CN105427561A - 一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法，包括如下步骤：步骤SS1在输电线路杆塔上逐个连续安装通讯装置，组成通讯链；步骤SS2采用循环代码的方式对步骤SS1所述的通讯装置进行编号，所述循环代码为4位二进制编码，从0000、0001逐次累加到1111，然后1111加1后溢出，重新编为0000，通讯过程按照代码累加的方向进行通讯；步骤SS3在通讯过程中采用点对点通讯方式，将步骤SS2所述的通讯装置分为主控机与被控机，所述主控机控制通讯进程，所述被控机针对所述主控机发出的通讯信号做出反馈；通讯过程结束后，所述主控机将控制权转移给被控机，所述被控机成为新的主控机再与下一个被控机进行通讯。本发明具有控制方便、开发难度低的优点。

Description

一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法

技术领域

本发明涉及一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法，属于电力通信技术领域。

背景技术

输电线路是电力系统大动脉，其运行环境复杂多变。为监测输电线路运行状态，方便工作人员排除线路故障，目前有大量的在线监测装置安装于线路杆塔上。由于输电线路杆塔大多处于偏远地区，在线监测装置的数据传输至关重要，目前主要有电力载波通讯、无线模块通讯以及GSM通讯网络三种方法。

电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。其最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。这种传输方式简单，但信号加载到线路上易受强电信号的干扰，影响信号传递的可靠性，同时需要专用的调制解调设备，增加了成本投入。

GSM通讯网络也就是常用的移动电话服务，在线监测装置采集的信息通过GSM网络以短信、彩信、网络信息等方式，发送至相关终端。这一技术的应用十分成熟，编码解码过程较为简单，但其局限性在于会产生通讯费用且传输效果受通讯基站影响，不适合于大范围使用。特别是在输电线路架设的偏远山区，应用效果不好，且维护费用较高。

无线模块通讯也是目前常用的方法，例如433MHz通讯模块、ZigBee通讯模块等，这类模块之间通过固定的协议进行通讯，不产生额外费用，但是由于无线通信模块有效传输距离的限制，通讯模块覆盖范围很小，不能很好地实现远距离通信。

综上，现有通讯方式中GSM通讯网络覆盖面最广，但维护费用较高，大面积安装不现实；电力载波通讯局限性太大，目前应用较少；无线模块经济实用，但覆盖面较窄。如何设计经济、实用的通讯方法，扩大通讯覆盖范围，降低维护成本，将是决定输电线路在线监测装置应用效果的关键技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提出一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法，实现信号能经济实用的沿输电线路杆塔传输。

本发明采用如下技术方案：一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤SS1在输电线路杆塔上逐个连续安装通讯装置，组成通讯链；

步骤SS2采用循环代码的方式对步骤SS1所述的通讯装置进行编号，所述循环代码为4位二进制编码，从0000、0001逐次累加到1111，然后1111加1后溢出，重新编为0000，通讯过程按照代码累加的方向进行通讯；

步骤SS3在通讯过程中采用点对点通讯方式，将步骤SS2所述的通讯装置分为主控机与被控机，所述主控机控制通讯进程，所述被控机针对所述主控机发出的通讯信号做出反馈；通讯过程结束后，所述主控机将控制权转移给被控机，所述被控机成为新的主控机再与下一个被控机进行通讯。

优选地，所述通讯装置包括单片机、无线通讯模块，所述无线通讯模块为433MHz通讯模块或者ZigBee通讯模块，所述单片机上设置有标志变量master、数据判断变量flag1。

优选地，所述步骤SS3具体包括：

步骤SS31将所述通讯信号分为控制指令信号、数据信号，所述通讯信号采用八位数据表示，设所述控制指令信号的最高位为1，所述数据信号的最高位为0，第0～3位代表所述被控机的循环代码，即所述被控机的地址位，第4～6位代表指令类别，所述指令信号分为3个类别：指令1(1001XXXX)、指令2(指令2’)(1010XXXX)、指令3(1011XXXX)，指令2’与指令2的指令类别相同，但指令的走向不同；

步骤SS32设所述主控机的标志变量master＝0xF0，所述被控机的标志变量master＝0xFF，判断所述被控机的flag1为1时，表示所述被控机处于当前通信中并接收数据信息，然后设置flag1为0；

步骤SS33所述主控机发送指令1(1001XXXX)，被控机XXXX响应指令1，被控机XXXX发送应答指令2(1010XXXX)给所述主控机；所述主控机受理指令2再发送数据信息，只有被控机XXXX响应；被控机XXXX发送应答指令3(1011XXXX)，只有所述主控机受理，所述主控机并发送指令2’(1010XXXX)，同时成为被控机状态，进入休眠；只有被控机XXXX响应指令2’，成为新的主控机。

本发明所达到的有益效果：(1)采用通讯装置作为基础通讯单元，控制方便，开发难度低，节约成本；(2)通讯结构灵活多变，可根据实际情况安装布置；(3)各通讯装置具备单一代码，可保证通讯过程不误操作；(4)扩大了无线通讯模块的等效通讯范围，如在通讯链末端安装GSM通讯装置，则有效的增加其通讯范围，减少通讯成本。

附图说明

图1是本发明的一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法的通讯装置的安装布置示意图。

图2是本发明的通讯装置的循环代码示意图。

图3是本发明的接力通信的一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1是本发明的一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法的通讯装置的安装布置示意图，本发明提出一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤SS1在输电线路杆塔上逐个连续安装通讯装置，组成通讯链；

步骤SS2采用循环代码的方式对步骤SS1所述的通讯装置进行编号，所述循环代码为4位二进制编码，从0000、0001逐次累加到1111，然后1111加1后溢出，重新编为0000，通讯过程按照代码累加的方向进行通讯；

步骤SS3在通讯过程中采用点对点通讯方式，将步骤SS2所述的通讯装置分为主控机与被控机，所述主控机控制通讯进程，所述被控机针对所述主控机发出的通讯信号做出反馈；通讯过程结束后，所述主控机将控制权转移给被控机，所述被控机成为新的主控机再与下一个被控机进行通讯。

所述通讯装置包括单片机、无线通讯模块，所述无线通讯模块为433MHz通讯模块或者ZigBee通讯模块，所述单片机上设置有标志变量master、数据判断变量flag1；通讯链的末端可以安装GSM通讯装置向远距离传送数据。

图2是本发明的通讯装置的循环代码示意图，将所述通讯信号分为控制指令信号、数据信号，所述通讯信号采用八位数据表示，设所述控制指令信号的最高位为1，所述数据信号的最高位为0，第0～3位代表所述被控机的循环代码，第4～6位代表指令类别，所述指令信号分为3个类别：指令1(1001XXXX)、指令2(指令2’)(1010XXXX)、指令3(1011XXXX)，指令2’与指令2的指令类别相同，但指令的走向不同。

下面介绍主控机与被控机状态差异；主控机与被控机差别在于master标志变量，主控机变量master＝0xF0，被控机master＝0xFF。下面介绍代码为06的通讯装置在不同状态下的区别。

1)主控机状态(代码为06)

代码为06的通讯装置激活为主控机后，首先设置变量master＝0xF0，向下一个通讯装置通讯。根据循环编码原则，下一个通讯装置代码为07，所以06号主控机将发送指令1(0x97，代码位为07)呼叫被控机(代码07)。若一定时间内没有应答，本次通信失败；若收到指令2(0xA7)，表示握手成功。随后，主控机发送数据信息，若一定时间内没有应答，本次通信失败；若收到指令3(0xB7)，表明数据传递成功，置master＝0xFF，主控机成为被控机并进入休眠状态。

同时设有越级传输功能，当被控机(代码07)一定时间内没有应答，那么主控机会越过被控机(代码07)向被控机(代码08)发送握手信号，并通信。若通信成功，控制权由主控机(代码06)转向被控机(代码08)，再向下级传递；若通信不成功，再将发送失败的信息存储于flash中。

2)被控机(代码为06)

所有的通讯装置初始设置为被控机状态，其标志变量master＝0xFF。当被控机接受到指令时，首先判断是否为呼叫自己的指令1(0x96，代码位为06)，若不是则不处理；若是则返回指令2(0xA6，代码为自身的地址)，并置flag1＝1，做好接收数据准备。

当被控机收到了数据，首先查看flag1是否为1，若flag1＝1，说明本被控机是处于当前通信中，并接收该数据信息、置flag1＝0，之后返回指令3(0xB6)、置master＝0xF0，激活为主控机开始下一个点对点通讯过程。

图3是本发明的接力通信的一个实施例的示意图。现以两通讯装置之间通信为例，介绍单个点对点通讯过程，如图3所示。假定数据已接力传递至代码02的通讯装置，现由代码02的通讯装置传向代码03的通讯装置。由于传递的主动权在代码02的通讯装置，所以称其为主控机，并设变量master＝0xF0；相应地，代码03的通讯装置为被控机，其master＝0xFF。

1)主控机02呼叫被控机03，发送指令1；该指令中地址位为被控机03的地址(循环代码)，故该指令为10010011(0x93)。其它在主控机02的辐射范围内的通讯装置接到该指令后，先比对地址位是否为其自身地址，若是则进行处理，若不是则继续休眠，所以只有被控机03能响应指令1。

2)被控机03向主控机02返回应答指令2，其中指令2的地址位为被控机03的地址，即该指令为10100011(0xA3)。由于指令1并未包含发送方的地址，所以其返回指令2的地址位无法明确该指令的接收方，这也是设置master标志的原因之一，只有master＝0xF0的装置才会处理应答指令2；被控机03返回指令2后，再置标志位flag1＝1，以示本通讯装置已做好接收数据的准备，等待主控机传递。

同理，在被控机03的辐射范围内的装置接收到前述指令2后，亦先比对地址位，该范围内只有一台代码为03的通讯装置，所以其他通讯装置不会处理这个指令。由于通讯装置02为主控机，协议规定它不进行地址位的比对，因而只有主控机02能处理指令2，其它通讯装置比对后继续休眠。

3)主控机02收到应答指令2后，便发送数据。其辐射范围内的装置收到数据信息后，先查看标志位flag1是否为1，若是则处理，若不是则继续休眠，所以只有被控机03能处理收到的数据信息；被控机03查收完毕后，便清除标志位flag1＝0。

4)被控机03向主控机02返回指令3，以示接收成功，并等待主控机02转移控制权。其中，指令3的地址为被控机03的地址，即为10110011(0xB3)。

5)主控机02收到指令3后，向被控机03发送指令2’，向被控机03交接控制权，并设置标志变量master＝0xFF，进入被控机状态并休眠；同时，被控机03接收到指令2’后，设置标志位master＝0xF0，成为主控机，完成控制权的转移。其中指令2’为主控机02给被控机03的命令，地址位为被控机03地址，即为10100011(0xA3)。

综上过程，简言之：主控机02发送指令1(0x93)→只有被控机03响应，发送应答指令2(0xA3)→只有主控机02受理，再发送数据信息→只有被控机03响应，并发送应答指令3(0xB3)→只有主控机02受理，并发送指令2’，同时成为被控机状态，进入休眠→只有被控机03响应指令2’，成为新的主控机。

被控机03成为新的主控机后，继续向下一级被控机(代码04)传递数据。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤SS1在输电线路杆塔上逐个连续安装通讯装置，组成通讯链；

步骤SS2采用循环代码的方式对步骤SS1所述的通讯装置进行编号，所述循环代码为4位二进制编码，从0000、0001逐次累加到1111，然后1111加1后溢出，重新编为0000，通讯过程按照代码累加的方向进行通讯；

步骤SS3在通讯过程中采用点对点通讯方式，将步骤SS2所述的通讯装置分为主控机与被控机，所述主控机控制通讯进程，所述被控机针对所述主控机发出的通讯信号做出反馈；通讯过程结束后，所述主控机将控制权转移给被控机，所述被控机成为新的主控机再与下一个被控机进行通讯。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法，其特征在于，所述通讯装置包括单片机、无线通讯模块，所述无线通讯模块为433MHz通讯模块或者ZigBee通讯模块，所述单片机上设置有标志变量master、数据判断变量flag1。

3.根据权利要求2所述的一种输电线路杆塔在线监测装置的信号接力通讯方法，其特征在于，所述步骤SS3具体包括：

步骤SS31将所述通讯信号分为控制指令信号、数据信号，所述通讯信号采用八位数据表示，设所述控制指令信号的最高位为1，所述数据信号的最高位为0，第0～3位代表所述被控机的循环代码，即所述被控机的地址位，第4～6位代表指令类别，所述指令信号分为3个类别：指令1(1001XXXX)、指令2(指令2’)(1010XXXX)、指令3(1011XXXX)，指令2’与指令2的指令类别相同，但指令的走向不同；

步骤SS32设所述主控机的标志变量master＝0xF0，所述被控机的标志变量master＝0xFF，判断所述被控机的flag1为1时，表示所述被控机处于当前通信中并接收数据信息，然后设置flag1为0；

步骤SS33所述主控机发送指令1(1001XXXX)，被控机XXXX响应指令1，被控机XXXX发送应答指令2(1010XXXX)给所述主控机；所述主控机受理指令2再发送数据信息，只有被控机XXXX响应；被控机XXXX发送应答指令3(1011XXXX)，只有所述主控机受理，所述主控机并发送指令2’(1010XXXX)，同时成为被控机状态，进入休眠；只有被控机XXXX响应指令2’，成为新的主控机。