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基于电力线的OFDM配电自动化通信系统探讨

基于电力线的OFDM配电自动化通信系统探讨

点击数:7598 次   录入时间:03-04 11:40:50   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
      终端通过jtag烧写工具烧写嵌入式linux内核(uclinux-2.4.x)以及10/100m以太网接口驱动、串口驱动等源代码到flash芯片,另外在uclinux上加载了tcp/ip协议栈,使其可以通过交换机与主机pc进行面向连接的通信。
(2) 子站的软硬件构成。子站与终端的设计基本相似因此不再附图说明。w90n740通过片内串口uart与ftu、ttu等自动化设备接口,通过片内ethernet mac控制器与int51x1接口。由于子站与终端之间的通信是通过电力载波完成,故子站设计去掉了rtl8201芯片加rj-45接口。w90n740通过ebi加接128kb的flash(sst29le010-150-4i-nh),3.3v芯片,32-lead,plcc封装,片内8kb i-cache设置为sram,并加接3.3v的rs-232转换器(max2323)。coupler修改为10kv配电线相适应的参数隔离高压,电力线侧特性阻抗取300~400ω,电源部分单独拉出。
      在int51x1的eeprom中写入初始化数据,w90n740则以arm7编写程序固化到外加的flash外部存储器,实现从rs-232口接收ftu/ttu数据打包经mac发给int51x1;经mac接收int51x1数据解包送往ftu/ttu以及子站上电初始化等功能。

4.2  ofdm配电自动化系统软件的设计开发
      配电自动化(da)主站是配电自动化系统的控制与管理中心,一般采用客户/服务器方式构成计算机局域网网络系统,以scada和gis(地理信息系统)作为基本平台,配合各种应用软件完成da/dms(配电自动化/配电管理系统)的功能。图3是本系统的功能模块简要图示。

图3    系统功能模块框图
      每个参数各建一个单独的表,加上用户信息共计十余项记录,并配以操作日志详细记载用户操作记录便于管理。主站pc主控软件在visual c++6.0平台上开发,能运行于WINOOWs2000 professional、WINOOWs2000 server、WINOOWs nt和WINOOWs xp professional等各种流行的WINOOWs平台。数据库专选一台pc作为服务器安装,独立于主控机器。
      上位机与下位机之间主要采用socket流套接字通信方式,提供双向、有序的无重复并且无边界记录的数据流服务,并面向连接。系统使用自定义的符合电力通信规约的协议,网络中传输的ip数据报文封装格式如下:版本(ipv4)、首部长度、服务类型、总长度、标志、生存时间、协议、首部校验和、源ip地址、目的ip地址、选项、填充(可选)、数据。其中ip数据报封装长度为64kb,数据量不足则填充全0字节,所有控制命令与数据参数定义为一个抽象的struct(结构体)数据类型对象。上位机遵循socket通信流程,启动进程初始化之后即开始listen()(监听)自定义端口3188,收到终端的connect()之后accept()并最终实现3次握手过程为该终端建立一个可靠的连接,然后继续监听端口等候与其他终端的通信,终端与子站之间则以广播式呼叫接受其以int51x1芯片经由电力线传送过来的数据。

5  结束语
      载波通信是电力系统在高压电力网上的传统通信手段,但其在低压电力线上的缺点一直没有得到很好的解决。扩频通信为低压电力线载波通信提供了一个有效的解决方式,相信在不久的将来,低压电力线载波通信能在配电自动化系统中得到更深入的应用,并更高效的发挥出电力系统的优势。

参考文献
【1】孙德胜,郭志忠. 配电自动化系统综述. 继电器,1999,27(3)
【2】 殷小贡,杨玲君,万波. 电力线ofdm处理器int51x1及其开发. 继电器,2004年32(17)
【3】 w90n740 reference manual. winbond electronics corp. 2003
【4】 陈堂,赵祖康等. 配电系统及其自动化技术. 北京:中国电力出版社,2003.
【5】 e.lakerrvi,e.j.holmes. 范明天等译. 配电网络规划与设计. 北京:中国电力出版社,2000.
【6】 int51x1 integrated powerline mac/phy transceiver with usb and ethintegrated bridges.intellon corp.2003

作者简介
徐  斌(1981-)  男  硕士研究生  主要研究方向:通信网络技术、电力线通信和计算机网络通信与安全等。
殷小贡(1945-)  男  教授  博士生导师  主要研究方向:信号处理、通信网络技术和电力线通信等。

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