电力电缆防盗系统的设计.doc

电力电缆防盗系统的设计 电缆防盗系统由4大部分组成：线路检测部分、供电部分、通讯部分、信息管理应用部分。系统应用了单片机技术，数据传输编码技术，无线通信技术等，可以有效的在电力线路设施发生断电、断路等故障现象或遭到人为破坏时，进行监控并及时报警，使工作人员做到及时处理，有效地减少电缆被盗的损失。路灯监控系统是指对整个城市的路灯照明进行集中管理的一个系统，可以遥控、遥测、遥迅操作。监测路灯控制箱内的电压、电流、电量数值以及接触器、配电门禁状态，并且实现集中开启和关闭路灯的功能。监控系统框图如下：? 一、线路检测原理本电缆防盗系统采用应答方式检测线路完整性。因此，其检测部件分为监控端和末端。在通常情况下，监控端对末端进行不间断的信号巡测，末端收到监控端的信号后，发出对应的回复应答信号，监控端接收到完整的应答信号后，即判断为线路完好；当线路被盗后，监控端和末端的应答通讯就会被中断，因此，当监控端接收不到末端的应答信号，则认为电缆发生了被盗行为。由于通讯信号可能会被干扰，因此，在判断优化上，我们采用了多次收不到应答信号后，才认为电缆被盗了。监控端采用时分复用的方法，就可以实现一个监控机监测多条电缆线路的目的。 二、供电部分（135999） 由于路灯照明的特殊性，因此，在白天，线路上是不供电的，末端设备在白天就不能从线路上获取220伏交流电源来给自身的工作进行供电。因此，只有解决了监控末端白天供电后，系统才能正常运行。其方法有两个： 其一是采用可充电电池给末端供电。当晚上线路上有电时，就使用220伏交流电给设备供电，并且给可充电电池充电；当白天线路没电时，就采用电池 对设备进行供电。缺点是可充电电池都有一定的充放电周期，在达到使用寿命后，需定时更换电池，需要产生周期性的投入费用；第二，必须有足够的充电时间，才能保证末端在白天有足够的电能进行工作，因此，对于不定时开启的景观灯电缆就没法进行监控。 其二是采用馈电方式给末端供电。当晚上线路上有电时，就使用220伏交流电给设备供电；当白天线路没电时，控制机就通过路灯电缆对末端馈送一个安全的低压直流电，以供末端机进行正常工作。 三、通讯部分现在科技发达，无线电通讯有专网电台、GSM短消息、GPRS、电力载波等多种模式。考虑到成本，简单适用性，我们利用现有的路灯供电电缆，使用载波的方式进行通讯。由于本系统成功的关键是通讯的稳定性以及抗干扰能力，因此对于此部分将进行比较详细的论述。 1. 电力线载波通信技术概况 电力线载波通信（PLC）是指利用专用调制解调器对信号进行调制，然后把信号加载到现有电力线中进行通信的技术。对于低压配电网来说，许多新兴的数字技术，例如扩频通信技术、数字信号处理技术和计算机控制技术等，大大提高和改善了低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性，使电力载波通信技术具有更加诱人的应用前景。 2. 电力线载波通信特点 （1） 通信信道的时变性：对载波信号来说，低压电力线是一根非均匀分布的传输线，各种不同性质的电力负载在低压配电网的任意位置随机地投入和断开，使信道表现出很强的时变性。 （2） 通信信道的频率选择性：由于低压配电网中存在负荷情况非常复杂、负载变化幅度大、噪声种类多且强等特点，各节点阻抗不匹配，信号很容易产生反射、驻波、谐振等现象，使信号的衰减变得极其复杂，造成电力载波通信信道具有很强的频率选择性。 （3） 噪声干扰强而信号衰减大：影响电力通信噪声主要有以下三种，即背景噪声、周期性噪声和突发性噪声。背景噪声一般分布在整个通信频带；周期性噪声包括周期性的连续干扰和周期性的脉冲干扰；突发性噪声一般是由用电设备的随机投入或断开而产生的。 3. 电力线载波通信种类 从使用的带宽角度来说，电力线载波通信分为宽带电力线载波通信和窄带电力线载波通信。所谓电力线宽带（Broadband over Power Line,BPL）通信技术就是指带宽限定在2~30MHz之间、通信速率通常在1Mbit/s以上的电力线载波通信技术，它多采用各种扩频通信技术，是目前研究“四网（宽带数据网、电话网、有线电视网和低压配电网）融合”的关键技术之一。所谓窄带电力线载波通信技术就是指带宽限定在3~500kHz、通信速率小于1Mbit/s的电力线载波通信技术，它多采用普通的PSK技术、DSSS技术和线性调频Chirp技术等。 4. 电力线载波通信新技术 实现低压配电网电力线载波可靠通信，需要很多新技术来支撑。这里仅列举了作者认为重要的几项技术： （1） 正交频分复用（OFDM） 正交频分复用（OFDM）是一种被电力载波通信行业普遍看好的高效多载波宽带数字调制技术，采用一组相互正交的子载波构成信道来传输数据流，这些载波在频率上等间隔地分布，载波间隔一般取码元周期的倒数。它采用并行调制技术、长码元周期、FET/I