作者：宋春雨
来源：《决策探索·收藏天下（中旬刊）》 2020年第2期
宋春雨
摘要：随着智能电网的快速推进，用电信息采集系统可以引入北斗短报文通信技术，研制一款北斗短报文通信一体机，对采集的大量用电信息数据进行分析和处理，实现用电信息在北斗通信链路中的双向透明传输，并设计一种长报文可靠性传输方案，有效提高北斗短报文通信一体机的长报文通信成功率。加热搅拌
关键词：北斗短报文通信；用电信息采集系统；传输
智能电网建设背景下的用电信息采集系统成为关注焦点，可以引入覆盖范围广、通信无盲区的北斗短报文通信技术，研制北斗短报文通信一体机系统，采用长报文可靠性传输方案，进行用电用户电量数据信息的采集、电能质量分析、线损统计，进行科学合理的供电调度。
一、相关技术概述
（一）电力线载波通信技术
这是一种以输电线路作为载波信号的传输媒介通信系统，无须重新铺设有线线路，将信号加载至搭建好的电力线路上，即可实现数据的远距离传输。
（二）光纤通信技术
在光的全反射原理下以光纤作为通信媒介进行信息传输，包括光/电发射机、光纤/光缆、光纤连接/耦合器、光/电接收机等。
（三）北斗短报文通信技术
通过人造地球卫星确定运动载体的具体位置及航行参数，引导载体沿预订航线进行运动。其扩频调制方式采用码分多址直接序列，扩频伪码采用周期性伪随机码序列，通过L波段频率发送通信申请至北斗卫星，将信号转换为C波段后转发至地面中心站，地面网关中心解密并再加密之后进行传播。系统点对点通信时延为1～5s，数据误码率小于10-5，并
有效减少码间的干扰现象。其缺陷在于服务频度有限、单次通信容量有限、民用北斗通信链路没有通信回执。
双向丝杆 二、基于北斗短报文通信的用电信息采集系统设计与应用
（一）总体框架设计
主站：通过服务器、磁盘阵列及相关网络设备采集用户用电信息，并进行存储、统计和分析，实现用户用电监管、负荷监测、线损统计分析。
采集设备层：通过用户端的采集器采集单个或多个智能电表的电能信息，并将电能信息上传至集中器。由集中器汇聚多个电能信息并加以处理、分析和存储，实现双向数据的交互。
通信信道层：进行主站与电能采集设备间的远程数据传输。
（二）系统硬件设计与应用
1.MCU外围电路设计与应用
选用基于ARM Cortex-M3处理器核的32位微控制器，作为北斗短报文通信一体机的主控制芯片。采用AMS1117-3.3型正向低压降稳压器，将5V电压降至3.3V，并采用SWD串行（4引脚）调试接口，实现北斗短报文通信一体机的小型化设计。同时，北斗短报文通信一体机通过串口与外设实现数据交互，采用差分电平进行通信传输，体现出较强的抑制共模干扰能力。并通过Flash存储芯片存储集中器上传的用电数据，逐批次读出并发送。
笔式摄像机 2.北斗RDSS模块及其外围电路的设计与应用
选取TD3201型北斗RDSS单模模块实现北斗短报文通信，利用内部集成的DT-A6型北斗RDSS射频收发芯片、TD1100A型北斗RDSS基带芯片、LXK6618型5W功放芯片、LNA电路，进行北斗RDSS定位、北斗短报文通信。外围电路主要包括四种：一是供电电路。TD3201型北斗RDSS模块的工作电压为5V（±0.25V），尤其要注意控制供电电源的电压波纹，并在VCC－5V输入端添加磁珠，用于抑制发射数据产生的高频噪声和尖峰干扰。二是串口电路。采用3.3V的LVTTL电平接口，实现北斗RDSS模块和STM32F103VBT6单片机的通信，通过两者的串行接口交叉连接方式，实现双向的数据传输。三是北斗IC卡槽电路。通过北斗IC卡进行北斗用户身份的识别，将其接入北斗通信链路即可实现点对点的双
向数据传输。四是射频收发电路。主要有内置SAW滤波器和LNA放大器，将北斗RDSS天线与射频输入/输出端相连。
3.北斗RDSS天线
沥青阻尼板
选取叠层陶瓷块天线作为北斗RDSS天线，体现其天线单元增益高、方向图波束宽的良好性能。
（三）系统软件设计与应用
1.通信规约转换
主要是指国网376.1主站通信协议、北斗短报文通信协议，通过规约转换实现用户用电信息在北斗通信链路中的传输，使之为用电信息采集系统主站准确识别和接收。
2.长报文可靠性传输方案
助勃器 要采用长报文“拆包”和“组包”协议，进行长报文的可靠性传输，协议规定对“补包信息”进行至多3次的发送，避免发送端没有接收到“补包信息”而导致接收端无限循环发送“补包信息
”的现象。
三、结语
基于北斗短报文通信应用的用电信息采集系统具有不可比拟的优势，后续还要完善北斗短报文通信一体机的软件升级，研制北斗短报文通信指挥机，使之具有更好的可扩展性。
参考文献：
[1]唐金元,周洪霞,王思臣.北斗卫星导航系统应用特性分析[J].中国设备工程,2017(8).
[2]谷军霞,王春芳,宋之光.北斗短报文通信信道性能测试与统计分析[J].气象科技,2015(3).
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作者单位：
南京海兴电网技术有限公司
