多種組網方式在電力系統(tǒng)中的應用及對比分析

許夏威

摘 要：提出了以CDMA、3G、無線路由三種無線通信技術為不同的組網方式，闡述其各自在電力通信網信息傳輸中的可行性，并各自構建了在電力系統(tǒng)中的應用結構，最后對三種組網方式進行對比分析。CDMA及3G組網方式遠程傳輸存在一定的延時，其它無線通訊性能良好，三種不同的組網方式都具有較好的穩(wěn)定性及可靠性，可適應不同的場合。

關鍵詞：CDMA；3G；無線路由；組網方式

引言

近年來隨著無線通信技術的迅猛發(fā)展，其在電力系統(tǒng)中的應用也越來越普及。電力行業(yè)通過無線通信技術提高了供電的可靠性和配電網的運行水平，并推出了許多新的業(yè)務項目，提高了整個電力企業(yè)的服務水平。就此，文章主要討論CDMA、3G、無線路由三種無線網絡組網方式在電力系統(tǒng)的應用及對比分析。

1 CDMA無線通信技術在電力行業(yè)中的應用分析

本方案實現(xiàn)的是點對點的實時信號傳輸，無線通信模塊是其中極其重要的一個環(huán)節(jié)，無線網絡的選擇影響著整個研究的成效，而基于CDMA 1X通信網絡的DTU能很好的解決這一問題，即在數(shù)據(jù)發(fā)送端和數(shù)據(jù)接收端都使用一個CDMA DTU無線智能傳輸模塊，兩端都走電信的空中信道資源。基于CAN2.0B協(xié)議標準幀格式進行雙向傳輸，實現(xiàn)了用電設備端及操作平臺端之間無線數(shù)據(jù)通信。

CDMA DTU內嵌TCP/IP協(xié)議棧，基于現(xiàn)有的CDMA網絡，可以方便的實現(xiàn)遠程無線的透明數(shù)據(jù)傳輸。而在用電設備端及操作平臺端采用PLC控制器作為數(shù)據(jù)采集、轉換、傳輸?shù)目刂颇K，其與CDMA DTU直接需用接口轉換模塊實現(xiàn)無縫連接。

2 3G無線通信技術在電力行業(yè)中的應用分析

本方案系統(tǒng)主要依靠點對點的3G技術，在用電設備端配置3G上網模塊，而在操作平臺只需配置上位機PC電腦，3G上網模塊通過外插3G上網SIM卡與操作平臺上位機通過Internet實現(xiàn)無線遠程連接。其中，3G模塊內置TCP/IP的連接程序，上位機的IP和端口號配置到3G模塊中，二者之間的數(shù)據(jù)傳輸是基于TCP/IP協(xié)議進行的。

本方案采用目前市場上商品化的3G上網模塊，由于3G模塊內部將TCP/IP數(shù)據(jù)與串口數(shù)據(jù)進行雙向透明轉換，所以操作平臺上位機與3G模塊的數(shù)據(jù)傳送可以看作是上位機與用電設備端PLC的數(shù)據(jù)傳送，從而實現(xiàn)了上位機對用電設備的監(jiān)視與控制。

3 無線路由通信技術在電力行業(yè)中的應用分析

本方案利用無線路由器搭建小型的無線局域網，基于PLC標準的CAN數(shù)據(jù)協(xié)議，利用上位機作為服務器端工作模式的方法，實現(xiàn)了利用網絡與用電設備端PLC控制器CAN總線進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)通過上位機對遠端用電設備進行實時監(jiān)控和控制，組網方式采用無線路由方式。

在用電設備端采用市場上流行的無線路由器搭建小型的無線局域網，而在操作端則必須使用配置有無線網卡的手持平板電腦。但是，此方案缺點也較為明顯，傳輸距離有限，避障能力不強，不能像方案一及方案二進行遠距離傳輸。因此，我們把方案三定義為近程搶險方案。

4 三種組網方式對比分析

首先，對三種不同組網方式產生的延時進行測試總結。方法采用選取不同的測試距離，對三個組網方式不同遠程操控在不同時間點進行測試實驗，重點分析其延時、斷線情況，得出不同測試距離不同動作延時時間值，不同時間點不同動作延時時間值，最后進行匯總。

其次，對三個組網方式用電設備狀態(tài)信息測試實驗，同樣選取不同的測試距離，對多個設備狀態(tài)信息在不同時間點進行測試實驗，重點分析其數(shù)據(jù)的準確性及穩(wěn)定度，得出不同測試距離狀態(tài)信息數(shù)據(jù)值，不同時間點狀態(tài)信息數(shù)據(jù)值，最后進行匯總。

三種組網方式在測試階段都無斷線情況出現(xiàn)，都具有較好的穩(wěn)定性及可靠性，能準確的實現(xiàn)遠程操控作業(yè)。采用組網方式三測試效果最好，基本無延時存在，組網方式一和組網方式二都存在延時，但兩個組網方式延時不多。CDMA具有1s至2s的延時，基本延時時間穩(wěn)定在1.5s；3G網絡具有0.5s至1.5s的延時，基本延時時間穩(wěn)定在1s。但是對于遠距離無線傳輸，1-2s的延時時間屬于可以接受的范圍，能達到了一般測控系統(tǒng)工程的要求。而組網方式三傳輸距離受到限制，我們把組網方式三定義為近程操控方案。

5 結束語

通過對CDMA技術、3G技術、無線路由技術三種無線通信組網方式的比較，我們發(fā)現(xiàn)這三種技術各有優(yōu)勢。在具體的應用中，我們還需根據(jù)各地區(qū)實際情況的不同，根據(jù)不同業(yè)務的具體需要，選取合適的通信方式。

參考文獻

[1]斯蒂文斯.TCP/IP網絡互聯(lián)技術（卷3）[M].北京：清華大學出版社，2004：156～203.

[2]李為民.基于網絡的遠程運動控制系統(tǒng)的設計與研究[D].武漢：武漢理工大學，2003.

[3]顧成杰.統(tǒng)一通信系統(tǒng)客戶端的設計與實現(xiàn)[J].北京交通大學，2009.

[4]王凱.文件共享對等網中文件傳輸?shù)男阅芊治雠c設計[J].上海交通大學，2009.