人防工程风水电设备系统控制的应用探讨.docx

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人防工程风水电设备系统控制的应用探讨

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摘要：人防工程风水电系统是其建设施工的核心，对其能否实现有效控制将关系到设备安全、可靠运行及工程建设施工的整体质量。随着人防工程风水电系统的日趋复杂发展及探讨应用的不断拓展，对其维管保障能力也提出了更高更精准的要求。由于人防工程多处于地下、工作环境较为恶劣，为保证现场操作人员的安全和及时处理突发应急状况，用于风水电系统设备远程监控的探讨应用及不断完善升级已成为探讨研究热点之一。通过远程监控系统的指标监控与视频图像显示，维管人员在后台能够实时掌握设备的运转状态，当系统出现偏差预警时，后台人员能够及时地调整参数、应急处置，改变设备的异常状态，避免出现危及现场人员人身安全的状况。地下人防工程各系统设备远程监控的应用系统工作模式是采集设备运行中的各种模拟量、参数变化值、报警量等信息，通过数值分析、数值模拟在线监控设备的运转状态，一旦出现异常会及时预警，以便尽早排除故障，避免安全事故的发生。本文笔者针对人防工程风水电系统设备远程控制系统进行了较详细的探讨论述。

关键词：人防工程建设风水电系统设备远程监控维管

探讨基于实现各单体设备及风水电系统设备的远程控制是提高地下人防维管的有效途径。风水电设备系统运行状态信息、故障信息的采集和传输是远程监控的核心环节，现有远程监控系统的网络连接系统主要基于ZigBee无线网络或Web局域网络构建而成，其传输距离有限、抗干扰能力较差，同时存在数据丢包、网络延时等现象，严重影响对风水电系统运行中各种模拟量的采集、分析与控制。为提高与改善对风水电系统远程控制的精度，本文主要探讨基于无线传感网络(WirelessSensorNetworks，WSNs)设计应用的一种风水电系统远程监控系统。利用WSNs组网便捷、效率高、信号传输相对稳定的优势，保证通信过程始终处于一种低延迟的网络状态，帮助后台维管人员实时监控设备的运转情况。

1基于WSNs的系统方案

基于WSNs无线通信，以Ad－hoc(点对点)方式为主，实现各设备监测传感器节点之间的通信连接，每个传感器节点具有网络信号连接和动态有哪些信誉好的足球投注网站双重功能，同时兼具部分路由功能，可以实现各单体设备、各专业系统实时传输通信至后台便于控制监测。

无线传感器节点被布置在风水电系统机身的不同位置及设备周围的有效区域，根据需要选择不同的传感器类型。机械设备内置CAN总线用于节点之间的通信及传感信息的汇总，CAN总线具有通信传输距离长、信息传输效率高等优点，且可以根据需要调整具体的通信距离。由传感器节点构成WSNs网络作为系统原始数据的采集层，用于原始信息的交互与通信，同时它还具有定位及状态监测功能。基于WSNs的风水电系统远程监控系统总体应用框架如下图1所示。

图1基于WSNs的监控系统总体应用

该监控系统从整体上分为前端控制部分和远程控制部分，两者之间通过WSNs网络连接。传感器采集信号并传输到控制中心，经过分析、处理及数据拟合后，可以识别出风水电设备系统的当前状态;后台控制人员也能够通过WSNs传递指令和信息。由此可见，对风水电系统远程控制的过程是一个双向、可逆的动态演化过程。

2硬件构成

基于WSNs的风水电系统远程控制系统硬件部分，以STM32F107型主控芯片为核心，具体还包括传图3STM32F107型芯片实物感器采集模块、无线通信模块、CAN总线模块及电源管理模块等。STM32F107型芯片是ARM公司出品的一款高性能、低功耗且具有良好兼容性的微处理器，包含64个引脚。

STM32F107型芯片内置GPS定位功能，在复杂的作业环境下能保证对风水电设备系统的定位精度，微处理器的功能还包括SMA射频连接功能，可缩短信号的有哪些信誉好的足球投注网站与传输距离并降低信号的衍射干扰。微处理器通过VCCRF引脚与通信模块连接，通过VCCBK引脚与系统的电源模块连接，以保持通信所需的电能供应;将TXD引脚与CAN总线模块连接，用于风水电设备的定位及远程控制信息的有哪些信誉好的足球投注网站、传输与控制。前端的传感器采集模块与后台控制中心依靠无线通信模块连接及交互数据，无线通信模块的选用及工作状态将决定整个远程控制系统的稳定性，因此无线通信模块的设计在总体上必须与WSNs的协议兼容。

控制系统应用考虑选用HSWG-LA型通信模块，工作频率在780～790MHz范围，发射功率的最大值为20W，信号的射频传输速率最高可以达到4.5kpbs。为控制整体的通信成本及降低系统总体功耗，无线传输模块的最优通信距离设定在100m以内，能够兼顾成本因素和最终通信质量及效果。在模块的接口设计方面采用串行USB接口设计，更好地满足WSNs的通信要求。HSWG-LA型通信模块的最大优势在于集成度高，即仅需要较少的外围连接电