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基于GPRS的输电线路状态远程监控系统
摘要
随着电力系统的发展，输电线路的状态监测越来越受到重视。传统的手工巡检方式不能满足电网安全运营的要求，因此需要建立一种远程监测系统来对输电线路状态进行实时监测。本文提出了一种基于GPRS的输电线路状态远程监控系统，该系统可以实时获取输电线路的温度、湿度、气压等环境参数数据以及电流、电压、功率等电气参数数据。本文对该系统的功能、结构和工作原理进行了详细介绍，并设计了硬件和软件系统。实验结果表明，该系统具有可靠性高、数据准确性高等优点，可以为电力系统的安全运行提供有效保障。
关键词：远程监测；输电线路；GPRS；环境参数；电气参数
一、引言
随着电力系统的发展，输电线路越来越密集和复杂，而手工巡检的方式已经满足不了电网安全运营的要求。因此需要建立一种远程监测系统来对输电线路状态进行实时监测。管理人员可以利用该系统来实时掌握输电线路的状态，及时发现问题并进行维修保养，从而避免事故的发生。
目前市场上的输电线路状态监测系统多采用有线通信方式，但是布线困难、安装维护成本较高等问题难以解决。因此，本文提出一种基于GPRS的输电线路状态远程监测系统，在不增加布线成本的情况下，通过无线GPRS网络实现对输电线路状态的实时监测。
二、系统功能和结构
1.系统功能
该系统可以实时获取输电线路的环境参数数据（温度、湿度、气压等）以及电气参数数据（电流、电压、功率等），并对数据进行处理和存储。当数据异常时，系统会及时发出警报，使管理人员能够及时处理问题。
2.系统结构
该系统结构如下图所示，主要由C51单片机、环境传感器、电气传感器、GPRS模块和云服务器组成。
图1系统结构图
C51单片机主要负责控制传感器的采集和数据的处理，同时与GPRS模块进行通信，将采集到的数据发送到云服务器。环境传感器与电气传感器分别负责采集环境参数和电气参数。GPRS模块负责将采集到的数据发送到云服务器。云服务器主要负责存储数据，并对数据进行处理和分析。
三、系统工作原理
系统运行流程如下：
1.系统开机，C51单片机通过I2C总线与环境传感器和电气传感器进行通信，并对传感器进行初始化。
2.环境传感器会实时监测输电线路的温度、湿度、气压等环境参数，并将数据发送给C51单片机。
3.电气传感器会实时监测输电线路的电流、电压、功率等电气参数，并将数据发送给C51单片机。
4.C51单片机对采集到的数据进行处理，将数据格式化，并通过GPRS模块将数据发送到云服务器。
5.云服务器接收到数据后，进行数据存储，并对数据进行分析和处理。当发现数据异常时，会及时向管理人员发出警报，使其能够及时处理问题。
四、系统设计
1.硬件设计
C51单片机采用STC89C52RC芯片，环境传感器采用DHT11温湿度传感器，电气传感器采用ZMCT103C交流电流互感器、ZMPT101B交流电压互感器和H11L1隔离型光耦。GPRS模块采用M35模块。系统原理图如下：
图2硬件原理图
2.软件设计
主要分为三部分：GPRS模块程序、C51程序和服务器程序。其中，GPRS模块程序和C51程序的功能已在上述系统运行流程中进行了介绍。服务器程序主要负责数据存储和分析，代码如下：
intmain()
{
while(1)
{
//获取数据并存储
getData();
saveData();
//判断数据是否异常
if(isAbnormal())
{
//发送短信和邮件给管理人员
sendAlert();
}
}
return0;
}
五、实验结果
本文在实验室进行了模拟实验，测试了系统的性能。实验结果表明，该系统具有可靠性高、数据准确性高等优点，可以为电力系统的安全运行提供有效保障。
图3实验测试界面
六、结论
本文提出了一种基于GPRS的输电线路状态远程监测系统，该系统可以实时获取输电线路的环境参数和电气参数数据，并通过GPRS网络将数据上传到云服务器。系统具有可靠性高、数据准确性高等优点，可以避免手工巡检的繁琐和高成本问题。该系统将赋能电力系统的安全运行，提供有效保障。