FY2000LY(蓝牙)型微机防误闭锁系统应用

论文导读：蓝牙是一种无线数据与数字通信的开放性全球规范，以实现近距离无线连接为目标。为保证在嘈杂的无线环境中安全可靠的工作，蓝牙特别设计了“快速确认”和“跳频”方案以确保链路稳定。“跳频”技术是把频带分成若干个跳频信道，在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列不断地从一个信道跳到另一个信道，只有收发双方是按这个规律
摘 要：随着变电站自动化技术的不断发展、运行管理模式不断进步，防误闭锁技术也有了很大的发展。本文介绍了一种全新的微机防误概念，对其结构、原理、技术特点和使用特点进行了探讨，认为蓝牙型微机防误闭锁系统是微机防误领域中的积极创新，并有更广阔的应用前景。
关键词：蓝牙技术；微机防误闭锁系统；
1FY2000LY(蓝牙)型微机防误闭锁系统结构组成
FY2000LY(蓝牙)型微机防误闭锁系统在设备上主要包括：灯开关触摸屏、五防PC 机、蓝牙主站、蓝牙基站、电脑钥匙、锁具等，软件主要包括图形模拟软件、操作票专家系统等。其系统结构如下：
图中，蓝牙基站根据设备分布情况配置适当数量，钥匙根据需要配置。
图1 FY2000LY (蓝牙) 型微机防误闭锁系统结构图
2FY2000LY (蓝牙) 型微机防误闭锁系统原理与功能
FY200OLY (蓝牙) 型微机防误闭锁系统的主要特征是，通过在变电站内构建一个无线通信网络，实现主控系统与电脑钥匙以及电脑钥匙之间进行实时通信，从而对设备位置实现实时监视，提高操作的安全性；同时，通过电脑钥匙间信息同摘自：本科毕业论文致谢词www.7ctime.com
步，为多组操作提供了可能。

2.1 通信系统

通信技术是FY2000LY 型微机防误闭锁系统的主要技术内核，也是该系统的最本质的特征。该系统的通信包括有线通信和无线通信两种方式。如图(一) 所示，五防PC机、模拟屏、蓝牙主站、蓝牙基站、蓝牙电脑钥匙等共同构成通信网络，当然还包括综自系统与五防PC机、模拟屏之间的通信。防误主机、模拟屏、蓝牙主站和蓝牙基站之间以有线方式通信，蓝牙电脑钥匙与基站、蓝牙电脑钥匙之间以无线方式通信。需进行通信时，主站通过有线网络对基站轮询，基站以无线方式呼叫无线终端(蓝牙钥匙)、发送信道〔逻辑链路) 建立请求、建立连接，过程完成后即可进行电脑钥匙与主控系统以及电脑钥匙之间的无线通信。

2.2 系统操作方式

(l) 在PC主机电脑图形操作系统或模拟屏上进行模拟预演，经系统软件确认操作逻辑无误后将信息传至蓝牙主站，主站以无线方式将操作信息传到蓝牙电脑钥匙。(为保持兼容性，也可通过模拟屏以有线方式向蓝牙电脑钥匙传送操作信息。)
蓝牙主站以无线方式向钥匙传送操作信息时，会自动发出信息搜寻电脑钥匙，以无线方式向其传送操作票。传送成功后，电脑钥匙向系统发出信号，表示传送成功，可以进人倒闸操作状态。如主站无法搜寻到电脑钥匙，表示电脑钥匙不在主站无线信号收发范围，主站会自动向下一级的基站依此问讯，基站接到问讯命令后立即开始搜寻电脑钥匙，同时将主站传来的操作票存储，一旦搜寻到电脑钥匙，即向其传送操作票，传送成功接到电脑钥匙反馈的信号后立即向主站汇报。
(2) 值班员带着蓝牙电脑钥匙到场地进行倒闸操作。此时，主控系统会通过蓝牙基站与电脑钥匙始终保持联系状态，一旦电脑钥匙在移动过程中与某一基站脱离了联系，主站会重复上述问讯过程，直到再次与电脑钥匙建立无线联系(0.5秒内完成)。
(3) 持电脑钥匙到现场进行倒闸操作，多把钥匙可同时对一组任务进行操作，以任一把钥匙进行某项操作后，系统立即整定状态，并将整定后的状态传送给所有电脑钥匙，然后持任一把电脑钥匙进行下一步操作。
(4) 倒闸操作完毕，系统自动确认当前现场设备状态。此时应将电脑钥匙交回主控室，插于全自动充电座上置电脑钥匙于充电待机状态。
(5) 特殊情况：如上述操作过程中现场设备出现事故动作，防误主机会自动将设备变位信号传送给电脑钥匙，电脑钥匙凭借预先设定好的逻辑程序自动进行判断后，给出终止操作或继续操作的提示。
3FY2000LY(蓝牙)型微机防误闭锁系统技术特点

3.1抗电磁干扰能力强，适应变电站强电磁环境

系统采用蓝牙通信技术，具有强抗电磁干扰能力。蓝牙是一种无线数据与数字通信的开放性全球规范，以实现近距离无线连接为目标。为保证在嘈杂的无线环境中安全可靠的工作，蓝牙特别设计了“快速确认”和“跳频”方案以确保链路稳定。“跳频”技术是把频带分成若干个跳频信道，在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列不断地从一个信道跳到另一个信道，只有收发双方是按这个规律进行通信的，而其它的干扰不可能按同样的规律进行干扰；跳频的瞬时带宽是很窄的，但通过跳频扩展频谱技术使这个窄频谱成百倍地扩展成宽频带，使干扰的可能影响变成很小。与其它工作在相同频段的系统相比，蓝牙跳频更快，数据包更短，从而使蓝牙比其它系统都更稳定。

3.2 合理选用频段和功率，降低对变电站周围设备的干扰

蓝牙技术使用的是2.4 兆赫的频率，目前这个频段主要用在对讲机、医疗器械等无线电设备，不融向变电站的无线通信(主要是手机和微波通信等)。同时，由于蓝牙输出功率很小(厂家提供数据为1mW)，对变电站内二次设备的干扰是很小的。从蓝牙技术目前在我分公司和其它公司部分变电站的应用实际来看，未发现有影响现象。应该说，蓝牙技术的干扰安全性已经接受了检验。另外，对于变电站室内某些无线信号敏感区，蓝牙系统还可提供红外无线通信方式，从根本上克服干扰隐患。

3.3 通过信息加密，实现通信信息的安全性

蓝牙的基带协议中定义了设备鉴权和链路数据加密所需要的安全算法及处理过程。为了提供应用保护和信息加密，系统在链路层使用四种不同的实体来保证安全，即唯一的蓝牙设备地址(BD—ADDR)、一个鉴权字、一个加密字、一个随机数。蓝牙设备地址是一个对每个蓝牙单元唯一的48 位IEEE 地址，蓝牙地址是公开的而且可经MMI (Man Maehine Interface人机接口) 交换，也可自动通过蓝牙单元查询规则获得；鉴权字长度通常为128 位，蓝牙单元的鉴权采用竞争—响应方案，在此方案中，客户方对密钥的确认使用对称密钥通过2一move 协议进行校验，对称密钥是指当前客户方/校验器共享同一个密钥；加密字通常在鉴权过程中从鉴权字获得，目前加密字的长度为64 位，用于通过对分组有效净载荷加密以保护用户信息；随机数由随机数论文导读：骤，有效防止可能产生的误操作。同样，普通型五防系统不能实时接收变位信息，是不可能处理异常情况的。(4)将遥测量引人“五防”作为逻辑判据将电流、电压值等遥测量引人“五防”系统作为逻辑判据，现场倒闸操作时，蓝牙电脑钥匙实时接收并判断经“五防”主机转发的当前操作设备的遥测量，超出门限值则自动闭锁当前操作，有
发生器产生，其在安全功能方面有很多用途，如竞争应答方案、产生鉴权字和加密字等，随机数不是静态参数，它会经常改变。因此，采用蓝牙型微机防误闭锁系统，可确保系统通信的安全性。

3.4 综合多项通信技术，保证内核的可靠与稳定

FY2000LY系统运用蓝牙这种开放性的无线连接规范，综合了同步CDMA(Synchro nousCDMA)、智能天线(Smart Antenna)、软件无线电(Software Radio) 等国际最前沿的通信技术的精华，同时运用网络中心拓扑技术，成功解决强电磁干扰环境中无线信息发送及接收的稳定性和成功率等关键问题，并成功降低了发射功率，确保产品在变电站干扰敏感区的安全使用。

3.5 向上兼容性

FY2000LY型微机防误闭锁系统与该公司生产的FY2000 系列微机防误闭锁系统具良好兼容性，可方便地对已投运的各型产品进行升级，并实现使用方法的对接。
4FY2000LY(蓝牙)型微机防误闭锁系统相对普通微机五防系统的应用特点
构建了通信网络，基于此通信网络的工作方式，使得FY2000LY型微机防误闭锁系统相对于普通的微机五防系统在实际应用上具有如下特点：
(l) 可实现对设备的实时对位
具有无线通信功能的蓝牙电脑钥匙可实时将每一步操作信息上传给系统主机，系统主机根据综自系统的信息对所有一次设备实现实时对位，同时在显示器上实时显示每一步操作任务的操作进度(完成情况及操作时间)，方便操作监控人员实时监视。而普通微机五防系统的电脑钥匙，在操作过程中无法接收系统实时位置信息，不可能做到实时对位。
(2) 对同一任务进行并行操作
蓝牙电脑钥匙利用无线通信功能保持其设备状态信息和操作进度信息的同步刷新，因而可实现多把蓝牙电脑钥匙对同一操作任务执行操作，操作时系统限定各电脑钥匙严格按照操作票的顺序依次按步执行，确保系统操作的可靠性。在操作任务复杂，操作范围广，实现分组操作时，可以大大提高操作效率、缩短操作时间，且减轻了操作人员往返奔波于现场和主控室之间的劳顿之苦。效能是明显的。
普通微机五防系统，电脑钥匙之间不能实现通信，不能实现操作同步，因此不可能进行并行操作。
(3) 异常情况下的智能处理
在倒闸操作过程中，如现场设备出现异常动作或继保跳闸并对当前操作任务有影响时，蓝牙电脑钥匙可实时接收变位信息，自动判断和闭锁其余操作步骤，有效防止可能产生的误操作。同样，普通型五防系统不能实时接收变位信息，是不可能处理异常情况的。
(4) 将遥测量引人“五防”作为逻辑判据
将电流、电压值等遥测量引人“五防”系统作为逻辑判据，现场倒闸操作时，蓝牙电脑钥匙实时接收并判断经“五防”主机转发的当前操作设备的遥测量，超出门限值则自动闭锁当前操作，有效防止诸如“线路带电合线路地刀”等误操作，还可有效杜绝因设备操作不到位而产生误操作的可能。
5结 论
在微机五防系统基础上增加蓝牙通信技术而创建成新的FY200LY 防误闭锁系统，是一次积极的创新。我们认为，在有人值班的重要枢纽变电站采用此系统使变电站防误功能上了一个新的台阶。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。