（云南力驰群拓电力设计有限公司 云南昆明 650000）
摘要：针对网络通讯单一的问题，提出了基于多种无线通讯的方式和以MSP430F149芯片为内核的高性能、嵌入式微处理器的电力监测系统。本文介绍了监控系统的整体构造、系统的关键技术以及软件部分。监控终端通过GPRS/CDMA或者云端与远程监控控制中心的通讯，通过局域网、Wifi、Bluetooth等与本地智能设备进行数据通讯，从而实现了远程无线通讯和本地无线通讯。大大提高了电力设备检测的实时性，用户随时随地能够获取电力设备检测的数据，提高了电力设备的监测力度。
关键词：无线网络；监控终端；远程监控；无线通讯
1电力监控系统概述
电力监控系统是用于监视并控制电力生产与供应过程的，以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具的一套固定化系统。在广播电视行业中，电力监控系统的应用具有重要的作用。随着现代计算机信息技术的更新换代及广泛应用，为了保证广播电视节目的顺利、安全播出，管理者已经不再满足于在固定的监控中心监控变配电现场的运行工况，开始基于计算机及网络技术的业务系统及智能设备，以及作为基础支撑的通信及数据网络等的运行，对供配电系统进行实时数据采集、开关状态监测及远程控制。
2智能化电力监控系统的优势分析
2.1稳定性强
本电力监控系统作为一种典型的嵌入式系统，在实际应用中，具有较强的稳定性。因为软硬件都采用了模块化处理，能够很好地避免外部因素的干扰，在较为复杂的工况下也能发挥作用。
2.2灵活性高
本监控系统每个在运行上基于现代计算机信息技术，软件和硬件都实现了模块化，特别是硬件更实现了智能化，能够利用网络功能，自行发掘系统软件的更新信息，实现软件的升级，从而保证系统软件的灵活性[1]。这为低压配电系统的监视控制提供了良好的条件，能够实现同步监控的状态，并能接住监控系统，对供配电传递的信息进行及时、准确的处理，体现了智能化低压配电系统电力监控系统独特的功能。
2.3保密性强
本设计的智能化电力监控系统在运行的过程中，都单独设立了IP，为整个低压配电系统提供单一的IP地址，操作人员在操作的过程中也只能利用这个唯一的IP地质进行操作。这样一来，就能有效避免系统信息发生泄漏，从而提高了整个系统的保密性。
3系统关键技术设计
3.1无线通讯方式
在进行蓝牙无线通信时。蓝牙系统包含有无线通讯单元、支持单元、链路控制器和链路管理器，支持单元与主机端接口通讯连接。其中蓝牙无线单元具有微波跳频、扩频的功能，在指定时隙内进行数据分组和话音信息分组。在工作时，主设备的设备地址来决定跳频的序列，并且同构寻呼、查询的方式将信道连接建立起来。而链路控制器所包含的硬件部分具有基带数字信号处理功能，具有实现基带协议、其它底层链路规程的功能。链路管理器的软件部分具有验证链路配置的作用。链路管理器能够发现不同形式的的链路管理器，借助于连接管理协议LMP来建立通讯范围内其他设备之间的通信。通过WiFi进行通讯的方案应用比较广泛，在使用时，通过MCU控制模块来控制WIFI模块，监控终端再通过CAN总线与主板、以及各个单元模块通信，最后又通过WIFI模块将信息转递到In-ternet，最后通过计算机接收通讯数据[2]。现场的监控终端通过GPRS通信模块把底层检测的数据传送到服务器，监控中心也可以逆向地传送指令到现场监控设备，控制终端的运行。
外部数据网可以是因特网或专用数据网，都以TCP/IP传输协议为基础。监控中心服务器以专线或ADSL的方式接入到外部数据网中，分配有固定IP地址。服务器端也备有GPRS模块，必要的时候同时采用短消息通信方式进行辅助。
3.2监控终端设计
在本文设计中，监控终端主要包括单片机处理系统、控制输出电路、无线通讯电路、防窃电模块电路、总线收发器、缓冲器、光隔离单元、液晶显示单元、键盘显示、RS485通讯等。在本设计中，监控终端选择的控制芯片是MSP430F149芯片，其为美国TI公司生产的超低功耗微处理器，该芯片具有的FLASH容量为60KB+256字节，RAM为2KB，该芯片还集成有基本时钟模块、捕获/比较寄存器、看门狗定时器，并具有PWM输出的16位定时器、捕获/比较寄存器和16位定时器（其带7个PWM输出）、8位并行端口（其具有2个中断功能）、模拟比较器、8位并行端口、串行通信接口以及12位A/D转换器等。监控终端能够跟踪、检测用电负荷量，当用电负荷量超过所设定的负荷定值时，会发出警报以提示用户，最后跳闸中断负荷[3]。监控终端还可以与智能表、电气设备等通过RS485通讯，进而读取采集用户的电流电压有功无功数据、对电气设备运行情况进行监控，监控数据通过无线通讯的方式上传至远程监控控制中心，以供用户使用。
4软件设计
（1）开始时，用户根据通讯协议建立TCP/IP连接，选用用户使用的通讯状态，使各个单元模块处于通信状态。（2）对底层进行数据采集，通过单片机读取开关寄存器的状态数据。在完成数据采集之后，将采集到的数据传送到远程监控控制中心。在数据传递时，采用TLV（长度、标识、数据）的格式将所有按顺利编码、打包的数据进行编码、打包，各种数据有不同的数据，将不同的数据分类、分组、打包，这样，在数据传递过程中，便于数据传输，不易丢失。在进行数据传递时，根据所调用的数据按照传输子程序按持续传递出去。（3）传输传递，按照上文介绍的无线通讯方式进行数据传递，在软件编程时，尤其是数据传输子程序中，原始数据块应当依次按照其应用层中的数据进行传送命令报文。在传输层中，采用UDP包来传递数据，在网络层中，使用IP包，在链路层，封装PPP帧报文，然后送入远程监控控制中心。在传输层中，借助于UDP通讯协议，加快传输速度。在网络层中采用了IP协议，IP协议中包含了本机IP地址和监控中心IP地址，这些指出了数据的传送路径。（4）在远程监控控制中心读取数据库中的标准值，并将开关寄存器的读取状态和数据库中的标准值进行对比[4]。（5）判断标准值与读取值是否相同，当相同时，则进行状态等待，单片机接收定时器命令。若不相同，则在电气设备接收到开关命令时，然后比较命令状态和寄存器的当前状态，然后将命令状态发送到寄存器，同时更新数据库对应值，然后比较寄存器与数据库状态，如果二者状态吻合，则进行状态等待，如果二者状态不吻合，则重新将命令状态与寄存器当前的状态进行比较。
结束语
本文采用多种无线通讯的方式实现底层电力设备与远程监控控制中心之间的通讯，大大避免了常规线缆通讯的不便。监控装置实现对电力设备的数据采集，通过远程控制、指导，能够实现计量管理、防窃电以及远程抄表。本文设计的电力监控系统能够及时、有效地预测电力设备的运行状态，并为电力设备运行的规划作出指导，为电网的绿色、安全、经济运行提供了重要技术参考，成本低、稳定可靠。
参考文献：
[1]王林生，王臻卓.压缩感知和无线传感器网络的电力监控系统[J].电子器件，2018，41（02）：313-317.
[2]潘慧猷，吴思畅.基于无线网络的电房电力设备安全监控系统[J].电子技术与软件工程，2017（21）：9.
[3]吴明鹏，王健，邵必飞，曹永胜.基于Mesh网络的电力无线监控系统开发与应用[J].机电信息，2016（12）：13-14.
[4]陈晓忠，向魁.无线网络监控系统在电力海缆保护中的应用[J].农村电工，2016，24（01）：28-29.