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基于TD-LTE下电力通信系统的设计和实现

朱辉 国网新乡供电公司

【摘 要】 电力通信系统有着十分重要的作用,随着 TD-LTE 技术的发展,电力通信系统的设计也有了新的方向.基于此,本文阐述了系统架构设计、应急通信车设计、单兵系统设备的配置、系统总控制器设计、电路设计、系统软件设计这些基于 TD-LTE 下电力通信系统的设计与实现具体方案.

【关键词】 TD-LTE 电力通信系统 系统设计

引言:随着技术的发展,TD-LTE 技术在电力系统中得到了更加普遍的应用,人们对于 TD-LTE 技术支持下的电力通信系统的设计与实验的研究也更加重视.这样的电力通信系统能够为电力工作中的生产工作、营销工作以及电网调度工作提供更加高效率的通信方式.本文就对基于 TD-LTE 下电力通信系统的硬件组成和软件流程进行了设计.

一、系统架构设计

现阶段,我国电力系统中使用的变电站都已经覆盖了为较为先进的光传输网络.在电力系统的变电站中设置 TD-LTE 无线收发站,负责信号的采集和传送工作.在进行 TD-LTE 下电力通信系统的整体架构设计中, 包括着应急通信车、单兵系统等等.其基本的设计为:利用主站控制层将数据传送至传输网,传输网将信息传送给各个变电站.在这一层的系统架构设计中,各个变电站以及数模、模数电路、收发器电路构成了子站通信层.各个变电站将数据信息传送到单兵系统、现场应急指挥和应急通信车,也由它们构成了第二层系统架构,即接入通信层.接入通信层最后将信息传送至基于 TD-LTE 的电力通信模块,进行现场情况的交流与回报.

二、应急通信车的设计

应急通信车作为接入信息层的构成之一,具有着较强的机动性和灵活性.在进行 TD-LTE 通信电力系统中的应急通信车设计时, 要把控好应急通信车的车体功能以及硬件组成.在进行应急通信车的改装时,要确保车辆的保温、密封、隔热功能的良好.在设置馈线的孔洞时,要有防雨及防尘的功效.尤其是要注意应急通信车外壳的防电磁干扰以及防雷功能的设置. 应急通信车的硬件组成有:网管、 调度台、 调度机、交换器、扩展接口、系统电源、中频处理单元、射频接收单元、车载天线等.这其中,中频处理单元是实现 TD-LTE 网络基站设备功能的单元模块.车载天线主要是用于车载 TD-LTE 设备射频信号的接受和发送.

三、单兵系统设备的配置

单兵系统设置在基于 TD-LTE 下电力通信系统的接入通信层主要是由于某些电力现场并不能进入车辆. 这种情况下,技术人员就可以通过携带单兵设备步行至现场.无线单兵设备主要包括系统电源、复位电路、信号处理单元、音视频采集器、短波电台、LTE 天线和耳机.主要是通过音视频采集器对现场的信息进行采集,并将信息传送至信号处理单元进行编码与转换,最后通过 LTE 天线和短波电台将信息传送至应急通信车.

四、电力通信系统总控制器

在基于 TD-LTE 下电力通信系统中,主站控制层最重要的结构就是系统总控制器.在设计中,使用 AT89C51 单片机作为系统的总控制器,能够更好的实现电力系统与通信系统之间的信息数据交互.在系统的收集终端,可以使用AT89C51ID2 主处理器,为 Flash 的存储提供足够的空间.在系统设计中,总控制器的结构包括:键盘显示、串口通信、AT89C51 单片机、FPEROM 存储器、AT89C51ID2 主处理器、Flash 存储器、PL3150 收发器.

五、电路设计

基于 TD-LTE 下电力通信系统的架构设计中包含着两种重要的电路设计:数模、模数电路设计和收发器电路设计.利用 AT89C51 单机片和 DAC0832 芯片的连接能够组成数模、模数电路. 这样的方式能够实现在模拟量进行非同时输出时,数据在二级寄存器的信号控制下,完成 D/A 转换.也可利用AT89C51单机片和ADC0809芯片的连接组成数模、 模数电路,完成 A/D 转换.在设计收发器电路中,主要是利用 PL3150收发器与耦合电路进行连接,以实现数据的接收与传输[1] .

六、系统软件设计

基于 TD-LTE 下电力通信系统的软件工作为电力通信结果输出显示以及系统硬件的初始化,主要的系统软件运行流程为:当基于 TD-LTE 下电力通信系统软件开始运行时,就会展开系统硬件的初始化工作,然后通过假设以及识别当前的接收状态是否有载波来进行系统的继续运行或停止的判断.如果有载波,则停止接收工作,如果没有载波,软件系统则开始判断是否存在串口数据.当有串口数据时,则进行下一步运行,若果没有串口数据,就返回上一步判断是否有载波.当存在串口数据,则系统完成对串口数据的接收工作,如果没有完成接收,就返回到判断是否存在串口数据的一步继续操作.如果完成了串口数据的接收,系统软件则会发出中断程序停止整个系统的运行.

总结:人们对于基于 TD-LTE 下电力通信系统设计和实现的研究越来越重视,本文也提出了一种基于 TD-LTE 下电力通信系统的设计和实现方式.通过设计系统架构、应急通信车、单兵系统设备的配置、系统总控制器、系统中的电路、系统软件,使设计的电力通信系统的适用性提升,也提出了一种基于 TD-LTE 下电力通信系统的设计和实现可能性.

通信系统论文范文结:

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