌避雷器阻性电流监测技术, 上述技术都能够在线路安全监测系统中得到应用。

2.2 坚持全面原则, 优化系统硬件设计

硬件设计作为整个监测系统的重点, 只有具备可靠的硬件基础, 才能够确保监测系统发挥有效性。基于电力系统运行现状, 笔者采用STM32F103 系列芯片作为主要处理器。首先, 微处理器, 采取该处理器, 主要是由于其具备单周期乘法指令与硬件除法器, 能够进行信号采集与自动化控制, 为安全监测奠定了坚实的基础。其次, GPRS通信终端设计, 通信终端是监测系统的关键, 其通过数据分析、备份等功能, 能够及时将输电线路运行状态传递给工作人员, 避免潜在故障的发生。主要由射频、GPRS两个模块及接口电路等方面组成[4]。第三, 雷电、绝缘子终端设计, 该环节设计的重点在于信号调理电路, 科学的信号调理, 为线路安全监测工作赋予了即时性特点, 显著提高了系统运行有效性。最后, 接地电阻采集终端的设计, 该环节主要是通过集成电路, 产生较为固定的激励形式, 通过对相应信号的检测等获取阻抗信息。

在节能减排号召下, 对于监测系统电源的设计, 笔者采取了符合可持续发展理念的太阳能供电方案。该方案主要由蓄电池、充电管理电路等构成, 为系统稳定运行提供源源不断的动力。

2.3 坚持低耗能原则, 完善系统软件设计

软件是整个系统的灵魂, 其整体框架由前后台与操作系统两部分构成。从本质上来看, 两部分均属于操作系统, 但前者更加强调调度, 且仅能够满足简单任务;而后者主要建立在任务调度基础之上, 能够确保多个任务同时进行, 对整个系统各方面进行有效的控制, 促使其功能得到最大程度发挥, 当前较为普遍的操作系统有Vxworks等。

软件设计建立在技术基础之上, 因此在设计中, 各项技术的应用也就是软件设计, 上文已经提到技术的应用, 笔者在此主要强调GPRS通信终端软件设计, 作为检测与电力信息中心的纽带, GPRS通信终端承担着信息采集、预警等责任, 同时兼具数据安全管理功能。该环节主要涉及通信子程序、日历时钟等内容的设计[5]。另外, 值得注意的是, 要想实现软件设计低能耗目标, 在具体设计中, 可以采取多种方式完成设计目标, 如将暂时闲置的外设集成电路关闭, 节省电力能源的消耗;或者使用简单的函数代替复杂函数进行计算等。

2.4 采取有效措施, 消除电容兼容问题

电力电子装置、仪表等受到工作环境等因素的限制, 在功能设计过程中, 电磁兼容问题不可忽视。通常情况下, 对系统进行电磁兼容设计后, 不但能够保障系统运行稳定性, 且能够控制设计成本。电磁兼容控制是一项系统性工程, 在系统设计、研制等全过程都应考虑电磁兼容问题。通常情况下, 对于电磁兼容的控制措施很多, 如抑制传播途径, 通过滤波、屏蔽及搭线等形式, 避免外界因素对系统运行产生消极影响;或者采取时间分割措施, 当骚扰源较为活跃时, 可以采取这种方式, 停止信号发射, 以避免受到信息传递受到损害[6]。此外, 还可以采取电气隔离、频域管理等方式, 提高系统运行稳定性。

3 通信技术在安全监测系统设计中的应用

提高监测系统网络化、实时性目标是智能电网建设的基本目标。而电力通信技术的引入成为实现这一目标的关键性要素。电力通信技术是确保电力系统稳定运行必不可少的一部分。在电力系统运行中, 有效的通信手段, 能够将控制中心的命令准确无误地传送至各个终端, 在加快电力产业改革等方面具有非凡的意义。

3.1 通信技术分析

目前, 移动与射频通信技术较为常见。前者具有成本低、维护方便等优势, 已经在远程抄表、负荷控制等方面取得了显著成效。后者是指符合全球ISM射频通信标准的近距离通信技术, 由于其技术发展较为成熟, 在电站监测等领域具有应用广泛。

3.2 安全监测网络的设计

笔者在本文中对于安全监测网络的设计主要采取射频与GPRS结合的通信技术, 简而言之, 是无线传感器与系统的有机整合, 各个监测点能够独立运行, 避免互相影响降低监测系统的有效性[7]。如将杆塔作为独立单元, 将监测终端获得的数据信息汇集到GPRS通信终端, 及时将线路运行故障等传递给工作人员, 为电力部门制定检修方案等提供了科学依据。

3.3 加强监测网络数据安全保障

GPRS本身安全性较好, 但其与互联网连接时, 极易受到网络外部因素的威胁。为了避免对数据安全的影响, 笔者采取加密算法对监测到的数据信息进行加密处理, 以保障通信过程的安全、可靠性, 如下图所示。

4 结束语

根据上文所述, 智能电网作为电力行业改革的必然选择, 其对电力系统运行提出了更高要求。当前, 高压输电线路安全监测系统的重要性日渐突出。因此在电力产业发展过程中, 我们要明确认识到智能电网的发展需求, 并结合电力系统运行现状, 适当增加人力、物力投入, 加大对技术的研究力度, 坚持合理性原则, 选择适合的通信技术, 逐渐构成线路安全监测系统, 不断提高对线路运行状况的监督和控制, 最大限度上减少电力系统的不稳定情况, 从而为我国电力产业现代化、信息化及智能化建设奠定坚实的基础。

摘要：随着经济快速发展, 社会各领域对电力能源需求量日渐增加, 电力企业获得更多发展机遇的同时, 也面临着输电线路安全、可靠性等挑战。受到雷击等自然灾害的影响, 高压输电线路在运行过程中极易产生停电等问题, 严重威胁电网安全运行。而监测系统与通信技术的应用, 能够有效避免这一问题。本文将对当前我国高压线路安全监测现状进行分析, 了解安全监测存在的问题, 并在此基础上深入探讨高压输电线路安全监测系统的设计, 以及通信技术在该系统中的应用。

关键词：高压输电线路,安全监测系统设计,通信技术

参考文献

[1]胡毅, 刘艳, 苏梓铭.输电线路运行安全影响因素分析及防治措施[J].高电压技术, 2014 (11) :3491-3499.

[2]王乃永, 邓育平, 卫鹏等.输电线路状态监测系统规范化设计与应用[J].电网与清洁能源, 2014 (10) :13-19.

[3]钟运平, 张建伟, 翟少磊, 等.基于Zig Bee技术输电线路在线监测系统的研究[J].电测与仪表, 2013 (5) :105-109.

[4]刘丽榕, 王玉东, 肖智宏等.输电线路在线监测系统通信传输方式研究[J].电力系统通信, 2011 (4) :20-25.

[5]周伟才, 谭卫成.高压架空输电线路视频在线监测系统研究[J].广东电力, 2011 (7) :41-44.

[6]刘锦, 顾加强.基于J2EE的输电线路在线监测管理系统的设计与实现[J].计算机与现代化, 2013 (12) :196-200.

现代通信原理与技术期末复习重点 篇5

1.模拟信号与数字信号的定义

2.信息及其度量：信息量及平均信息量的定义，给定信源，会计算信源的平均信息量及总的信息量。

3.主要性能指标：模拟通信与数字通信各自的性能指标及其度量方法。会计算码元速率，信息速率及两者之间的关系；会计算误码率和误信率。

第2章

1.狭义平稳和广义平稳的定义以及两者之间的关系。

2.平稳过程自相关函数的性质；理解独立的概念。

3.窄带随机过程的同相分量，正交分量，包络及相位的统计特性。

第3章

1.理想恒参信道特性及对信号传输的影响，理解幅度-频率失真和相位频率失真的概念。

2.随参信道传输媒质的特点。

3.理解信道的数学模型中乘性干扰与加性干扰的概念。

4.香农公式的定义以及由香农公式得到的重要结论

第4章

1.掌握线性调制系统（AM,DSB,SSB,VSB）的调制与解调原理，理解制度增益的概念，会计算输入信噪比和输出信噪比。

2.理解角度调制（非线性调制）的原理，会计算FM信号的带宽和调制指数。

3.各种模拟调制系统的性能比较（选择题）

第5章

1.给定信源，能编出AMI和HDB3码，并画出波形。

2.无码间串扰的时域和频域条件,奈奎斯特速率，奈奎斯特带宽的定义。

3.掌握无码间串扰基带系统抗噪声性能分析方法（包括单极性信号和双极性信号分析）

第6章

1.模拟信号数字化（PCM）的过程：抽样，量化和编码。重点掌握低通抽样定理。

2.掌握13折线A律编码方法

第7章

1．掌握二进制数字调制与解调原理（2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK）2ASK又称作OOK.,给定信源会画出几种信号的波形图。理解相对码的概念，给出绝对码能求出相对码。理解2PSK的相位模糊问题。

通信监测技术与通信网 篇6

关键词：电力通信网,通信监测技术,系统

0 引言

改革开放以来,我国发生了翻天覆地变化,经济生活的快速发展使电能的供应量越来越大,电力与我们的生产生活变得息息相关,没有电我们的生活将“寸步难行”。与此同时电力行业本身亦是我国经济的支柱产业之一。电网能否安全稳定的运行决定着我国国民经济的是否可以平稳安全的发展,因此抓好电力系统的安全有着极其深远的影响。电力系统的安全稳定运行离不开电力系统专用通信网络的建设。通过有关数据可以看出,目前我国电力通信网络的光纤线路的长度已经超过了八万公里,微波电路长度也已经达到了七万公里。尽管我国的电力通信网络现在已经初具规模并且在很大程度有了提高,其服务的质量也在日渐完善,但是伴随电力通信网络的不断复杂化,电力网络需要承担的责任也将更大。现代化的电力通信网络与传统意义上的电力通信有所不同,它不但负担着语音通信功能,而且同时拥有自动化调度、继电保护以及费用计量等诸多复杂功能。一旦电力通信网络出现了问题就会造成整个电网的运转不正常,给电网运转带来不便,有时甚至会造成影响恶劣的重大事故。

因此,科学合理进行电力通信网络运行的监测和管理,保证电力通信网络事物正常运作,进一步保障整个电网系统的安全成为目前整个电力系统及部门研究的重要课题之一。专业化的管理体制和规范化的管理系统是确保电力通信正常运作的重要条件,它们的共同作用可以使整个电力通信网络高效运行、畅通运作,终极目标是实现整个电网系统的安全。正是在这种需求的推动之下电力通信监测技术应运而生。

1 我国电力通信网的发展现状

经过了几十年的风雨历程,几代电力人的不懈努力,我国的电力通信网已经初具规模,通过微波、载波、光缆、卫星等诸多通信手段建成了一个立体交叉通信网。这个立体交叉通信网以北京为中心,覆盖面达到了全国30个省(市、地区)。

我国整个的电力通信发展,从无到有,从小到大,从只有简单的技术到拥有世界先进的高新科技,从单一采用电缆和电力线载波较为简单的通信手段到采用数字微波、卫星、光纤等多种通信手段并用,从片面覆盖的通信方式到全国覆盖的通信网(数字数据网、数字数据网、全国电话网),这些辉煌的成就全都表现出了我国电力通信事业正在一步步走向强大。

而随着通信行业对社会发展和进步所表现出的巨大推动作用,电力通信网的业务不再只是时时调度控制信息传输、程控语音联网等一些基础业务,它逐渐发展到承载地理信息系统、视频会议、办公自动化系统、客户服务中心、营销系统、IP电话、人力资源管理系统等诸多业务。另外在协调电力系统的联合运转(其中包括发电、送电、变电、配电、用电)和保障电网稳定、可靠、安全、经济的运行上电力通信起到了不可磨灭的作用,而且有效的保障了基建、水库调度、防汛、电力生产、电力调度、电网调度自动化、安全自动装置、燃料调度、计算机通信等通信需要。尽管目前电力通信自身产生的经济利益还没有能够直接的体现出来,但是它所隐含并产生在电力生产和电力管理中的经济效益我们大家是有目共睹的。

此外,电力通信的发展优势正在被社会加以前所未有的关注,因为它拥有着较为独特的发展优势,这些优势主要有以下几个方面:(1)建设光纤接入网,电力通信系拥有可以利用的现成资源,即分布在我国各处的电杆和电缆管道;(2)架设电力特殊光缆的可利用资源也十分现成,这便是全长近67万公里的35千伏及以上的输电线路,从而可以实现电力通信的安全、快速、经济、可靠的运行;(3)随着电力线通信技术的不断成熟,给用户接入提供了首选手段;(4)拥有电力特色的其它技术,比如无线宽带、多点扩频系统、无源光纤接入等,给电力资源充分利用和有效发挥提供了坚实的技术保证。

2 通信检测系统硬件结构

监控系统主要由两大部分构成:中心站和外围站。监控系统的硬件架构主要由数据库服务器、监控工作站、数据采集器以及一些外部设备构成。数据采集由变电站的通信机房承担,通信机房将采集到的各种数据发送至该区域的中心站,分站发送过来的数据都在中心站进行处理,而且会对设备的报警做出回应。

数据库服务器位于中心机房会对系统数据实施存储,软件系统之间的传输通过TCP/IP协议来完成,系统模式为客户/服务器。为了做到对网络数据实行实时的储存及处理,服务器上会建造实时数据库,这个数据库包括文件服务器、数据服务器、应用服务器三重功能。为了做到对系统进行异地储存以及备份,会实行双机共享的策略。它的工作流程大致是首先被管理对象的实时状态会写进服务器的内存,然后实时数据库会对设备传输的消息进行处理,最后进入关系数据库,这样便可以实现所有客户机的访问。为了保障数据的安全性,系统会通过集群系统软件来进行备份,进行两机互相连通。此时服务器工作方式为双机集群,可以保障系统的不间断工作,从而提高数据的稳定性与安全性。为了保障意外情况下系统的数据不会丢失,两台服务器可以直接相连,这样当主服务器发生故障时,备用的服务器就会自行切入运转,当主服务器修复之后,主服务器会通过手动切换再来进行运作。

监控工作站具有设备报警功能。设置在调度值班室,采用图形化操作系统,可以方便调度员进行检测和相应的控制。

通信检测系统与因特网相连,为了避免系统受到互联网的威胁,需要设置防火墙。同时系统与因特网连接可以方便信息发布、方便事故申告。

通信辅助设备及非智能设备的实时数据采集通过数据采集及传输部分和前置机网关来实现。

由一台工控机对多台设备同时进行操作,可以实现设备管理与配置的集中化。要实现这样的操控我们需要在主站落成一个基于美国信息互换标准代码的仿真终端,通过美国信息互换标准代码的输出对设备进行管理,最终实现自动切换基于不同协议的设备之间的监控。另外信息会反馈给服务器,最后由工作站做出对应的显示。

3 系统应用软件

通信监测系统由两大数据库、三大应用平台和若干个应用程序构成。

3.1 实时数据库和管理数据库

通信检测系统的两大数据库分别是实时库和管理数据库。实时数据库负责系统设备的实时在线数据的处理,管理数据库负责对设备离线数据(离线数据包括非实时数据和历史数据等)进行处理,两个数据库共同作用从而来实现通信网的信息管理。

3.2 三大应用平台

通信检测系统的三大应用平台分别图形数据平台、运行管理平台和调度应用平台。通过这三个平台可以实现系统的设备操作、运行监视、数据查询等。

系统的应用软件可以实现如下功能:

(1)依靠一台终端,集中并实时地采集设备的性能指标参数、采集通信电路和通信设备的运行情况,做到及时发现处理问题,来保障通信电力的运转;(2)依靠语音提示、逐层点击、双击文本警告等方法实现在短时间内锁定网络故障,从而提升通信网管理水平也提高了劳动效率;(3)系统可以自动诊断问题原因,找出故障所在的位置,判断出故障的影响程度,做到实时清除问题,保障网络通畅无阻。

4 通信监测技术的应用

很多地方的电力系统都采用了电力通信检测技术,电力通信检测技术由此获得了极大的发展。电力系统之所以愿意采用电力通信检测技术是因为其自身具有一些优势,这些优势可以体现在以下几个方面:

4.1 图像监控功能

通信检测技术具有图像监控功能。变电站里的每一台摄像机都可以由监控中心的调度人员依据实际应用中的不同需要进行相应操控,并且实施录像。同时也能按照固定的时间让摄像机实施摄像,比如给定一个特定的周期来进行摄像,这个周期可以是一个星期或者是一天,并且在录像完成之后具有查询和回放的功能。

4.2 控制功能

通信检测技术具有控制功能。变电站内的有关设备可以由监控中心的操作人员实施远程操控,譬如,当变电站内没有工作人员时,一旦有犯罪分子进来偷盗,通信检测技术就可以进行远程报警并对工作人员进行通知,这时工作人员就可通过远程控制打开现场的照明装置和录像机来对犯罪活动进行记录,这样就实现了对变电站的远程控制。

4.3 报警功能

通信检测技术具有报警功能,报警功能包括视频运动报警和视频丢失报警两大功能。首先当变电站一端的摄像机因为被偷窃、被损坏等造成视频信号丢失时,通信检测技术就会对之进行报警。其次视频报警区域可以提前进行设定,如果有物体进入设定好的报警区域就会发出报警。远程变电站发生报警时,所在地的主机将在1秒内响起,监控中心主机能在5秒内显示报警地点,并将画面转换到报警地点,同时录像设备会对现场录像。

5 结束语

通过以上对我国电力通信发展现状及通信检测技术的相关介绍,我们可以意识到发展他们的重要性,二者是相辅相成的一方面电力通信的发展需要通信检测技术的进步,另一方面通信检测技术的进步亦会成就电力通信的辉煌。为此,需要我们积极进取为电力事业的未来奋斗终身。

参考文献

[1]钟佰维.电力通信网中通信监测技术应用探索[J].科技传播,2011(19).

[2]李凡思.电力通信监测技术应用探索[J].China's ForeignTrade,中国对外贸易(英文版),2012(10).

通信监测技术与通信网 篇7

1 基于无线通信的在线监测系统设计思想

目前电力部门采用的电缆测温系统大多是基于有线数据传输的感温式电缆测温系统 (比如分布式光纤测温系统) , 由于受到已有布线的限制, 在原有基础上进行改造时线路容易遭到损坏, 监控网络中各个节点不易移动, 不利于探点的增减。而无线通信技术相对于目前电缆测温系统普遍采用的有线通信技术[3]而言, 有以下显著特点。

(1) 移动性:在通信区域内的任何地方, 用户都可以实时访问信息。

(2) 安装的快速性和简单性:安装无线通信系统既快速又简单, 同时消除了穿墙或挖掘电缆沟布线的繁琐工作。

(3) 安装的灵活性:无线技术可以遍及有线通信所不能到达的地方。

(4) 减少投资:无线网络减少了布线的费用, 而且维护费用的减少可以使得投资回报在变电站投运以后逐步体现。

(5) 扩展能力:无线通信可以组成多种拓扑结构, 容易扩展节点[4,5]。

2 温度监控系统实施方案

根据实际情况, 该系统主要有两部分: (1) 硬件设计主要完成温度数据的采集功能; (2) 软件设计实现对电缆的温度监测及存储、报警等功能即实时评估体系和显示与存档系统[6,7]。

2.1 系统总体设计

该系统以电力公司内部380 V供电电缆以及远端变电站做为参考对象进行设计, 系统总体结构如图1所示。系统通过无线探测器将电缆温度采集上传至无线数据采集模块, 每个无线探测器都具有唯一ID号进行识别, 可以做到准确定位, 无线数据采集器通过TCP/IP协议将温度、电压等检测数据通过以太网上传至监控主机, 监控主机通过软件实时监控各单位的温度等数据, 进行判别并存储数据[8]。如果发生预警将通过协议转换与电力调度通信, 并通过GPRS网络向运行人员发送报警信息。

2.2 无线传感器

系统无线传感器结构如图2所示, 主要包括温度传感器、无线传输模块、电池和天线几个部分。

2.2.1 温度传感器

温度传感器采用了数字温度传感器DSl8B20, 具有如下主要特点: (1) 数据传输采用单总线 (1WireBus) 结构, 无需外围其他元件; (2) 能应用在分布式测量系统中; (3) 温度输出为9～12位可编程; (4) 测温范围为-55～+125℃, 在-10～85℃时精度为±0.5℃; (5) 输出分辨率为12位时最大的转换时间为750 ms; (6) 具有可编程的温度报警功能; (7) 具有可靠的CRC数据传输校验功能: (8) 电源电压范围为3～5.5 V; (9) 低功耗, 无需外接电源也能可靠工作。

DSl8B20为数字化温度传感器, 具有体积小、抗干扰能力强等优点, 能适应分接箱电接头处的恶劣环境。传感器测量精度高、情况稳定, 长期运行无需调校, 具有在线自检功能, 自动温度校准, 自动错误监测, 全密封绝缘防水防尘, 保证了整个系统的高可靠性。

2.2.2 无线传输模块

探测器采用SmartNode S102无线通信模块, 主要特点: (1) 超低功耗, 侦听电流7 uA, 休眠电流60 nA; (2) 功率可调, 5 mw (7 dbm) ～400 m, 40 mw (17dbm) ～2 000 m; (3) 通信频率, 315 MHz, 434 MHz, 470 MHz, 780 MHz, 868 MHz, 915 MHz, 各64信道 (或240～960 MHz可设) ; (4) 数据传输模式, SmartNode协议传输; (5) 数据传输方式, 点对点, 点对多点, 中继转发 (8级组网深度) ; (6) 接口支持, 1路TTL串口、2路I/O, 或4路I/O, 或4路10位A/D转换。

2.3 无线数据采集器

系统无线数据采集器结构如图3所示, 主要包括单片机、无线传输模块、电源和天线几个部分。无线采集器采用SmartNode协议与无线传感器进行互联, 通过它可以接受传感器的参数信息及温度、电压信号, 并通过以太网接口与数据终端互联;同时将终端对无线传感器参数设置命令下发给网内的无线传感器。

该无线数据采集器特点: (1) 功率可调, 调节范围1～18 dbm; (2) 数据传输模式, 透明传输, SmartNode协议传输; (3) 网络结构, 点对点、点对多点、多级中继; (4) 高抗干扰能力和低误码率, 基于FSK的调制方式, 采用高效前向纠错和信道交织编码技术, 提高了数据抗随机干扰和突发干扰的能力; (5) 多种天线配置方案, 多种增益的胶棒天线、吸盘天线可满足用户不同的结构需要。

2.4 软件部分

系统软件主要需要实现包括无线传感器、无线采集器组网参数、运行参数的设置, 电缆温度、传感器状态的实时监控, 温度数据的存储查询以及报警等功能。监控界面简单明了, 不需要进行复杂的组网参数设置, 将软件分为参数设置、调试软件和运行监控软件。

2.4.1 参数设置软件

系统底层由多个无线传感器及无线信号采集器组成, 为了保证物理层能够正确组网成功, 需要对网内的无线传感器和信号采集器进行参数设置。软件设置无线传感器参数界面如图4所示, 主要可以通过改变工作频率、无线传输速率、功率、休眠时间、上报时间等参数, 适应不同的环境需求, 提高产品的应用面。

2.4.2 监控运行软件

监控运行软件主要功能包括站点选择、实时温度显示, 温度曲线的绘制、历史温度数据查询等功能。

2.5 报警方式

系统通过各点的测温是否超过限额、电缆温度与室温的比较、各相间的温度进行比较, 智能判断火灾告警, 并选取了采用GPRS无线短信方式或站内遥信的方式进行报警, 将报警信息传与运行监控人员, 由运行人员在现场进行故障性质的判断。

3 系统装置实际调试运行

为了更好地验证该系统在各种情况下具有广泛的应用性, 选取了两类环境, 即供电公司下属的110 kV变电站和供电公司生产调度大楼内部的380 V配电网络。监控终端选择在供电局大楼的监控中心。

在110 kV远端变电站, 根据现场环境, 采用若干个无线传感器加一个无线数据采集器的模式, 通过测试, 无线数据发送接收正常, 一个无线数据采集器能够满足整个变电站的无线接收功能;同时, 利用电力局域网, 将数据传送至控制终端。

在供电局大楼内部380 V配电电缆的温度测试中碰到了调试中最大的问题:电缆进线柜位于地下一层, 电缆配线柜位于17楼, 而数据终端放置于18楼。由于无线信号过墙后强度会急剧衰减, 18楼的数据采集器无法采集到地下一楼的传感器数据信号。根据实际情况, 采用大楼本身的网络布线, 在一楼安装一个数据中继器, 通过已有网线与18楼数据终端的路由器相联, 解决了特殊环境的组网需求。一楼的中继器接受无线传感数据相当稳定, 再经网线、路由器传递到数据终端, 保证了通信的稳定, 实现了遥测数据的正常传递。

在系统安装调试阶段, 分别用热源对各点进行加热模拟, 监测装置均能正确告警。系统在供电公司调度大楼380 V配电电缆以及110 k V变电站中挂网试运行至今, 运行稳定, 无线数据通道稳定, 收集了正常运行时电缆温度的历史数据, 便于运行人员加强对电缆温度的有效监控。

4 结束语

采用低功耗的短距离无线通信方式组成温度传感器网络的方法, 可实现电缆温度的实时监测, 存储和报警等功能。该系统通过对电缆接头温升预警, 有效解决了开关柜节点温度越限的此类问题, 并对电力设备运行中温度状态进行在线检修、评估、预警和风险分析, 进而达到防患于未然的目的。该方案在不改变任何外部接线的基础上进行改造, 设备低廉, 便于推广。

摘要：现有的电缆温度在线监测系统大多由于现场监测装置供电困难、布线复杂等原因无法大规模使用。提出了一种基于无线技术的温度监控系统, 采用SmartNode模块组成短距离无线传感器网络, 实现电缆接头温度的采集和数据传输, 并且具有低功耗、易扩充等特点。供电公司现场运行表明, 该系统软硬件运行正常, 组网和传输性能良好, 具有很强的实用性。

关键词：电缆,温度,数据采集,无线,传感器

参考文献

[1]王萍萍, 孙凤杰, 崔维新.电力电缆接头温度监控系统研究[J].电力系统通信, 2006, 27 (2) :59-74.

[2]王财宝, 盛戈嗥, 曾奕, 等.基于ZigBee技术的导线接头温度集群监测[J].电力自动化设备, 2009, 29 (11) :45-49.

[3]周怡颋, 凌志浩, 吴勤勤.ZigBee无线通信技术及其应用探讨[J].自动化仪表, 2005, 26 (6) :5-9.

[4]王新超, 潘贞存.电力电缆接头故障的预警监测系统[J].电力自动化设备, 2001, 21 (5) :25-28.

[5]王新超, 王葵.电力电缆接头运行中的实时监测[J].继电器, 2001, 29 (8) :46-48.

[6]凌伟平, 徐蕴锋.电力电缆温度在线监测系统的开发与应用[J].东北电力技术, 2012 (3) :41-43.

[7]王振浩, 辛业春, 杜长军, 等.城区电力电缆接头故障在线监测系统[J].电力系统保护与控制, 2009, 37 (2) :69-72.

通信监测技术与通信网 篇8

煤矿安全问题一直困扰着我们, 一旦发生大型事故, 将造成重大人员伤亡和经济损失。传统的煤矿安全监控系统数据传输多采用RS232、RS485等传输方式。RS232应用最为广泛, 但是通信距离短、速率低, 仅适合本地设备之间的通信。RS485作为一种多点差分数据传输的电气规范被应用在许多领域, 在煤矿安全监控系统中应用也较多, 但是RS485总线效率低, 系统实时性差, 单总线可挂接的节点少, 应用不灵活。为此, 本文提出一种基于电力线扩频通信技术的煤矿安全监测系统, 其传输方式在材料成本、施工周期、维护难度等方面都大大优于传统的监控传输方式。

1 扩频通信原理

香农编码理论说明, 在高斯信道中, 设发送信号的平均功率为S、信道干扰功率为N、信道频带宽度为W, 则总可以找到一种足够复杂的编码系统能以传输速率C (即信道容量, bit/s) 来控制:

undefined

由香农定理可以看出:当C不变时, 增加带宽, 则在信号的信噪比较低的情况下, 也可以相同的速率可靠传输信息。

2 系统构成

由电力线扩频通信方案构成的煤矿安全监测系统主要由数据采集终端、井下监控分站和数据集中器3个部分组成。

(1) 数据采集终端

数据采集终端主要由温度、压力、瓦斯、一氧化碳高低浓传感器等构成, 数据采集终端通过RS485总线与井下监控分站实现通信。

(2) 井下监控分站

井下监控分站主要完成矿区现场数据的接收与显示, 温度、压力、瓦斯、一氧化碳高低浓等参数的实时监控, 数据的存储、查询、备份, 井下监控分站与集中器采用电力线进行数据通信。

(3) 数据集中器

数据集中器通过电力线呼叫井下分站, 与分站之间采用总线方式下发控制信息到井下各分站。

本文所设计的煤矿安全监测系统硬件结构如图1所示, 系统的终端部分由传感器和各类开关设备组成, 系统的核心部分是井下监控分站, 地面部分由智能数据集中器、计算机控制构成。该系统的基本功能:煤矿各工作面瓦斯浓度的实时采集记录并显示;瓦斯浓度超标报警;井下风速采集记录;负压 (压力) 记录;一氧化碳浓度采集记录;温度采集记录;开关量采集及设备控制;载波数据传输;参数设置;数据存储及系统自检等功能。分站与终端的传感器等设备采用RS485总线的方式通信, 而分站与集中器部分的通信主要采用电力线扩频载波通信方式, 以井下已布好的电力线作为通信介质。

3 系统分站硬件设计

分站是用来采集、监测、控制井下设备状态并将数据记录、上传给集中器的装置。本分站的设计是基于电力线扩频通信的新型智能分站, 它先将所要传送的信息进行频谱扩展后再耦合到电力线上, 通过现有的电力线与集中器进行数据交换, 可同时采集16路模拟量, 为各类传感器提供工作电源, 接收来自传感器的数据信号, 处理、存储并显示, 同时带有声光报警功能。

3.1 分站的总体结构

分站的总体结构如图2所示, 主要由PL3105控制器、RS232/485通信系统、智能数据采集模块、驱动电路、液晶显示等组成。PL3105内嵌一个8位8051指令兼容单片机, 除了具有数据存储器、程序存储器等单片机的基本功能外, 内部还集成了RS485和38 K红外发射接收电路、A/D转换、载波扩频等模块, PL3105外加功率放大电路、滤波电路和耦合电路组成基本的扩频通信系统。此外, 系统还包括了 16路A/D转换模块、485数据通信模块、人机接口模块、D/A转换模块。

3.2 扩频载波电路设计

选择电力线扩频通信单芯片上系统PL3105为扩频载波通信的核心, 其内部集成了电力线载波通信模块, 该通信模块是专为电力线通信网络设计的半双工异步调制解调器。PL3105 将该通信模块内嵌后, 使得载波通信的抗干扰能力有了巨大的提高, 而且操作更加方便。PL3105最小芯片电路如图3所示。

由于扩频调制解调电路已经集成在芯片内部, 所以大大地降低了扩频载波通信的设计复杂度。对于PL3105来说, 如要输出扩频信号, 只需设置一些简单的寄存器, 就可以从PSK-OUT脚输出扩频信号, 解扩过程也在芯片内部完成。所以要设计基于PL3105的电力线扩频载波电路, 只需在PL3105芯片加上外围的功率放大及整形电路、耦合电路、接收电路及其接收后的处理电路即可。

3.3 分站软件设计

分站软件主要完成以下几个功能: (1) 通过RS485接收瓦斯、风速、一氧化碳及压力等各类传感器数据; (2) 数据与集中器间以电力线为介质通过扩频载波通信进行数据交换; (3) 数据计算及存储、报警判断; (4) 设备的开停、风门、馈电等开关量的采集及对风、电、瓦斯等设备的闭锁控制。分站的软件程序流程如图4所示。

4 结语

将电力线扩频载波通信应用在煤矿安全监测系统中, 在实现对煤矿井下参数准确监控和提高系统稳定性的同时, 系统的材料成本、施工周期、维护难度都大大地优于传统的监控传输方式。目前, 该系统已在抚顺某煤矿应用, 效果良好。

参考文献

[1]曾一凡, 李晖.扩频通信原理[M].北京:机械工业出版社2005.

[2]SHWEHDI M H, KHAN A Z.A Power Line DataCommunication Interface Using Spread SpectrumTechnology in Home Automation[J].IEEE Transaction on Power Dilivery, 1996, 11 (3) .

通信监测技术与通信网 篇9

一、光电自适应通信技术的特性

光电自适应通信系统中同时连接电缆和光纤,通过物理层来调整首选通信介质。通常情况下以光纤作为主选通信介质,电缆为备用。如果光纤链路出现问题,物理层的接口设备能够根据检测到的信号情况识别出故障,进而自动将通信链路转接到电缆上。同样,可以将电缆作为主选通信介质,其自动切换的原理相同。这样,光电自适应拥有两套链路,而且实现自动切换,保证了通信的可靠性。

二、光电自适应通信系统硬件设计

1、光以太网物理接口设计

光以太网接口的功能是由光收发器实现的,完成光信号与电信号的相互转换,这种传输是透明性质的。光收发器在发送信号时,首先将电信号进行转换,变成光信号之后发送出去。光信号传回到光接收端口后,同样会被转变为电信号,此时光收发器会显示信号有效,表明接受到的光信号是有效的。光收发器在接受以及发送信号时采用的是独立的光纤,标准的1X9封装,激光波长根据系统的需要采用了1310nm,数据串行速率设计为1.25Gb/s,采用FC螺纹接口对机械进行连接,能够保证连接的可靠度。光收发器使用的是LVPECL电平的对外接口,与使用CML电平的电接口控制器芯片88E1112相连,要针对两种不同的电平进行信号匹配设计。芯片与光收发器之间的电路如图1所示。在该电路当中,采用的是交流耦合电容,输入信号的电平由上下拉电阻根据LVPECL电平的标准进行调整的。当信号从收发器传递到芯片时,LVPECL的信号负载则由发送端的下拉电阻提供,信号线上的电容采用的是交流耦合形式。

2、电以太网物接口设计和控制器选择

在电以太网接口设计中使用的是10/100/1000M以太网模型,借助通电连接器,实现4对以太网收发信号与网络隔离变压器之间的连接,信号通过网络隔离变压器传输给电接口控制器,进而实现协议以及物理层信号之间的转换。在选择电接口物理层接口控制器时,考虑到频谱检测系统的工作要求,并且实现硬件和软件设计简化的目的,采用了88E1112,它具有比较特殊的光电介质自适应检测功能,其内部电路能够对电接口以及光接口的两种信号能量进行监控。在工作中,如果检测到电接口有信号能量,则会通过电网络进行数据传输,当检测到有光信号能量时,又能够通过光纤进行信号的发送和接收。

三、光电自适应软件设计分析

1、电接口物理层接口控制器初始化分析

该控制器的初始化软件操作过程中,内部有两组独立的寄存器分别对光接口以及电接口实施控制,通过设置进而得出应该使用的寄存器。通过在高温以及低温下的测试和实际的运用情况,调整对PHY传输到MAC的差分电平范围。

2、频谱检测系统工作过程

频谱检测设备对命令信息的控制主要通过以太网接受上位机,进而得到设备的信号频率信息、带宽信息等有关参数,对中频率模拟信号数字化处理,经过变化的中频信号传入到信息处理设备中断后,系统会依据信号带宽进而选择是否进行下变频。当下变频后,频谱分析该数字信号,并且处理数字信号,借助光电自适应以太网得将出的结果传递给上位机,进而实现上位机对信号的分析和处理。借助频谱检测设备,根据得到的信号结果,上位机会对电子环境的实时使用状况进行判断,进而通过引导,帮助无线电定位系统有效识别和定位特点频率信号。

四、结语

在机载环境下,频谱检测系统对通信安全、通信设备的体积以及重要有一定要求,将光电自适应通信技术运用到频谱检测系统当中,不仅大大简化了系统电路设计,而且有效地提高了信息传输的可靠性,设备的重量和体积也减小。

参考文献

[1]李勇.一种卫星频谱监测系统设计方案及实现[J].空间电子技术.2008,(03):77-80

通信监测技术与通信网 篇10

设备状态监测是对运行设备通过各种手段进行数据和信息的采集,以此判断设备劣化趋势、故障结构,预测其变化趋势的过程,有效的设备状态监测可以降低突发故障的发生概率,为设备状态维修提供依据,保证设备的安全良性运行,所以设备状态监测一直受到企业的高度关注。

1 应用无线通信技术的设备状态监测系统设计方案

无线通信技术在设备状态监测系统中应用其主要目的是通过无线传感器网络对机械设备振动信息实现远程的准确、全面采集,并传输至服务器终端,实现对设备状态相关数据的查询和应用[[1]]。所以构建的设备状态监测系统要具有以传感器终端节点为基础的无线数据采集系统、以Zighee技术为基础的无线数据传输系统,以监测计算机为基础的数据处理和传输系统三部分,以此满足其功能、抗干扰能力、功能扩展能力的需要。

2 设备状态监测系统中应用的无线通信方案

虽然无线通信技术和有线通信技术的信号均由发送器和接收器进行处理,但前者信号以电磁波作为传输介质,传输信道更加复杂,在传播的过程中容易被障碍物吸收,具有明显的衰落特征,如路径损耗、多径衰落、阴影衰落等,这要求无线通信技术的应用要依赖于相应的抗衰落技术,如扩频技术、分集接收技术等[[2]]。考虑到短距离无线通信技术在成本、功耗较少、稳定性和抗干扰性较突出,而且可实现对等通信、通信协议和通信芯片开发较成熟,可以将其与有线局域网共同应用于设备状态监测中,所以在现有的短距离无线通信技术,如红外技术、蓝牙技术、Wi-Fi技术、超宽带技术、Zighee技术中进行择优选择。以上各种短距离无线通信协议特点不同,所以其适合应用的领域也存在差异,例如蓝牙技术其传输距离在10m左右,最大功耗为100m W,传输速率为1Mb/s,工作频段为2.4GHz,所以其在移动通信个人网络中较为适应,而Wi-Fi技术和Zighee技术其传输距离均满足100m要求,最大功耗分别为100m W和1m W,传输速率分别为11Mb/s和0.25Mb/s,工作频段均为2.4GHz,两者在设备状态监测中应用均由可能,但后者相比前者在成本、功率、可靠性、可操作性方面更优越,所以在设备状态监测系统中更加适用。

Zighee技术应用802.15.4无线技术标准,可实现多个无线传感器节点间的数据传输;应用CSMA-CA机制、支持AES-128加密和Zighee协议,所以其可靠性和数据传输的安全性较有保证,除此之外,其还具有拓扑结构类型多样,自组织、自愈能力突出等特点,为保证此项短距离无线通信技术在设备状态监测中可以发挥预期的作用,要对其协议架构进行设计[[3]]。首先为物理层,其以同步包头、载荷和帧头等作为主要构成,其一方面要对无线收发节点的状态进行调整,另一方面要对数据包进行收发;其次为数据链路层,其以完成物理层的无线通道接入为主要的职责,例如对信道接入进行控制、对PAN链路状态进行调整等;以上两种结构均以IEEE802.15.4协议为依据[[4]]。再次为网络层,其主要功能使为数据链路层的正常运行提供保证,向应用层提供正确的服务接口等;另外为应用层,其主要功能是向Zighee网络进行应用的映射;考虑到监测系统的安全性,设置安全层也很有必要。

3 设备状态监测系统中应用的无线传感器节点

3.1 无线传感器节点设计

由于无线传感器网络是由诸多传感器结构构成,所以要保证无线通信技术在设备状态监测中应用的质量,要对无线传感器节点进行合理的设计,无线传感器节点其一方面要采集和处理设备振动信号,另一方面要将负责其他节点相关信息向计算机的转发,所以其要包括以下模块,首先是处理器模块,其包括处理器和存储器,主要功能是对传感器节点进行合理的控制,将其采集数据和接收数据进行有效的处理和全面的存储,现阶段通常将其视为无线传感器节点的核心;其次是传感器模块,其包括传感器和AC/DC,主要功能是对区域内信息和数据的采集、转换情况进行全面的监测;再次是电源模块,其主要功能是提供节点运行的电能;另外是无线通信模块,其包括网络、MAC、收发器等主要功能是实现模块、节点间的协调、沟通。在进行设备状态监测系统的无线传感器设计的过程中,应以其灵敏度、响应特性、线性范围、精确度等作为衡量指标,结合设备在运行过程中受不同状态影响产生的振动信号差异,对设备的状态进行快速、准确的监测,笔者选择利用模拟电压可直接获取相应设备振动幅值的加速度传感器[[5]]。在此传感器应用前,为保证设备振动信号采集的真实度,通常要对采集到的设备振动信号进行MAX291滤波器滤波、隔离和OPA2277放大三种处理,然后使其由模拟电压向振动幅值转换,在转换的过程中实质上是将模拟信号向数字信号进行转变的过程,在具体转换的过程中应结合量化位数、输入信号电压范围、参考电压等指标进行,现阶段应用较为广泛的是14位精度的A/D转换器,此类转换器输出通道数量达到8个。

3.2 无线传感器的无线收发芯片设计

在设计无线通信模块的过程中,考虑到无线射频芯片和微处理器在无线通信模块中的作用,要对其功耗、传输性能、封装、抗干扰能力等进行全面的分析,现阶段无线收发芯片的种类较多,如CC1000、CC2430、MC13192等,综合各类无线芯片的性能,可以发现,CC2430在成本、稳定性、能耗等方面更具优势,体积较小、集成度较高,所以在设备状态监测中可以应用此类芯片,以此芯片为核心的外围电路在设计的过程中只需要单个非平衡的变压器完成。

3.3 无线传感器的抗干扰设计

除上述分析以外,考虑到无线通信技术在应用的过程中可能受到外界环境的影响,所以要对传感器节点的抗干扰能力进行强化,在强化的过程中要保证元器件间的布局间距满足现有焊接技术的要求,这是基本前提[[6]]。另外,为降低辐射和干扰的几率,要将功能相同或存在密切关系的元件进行临近设置;逻辑电路应与噪声较大的元件或电流较大的电路保持一定的距离,以此降低逻辑电路受到的干扰;将高速期间设置在逻辑电路的出线端,降低干扰;尽可能拉大干扰源与易受干扰器件的距离,在布线的过程中为降低干扰,应尽可能的降低布线的密度,而且布线的粗细程度应尽可能一直,PCB板与线路之间要保持一定的距离、环路电阻应尽可能避免应用等。

3.4 无线传感器节点的软件设计

1在终端节点入网方面,初始化后,终端节点要向网络发出入网信标请求,然后收到信标的响应,此时有两种情况,一种是网络不同意,此时终端节点要结合最大重试次数限制进行重复请求,另一种网络同意,此时其将发送连接请求,在连接超时的情况下,入网直接失败,如果入网并未超时将会获得连接响应解析,响应正确的情况下绑定目的地址入网成功,否则入网失败[[7]];2终端节点数据的收发方面,在发送的过程中,先对CC2430模式进行相应的设置,然后在执行能量检测和信道选择后将相应的数据输入,并发送数据请求,在受到同意应答后可发送数据,否则需要重新提出发送数据的申请;在数据接收的过程中,同样先对CC2430模式进行相应的设置,然后接收数据,在数据没有溢出的情况下,对数据进行读取、成功接受应答,但在数据溢出的情况下直接返回,这对保证设备状态监测数据完整性具有积极作用。

4 设备状态监测系统中应用的无线通信网络拓扑结构

Zighee无线通信网络支持的网络拓扑类型较多,现阶段在设备状态监测方面应用较多的为星型结构,其通常由单个的协调器节点和终端节点构成,在功耗、节点数量等方面均较理想,在建立此类型拓扑结构的过程中,应向利用协调器对通信网络进行构建。在此类无线通信技术应用于设备状态监测过程中时,要先将无线传感器节点安置于被监测设备的相应位置,并对其振动过程中产生的振动信号进行全面的采集,利用无线网络向企业设备控制部门的协调器节点进行信号的传输,由其项检测计算机发送,最终由计算机在太网载体的作用下,将相关信息向远程中心服务器进行发送,由其对采集的数据进行处理,可见在信号传输的过程中,通常需要检测人员结合实际需要对终端节点进行唤醒,由其依据检测人员的命令进行信号采集,并以相反的途径进行信号数据的传送,在通信的过程中,如果协调器发现通信并未得到及时的回应或并未明确定位传感器终端节点,需要将相关的信息向检测计算机进行反应,由其对对应的节点重新发送命令,以此保证设备状态检测的全面性,这种唤醒设计,可以使节点在长时间处于休眠状态,这不仅有利于节能,而且对提升监测系统的使用寿命也具有突出的效果。在无线通信网络中的监测计算机内会存储相应的数据库,其对设备不同状态下的振动信号特征进行全面的记录,当计算机监测系统发现其接收的信号与其数据库存储内容不相符的情况下,会对其进行记录和分析,并将分析的结果同步向远程监控系统传送,这对降低设备状态监测人员的工作难度,提升设备状态监测的实时性和有效性等均具有重要的作用。结合其拓扑结构可以发现无线通信技术在设备状态监测中的应用,相比有线通信技术在节能效果方面优势更明显。

5 结语

通过上述分析可以发现,现阶段人们已经认识到用无线通信技术替代有线通信技术在设备状态检测中应用,对降低企业系统建设成本、提升监测的全面性等方面的重要作用,并在实践中有意识的针对机械设备振动信号对zighee无线通信技术进行应用,这是现代设备管理水平提升的具体体现,应以发展的眼光看待设备状态监测中应用的无线通信技术。

参考文献

[1]王岩岩.无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[J].硅谷,2013(12):94+90.

[2]曾奇云.无线通信技术在设备状态监测中的研究[J].电子技术与软件工程,2016(12):55.

[3]于杰.无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[J].无线互联科技,2016(4):3-4..

[4]冯涛.无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[J].通讯世界,2015(8):40-41.

[5]秋勇,陈晓宇,李电,王昕,杨昊睿.基于DDNS的3G无线通信技术在电能质量在线监测系统中的应用[J].电测与仪表,2012(2):44-47.

[6]雷文礼,李建新,张水利.短距离无线通信技术在油田监测中的应用[J].延安大学学报(自然科学版),2010(1):56-58.