UT-NET無線網(wǎng)絡(luò)在水電廠的應(yīng)用

肖遠(yuǎn)輝

福建水口發(fā)電集團(tuán)有限公司

UT-NET無線網(wǎng)絡(luò)在水電廠的應(yīng)用

肖遠(yuǎn)輝

福建水口發(fā)電集團(tuán)有限公司

地下廠房水電站網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)中最為困難和復(fù)雜的，因與其地下建筑結(jié)構(gòu)、建筑墻體的厚度和是否加屏蔽層有很大關(guān)系，然而短距離低功率（UT-NET）無線網(wǎng)絡(luò)具有其特殊的優(yōu)勢，非常適合在地下廠房水電站的應(yīng)用。

UT-NET無線網(wǎng)絡(luò)；水電廠；應(yīng)用

1 概述

短距離低功率（UT-NET）無線網(wǎng)絡(luò)，具有自動(dòng)組成網(wǎng)絡(luò)和自我修復(fù)功能，傳輸距離在空曠區(qū)域可達(dá)到200米。UT-NET網(wǎng)絡(luò)具備功耗低、成本低、通信時(shí)延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、組網(wǎng)靈活、安全性高、無需組網(wǎng)費(fèi)用等優(yōu)勢，正因?yàn)樽云浼夹g(shù)面世以來倍受青睞，被業(yè)界認(rèn)為最具發(fā)展前景的無線技術(shù)[1]。基于水電站水工建筑特點(diǎn)對在樓體內(nèi)敷設(shè)電源電纜施工難度的考慮，考慮采用信號延伸方式布點(diǎn)，在常規(guī)布點(diǎn)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行更改，使得UT-NET無線網(wǎng)絡(luò)在水電廠信號傳輸中得到廣泛的應(yīng)用。

2 UT-NET無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)備介紹

組成UT-NET無線網(wǎng)絡(luò)需要如下設(shè)備：協(xié)調(diào)器、路由器、節(jié)點(diǎn)以及可能用到的信號擴(kuò)展設(shè)備。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)有且僅有一個(gè)協(xié)調(diào)器和數(shù)個(gè)路由器。路由器的多少由網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍大小、需要通信的設(shè)備位置來決定。

2.1 協(xié)調(diào)器

負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的組成和網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中有且只能有一個(gè)協(xié)調(diào)器設(shè)備。協(xié)調(diào)器除負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)組成外，還同時(shí)當(dāng)路由器使用。

2.2 路由器

負(fù)責(zé)兩個(gè)設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)不能直接到達(dá)時(shí)的數(shù)據(jù)“轉(zhuǎn)發(fā)”，即負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳送中的路由選擇，路由選擇由UT-NET內(nèi)部協(xié)議的算法來約束。路由器可以跟其它路由器或協(xié)調(diào)器或節(jié)點(diǎn)等設(shè)備建立通訊連接，此通信連接可能跨越了多個(gè)路由器。正是這些路由器使得兩個(gè)本來不能直接通信的設(shè)備可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，是網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離延伸的必要部件。

2.3 節(jié)點(diǎn)設(shè)備

只能作為無線網(wǎng)絡(luò)的末端設(shè)備，它只能與其父親（所謂父親，即當(dāng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備入網(wǎng)時(shí)，給其分配網(wǎng)絡(luò)地址并跟它建立一定關(guān)系的路由器或協(xié)調(diào)器）建立通訊連接，自身不具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)（或稱路由）的能力。另外，節(jié)點(diǎn)設(shè)備不能充當(dāng)父親角色且通信時(shí)數(shù)據(jù)只能通過父親進(jìn)行中轉(zhuǎn)，能充當(dāng)父親的設(shè)備只有為路由器和協(xié)調(diào)器。

2.4 信號擴(kuò)展設(shè)備

在一些信號盲區(qū)（即UT-NET設(shè)備信號無法覆蓋的區(qū)域，比如屏蔽效果很強(qiáng)的房間，這時(shí)無線信號無法從一個(gè)房間穿透到另外一個(gè)房間），信號覆蓋可采用一些擴(kuò)展設(shè)備進(jìn)行。其擴(kuò)展設(shè)備包括同軸射頻電纜、轉(zhuǎn)接頭、轉(zhuǎn)接線、功分器、耦合器等。在現(xiàn)場無線布點(diǎn)時(shí)，若需要用到信號擴(kuò)展設(shè)備，則需要考慮各種擴(kuò)展設(shè)備接入系統(tǒng)產(chǎn)生的信號損耗，經(jīng)過不同的設(shè)備，長度不等的電纜和條數(shù)不等的轉(zhuǎn)接電纜其產(chǎn)生的總損耗是不同的。

3 組網(wǎng)原則

3.1 變電站布點(diǎn)組網(wǎng)方式選擇原則

在變電站/電廠等設(shè)備覆蓋區(qū)，若根據(jù)簡單的實(shí)驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn)樓層之間、房間之間射頻信號穿透效果良好，且室外設(shè)備區(qū)相對集中同時(shí)相互間距離比較近。另外，粗略估算通過路由級聯(lián)可以覆蓋設(shè)備區(qū)且網(wǎng)絡(luò)深度不超過5級，這時(shí)可確定由少數(shù)路由器組網(wǎng)即可完成信號覆蓋，該區(qū)域一般選用常規(guī)組網(wǎng)方式。若實(shí)驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn)樓層之間、房間之間射頻信號穿透效果不佳，另外一些操作設(shè)備區(qū)很分散且距離較遠(yuǎn)且通過粗略估算路由級聯(lián)方式無法達(dá)到信號覆蓋，此時(shí)宜用擴(kuò)展設(shè)備來進(jìn)行信號覆蓋的組網(wǎng)方式。

3.2 變電站布點(diǎn)的總體原則

無論采用何種組網(wǎng)方式，均需要遵守如下主導(dǎo)性原則：1）所有設(shè)備區(qū)操作點(diǎn)鑰匙信號必須達(dá)到LQI值（在雙手緊握且背對路由器的操作情況下）平均大于10，該要求稱為標(biāo)準(zhǔn)要求。2）在所有設(shè)備區(qū)信號達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下組網(wǎng)所用的路由器個(gè)數(shù)越少越好。這樣可以減少工程施工、調(diào)試和維護(hù)成本，同時(shí)減少了設(shè)備間通信時(shí)延，使通信更可靠。3）設(shè)備操作區(qū)信號越強(qiáng)越好，臨界信號區(qū)杜絕出現(xiàn)。

3.3 室內(nèi)和室外網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)

a)確定需要無線覆蓋的設(shè)備區(qū)。

b)確定網(wǎng)絡(luò)控制器（主控室）安裝位置，放置一手持協(xié)調(diào)器。

c)查看電纜溝電纜走向，便于可能的電源電纜、同軸射頻電纜的引入/引出。

d)先考慮離網(wǎng)絡(luò)控制器最近的覆蓋區(qū)，再逐一往遠(yuǎn)處延伸。

e)以網(wǎng)絡(luò)控制器為圓心，觀察距離最近設(shè)備區(qū)的距離，位置情況，用鑰匙向其位置不斷移動(dòng)，查看LQI值情況，當(dāng)LQI低于要求標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，確定該區(qū)域需要布局一個(gè)路由器。然后以該路由器為圓心，不斷移動(dòng)以選擇第2，3等個(gè)路由器/協(xié)調(diào)器位置，依次類推。

f)當(dāng)在兩個(gè)區(qū)域放置手持路由器后，用電腦鑰匙啟動(dòng)對其通信的評估，根據(jù)評估結(jié)果進(jìn)行位置的修訂。

g)重復(fù)e和f，以達(dá)到讓最遠(yuǎn)的設(shè)備區(qū)全部覆蓋，結(jié)束第一次布局。

h)第一次布局完成后以協(xié)調(diào)器為起點(diǎn)估算網(wǎng)絡(luò)深度，這可以借助于拓?fù)涔ぞ?。注：?dāng)網(wǎng)絡(luò)可能設(shè)備較多而手持路由不多的場合，只能進(jìn)行估計(jì)。

i)當(dāng)變電站現(xiàn)場是多層樓且室內(nèi)、外均有設(shè)備的情況，需要考慮樓層間設(shè)備加入的情況，預(yù)估網(wǎng)絡(luò)深度。

j)位置確定后用電腦鑰匙對每個(gè)操作點(diǎn)進(jìn)行測試，如果測試均可以，可以認(rèn)為布局完成。

k)多次上電啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔ぞ咦ト【W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，明確網(wǎng)絡(luò)深度并確保所有設(shè)備均可加入網(wǎng)絡(luò)。

l)啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，用站用鑰匙進(jìn)行全變電站設(shè)備操作區(qū)測試，測量原則前已有描述，確保鑰匙在每個(gè)操作點(diǎn)均可操作。

m)室外設(shè)備要確保安裝妥當(dāng)，能防雨。

n)用鑰匙在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中游走，可以用傳輸大型操作票的方式，查看網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定情況。

4 UT-NET無線網(wǎng)絡(luò)在水電站調(diào)試應(yīng)用中常見問題及解決方法

（1）路由器外殼有靜電。接路由器電源時(shí)，一定要接好地線。

（2）路由器蓋蓋反，且螺絲未扭緊，容易進(jìn)水。因路由器上蓋有方向性，請根據(jù)外殼方向正確安裝。

（3）路由器進(jìn)水。確認(rèn)路由器是否蓋反，確認(rèn)路由器內(nèi)是否有密封圈且安裝正確。天線。

（4）路由器不能加網(wǎng)成功。路由器安裝位置是否是布網(wǎng)時(shí)的確定的位置；用電腦鑰匙檢測此位置是否有信號。

[1]王聰.水電站監(jiān)控系統(tǒng)中MMS通信協(xié)議的應(yīng)用研究[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2013,36（3）（下旬月）：9.