国网浙江杭州市临安区供电有限公司
摘要：随着信息化、智能化技术迅速发展，GPRS无线数据传输技术已经广泛应用在配电自动化模块等设备中，但是信号不稳定是其存在的主要问题。基于此，本文将具体阐述基于WUSN的两种无线地下收发器信号处理方法，并对以往的电磁波技术处理方法、新型信号放大器处理方法进行深入的比较与分析，旨在扩大信号的覆盖范围，满足数据传输质量的要求。
关键词：WUSN；地下收发器；信号处理
前言
GPRS有着比GSM网更高的数据传输速率，最高速度可达170kb/s，如果将GPRS应用在工业方面，那么各个环节之间数据传输通道都有很有可能实现。除此之外，GPRS技术还具有接入范围广、“永久在线”的优势，所以将该项技术方式是一种较为实用的网络传输方案。但是在应用的过程中，GPRS设备很难穿透墙壁，严重影响信号的质量，所以需要通过信号放大器予以处理。
1.基于WUSN的两种无线地下收发器信号处理方法
1.1 GPRS信号处理技术
对于电力设备得终端而言，需要通过物理层、链路层、网络层、传输层以及应用层而实现的，其无线信道在物理层之中，通过拨号即可实现。具体而言，终端的单片机基于串口，实现无线透通信的目的，并在得到应答以后建立载波。而在链路层，基本上会通过PPP协议将实现对数据包的传输。所以对于电力终端设备来说，数据的传输是在GPRS信号的基础上，通过PPP协议而实现的。为了能够全面提高数据传输的稳定性、可靠性，需要将TCP协议加入传输层之中，从而使网络、终端之间形成一种内在的关系，虽然可以实现数据收、发的目的，但是还应该将TCP/IP协议栈加入数据之中。总的来说，基于GPRS的地下收发器信号处理方法需要通过不同层之间的配合与协调才能够实现数据的传输[1]。
1.2 新型信号放大处理技术
为能够提高地下信号的稳定性，需要引用全新的技术对信号进行处理，即信号放大处理技术，主要内容包括以下几点：
（1）关键技术。如果在整个配电系统中出现停电现象，只要将UPS延时电源应用在信号覆盖系统中，那么GSM网络信号覆盖的主机就能够在这一基础上继续工作，不会瞬时中断。因此，通讯终端能够凭借其自身附带的备用电池的“停电告警”功能，正常向主站发送报文，以此为工作人员提供停电处理的参考。目前，厂家的型号为SK-900，工作电压为5V，额定功率为486mA，同时UPS电源标准容量为5000mAh，即：T=5000mAh*0.6/5V /486mA≈1.2h。也就是说在停电以后，GSM网络信号覆盖的主机可以正常工作1小时以上，确保数据传输的稳定性与可靠性。当通讯终端断电后，将会在10分钟内向主站发送“停电告警”，进而满足现场的实际需求。
（2）框架与结构。对于信号放大器的结构而言，目前所使用的UPS电源实际上属于一个增大型的适配电源，但是其中多安装了一个蓄电续航电路模块。所以，在安装的过程中具有较高的要求，并保证其位置具有固定性。在现有的安装工艺中，已经明确规定了要将嵌入式信息箱安装其中（如下图所示），最终安装的结构上会呈现出一体性、隐蔽性的特点。简言之，就是将信号放大器的主机电源，集中安装到现有的配电箱之中[2]。
（3）主要优势。1）配电房安装独立的、优质的信号放大器，以此来保持配电房信号长期稳定；2）将信号放大器电源由以往的物业供电，改造为配电房专用供电，从而避免由于物业电力质量等原因而导致信号不稳定等问题；3）在条件允许下的状态下，信号放大器可以采用双电源接入，即安装小型自动开关，避免在停电时放大器发生失电等问题；4）由于为信号放大器配备了UPS延时电源，所以当配电房发生停电现象时，信号放大器可以持续工作，也就是说GSM网络并不会随停电而瞬时中断，所以公变终端可以正常将“停电告警”报文上传到主站，确保数据传输畅通。
图 1 嵌入式信息箱
2.两种无线地下收发器信号处理方法的比较分析
2.1 基于GPRS技术方法分析
随着信息化技术的迅速发展，有越来越多的智能设备应用在配电网之中，并且基于无线数据传输的方式实现了对现场设备的实施掌控，使工作人员能够在第一时间发现设备运行的故障、异常等问题，从而有效提高了供电的稳定性。就当前的现状而言，全省大部分地区都通过智能公变终端的方式对电力设备进行二十四小时不间断地监控，同时将其采集的数据及时传输到主站，而这一方式是建立在GPRS无线数据传输基础之上的。事实上，很多地下室的台区的信号相对较弱，或者不稳定，同时在停电以后无法为变压器续航，影响数据传输的及时性、有效性。另外，由于大多数GPSR抄表设备都安装在建筑的地下室，或者具有较强信号屏蔽特点的机房之中，因此GPRS无线传输技术几乎无法穿透厚实的混凝土墙壁，最终就会导致地下室、机房等区域的信号较弱，甚至没有。因此，在这样的环境中开展工作很难将数据上传到电力终端，严重影响工作效率与质量。
2.2 基于信号放大器方法分析
与传统的GPRS信号处理技术相比，信号放大器能够增强数据传输的稳定性，为能够将其落实在实际中，主要通过以下方式进行控制与管理：（1）项目实施全部过程中，以文件化的方式进行管理，即设计开发过程中的审批、验证以及验证等文件、工艺文件、技术特性文件、制作规范文件都将下发至基层人员中；（2）对地下室新型放大器的成产材料进行全方位的验证，从而确保其质量、性能均符合国网供电的相关标准、要求；（3）在生产过程中，对实行二十四小时实时监控，并对生产过程、生产人员、生产设备进行记录，从而保证相关信息具有可追溯性；（4）对平台进行反复的检测、试验、分析以及改进，保证信号放大器的最终质量[3]。
在应用新型信号放大器以后，可以对实施前后的相关信息、数据进行对比分析。以临安公司各类的配变的指标进行分析，其具体的内容如表1所示，结合其中的数据能够发现，在应用信号放大器以后，数据传输的完整率、数据传输的及时率均得到了显著的提升，而长期无信号终端数更是从以往的89下降为0，足以说明信号放大器的有效性。但是，就当前的现状来看，信号放大器在材料选择、加工工艺等方面均需要进一步提升、完善，其目的就是在提高生产工艺水准的基础上，有效降低当前的生产的成本并有效提高数据传输的稳定性，扩大信号的覆盖面积，以此扩大信号放大器的应用范围，促进我国电力事业的发展。下表为应用信号放大器以后相关数据帝指标的比较：
结语：综上所述，在社会高速发展的背景下，传统的GPRS信号处理技术已经不能满足国家电网的需求，所以需要通过信号放大器对信号进行处理。以此为基础，在根本上提高了信号的稳定性，确保数据传输的顺畅性，对于提升工作效率、促进国网的发展具有重要意义。所以，为了扩大信号的覆盖面积，可以将新型信号放大器应用在电力设备中。
参考文献：
[1]申良，刘洲洲，何林.基于磁感应技术无线地下收发器信号处理算法仿真与实现[J/OL].西安航空学院学报：1-4[2018-02-07].
[2]刘洲洲，王晓柱.基于WUSN的磁感应技术传输特性研究[J].微处理机，2017，38（01）：63-66.
[3]刘洲洲，张婷婷，王晓柱.基于磁感应技术的WUSN信道路径损耗分析[J].微处理机，2016，37（05）：29-32+37.
论文作者:陈春林,陈礼朝,程炜东,庞宏展,张志祥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：信号论文; 放大器论文; 数据传输论文; 技术论文; 终端论文; 信号处理论文; 配电房论文; 《基层建设》2018年第5期论文;