移动通信模块组网及其在电力系统中的应用

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1、移动通信模块组网及其在电力系统中的应用一、移动通信模块1.1 GSM GPRS ModuleGSM模块将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块 线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功 能模块。因此，GSM模块具有发送SMS短信，语音通话，GPRS数据传输等基于 GSM网络进行通信的所有基本功能。简单来讲，GSM模块加上键盘、显示屏和电 池，就是一部手机。开发人员使用ARM或者单片机通过RS232串口与GSM模块通信，使用标准的 AT命令来控制GSM模块实现各种无线通信功能，例如：发送短信，拨打电话， GPRS拨号上网等。基于GSM模块产品的

2、开发往往都是基于ARM平台，使用嵌入 式系统进行开发。有些GSM模块具有“开放内置平台”功能，可以让客户将自己 的程序嵌入到模块内的软件平台中。早期的GSM模块主要是供手机厂使用，手机厂直接购买模块，配上外围的器 件就是可以生产一部手机。GSM模块解决了手机设计中复杂的射频发送和基带处 理问题，并提供了标准的通信接口，厂商不用再从底层的芯片级开始进行手机的 设计，缩短了设计周期。5年前，国内的手机厂家几乎都是购买国外的成品GSM 模块进行二次开发生产手机的，近几年，随着国内手机设计公司的逐渐成熟，手 机厂家才摆脱对GSM模块的依赖，转为直接从芯片级入手生产手机。目前，GSM模块依然在广泛的工业

3、应用领域使用，在更行各业都能看到GSM 模块应用的产品。例如，在车载监控领域，使用GSM模块将车辆行驶的GPS数据 传输回车辆管理中心；在电力、水务系统，通过GSM模块实现了远程智能抄表， 可以实时监控用户的用电和用水量；在测绘行业，为很多偏僻的测绘点安装了 GSM 模块实现了实时的监控，不必再人工收集数据；2在家庭，可以安装无线 报警系统，一旦发生火情或盗窃行为，可以立即通知户主和报警；在国外，很多 老人小孩带了个人跟踪器，防止老人和小孩走失或意外发生，里面也是集成了 GSM模块。可以说，随着GSM的网络建设的完善，GSM模块的应用范围也越来越 广。GSM模块根据t提供的数据传输速率又可以分

4、为GPRS模块、EDGE模块和纯 短信模块。短信模块只支持语音和短信服务。GPRS，可说是GSM的延续。它经常 被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代（2G）和第三代（3G）移动通 讯技术之间。GPRS的传输速率从56K到114Kbps不等，理论速度最高达171k。 相对于GSM的9.6kbps的访问速度而言，GPRS拥有更改的访问数据通信速度， GPRS技术还具有在任何时间、任何地点都能实现连接，永远在线、按流量计费 等特点。EDGE技术进一步提升了数据传输的速率到384K-473K，被称为2.75G， 数据传输速率更2倍于GPRS。目前，国内的GSM网络普遍具有GPRS通讯功能，

5、 移动和联通的网络都支持GPRS，EDGE在部分省市实现了网络覆盖。GPRS模块，是具有GPRS数据传输功能的GSM模块。GPRS模块就是一个精简 版的手机，集成GSM通信的主要功能于一块电路板上，具有发送短消息、通话、 数据传输等功能。GPRS模块相当于手机的核心部分，如果增加键盘和屏幕就是 一个完整的手机。普通电脑或者单片机可以通过RS232串口与GPRS模块相连， 通过AT指令控制GPRS模块实现各种基于GSM的通信功能。GPRS模块区别于传统的纯短信模块，两者都是GSM模块，但是短信模块只 能收发短信和语音通讯，而GPRS模块还具有GPRS数据传输功能。1.2 EDGE ModuleE

6、DGE是一种基于GSM/GPRS网络的数据增强型移动通信技术，通常又被人们 称为2.75代技术。2003年一度倍受忽视的EDGE成为移动通信市场的亮点，先 后有美国的 CingularWireless 和 AT&TWireless、智利的 TelefonicaMoviles、 我国香港特区的CSL和泰国的AIS开通了基于EDGE的服务。与此同时，一些欧 洲的移动运营商对EDGE也开始表现出兴趣，其中TIM和TeliaSonera都明确表 示将采用EDGE技术。从技术角度来说，EDGE提供了一种新的无线调制模式，提供了三倍于普通 GSM空中传输速率。另一方面EDGE继承了 GSM制式标准，载频可

7、以基于时隙动 态地在GSM和EDGE之间进行转换（基于手机的类型），支持传统的GSM手机，从 而保护了现有网络的投资。EDGE网络可灵活的逐步扩容，为运营商实现价值最 大化提供了有利的支持。EDGE （加强型数据GSM环境）是一个更快的全球移动通信系统（GSM）无线 服务版本，其被设计为可以以每秒384比特的速度传输数据，并可以传输多媒体 以及其它宽带应用程序到移动电话和个人电脑上。EDGE标准是建立在已有的GSM 和单元排列标准之上的，前两者使用了相同的时分多路访问（TDMA）帧结构。EDGE的技术不同于GSM的优势在于：（1）. 8 PSK空中接口模式（2）.增强 型的AMR编码方式（3）

8、.MCS19九种信道编码方式（4）.链路自适应（5）.递增冗 余传输（6）.RLC窗口大小自动调整1.3 CDMA ModuleCDMA模块基于CDMA平台的通信模块，它将通信芯片、存储芯片等集成在一 块电路板上，使其具有发送通过CDMA平台收发短消息、语音通话、数据传输等 功能。CDMA模块可以实现普通CDMA手机的主要通信功能，也可以说是一个“精 简版”的手机。电脑、单片机、ARM可以通过RS232串口与CDMA模块相连，通 过AT指令控制模块实现各种语音和数据通信功能。CDMA技术相对于GSM是一种更先进的移动通信技术，除CDMA辐射小外； 在数据传输方面，CDMA2000 1X也与GP

9、RS在技术上有明显不同，在传输速率上 1X几乎是GPRS速度的3-4倍。因此，主要用于数据传输的工业模块应用领域，CDMA模块比GPRS模块在速 率上有明显优势。但是CDMA模块在工业领域的运用要远远落后于GPRS模块的应 用。主要原因一方面CDMA网络的覆盖和建设不如GSM网络完善，另一方也是因 为CDMA模块的成本早期远远高于GSM模块至少2-4倍，使得生产成本高很多。国内初期，CDMA模块主要是韩国和欧洲公司提供，例如AnyData和Wavecom 公司；近两年，国内的华为和中兴业推出了自己的高质量CDMA模块，才使得整 体价格下浮。目前，常见的型号包括华为的EM2001、Anydata

10、的DTGS-800和 Wavecom的Q2358/2438等模块。这些模块都具有CDMA 1X的数据传输功能，也 都内置了 TCP/IP通信协议栈。由于中国电信运营CDMA平台后，带动了业务迅猛 增长，使得整个CDMA模块市场也迅速发展起来。目前，CDMA模块主要应用于移动数据传输领域，包括车辆导航监控、智能 抄表、远程数据采集等领域，尤其是在带宽要求比较高的多媒体传输领域，CDMA 具有明显的带宽优势。1.4 TD-SCDMA Module时分-同步码分多址存取（英文： Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access，缩写为

11、：TD-SCDMA）,是 ITU 批准的三个 3G 标准中 的一个，相对于另两个主要3G标准（CDMA2000）或（WCDMA）它的起步较晚。该标准是中国制定的3G标准。1999年6月29日，中国原邮电部电信科学 技术研究院（现大唐电信科技股份有限公司）向ITU提出了该标准。该标准将智 能天线、同步CDMA和软件无线电（SDR）等技术融于其中。另外，由于中国庞大 的通信市场，该标准受到各大主要电信设备制造厂商的重视，全球一半以上的设 备厂商都宣布可以生产支持TD-SCDMA标准的电信设备。TD-SCDMA在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方 面有独特优势。TD-SCDMA由

12、于采用时分双工，上行和下行信道特性基本一致，因此，基站 根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。此外，TD-SCDMA使用智能天 线技术有先天的优势，而智能天线技术的使用又引入了 SDMA的优点，可以减少 用户间干扰，从而提高频谱利用率。TD-SCDMA还具有TDMA的优点，可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整 上行和下行的数据速率的比例，特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据多 的场合。但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了一定的复杂性。TD-SCDMA是时分双工，不需要成对的频带。因此，和另外两种频分双工的 3G标准相比，在频率资源的划分上更加灵活。一般认为，TD-SCDM

13、A由于智能天线和同步CDMA技术的采用，可以大大简化 系统的复杂性，适合采用软件无线电技术，因此，设备造价可望更低。但是，由于时分双工体制自身的缺点，TD-SCDMA被认为在终端允许移动速 度和小区覆盖半径等方面落后于频分双工体制。同时，TD只可以在线500人，是个问题。1.5 WCDMA ModuleW-CDMA （宽带码分多址）是从码宽带码分多址分多址（CDMA）演变来的，从 官方看被认为是IMT-2000的直接扩展，与现在市场上通常提供的技术相比，它 能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。WCDMA采用直接序列扩频码分 多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为3.

14、84Mcps,载波带宽为5MHz. 基于Release 99/ Release 4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的 用户数据传输速率W-CDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以 及视频通信，速率可达2Mb/s （对于局域网而言）或者384Kb/s （对于宽带网而 言）。输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进 行传输。窄带CDMA使用的是200KHz宽度的载频，而W-CDMA使用的则是一个5MHz 宽度的载频。W-CDMA由ETSI NTT DoCoMo作为无线介面为他们的3G网路FOMA开发。后 来NTTDocomo提交给ITU 一个

15、详细规范作为一个象IMT-2000 样作为一个候选 的国际3G标准。国际电信联盟（ITU）最终接受W-CDMA作为IMT-2000家族3G 标准的一部分。后来W-CDMA被选作UMTS的无线介面，作为继承GSM的3G技术 或者方案。误解尽管名字跟CDMA很相近，但是W-CDMA跟CDMA关系不大。多大 多小要看不同人的立足点。在行动电话领域，术语CDMA可以代指码分多址扩频 复用技术，也可以指美国高通（Qualcomm）开发的包括IS-95/CDMA1X和 CDMA2000（IS-2000）的 CDMA 标准族。1.6 EVDO Module其全称为：CDMA2000 lxEV-DO,是CDM

16、A2000 lx演进（3G）的一条路径的一 个阶段。1XEV-D0是一种针对分组数据业务进行优化的、高频谱利用率的CDMA无线 通信技术，可在1.25MHz带宽内提供峰值速率达2.4Mbps的高速数据传输服务。 这一速率甚至高于WCDMA 5MHz带宽内所能提供的数据速率。为了在不影响现有 网络话音通信的前提下支持高速数据业务，1XEV-DO采用了将语音信道和数据信 道分离的方法。这是因为数据和语音具有不同的特性。如延时，数据速率对实时 性要求低于语音业务；误码率，数据业务对误比特率的要求高于语音业务；前反 向非对称，一般而言，前向数据业务（基站到移动台）的速率需求较反向高出数 倍。而语音业务

17、则为严格的对称业务。1xEV-D0与现有IS-95和CDMA2000 1x网络兼容，从而很好地保护了 IS-95 及CDMA2000 1x运营商的现有投资。其中，1xEV-DO的码片速率、功率需求、信 道带宽与IS-95及CDMA2000 1X相同；1xEV-DO可沿用现有网络规划及射频部 件，基站可与IS-95或CDMA2000 1x合一，成本低廉1xEV-DO的功率控制与软 切换的方式与IS-95及CDMA2000 1x不同，其核心思想是通过动态控制数据速 率而非功率，使每个用户以可能得到的最高速率通信。前向链路使用可变时隙的 方式时分复用。在 1xEV-DO 中，接入点总以最高功率发送，

18、使处于有利位置的 用户得到非常高的速率。前向信道上，lxEV-DO采用虚拟软切换机制，移动台在 同一时刻只接收来自同一接入点的数据。根据实时的DRC (动态速率控制)信息， 基站可快速地相互切换。同时，基站测量载干比(C/I)并在DRC信道向移动台 指示最佳接入点；移动台不断测量导频强度，并不断要求一个与当前信道条件相 符合的数据速率。接入点按当时移动台所能支持的最大速率进行编码。当用户需 求改变及信道条件改变时，动态地确定优化的数据速率。在反向，lxEV-DO用与 IS-95, CDMA2000 IX相同的软切换技术，移动台发送的信息被多个接入点接收； 还有，支持高速分组数据突发。lxEV-

19、DO采用Turbo编码技术，反向具有连续 的导频。使解调性能得到改善。此外，CDMA2000 lxEV-DO采用增强的无线链路 协议(RLP)，与TCP协议共同减少误帧率。其强大的空中链路鉴权与加密算法保 证了用户的安全。二、不同生产厂家的GPRS模块比较2.1西门子的MC39I产品性能：双频 900/1800M GPRS MODEM 模块；执行 ETSI GSM Phase 2+的 标准；类别 4(2W 900MHz)；类别 1(1W 1800MHz)；外部 3V/5V SIM ；话 音，短信息，传真及数据传输；为特定应用设计的AT命令遥控系统规格：54.5 x 36 x 3.6 mm重量：

20、9g 基本特征：通话或紧急呼叫；最高速率，升级最高速率和半速率；双音多频 功能(DTMF)； A5/1 &A5/5加密算法数据特征：数据线路异步传输和同步可达14,400 bits/s；自动传真group3(class 1&2)；通话和传真转换；IrDA 1.2A协议供电指标：3,6VDC 1A ；通信中平均300mA (0%DTX，Pmax)；空闲时3.5mA 短消息服务：点对点的MT&MO；短消息区域广播；回复呼叫信息；附加服务 /呼叫转移/多方通话/呼叫限制/电话簿/固定号码呼叫；呼叫等待或保持/呼叫线 路认证/记费；红外线SIM数据传输/回声取消/SIM工具包/SIM锁/USSD； X

21、modem协议作软件升级；支持文字档UCS2参考价格：230元 2.2 Wavecom 的 Q2403A产品特征：双频GSM/GPRS MODEM模块；执行ETSI GSM Phase 2+的标准； 类别 4(2W 900MHz)；类别 1(1W 1800/1900MHz)；外部 3V/5V SIM供电：3,6VDC 1A ；通信中平均 300mA (0%DTX, Pmax)；空闲时 3,5mA外部尺寸：58X32X6 mm重量：20g (包括屏蔽的)短消息服务：点对点的MT&MO；短消息区域广播；回复呼叫信息；附加服务； 呼叫转移；多方通话；呼叫限制；电话簿；固定号码呼叫；呼叫等待或保持；呼

22、 叫线路认证记费；红外线SIM数据传输；回声取消；SIM工具包SIM锁；USSD基本特征：通话或紧急呼叫；最高速率,升级最高速率和半速率；双音多频 功能(DTMF)； A5/1 &A5/5加密算法数据特征：Q2403A(支持 class2),下载 26.8kbits/s,上传 13.4kbits/s； Q2406A(支持 class10),下载 53.6.8kbits/s,上传 26.8kbits/s；数据线路异 步传输和同步可达14,400 bits/s；自动传真group3 (class 1 &2)；通话和传真 转换；IrDA 1.2A 协议；GPRS WAP接口：单一天线接口(for 9

23、00/1800)； SIM 3V/5V 和 SIM 检测电源接口：为数据操作；RS232C串口线；通过AT指令控制；波特率从300 到 115,200 bits/s；自动速率从 2,400 到 19,200 bits/s参考价格：1802.3华为的GTM900C模块兼容GTM900B模块，更低功耗：支持 EGSM 900/GSM 1800MHz 双频；尺寸：56.5x36x3mm；重量：10g；工作温度：-30- +75C；电源电压：3.4-4.7V；平均待机电流：3.5mA (DRX=5)；关机漏电流：50uA；支持GSM Phase2+及华为GT800协议；指令：GSM标准AT命令、V.2

24、5 AT命令、华为扩展的AT命令；提供电源接口、模拟音频接口、标准SIM卡接口和UART接口； 支持语音业务、短消息业务、GPRS数据业务和电路型数据业务； 具有来电显示、呼叫转移、保持、等待、三方通话功能；具有集群功能和STK功能；符合ROHS环保认证要求。参考价格：1402.4摩托罗拉的G24功能描述： Motorola G24 是一款高速的 GSM/GPRS/EDGE 模块,支持四频 850/900/1800/1900MHZ, 以先进的技术, 稳定的性能实现了 M2M 的高速无缝连 接，内置TCP/IP协议线，支持JAVA,加速和方便了客户的开发过程。硬件配置：支持USB2.0全速/UA

25、RT,自动BR from 300-115kbps,两个UARTs 用于AT命令和数据。电源电压：尺寸：重量：10.1g参考价格4502.5 SIMCOM 的 SIM300S双频 GSM 900/1800MHz 或四频 GSM 850/900/1800/1900MHz ，GPRS mul ti-slot (Class 10/8)标准，GPRS mob ile stat ion (Class B)标准，满足 GSM 2/2+ 标准 Class 4 (2 W 850/900MHz)、Class 1 (1 W 1800/1900MHz) 尺寸：40mm x 33mm x 2.9mm重量：8克AT命令控

26、制(GSM 07.07, 07.05和SIMCom增强型AT命令集)，支持STK 支持电压范围：3.4 - 4.5 V ，支持低功耗模式正常工作温度：-20 C至+60 C限制工作温度：-30 C至-20 C和+60 C至+80 C存储温度：-40 C至+85 C传真指标：Group 3, class 1数据传输指标：支持PBCCH； GPRS Class 10：最大85.6Kbps （下行速率）；PPP-stack； Coding schemes CS 1, 2, 3, 4； CSD 达 14.4 Kbps； USSD；非透传。GSM短信指标：点对点MO和MT；短信广播；文本和PDU模式 语

27、音指标：Tricodec :半速速率（HR）；全速速率（FR）；增强型全速速率（EFR）；免提功 能 （回音抑制）AMR :半速速率（HR）；全速速率（FR）接口 ：支持SIM3V/1.8V接口；二个模拟音频接口；支持RTC；全功能UART 接口和debug接口； LCD接口；键盘接口；天线连接器和天线焊盘参考价格：150比较分析以上数据，容易看出华为的GTM900C模块的性价比较高。三、移动数据通信组网方式组网技术中需要解决的五个方面的问题：（1）对于给定的频率资源，大家如何来共享。（2）覆盖技术的问题（3）移动通信采用什么样的网络结构（4）如何解决移动性管理的问题（5）在移动通信网中应采用

28、什么样的信令系统。常规的多址方式有三种：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址 （CDMA）。空闲信道的选取方式主要可以分为两类：一类是专用呼叫信道方式；另一类 是标明空闲信道方式。专用呼叫信道方式适用于大容量的移动通信网，是公用移动电话网所用的主 要方式。我国规定900MHz蜂窝移动电话网采用专用呼叫信道方式。 标明空闲信道方式可分为：循环定位、循环不定位、标明多个空闲信道的循环分散定位、标明多个空闲信道的循环不定位。时分多址：是把时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时系。在频 分双工（FDD）方式中，上行链路和下行链路的帧分别在不同的频率山。在时分 双工（TDD）方式中

29、，上、下行帧都在相同的频率上。TDMA系统既可以采用频分双工（FDD）方式，也可以采用时分双工（TDD）方 式。在 TDMA 系统中，每帧中的时隙结构的设计通常要考虑三个主要问题：一是 控制和信令信息的传输；二是信道多径的影响；三是系统的同步。码分多址是以扩频信号为基础的，利用不同码型实现不同用户的信息传输。 常用的扩频信号有两类：跳频信号和直接序列扩频信号。对应的多址方式为 跳频码分多址（FH CDMA ）和直扩码分多址（DS CDMA）。基站的两种激励方式：中心激励、顶点激励。 信道分配的方式主要有两种：一是分区分组配置法；二是等频距配置法。 分区分组配置法的缺点：主要出发点是避免三阶互调

30、，但是未考虑同一信道 组中的频率间隔，可能会出现较大的邻道干扰。为了进一步提高频率利用率，使信道的配置能随移动通信业务量的地理分布 的变化而变化，有两种办法：一是“动态配置法”、二是“柔性配置法”。HLR 中存储的用户信息分为两类：一类是有关用户的参数信息、另一类是有 关于用户当前位置的信息。信令：和通信有关的一系列控制信号的统称。 信令的作用：保证用户信息有效且可靠地传输。信令的分类：一种是用户到网络节点间的信令（称为接入信令）；另一类是 网络节点之间的信令（称为网络信令）。越区（过区）切换：是指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从 当前基站转移到另一个基站的过程。越区切换包括三方面

31、的问题：（1）越区切换的准则，也就是何时需要进行越区切换。（2）越区切换如何控制。（3）越区切换时的信道分配越区切换分为两类：硬切换、软切换。越区切换的准则：（1）相对信号强度准则（2）具有门限规定的相对信号强度准则（3）具有滞后余量的相对信号强度准则。 位置管理包括两个主要的任务：位置等级、呼叫传递。 动态位置更新策略有三种：基于时间的位置更新策略、基于运动的位置更新 策略、基于距离的位置更新策略。以 GPRS 模块为基础的移动通信数据组网方式：（1）中心采用主副GPRS-DTU，采用移动APN专网固定IP此种方案客户先与移动申请APN专网业务。移动为客户分配专用的APN，普 通用户不 得申

32、请该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用 其他APN。得到APN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定IP。此种方案中 心也像方案二一样采用主副两个GPRS-DTU作接收端，冗余备份。但此种无需DNS 解析，本身具有移动内网固定IP，稳定性增强；且所有数据都在移动GPRS的APN 内网传输，无需经过公网，安全性增强。此种方案无需负担宽度专线月租费用， 性价比合理。（2）中心采用APN专线，所有点都采用内网固定IP此种方案客户中心通过一条2M APN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联 路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，在GGSN与移动公司互联路由器 之间采

33、用GRE隧道。为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS 专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN。得到APN后，给所有监控 点及中心分配移动内部固定IP。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密， 避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙 上进行 IP 地址和端口过滤。此种方案有较高的时时性，安全性和稳定性较，适 合于安全性要求较高、数据点比较多、时时性要求较高的应用环境。四、移动通信模块在电力系统中的应用4.1 基于 GSM 模块的电力变压器防盗系统在油田等地域分布辽阔的野外地区，输电线路和电力变压器因远离供电局经 常面临被盗的危

34、险，一旦输电线和电力变压器被盗，将会造成很大的经济损失， 给电力系统的稳定运行和油田安全生产造成极大的隐患。随着gsm移动通信网络 的迅速发展和用户的日益扩大，gsm的信号覆盖范围很广，盲区越来越少，现在 gsm机站建设迅速，设计上已经覆盖了整个地区。利用gsm通讯网络开发出的输 电线路和变压器防盗系统，能有效地对偏远地区的输电线路和电力变压器的运行 情况实时监控。利用 stc89c52 单片机实现的基于 gsm 模块的电力变压器防盗系统，包括 stc89c52单片机的功能特点、gsm短信模块工作原理、传感器工作原理。文中使 用的gsm(全球移动通信系统)模块为siemens公司推出的新一代无

35、线通信gsm模 块tc35，利用该模块可以完成短消息收发、语音传输、与pc机进行数据传 输等功能。系统由单片机和gsm模块以uart (通用异步收发器)形式通信完成数 据的采集和发送，并通过gsm模块将采集到的信息通过gsm网络传送给用户终端； 信号的检测采用二种传感器进行信号的采集，以确保电力变压器的安全性；同时 为防止电网断电等因素所造成的影响，即在电网掉电后自动启动后备电池继续保 证系统的正常工作，极大地提高了系统的稳定性与可靠性；在人机交互中，采用 遥控布防和撤防的方式便于控制报警系统监控状态，另外，通过电脑终端可以对 系统的工作状态进行动态掌握。tc35是siemens公司推出的新一

36、代无线通信gsm模块，可以快速安全可靠 地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(short message service)和 传真。模块的工作电压为，可以工作在900mhz和1800mhz两个频段， 所在频段功耗分别为2w(900m)和lw(1800m)。模块有at命令集接口，支持文本 和pdu模式的短消息、第三组的二类传真、以及2.4k，4.8k，9.6k的非透明模 式。此外，该模块还具有电话簿功能、多方通话，漫游检测功能，常用工作模式 有省电模式、idle、talk等模式。通过独特的40引脚的zif连接器，实现电源 连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。通过zif连接器

37、及50 3天线连接器，可分别连接sim卡支架和天线。tc35模块主要由gsm基带处理 器、gsm射频模块、供电模块(asic)、闪存、zif连接器、天线接口六部分组成。 作为tc35的核心，基带处理器主要处理gsm终端内的语音、数据信号，并涵盖 了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下， 可支持fr、hr和efr语音信道编码。4.2 G200型GPRS模块在电力抄表系统中的应用挨家挨户敲门查电表方式，是对敲门人来讲，对被敲门人来讲，都是一件麻 烦事情。现已有许多住宅用户都用上了预付费电卡，省去了查表麻烦，但对电力 部门来说，数据统计和实时监测仍然是一个有待解决问题。

38、中国移动GPRS系统可提供广域无线IP连接。移动通信公司GPRS业务平台 上构建电力远程抄表系统，实现电表数据无线数据传输，具有可充分利用现有网 络，缩短建设周期，降低建设成本优点，设备安装方便、维护简单。GPRS电力 远程抄表系统由位于电力局配电中心和位于居民小区电表数据采集点组成，利用 中国移动现有GPRS/GSM网络，电表数据中国移动GPRS/GSM网络进行传输。居民 小区所有电表首先连接到电表集中器，居民用户用电数据由付费电表485传到电 表集中器，电表集中器RS232 口与GPRS透明数据传输终端连接，电表数据协议 封装后发送到中国移动GPRS数据网络，GPRS数据网络将数据传送至配

39、电数据中 心，实现电表数据和数据中心系统实时线连接。GPRS无线电力远程抄表系统具备如下特点：（1）可靠性高：与SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向连接的TCP协议通信，避免了 数据包丢失的现象，保证数据可靠传输。中心可以与多个采集点同时进行数据传 输，互不干扰。GPRS网络本身具备完善的频分复用机制，并具备极强的抗干扰 性能，完全避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。（2）实时性强：GPRS具有实时在线的特性，数据传输时延小，并支持多点同时传输，因此 GPRS监测数据中心可以多个监测点之间快速，实时地进行双向通信，很好地满 足系统对数据采集和传输实时性的要求。目前GPRS实际数

40、据传输速率在30Kbps 左右，完全能满足系统数据传输速率的需求。（3）集抄范围广：GPRS网络已经实现全国范围内覆盖，并且扩容无限制，接入地点无限制， 能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于环保信息采集点数量众多，分布在 全省范围内，在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对集抄的控制 和管理。（4）系统建设成本低：由于采用GPRS公网平台，无需建设网络，只需安装设备就即可，建设成本 低；也免去了网络维护费用。（5）系统运营成本低：采用GPRS公网通信，全国范围内均按统一费率计费，省去昂贵的漫游费用， GPRS网络可按数据实际通信流量计费，（1分-3分/1K字节），也可以按包月

41、不限 流量收费，从而实现了系统的低成本通信。（6）可对电表设备进行远程控制：通过GPRS双向系统还可实现对电表设备进行远程控制，如远程参数调整、 远程状态查询、远程开关控制等操作。（7）系统的传输容量大，扩容性能好：配电数据中心要和每一个电表数据采集点保持实时连接。由于电表数据采集 点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满 足传输突发性数据的需要；由于系统采用成熟的TCP/IP通信架构，具备良好的 扩展性能，一个监控中心可轻松支持几千个电表数据采集器的通信接入。4.3 GSM短信遥控模块在电力系统的应用系统设计模块是一个利用GSM模块加上单片机组成的一个控制系统

42、，整个系 统由被控端、遥控主机、编码专用分配主机等三部分组成；通过遥控主机可以对 被控点进行遥控；编码专用分配主机用来对遥控主机进行配置，允许该主机添加 新的被控号码到遥控主机模块上，遥控主机在接收到指令后，分配一个编号并返 回给编码主机；遥控主机根据编号对被控模块进行控制；被控端负责只接受遥控 主机发送过来的控制指令，并根据指令进行开启或者关闭。4.4 HAS128E远端模块在电力通信系统中的应用远端模块技术能够解决供电局、营业所及高电压等级变电站的内部通信问 题。昌吉电业局东部电网管辖5个供电局以及诸多供电营业所，它们之间没有专 网通信方式，给电力生产、管理、经营带来诸多不便。改造通信方式

43、迫在眉睫。若采用传统方式加装程控交换机组网，设备费用较高、需要配备专人维护； 采用加装PCM的方式，容量受限、价格昂贵。以上2种方式都不是较好的解决方 案。远端模块的应用弥补了上述方案的不足，解决了昌吉电业局东部与各供电局 以及诸多供电营业所内部通信问题。远端模块将交换机的用户级通过光纤、微波、扩频等数字传输设备延伸至远 端，解决电话用户的远端接入问题。HAS128E远端模块是专为哈里斯用户交换机 设计的话音、数据的综合接入系统。HAS128E远端模块与交换机通过标准2M接 口连接，可灵活方便、不受距离限制地扩容、延伸由哈里斯交换机组成的行政调 度网。它同时又是一台小交换机，自带交换功能，当与

44、主机连接的2M接口中断时， 可自动切换到本机交换，可继续保持内部通话和中继呼入呼出功能。远端模块具 有高的性价比，在昌吉局中得到了应用，为解决电业局与所辖供电局内部通信提 供了技术支持。4.5 GSM/GPRS技术在宝鸡电力负荷管理系统中的应用宝鸡供电局负荷管理系统目前主要利用国家专供电力负荷管理使用的 230 MHz 无线通信信道资源。系统现有主站1个，一级中继站1个，二级中继站2 个，无线双向终端205台。主要功能有“三遥”（遥控、遥信、遥测）、远方抄表、 电压监测等，可以直接对用户侧开关进行操作，可以采集、传输、统计分析电力 客户的用电数据，是目前唯一可以直接深入到电力客户的自动化系统。

45、宝鸡供电 局以公共的GSM/GPRS移动通信网络为载体，通过网络短信方式实现系统主站和 现场终端之间的数据通信，从而实现边远地区客户的用电异常信息报警、负荷管 理和控制、电能质量检测、远程抄表等功能。宝鸡供电局在系统中心机房安装GSM/GPRS用电管理系统的中心主台控制机 （柜）一方面通过GPRS2 M专线与中国移动中心的数据服务器进行连接，在系 统主台服务器通过局域网连接局MIS、客户服务系统、Web网页等；另一方面主 站（工控机）可通过其服务器附设的基地天线，以公共的GSM/GPRS移动通信网 络为载体，与终端站数据传输设备进行通信，从而实现系统的技术性能。GSM/GPRS用电监测系统由主站和子站2部分组成。主站由基地天线、无线 数传机（GSM模块）、工控机、打印机和不间断电源组成；子站由发射天线、无 线数据传输机（GSM/GPRS模块）、主机板、电源模块、专用传感器等组成。通过 RS-485可读出电表数据，根据用户需求，将所需数据通过无线（或GSM）传送至上位工控机，实现远 程抄表功能。该设备也提供其他用于监测的配件：包括监测变压器温升的传感器， 监测变压器防盗的防盗传感器，监测柱上真空断路器的监测模块以及其他符合用 户需求的配件，此类配件可通过 RS-485 和 TTL 电平送入主机板，由上位工控机 设置其是否有效，从而达到实时监测功能。