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基于嵌入式的变电站蓄电池远程监测平台的设计与实现

作者:时间:2012-03-15来源:网络收藏
0引言

电力电源断电后的最后一道保护屏障,其运行状态关系到供电系统的安全性,因而对的监测也是保障电力系统稳定运行的重要措施之一。本文基于ARM实现对实时、智能的远程数据测量与控制。

微处理器有许多种流行的处理器核,其中ARM以其小体积、高性能、低成本、低功耗等特点而得到广泛的应用,它已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费等解决方案的RISC标准。根据嵌入式处理器类型还需配备一定的嵌入式操作系统。国外操作系统已经从简单走向成熟,有代表性的主要有VxWorks、WindowsCE、Linux等。其中Linux操作系统具有开放的源代码、良好的用户界面、丰富的网络功能、可靠的系统安全、标准丰富的API、良好的可移植等优点,受到全球计算机人员的关注。本文以ARM9系列处理器为核心的工业级开发板及Linux操作系统为基础平台进行开发,所设计的蓄电池监测平台具有实时性强、稳定性高、可互操作性等优点,而且具有良好的可扩充性,为进一步开发与研究提供了便利。

1远程监测系统结构

远程监测系统的硬件一般由现场量测终端、传输通道和远程计算机三大部分。测量终端的任务就是采集被监测对象的测量和状态量等数据,对数据作简单的处理后按通讯规约传送给计算机,并接收上位机下达的命令,对现场设备进行控制。传输通道是指信号传送时所经过的通道,即传输媒体[1]。本文设计所基于的硬件结构包括TM模块、CM模块和PC模块三个部分,如图1所示。TM模块即数据采集与控制输出板,采用C8051单片机及ADC模/数转换器等外围器件,对现场数据采集并对数据作简单的处理。PC模块即远程计算机,作为远程监测及控制平台。CM模块即ARM开发板采用ARM9处理器,集中处理数据和与远程机的通信等。



CM模块中嵌入式芯片是一个嵌入式系统的核心,是整个系统功能的实现及稳定性的保证。它采用基于Atmel公司ARM920T(核)微控制器的16/32位RISC处理器AT91RM9200工业级开发板。ARM9处理器提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构,具有全性能的MMU和MPU,支持WindowsCE、Linux、PalmOS等多种主流嵌入式操作系统或实时操作系统;具备5级整数流水线特性,指令执行效率高。外围电路包括64M的同步动态存储器SDRAM、8M的外部存储器NORFLASH,一个调试串口,两个三线的RS232串口(通过跳线与RS485进行转换),以及DM9161E以太网芯片(100Mbit/s的网络速度)等,可供平台功能进一步开发,而不须作大的变动。其具体结构如图2所示。



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