无线通信SCADA系统设计

相应的频点），数据通信的调制方式为FSK，传送速率为300～1200bps。RTU站点间分布较散，与监控中心距离较远，因此通信体制采用大区制。监控中心选用TAIT 855/856基地台，发射功率为45W，工作在全双工方式，覆盖范围与高增益全向天线铁塔的高度有关，半径可达几十公里。RTU采用Motorola GM300车载电台，配以定向天线，发射功率为25W，工作在半双工方式。
3.2.2 通信方式

监控中心采用广播方式或点对点方式向RTU发送命令。采用广播方式时，RTU只接收命令并执行，如校对时间、修改开/关灯时间等命令；采用点对点方式时，如遥测、遥控等命令，RTU先进行站点编号确认，若是则根据命令格式执行相应操作，如控制路为开/关、向监迭中心返回电流、电压、开关状态、故障码数据帧等。

3.3 外围站RTU结构模块设计

无线通信SCADA系统的外围站RTU结构图如图2所示。

RTU主要由单片机测控系统组成，包括数据采集处理及A/D转换电路、键盘显示电路、时钟电路、路灯全夜灯/半夜灯控制电路、无线通信电路。外围站都可独立运行，即使因通信故障等原因无法与监控中心联系，也可单独完成路灯系统的日益监控。

单片机测控系统采用80C31作为CPU，27C256作为EPROM，62256作为RAM，在地址译码电路中采用74LS138，P2.7分别接62256的片选信号(为零选中)及74LS138管脚G1（为1选中），P2.4、P2.5、P2.6分别接74LS138管脚A、B、C，输出片选信号控制多路开关、ICL7109、DS12887、74HC245、液晶显示。

（1）数据采集及A/D转换电路

RTU实时测量参数包括线路的电压、电流、电度表读数等。该模块模拟输入信号有三相交流电压UA～UC。线路总电流IA～IC，各支路电流（本系统最多可检测8条支路）I1A～I1C、…、I8A～I8C，信号经V/I变送器、多路开关（4051×4片）、信号处理电路（包括对交流信号整流、滤波等变换）后送入双积分式A/D转换器ICL7109，转换成十二位二进制数，其中低八位D1～D8与P0.0～P0.7相连，高四位D9～D12与P0.0～P0.3相连，CPU通过控制高/低字节使能端HBEN、LBEN分别从数据总线上读取高四位及低八位数据。

（2）键盘显示电路

采用液晶显示。键功能主要有：设置站号、时间、各支路电流变化值、电流/电压调零校正、全夜灯/半夜灯模式，巡检/定点检测每一支路参数等。

（3）时钟电路

采用时钟芯片DS12C887提供精确时钟信号，包括年、月、日、时、分。可通过手动方式修改时间，也可由监控中心统一校时。

（4）路灯开/关电路

可通过固化在EPROM中的每日开/关灯时间自动执行该站点路灯线路的通/断，也可通过手动设置方式或由监控中心进行遥控来实现线路通/断。

（5）无线通信电路

由调制/解调芯片TCM3105将接收的模拟载波信号解调为数字信号传给CPU，将需发送的数字信号调制成模拟载波信号并通过GM300车载电台、定向天线与监控中心进行数据传送。

4 路灯无线通信SCADA系统实现的注意事项

采用VFH/UFH电台通信的城市路灯无线通信SCADA系统已经连续几年正常运行。经验表明，只要解决好数据无线传输的可靠性问题，在城市大容量监控系统中该方法明显优于有线传输方式，性能价格比高，且可方便地任意扩展RTU。笔者认为在设计调试安装过程中还需要注意以下几方面：

（1）尤其要重视无线信号的场强测试。在外围站安装前，由监控中心基地台发送信号，每一个RTU安装处都要进行场强测试，应无明显的同频干扰和异频互调干扰，信号电平应在20dB以上。若某个RTU不能满足，须改变其地址；当大部分 RTU都不能满足要求时，必须改变无线电台的工作频点。

（2）不能选择过高的通信波特率，否则极易引起丢码现象。

（3）在A/D转换电路调试中发现，ICL7109芯片引脚17（TEST）、27（SEND）不能悬空，应与26（RUN/HOLD）同接+5V。否则A/D转换数据经常会出现不稳定现象。

（4）用于测量三相电压的V/I变送器不能直接装在主板上，否则极易受雷击而烧毁主板。

（5）在多山地区若无线信号受影响可设立中断站。