电力职称论文发表电力光纤实时监测系统设计

　　电力光纤及时监测系统是保证电力系统的关键构成部分，电力光纤及时监测系统一旦出现故障会影响整个电力系统，本文主要探讨电力光纤实时监测系统设计。

　　《光纤与电缆及其应用技术》杂志是创办于1967年，是公开发行的通信专业科技期刊，国际标准刊号为ISSN1006-1908，国内统一刊号CN31-1480/TN。主管单位是信息产业部，主办单位是中国电子科技集团公司第二十三研究所。

　　按照电力光纤环网的特点进行设想，连系OTDR手艺和GPRS手艺，实现对光纤的及时监测。当光纤有毛病发生时，第一时间向工作人员发送报警短信，同时在网站地图上显示毛病点。尝试证明，该系统能在20秒内完成对光纤

　　提出了一种电力光纤及时监测系统。按照电力光纤环网的特点进行设想，连系OTDR手艺和GPRS手艺，实现对光纤的及时监测。当光纤有毛病发生时，第一时间向工作人员发送报警短信，同时在网站地图上显示毛病点。尝试证明，该系统能在20秒内完成对光纤毛病点定位，发送报警短信，以及在地图上显示毛病点等操作，具有较强的适用性。

　　0 引言

　　在电力系统中，光纤收集传输数据的靠得住性是电力系统出产平安、一般运转的主要保障。因为光纤收集线的通信容量大，一旦发生毛病，就会严峻影响一般通信，因而妨碍的修复必需分秒必争。

　　保守的光纤体例是采用人工体例进行的。当传输系统收无光时，营业设备发出毛病告警，工作人员到现场通过光时域反射仪(OTDR)等设备丈量出毛病点，再到响应地址进行维修[1]。这种体例耗时较长，而且比力被动。针对上述问题，本文设想了一套光纤及时监测系统，对光纤线进行自动监测，当有毛病发生时第一时间向工作人员发送报警短信，并在网站地图上显示毛病点，便利工作人员查看。

　　1 系统总体设想

　　1.1 系统布局

　　系统次要由以下部门构成：主控模块，光通信模块，OTDR光纤测距模块，光切换模块，以太网通信模块，GPRS短信发送模块和远端Web办事器。系统布局框图如图1所示。主控模块是整个系统的焦点，节制并协调其他模块的工作。光通信模块担任在光纤中传输数据。OTDR光纤测距模块对毛病光纤进行丈量并前往毛病点消息。光切换模块使光在光通信模块和OTDR光纤测距模块间进行切换。以太网通信模块担任系统和远端办事器的通信。GPRS短信发送模块向工作人员发送报警短信。远端Web办事器摆设在总局机房，在办事器上搭建了整个系统的网站界面，连系webGIS手艺，将电力光纤现实布线环境直观地表现到网站地图上，当某段光纤发生毛病时，地图上会显示毛病点。

　　1.2 监测实施体例设想

　　光纤及时监测系统按照监测实施体例的分歧，能够分为OTDR轮询监测，光功率监测和营业设备告警监测[2]。在监测实施体例上，本系统采用本身集成的光通信模块，在光通信模块上传输数据，通过检测传输数据的误码率来判断光纤情况，实现对光纤线的监测。当误码率达到阈值时申明光纤线有毛病发生，这种方式不需要光功率计等设备，也不需要从营业设备中接出告警信号，了系统的性，降低了系统成本。

　　1.3 监测对象设想

　　光纤及时监测系统按照监测对象的分歧，能够分为备纤监测和在线监测[2]。在监测对象上，为了节约成本，同时由于本系统所摆设的光纤收集有一条备纤，在有光纤富余的环境下，连系现实环境，本系统采用备纤监测，不需要对原进行，也不需要额外添加波分复用器，滤光器等器件，避免了对营业设备信号传输发生影响，同时降低了系统成本，了系统的便利性。

　　2 系统硬件设想

　　2.1 主控模块

　　主控模块包罗ARM处置器和CPLD芯片。

　　⑴ ARM处置器选用ST公司的STM32F103RBT6，这是一款高机能的基于Cortex-M3内核的32位处置器[3]。在本系统中，ARM处置器次要完成以下工作：节制CPLD芯片通过光通信模块在光纤中传输数据，检测误码率;节制OTDR光纤测距模块对光纤进行丈量，并领受前往的光纤毛病点消息;节制光切换模块切换光;节制以太网通信模块与远端办事器通信;节制GPRS短信发送模块给工作人员发送报警短信。 ⑵ CPLD芯片选用ALTERA公司的MAX II系列EPM240T100C5N，它采用新的查表(LUT)系统，具有瞬态启动、非易失性和易用性等长处[4]。该芯片的主时钟为50MHz，通过对它进行分频处置，可以或许获得分歧波形脉冲信号，通过光通信模块，使信号在光纤中传输。

　　2.2 光通信模块

　　光通信模块选用1×9 引脚封装TTL电平光收发一体模块。该模块有TX和RX两个光接口。该模块接口电平为尺度TTL电平，可以或许和CPLD输出的TTL电平很好的兼容。其典型使用电如图2所示。ARM处置器将数据发送给CPLD，CPLD将领受到的数据进行编码处置，发送给光模块的TD+引脚，该信号颠末光纤传输后达到另一端光模块，CPLD从RD+引脚提取出信号后进行解码处置，再将数据发送给ARM处置器，ARM处置器通过计较领受到的数据误码率来判断光纤情况。同时，该模块还供给了收无光告警信号SD，当RX接口领受不到光时，该引脚电平会从高电平变为低电平，该信号也能作为光纤发生毛病的根据。

　　2.3 光切换模块

　　光切换模块选用1×2机械式光开关。其道理图如图3所示。该光开关为2×5双列直插引脚封装，通过节制引脚1和引脚10的电平凹凸能使光在1--2 和1--3之间进行切换。在本系统中，备纤接图3中的port1，光通信模块接port2，OTDR光纤测距模块接port3。一般环境下时，光 1--2导通，通过光通信模块在光纤中传输数据。当发生毛病告警时，光切换至1--3这，OTDR对光纤线进行丈量。

　　2.4 GPRS短信发送模块

　　GPRS短信发送模块选用华为的EM310模块，EM310是一款GSM/GPRS双频无线模块，支撑EGSM900和GSM1800双频，供给数据、语音、短信、传真功能。其外围电如图4所示，次要包罗收集灯电、启动电、复位电。收集灯以分歧的闪灼频次来模块的工作情况：开机、注册收集、发送数据等。启动电和复位电接ARM处置器的通用I/O口，ARM处置器给启动端一个大于50ms的低电平能够启动模块，给复位端一个 50ms的低电平即可使模块复位[5]。本系统操纵GPRS收集短信作为报警体例，当所监测光纤段发生毛病时，将毛病点，毛病点类型，毛病发生基站等消息发送至指定工作人员手机。

　　2.5 以太网通信模块

　　以太网通信模块选用ENC28J60以太网节制器。其道理图如图5所示。该模块通过8个引脚与外部电相连，这8个引脚别离是：GND、RST、MISO、SCK、MOSI、INT、CS和V3.3。此中GND和V3.3 用于给模块供电，MISO/MOSI/SCK用于SPI通信，CS是片选信号，INT为中缀输出引脚，RST为模块复位信号。本系统通过ENC28J60 以太网节制器和LWIP以太网和谈栈实现与远端办事器的通信。

　　3 系统软件设想

　　系统软件采用模块化设想，以提高软件的工作效率。系统软件实现的功能包罗：节制光模块在光纤中传输数据，检测数据传输误码率;节制OTDR丈量光纤;节制EM310模块发送短信;节制ENC28J60以太网节制器与远端办事器通信等。系统总体流程图如图6所示。

　　[否][否][是][系统初始化][起头][误码率能否达到阈值?] [是][竣事][光通信模块传输数据][能否继续监测?] [光切换模块切换光][OTDR丈量光纤][向工作人员发送短信][网站地图显示毛病点]

　　图6 系统总体流程图

　　系统工作流程示企图如图7所示，以在基站A和基站B别离摆设一套设备为例，一般环境下，基站A设备的光切换模块置于光通信模块一，基站A将数据发送给基站B。当基站B设备的光通信模块发生收无光报警，或主控模块监测到传输数据误码率达到阈值时，申明光纤线发生毛病，基站B设备的主控模块通过以太网向安装在总局机房的办事器报警。办事器接到报警后，向基站A设备发送相关指令。基站A设备的主控模块收到指令后，起首操作光切换模块，将光从光模块这切换至OTDR这，接着OTDR对光纤线进行丈量。OTDR丈量获得毛病点距离，将毛病消息前往给主控模块，主控模块对消息进行处置后，节制 EM310模块向工作人员发送报警短信，并将相关消息至办事器，办事器在地图上显示毛病点。

　　4 竣事语

　　本文设想了一套电力光纤及时监测系统，从系统总体设想，系统硬件设想，系统软件设想等方面进行了阐述。该系统不需要对原进行，也不需要从营业设备中接出告警信号，只需一根备纤，就能对光纤进行及时监测，了系统的性和便利性。当有毛病发生时，系统第一时间向工作人员发送报警短信，并在网站地图上显示毛病点，达到压缩毛病历时，减轻人员工作承担的目标。该系统采用备纤监测，合用于光纤资本比力丰硕的通信收集。对于若何在光纤资本严重或没有备纤的环境下利用该系统，仍然是未来需要研究的问题。

　　参考文献：

　　[1] 赵泰.光纤在线监测系统在电力环网中的设想与实现[D].华北电力大

　　学()，2004.

　　[2] 姜子炎.湖北省网光缆线主动监测系统[D].邮电大学，2009.

　　[3] 孙书鹰，陈志佳，寇超.新一代嵌入式微处置器STM32F103开辟与应

　　用[J].微计较机使用，2010.12：59-63

　　[4] 陈曙光.基于EPM240T的CPLD开辟板设想与实现[J].高档职业教

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