载波转GPRS通信技术在公网信号盲区终端通信中的应用罗永睦

载波转GPRS通信技术在公网信号盲区终端通信中的应用罗永睦

罗永睦李文

（云南电网有限责任公司临沧供电局临沧677000）

摘要：介绍载波转GPRS通信技术在解决临沧供电局偏远山区、地下室等公网信号盲区终端通信问题中的应用，其有效提高了临沧供电局计量自动化系统数据完整率。

关键词：终端；信号盲区；通信；载波转GPRS模块

ThecommunicationtechnologyofCarriertoGPRS,applicationinpublicsignalblindareaterminalcommunication

LUOYongmu,LIWen

(LincangPowerSupplyBureau,YunnanpowerGirdCo.,Ltd.,Lincang677000,China)

Abstract:CarriertoGPRScommunicationtechnologyintheremotemountainousareastosolvetheproblems,inlincangPowersupplybureau,theapplicationofthepublicsignalblindareaterminalcommunicationproblemssuchasthebasement,itimprovesthesystemdataintegrityrateeffectively.

Keywords:Terminal;Signalblindness;Communication;CarriertransferGPRSmodule

0引言

2016年，临沧供电局实现了专变、公变终端全覆盖，共安装终端17000多台终端，临沧市多为偏远山区，低压用电客户70%为山区客户。偏远山区GPRS信号较弱或信号盲区较多，部分变压器安装在村边地势低洼地方、山谷下或小区地下室，终端无法与主站正常通讯。经排查，254台终端安装位置几乎没有GPRS信号，严重影响GPRS终端在线率，造成主站无法正常采集终端数据，无法满足营销日常工作数据采集和分析的要求。

针对上述问题，在信号盲区终端通信模块位置加装载波转GPRS模块，在台区有信号的地方增加GPRS转载波模块，通过信号互转，提高终端在线率、可用率及主站数据完整率。

1处于公网信号盲区的台区

在计量自动化系统的建设过程当中的一个重要组成部分是终端的通信，在终端安装过程中会遇到一些公网信号盲区，其中一个重要场景是小区地下室，安装在小区地下室的终端无法接入公网信号，导致终计量自动化系统无法与终端进行交互通信。

解决此问题的传统方案主要有两种：

加长终端天线，将终端天线引到室外信号较强的地方。此方案施工难点主要在于需要重新布线，能否实施要看现场情况，受建筑结构结构、地下室到目的地距离，以及与住户的协调等的制约。施工较复杂，施工成本高。

使用信号放大器，仅适用于信号较弱地区，信号完全盲区信号放大器也无法使用。

2载波转GPRS原理

采用载波转GPRS设备通过高速载波透传的方式可以将远程通信模块安装到信号较好的地点，以提高远程通信模块的信号质量，提高集中器与主站通信成功率及长期稳定性。

载波转GPRS设备如图1所示。该设备使用电力线作为通信介质，降低施工安装工作量；合理选择载波通信频率，采用过零点传输，保证远距离通信稳定可靠；支持透明传输，能够兼容不同规约协议要求；多频点和主/从模块相位识别相结合，提高通信效率的同时满足同一台区安装多套设备需求；宽输入电压设计，满足不同用电环境需求；串口速率自适应，兼容不同厂家设备需求。

电源设计满足现场雷击、静电和高压冲击的要求，高压自动保护设计，提高设备抗干扰能力。

防护设计能够防护电力台区噪声的持续干扰，载波信号解调和发送能够在低阻抗和高干扰的电力条件下实现数据的有效发送和稳定接收，同时满足远距离传输要求。

对载波频率进行重新选择，优化提高载波通信速率，使其能够满足终端设备大数据量的上报要求。采用先进的过零传输技术，保证不同主从机的相位自动识别和同步。

针对同一台区安装不同终端情况，可以进行载波频率的配置，实现同一台区安装多套载波转GPRS设备，避免不同设备之间相互干扰。

系统采用最新的数据传输协议，实现终端上报数据的及时、无损传输，同时对大数据进行打包处理，实现大数据的稳定和可靠上报。

图1产品系统示意图

载波转GPRS模块适用于接口定义、结构符合国网规范Q／GDW375.2-2009和Q／GDW1375.2-2013《电力用户用电信息采集系统型式规范第二部分：集中器型式规范》的专变终端、集中器等高供高计、高供低计、低供低计设备。

载波转GPRS模块的主、从机通过电力线载波信号进行通信，只要主、从机安装到同一供电线路上就可正常工作，设备支持正常工作电压AC90~286V。

在现场安装时需注意，在主、从机之间的载波信号通信线路不能经过变压器、互感器等，否则会造成信号极大衰减，出现通信不稳定、设备不上线等问题。载波转GPRS模块现场安装示意图如图2所示。

在高供高计设备上，终端设备通过电压互感器取电，供电电压为AC100V，即终端处电压（AC100V）和用户端电压（AC220V）不同。载波转GPRS主机安装到有信号地方就需要在用户端取电，电压为AC220V，如果从机从终端设备端子处取电，会出现载波不能正常通信的问题。解决方案是使用串口转接模块或者网口方案的主从机设备，主机安装到220V线路上有信号地方，在终端处，从变压器后取与主机同一相的220V电给从机供电，转接模块安装到终端设备。另外一种解决方案是使用Wifi方案的主从机设备，主机安装到220V线路上有信号地方，把Wifi转接模块安装到终端上，从变压器后取与主机同一相的220V电给从机供电。Wifi方案转接模块终端和从机之间是无线信号通信，不存在距离上的限制。

3应用效果

临沧市临翔区集抄台区书香名苑台区安装配变监测终端与主站进行通信，但是终端安装在小区地下室，处于信号盲区，三大运营商信号均未覆盖，导致终端无法登主站。该台区有表计200余只，由于配变监测终端无法登陆主站，在安装载波转GPRS设备之前均为人工抄表。

安装载波转GPRS之后终端正常在线，此后一年内其在通信稳定性、可靠性、速率等方面与正常处于公网信号中的终端相当。

4总结

载波转GPRS通信技术的应用，有效解决了临沧供电局供电区域内信号盲区台区终端通信的问题。通过试点，该通信技术稳定、可靠性较高，具有施工简单、维护容易等其他通信技术无法比拟的优势，为临沧供电局计量自动化系统终端数据完整率提供了可靠的技术保障。

参考文献：

[1]王党席,苗新强，刘丽等基于GPRS与载波通信的远程抄表系统研究。

[2]姚永兴,焦新泉,马培娇.高可靠性远程数据传输系统设计[J].计算机测量与控制.2011(08)

[3]石岗,李良,耿艳峰.远程数据传输实验系统的构建[J].实验室科学.2009(02)

[4]魏跃峰,许晓晖.对远程数据传输中数据规范的分析[J].信息与电脑(理论版).2011(12)

[5]刘荣青,张喜广.利用双机通信软件进行微机远程数据传输[J].黑龙江气象.1998(04)

作者简介：

罗永睦(1985)，男，本科，助理工程师，云南电网有限责任公司临沧供电局计量中心，主要从事计量自动化系统建设工作