基于MSP430F149的絕緣子遙測系統設計

4 無線通訊設計
由于輸電線路桿塔分布廣，系統將分機監測到的數據用有線組網傳輸顯然是不現實的。采用RF發射／接收模塊，因通訊距離受到限制而必須采用接力方式，這使整個系統的通訊可靠性受到限制。采用基于GSM網絡的短消息業務，通過給每個分機分配惟一的地址(SIM卡號)，將現場采集的數據信息打包，建立無線通訊網絡，為每個分機提供了網絡化通信接口。可以從根本上解決輸電線路絕緣子監測分機分布廣、距離遠而難于用有線方式組網的難題，實現監測分機與系統主機之間數據的遠程雙向傳輸。
數據監測分機中內置了MORTOROLA公司生產的G18 GSM數據通訊模塊。G18是集成的無線調制解調器，相當于DCE(數據通信設備)，其內部集成了GSM的微處理器，支持語音、數據、短信等服務。它帶有標準的RS 232串行接口，單片機可以通過RS 232口向其發送和接收各種信息。而且其可在3 V電壓下工作，睡眠模式下的消耗電流為10 mA，關斷模式下的消耗電流為150μA，功耗低。
短消息業務是GSM系統提供的一種有別于語音傳輸的通信業務，主要包括點對點短消息業務和小區廣播短消息業務。本系統利用的是點對點短消息業務，它是通過信令信道傳送簡短信息的業務，編碼后單條短信長度為140 B，可以承載160個英文字符或70個漢字。短消息通信有三種模式：塊模式、文本模式、PDU(協議數據單元)模式。其中在PDU模式下，每條短消息用戶數據最大長度為140 B。
根據分機與系統主機之間傳輸數據的類型自定義了通訊協議，將數據信息分為上行和下行兩種：上行信息是指數據監測分機將現場數據信息(包括歷史數據、報警數據、實時數據)及各種下行命令返回信息，這些信息通常主動上送系統主機；下行信息是指系統主機向數據監測分機發送數據信息，包括數據請求和各種定值的修改。每條短消息的用戶數據部分按如下格式構成：數據類型+有效數據信息+校驗碼。為了減少數據通訊誤碼，提高抗干擾能力，軟件上采取了校驗措施，保證了整個系統的可靠通訊。圖7為分機以短消息形式收／發數據信息的流程圖。

5 系統主機軟件設計
監測系統主機軟件基于Windows 2000／98平臺，采用Visual Basic面向對象語言編制而成。包括無線數據通訊、參數設置、數據查詢、自動巡測、人工點測、數據分析等功能。限于篇幅，不再詳述。

6 結 語
利用MSP430F149單片機設計的基于GSM網絡的輸電線路絕緣子遙測系統，在任何惡劣環境條件下都可以全天候自動監測各桿塔絕緣子的污穢狀態信息，并在污穢越限時告警。目前該系統已經有多套應用到西北地區和華中地區的輸電網絡，性能穩定，準確測量了流過絕緣子串表面的泄漏電流，較客觀地反映了被監測線路絕緣子的污穢狀況，為準確劃分污區和及時修訂污區分布圖提供了參考依據，提高了電力系統運行管理水平。