论文研究-GSM网络在电力监测系统中的应用 .pdf

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GSM网络在电力监测系统中的应用,殷涛,魏晋宏,为了电力监测系统现代化网络管理的需求,在分析短消息业务(SMS)编码规范和AT指令接口标准后,设计了利用GSM网络提供的SMS短消息业务��
国武技论文在线 源字符 源六进制0x480x650x6 Ox2 源二进制1000001001011011o011o11001011D10004 编码过程 目标一进制1100 mount iooo0nhod 目标十六进 制 C8 0X32 UX9B FD XUE 0X01 目标串 32 9B FD OE 图 编码规则 之间标准接口指令 指令集是用来控制 如单片机用户终端和 (如移动台等移动终端)之间父互的规则也是他们的标准接凵。如图所示。 AT cmdS E Result codes MT Information text Network mess USER APPLICATIONS NETWORK 图 交互图 如单片机用户终端向发出命令,再根据只体的 命令做出回复。在得到发送短消息指令时,就会将信息发送到网络上。同样如果 收到网络上某个用户终端往木地发送的短消息时,也会主动向转发消息内容或提示 有新短信到来,请注意査收。这时,再使用指令来获得短消息的信息。 本设计主要是利用短消息平台,所以只简单介绍一下短消息命令,它主要有 删除短消息命令、 设置短消息格式命令、读取短消息格式命令 查询短消息列表命令 读取短消息命令 发送短消息命令 设置新短消息通知命令、 设置短消息服务中心号码 命令等。不同的对于命令的回复大体类似,但各个厂家的产品也略有不同,现以本 设计所使用的 模块为例来简要说明一下如何使用指令来发 送命令回复格式。其他短消息命令类似,由于篇幅原因这里就不一一列举了 在模式 下发送短消息命令 写命令 功能 发送短消息 回复 命令成功执行时 国武技论文在线 命令执行出错吋 说明 短消息的标示符 实际发送的的字符个数。 编码长为字符, 编码中文字符最长为个字符 标识一条消息的结束,字符为 取消本次短消息的发送,字符为 网络通信接口硬件设计 本设计无线通信接山设计采用 模块,它具有工作频段并且接 受灵敏度 。支持 协议 以及 等国际标准中的部分命令。具有硬件接线简单,软件编程方便等特点。其数据输入输 出接口实际上是一个串行异步收发器,符合 接口标准。它有固定的参数:位 数据位和位停止位,无校验位,波特率在 之间可选,硬件握手信号用 ,软件流量控制用 电平。以 单片机为例,它 与 模块串口通信标准是 串口标准。他对」逻辑电平的定义是这样 的,逻辑 负伏到负伏电压,逻辑()用正伏到正伏电压表示。 然而 单片机系统中所使用的电气标准却是以高电平表示逻辑,低电平 表示逻辑,所以在使用 通信标准时需要在 与电路之间进行电平和逻 辑关系的变化。它们之间的转换非常简单, 可通过本身自带的串行通信管脚 与其通过串口芯片 相连将电平信号转换成 接口标准电 平信号。其具体电路原理图如图所示 GSM-LART-T 13x 14 0.uc|4 0. luFMAX3232CPE D Iul 2e2 图 接口电路 因为本设计只是用到了模块的业务,所以, 模块端的接线 就更加方便简单,可以只采用三线制,即只通过发送线、接收线、共地线并通过标准的 指令来实现与单片机 的通信。它的电路包括移动通信卡卡槽电路和移动数据 传输发射接收集成电路,并可以由 和 来控制 模块功能使能 和自身的复位功能。如卜图所示,它通过 和 与 串∏相 连接接收指令和进行回复。当给高电平时, 模块 为 低电平模块功能有效。当 高电平时低电平有效,模块内部系统亘新复位启动。 其接线图如图所示。 国武技论文在线 VCON GSy-UART- ≤wsM IR SM-UART-B GND UARTI RL SIM DATA UARTI CIS SIM RST HARTI IIC( INTFAl UARTI RING INTEAR N TERM ON EXTMIC N REST EXTMIC P 图 接凵电路 网络通信软件模块设计 本系统程序采用模块化程序设计,它使得代码可读性大大増强,也便于集体合作开发、 协同修改。提高了编程人员的工作效率。大大减少了程序的开发工作量。它有简明简单、可 靠、可移植等诸多特点 短信息通信模式是点对点的通信模式,每个继电保护装置都有自己的卡号和 自己的网内地址,如果不进行权限限制,那么任何人都可以用自己的手机通过网络的 短信平台来操作继电保护装置的分合闸动作或改变其内部参数值。这就需要一种完善 的安全札制来遊免这种错误发生。所以在进行系统网络通信模块软件设计时,需要进行权限 认证设计。它对所有的手机 下都进行身份验证,只有获得内部权限认让后的手机 卡才可以进行对缑电保护装置发出有效的控制命令和请求传输服务等。以手机管埋用户要求 继电保护装置将最近的一次故障详细信息发回到手机为例说明一下其程序流程。其软件流程 图如图所 国武技论文在线 发送AT+CMGS - Length 口缓n F接受 延时一定 保存PD码,对对加IM卡号 时间 一是否成功返回恢复号N 一与存储在拦制器的权限号 码是否致 发送是否超速3? 判断编码际识,根据信息的再万 发送编辑好的P吗 式进行向解码得到是请求最近故 发送次数 结束 障信息的服务命令 是否发送成功 计算故障信息的长度并按 bit输码方八进行D码 除已处迎的短消息 记录发送夫败 延时一定 终端发送设置短信息叫模 时间 式 ATICMGL-0 结束 是否返回成功恢复0k? 图控訇器接收信息程序流程图 单片机串凵发送代码就更加简单了,首先根据进行串凵初始化,先使能 和串∏功能。设置 发送和接收使能。设置波特率 最后开中断即 叮。其主要代码如下所示。 选择和做 通信端口 使能 的发送和接受 选择位字符 波特率 初始化 状态机 使能 的接收中断 在发送数据时,要先判断发送缓冲寄存器是否为空,当为空时直接往里写数据即可。 等待发送寄存器为空 要发送的字符 发送字符 测试实验 实验方法:使用具有权限手杋对带冇网络模垬的继电保护装置进行遥控命令、查 询开关状态、修改定值、査询吋间、查询控制号码、修改权限号码以及当线路发生过流故障 时的事件上传功能做了测试。实验结果如表所示。 国武技论文在线 表试验结果表 指令 于机短信命令智能銖电保护装置回手机确认执行命令 说明 复 遥控分闸 断路器执行分 开关状态 闸 储能状态 合已储能 遥控合闸 断路器执行合 :预分 预合 查询当时 返回控制器内格式:年月 时间 部时间 日 时:分:秒 故障事件 将故障信息发发生了过流 上送 送到手机中保护使淅路 器分间当时 相过流为 查询历史 查询最近的 表示 故障记录 次故障信息 时发 生过电流故 障 修改权限 设置权限号码 手机号码 实验结果分析:在实验室测试环境中,权限手机与继电保护装置之间通信功能安全稳定。 不足之处还在于短消息还是有延吋现象产生。大概统计了下,在到秒之间。这是由 于短消息中心网络服务器在收到消息后,以先到先发顺序进行发送。但大体可以满足电力行 业上的一般需求 结论 木设计将无线网络应用」电力监测智能保护设备上,使得智能继电保护装置可以 通过的短信息业务方便快捷的实现手机遥控、遥信等功能。结果显示,获得授 权的手机与智能控制器之间通信运行安全可靠 参考文献 贺家李宋从矩电力系统继电保扩原理北京中国电力出版社 骆建丁网林唐涛国内外故障录波器的比较电气自动化设各 龚建伟熊光明 串口通信编程实践北京电子业出版社 秦龙 单片机常用模块与综合系统实例精讲北京电子工业出版社 齐治昌覃庆平宁洪软件工程北京高等教育山版社

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