数字电力远程监测系统探究

摘要：应用C/S架构对无线数字电视发射机房电力远程监测系统进行设计。系统中包括一个监测中心和多个监测终端。监测中心能够与各个机房监测终端进行数据交互，监测终端能够监测主要分支电力的工作状态，将监测过程中的人力消耗降到最低，提高整体监测质量。文章着重对无线数字电视发射机房电力远程监测系统进行论述，以期达到良好的应用效果。

关键词：无线数字；电视发射机房；电力远程监测；系统

1概述

近年来，无线数字电视在铁路、公交、户外广告和移动多媒体等领域应用比较普遍。在城市或者乡镇建立单频网、差转台或直放站等，能够提高信号质量。同时，其对供电的稳定性和持续性要求也比较高，以保证机房内各项设备的正常运行。当前，很多发射基站以人工巡检为主，严重影响了信号检修质量。无线数字电视发射机房电力远程监测系统，能够测量各设备支路电流、电压和运行状态等参数，以实现对各设备运行状况的监测和记录。同时，也能够加强机房的安全防范和反恐保障。该系统能够快速、准确、直观的对各个监测点的数据进行显示，在故障情况下，实现报警的即时性，以提醒值机员和维护人员尽快赶到现场对事故进行处理，提高设备安全管理质量。

2系统功能和监测终端平台

2.1电力远程监测系统功能

电力远程监测系统包括监测终端、通信层和远程监测中心。监测终端对各电力支路的参数和工作状态进行采集，并结合预设值，对故障进行判断，能够实现报警、日记查询和本地显示等；远程监测中心具备智能性和多功能性，内部包含管理系统软件，能够实现现场数据的采集和自动化处理，其对发射机房回传的数据进行收集，借助数据库，进行数据的存储和管理，并具有数据分析、告警提示和报表打印等功能；通信层借助C/S架构设计，它的服务端是远程监测中心，借助TCP传输协议和各机房客户端实现通信[1]。

2.2监测终端平台

2.2.1硬件结构

发射机房电力监测终端的结构比较复杂，其处理核心是微控制器。它借助SM系列电流变送器，将电压信号传输到控制器的ADC口，并借助SPI接口与网络模块W5100接入Internet。LCD对机房现场监测结果和告警情况进行显示。发射机房电力监测终端中的传感器设备接入接口比较多，实现对现场数据的远程监测和管理。如果监测到异常情况，系统会发出报警。同时，也可以借助系统预设的应急程式，对应急措施进行自动启动，帮管理人员排除故障，将故障损失降到最低。

2.2.2支路电压和电流监测方法

主电力系统采用交流和大电流回路将电力送往设备，实现电能传输，不能够直接与控制器C8051F240的ADC口连接进行测量。应用互感器，对交流大电流数值进行控制。以SM系列线性交流电流变动器SML50AEC-12/24为例，其具有高灵敏度特点，初级与次级隔离；单电源供电，电源电压范围和电流测量范围分别为12-24V和0-50A；交流输入，输出直流电压为0-5V。SM系列电流传感器借助外接电阻，将电流输出转化为电压输出。

3客户端软件

客户端软件以C语言设计为主，结构简单。通过调用不同的功能子函数，实现结构设计。子函数包括初始化模块、网络连接构建、数据采集处理、日志操作和数据格式处理等。技术人员要对每一个节点进行严格控制。

3.1程序流程

终端上电后，进行系统初始化，然后与服务器进行TCP网络连接。正常通信之后，终端对各支路的电流和电压值进行采集，并对采集的数据进行分析、处理和判断。如果数据正常，对其进行打包，发送到服务器端；如果数值异常，写入日志，启动本地报警，在LCD上显示告警原因，将数据和告警报错类型同时发送到服务器中。在设定好的扫描时间基础上进行延时，进行下一次循环。重视扫描周期设计，对电流和温度变化进行考量，将量级和扫描周期分别控制在1/10s和100-200ms。同时，技术人员也要结合具体情况，对软件流程进行明确认识和了解。

3.2数据处理

数据处理从数据采集底层开始，以确保数据处理的普遍性和适用性。不同的测量定义都要对应一组数据，结合先验知识或后验知识进行人工设定。取得检测量数值后，对其进行评估，以明确实时状态。数据采集过程：

（1）从模块读取数据、采样；

（2）将采样次数控制在5次，分别去掉最大和最小，平均值即为实时数据。

（3）数据评估。如果数据不合理，继续执行采样工作。如果依然不合理，放弃采集，记录为故障。

4集中监测管理重心

4.1数据传输协议

上传数据和下行指令都是系统客户端与服务器端的上下行数据交互。对数据传输协议进行定义，并以帧的格式对其进行打包，借助TCP连接进行发送。协议规定每个帧都以#DVB#开始，以#END#结束，以区分每个帧数据。在每个机房的监测终端设置固定的IP地址，在监测中心管理系统对其进行录入。

4.2报警类型

本地报警即在控制器上进行声光报警，并对报警信息和处理方法进行记录，进而传送到监测后台。监测后台能够实现远程报警，其在人机交互上弹出相关界面，并对具体的机房故障情况及原因进行明确。常见的故障报错情况一般包括停运、正常、预警、告警、开路、短路、干扰、缺陷八个类型。它们的错误代码分别为Error0、Error1、Error2、Error3、Error4、Error5、Error6、Error7。通道故障一般包括通道数据异常、开路、短路等。模块故障包括无通信回应、掉电、接触不良或模块损坏。通信线路故障背景下，所有模块都没有响应。干扰是指电磁环境背景下，出现无效坏数据。如果出现该种情况，对近期测量数据进行发送和存储，以有效消除干扰问题。如果不存在连续坏数据，则说明缺陷集中在通道或电流变送器上。

参考文献：

[1]张帆，赵志梅.无线数字电视发射机房电力远程监测系统[J].电视技术，2011（24）：74-76.

[2]刘长凯.远程电视发射机房电力监控系统[J].有线电视技术，2012（10）：83-85.

[3]王徐.贵州广播电视台发射机房监播系统的设计与使用[J].现代电视技术，2015（9）：119-123.

作者:刘超 冯继鹏 单位:陕西广电网络传媒（集团）股份有限公司