UT-NET无线网络在水电厂的应用

肖远辉

福建水口发电集团有限公司

UT-NET无线网络在水电厂的应用

肖远辉

福建水口发电集团有限公司

地下厂房水电站网络布点，是整个网络布点中最为困难和复杂的，因与其地下建筑结构、建筑墙体的厚度和是否加屏蔽层有很大关系，然而短距离低功率（UT-NET）无线网络具有其特殊的优势，非常适合在地下厂房水电站的应用。

UT-NET无线网络；水电厂；应用

1 概述

短距离低功率（UT-NET）无线网络，具有自动组成网络和自我修复功能，传输距离在空旷区域可达到200米。UT-NET网络具备功耗低、成本低、通信时延短、网络容量大、组网灵活、安全性高、无需组网费用等优势，正因为自其技术面世以来倍受青睐，被业界认为最具发展前景的无线技术[1]。基于水电站水工建筑特点对在楼体内敷设电源电缆施工难度的考虑，考虑采用信号延伸方式布点，在常规布点方案的基础上进行更改，使得UT-NET无线网络在水电厂信号传输中得到广泛的应用。

2 UT-NET无线网络组网设备介绍

组成UT-NET无线网络需要如下设备：协调器、路由器、节点以及可能用到的信号扩展设备。一个网络有且仅有一个协调器和数个路由器。路由器的多少由网络的覆盖范围大小、需要通信的设备位置来决定。

2.1 协调器

负责网络的组成和网络的维护，一个网络中有且只能有一个协调器设备。协调器除负责网络组成外，还同时当路由器使用。

2.2 路由器

负责两个设备间传输数据不能直接到达时的数据“转发”，即负责数据传送中的路由选择，路由选择由UT-NET内部协议的算法来约束。路由器可以跟其它路由器或协调器或节点等设备建立通讯连接，此通信连接可能跨越了多个路由器。正是这些路由器使得两个本来不能直接通信的设备可以进行数据通信，是网络远距离延伸的必要部件。

2.3 节点设备

只能作为无线网络的末端设备，它只能与其父亲（所谓父亲，即当节点设备入网时，给其分配网络地址并跟它建立一定关系的路由器或协调器）建立通讯连接，自身不具备数据转发（或称路由）的能力。另外，节点设备不能充当父亲角色且通信时数据只能通过父亲进行中转，能充当父亲的设备只有为路由器和协调器。

2.4 信号扩展设备

在一些信号盲区（即UT-NET设备信号无法覆盖的区域，比如屏蔽效果很强的房间，这时无线信号无法从一个房间穿透到另外一个房间），信号覆盖可采用一些扩展设备进行。其扩展设备包括同轴射频电缆、转接头、转接线、功分器、耦合器等。在现场无线布点时，若需要用到信号扩展设备，则需要考虑各种扩展设备接入系统产生的信号损耗，经过不同的设备，长度不等的电缆和条数不等的转接电缆其产生的总损耗是不同的。

3 组网原则

3.1 变电站布点组网方式选择原则

在变电站/电厂等设备覆盖区，若根据简单的实验测试发现楼层之间、房间之间射频信号穿透效果良好，且室外设备区相对集中同时相互间距离比较近。另外，粗略估算通过路由级联可以覆盖设备区且网络深度不超过5级，这时可确定由少数路由器组网即可完成信号覆盖，该区域一般选用常规组网方式。若实验测试发现楼层之间、房间之间射频信号穿透效果不佳，另外一些操作设备区很分散且距离较远且通过粗略估算路由级联方式无法达到信号覆盖，此时宜用扩展设备来进行信号覆盖的组网方式。

3.2 变电站布点的总体原则

无论采用何种组网方式，均需要遵守如下主导性原则：1）所有设备区操作点钥匙信号必须达到LQI值（在双手紧握且背对路由器的操作情况下）平均大于10，该要求称为标准要求。2）在所有设备区信号达到标准要求的情况下组网所用的路由器个数越少越好。这样可以减少工程施工、调试和维护成本，同时减少了设备间通信时延，使通信更可靠。3）设备操作区信号越强越好，临界信号区杜绝出现。

3.3 室内和室外网络布点

a)确定需要无线覆盖的设备区。

b)确定网络控制器（主控室）安装位置，放置一手持协调器。

c)查看电缆沟电缆走向，便于可能的电源电缆、同轴射频电缆的引入/引出。

d)先考虑离网络控制器最近的覆盖区，再逐一往远处延伸。

e)以网络控制器为圆心，观察距离最近设备区的距离，位置情况，用钥匙向其位置不断移动，查看LQI值情况，当LQI低于要求标准时，确定该区域需要布局一个路由器。然后以该路由器为圆心，不断移动以选择第2，3等个路由器/协调器位置，依次类推。

f)当在两个区域放置手持路由器后，用电脑钥匙启动对其通信的评估，根据评估结果进行位置的修订。

g)重复e和f，以达到让最远的设备区全部覆盖，结束第一次布局。

h)第一次布局完成后以协调器为起点估算网络深度，这可以借助于拓扑工具。注：当网络可能设备较多而手持路由不多的场合，只能进行估计。

i)当变电站现场是多层楼且室内、外均有设备的情况，需要考虑楼层间设备加入的情况，预估网络深度。

j)位置确定后用电脑钥匙对每个操作点进行测试，如果测试均可以，可以认为布局完成。

k)多次上电启动网络，用网络拓扑工具抓取网络拓扑，明确网络深度并确保所有设备均可加入网络。

l)启动网络，用站用钥匙进行全变电站设备操作区测试，测量原则前已有描述，确保钥匙在每个操作点均可操作。

m)室外设备要确保安装妥当，能防雨。

n)用钥匙在整个网络中游走，可以用传输大型操作票的方式，查看网络通信的稳定情况。

4 UT-NET无线网络在水电站调试应用中常见问题及解决方法

（1）路由器外壳有静电。接路由器电源时，一定要接好地线。

（2）路由器盖盖反，且螺丝未扭紧，容易进水。因路由器上盖有方向性，请根据外壳方向正确安装。

（3）路由器进水。确认路由器是否盖反，确认路由器内是否有密封圈且安装正确。天线。

（4）路由器不能加网成功。路由器安装位置是否是布网时的确定的位置；用电脑钥匙检测此位置是否有信号。

[1]王聪.水电站监控系统中MMS通信协议的应用研究[J].水电站机电技术，2013,36（3）（下旬月）：9.