基于GPRS的箱式变电站监控器设计

2 硬件设计
2．1 交流量采集模块设计
交流量采集模块可以根据实际的箱式变电站的需求，改变电压互感器和电流互感器的数目。要求所用探测装置体积小，容易自由地取放。同时，具有精度高，抗冲击电压，冲击电流能力。电流互感器精度0．2 级，输入电流20 A，输出电压5 V。电压互感器采用电压互感器精密互感器，精度0．2级，输入电压240 V，输出电压0～8 V。
该设计对互感器中传出的信号采用图2所示的信号电路进行调理。前面为电流信号变为电压信号，经滤波放大后，信号为-1．5～+1．5 V，后面为加法电路，该电路对信号起抬位的作用，使其范围变为0～3 V。信号经过调理后送入TMS320F2812的A／D转换模块，完成A／D采样。

2．2 主控模块设计
主控模块采用TMS320F2812，为TI公司推出C2XXX系列的新产品，32位定点DSP芯片。既具有数据信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特别适用于大批量数据处理的测控场合。该系列数字信号处理器还集成了128 KB的FLASH存储器，4 KB的引导ROM。16通道、高性能、12位ADC单元提供了两个采样保持电路，可以实现双通道信号的同步采样。
在A／D模块的硬件资源配置好了之后，可以用软件指令随时启动A／D采样。外界的模拟量通过传感器采集进来后，进人多路模拟选择开关，经过采样保持，送到 12位的模／数转换器，将转换结果经过多路选择开关进入结果寄存器中。然后DSP对数据进行处理分析，计算出二次测的电力参数，用FFT方法分析电压谐波，为串联补偿提供依据。开关量数据直接传输给DSP，记录其位置状态，记录动作时刻及其原因，并通过程序设定执行开关量的控制。
2．3 人机模块设计
人机模块通用RS 485接口与数据处理模块进行连接，完成液晶显示和按键操作功能。人机模块采用Philips公司生产的P89C61单片机。P89C61器件采用高性能的静态80C51设计，以先进的CMOS工艺制造，并包含非易失性FLAsH程序存储器，可通过并行编程或系统编程(ISP)的方法进行编程。能与液晶显示器兼容，CPU数据接口采用8位数据总线并行输入／输出和8条控制线与液晶相连，连接方式如图3所示。设定菜单、确定、加、减四个键，进行键盘设计，与 DSP主控模块通讯另需RS485转换芯片。