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基于ARM9和GPRS无线方式的综合供用电监测、控制

www.cechina.cn2012.03.28阅读 1397

  采用美国Atmel公司生产的AT91SAM9260CUARM9 CPU芯片为核心硬件架构搭建系统硬件电路。
  传统的低端嵌入式单片机或多片单片机联合控制(MCU)作为核心控制器件控制工程网版权所有,实现对智能化、多任务的管理终端控制已不能满足需要。特别在实现数据上传、电表 数据抄录、GPRS通信控制、485通信控制、负载控制、大规模数据存储等多任务并行方面,传统的单片机已不适用。原因是:(1)采用低端嵌入式单片机 ARM7为采集终端的核心控制器件,可以实现程序的实时性,但其资源相对有限,在数据存储和管理、实现USB控制和以太网控制等方面不理想。(2)采用多 片单片机联合形式实现如上要求的控制,其性能比采用低端嵌入式计算机ARM7还差,仅将多个任务分解,每单个任务由相应的一块单片机完成,这给每块单片机 间的协调性带来压力,处理不好时程序运行很不稳定,难以实现程序的实时性。
  ARM9系列微处理器在高性能和低功耗方面提供最佳性能。具有以下特点:(1)5级整数流水线,指令执行效率更高。(2)提供1.1MIPS/M Hz  的哈弗结构。(3)支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。(4)支持32位的高速AMBA总线接口。(5)全性能的MMU,支持 WindowsCE、Lin ux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。(6)MPU支持实时操作系统。(7)支持数据Csche,具有更高的指令和数据处理能力。
  采用美国Enfora公司的ENFORA0306-GPRS模块作为数据上传核心部件,完成主站软件的各项操作。
  采用RS485实现电表的数据抄录、电表的用电信息、实时监测电表的瞬时参数以及校时、结算日设置功能等。RS-485支持一点对多点的通信www.cechina.cn,允许在电路 中有多个发送器,且允许一个发送器驱动多个负载设备,负载设备可以是被动发送器、接收器或收发器的组合单元便于组网;通信距离能够满足系统的设计要求。所 以系统选择半双工的RS-485通信标准。终端机与集中器之间通过RS-485总线进行数据传输,采集器通过屏蔽双绞线采集用户各种远传能耗基表的信息, 并进行换算和存储;采集器对电量的采集可以直接通过电表上的RS-485接口接收用户的电量信息,也可以通过采集器上的红外接口,利用专用的红外抄表器对 采集器进行各种能耗信息的读取。
  软件环境采用2.6.20版本的嵌入式Linux操作系统,为系统应用软件提供良好的运行空间。Linux2.6内核中,引入很多有利于嵌入式应用的功 能。这些新功能包括实时性能的增强、方便的移植性、支持高档电源管理和I/O系统的改进等。这些改进使2.6的性能在对比2.4内核有着相当大的优势,尤 其是对嵌入式设备而言,无论从运行效率还是设备管理都有较大提升,能更好地处理多任务满足终端的控制要求。
  智能电网管理终端从硬件和软件两方面做防干扰可靠性设计,在保证功能的同时,尽可能地降低终端的故障率。
  2 终端具备的基本功能
  (1)计量数据采集功能。
  1)交流采样功能,测控管理终端具备交流采样模块,可以采集并计算三相电压、电流、功率、需量、有无功电量等。
  2)抄表功能,抄读电能表的正反有功电量、四象限无功电量、电压、电流、有功功率及无功功率,冻结电量等。
  (2)控制功能。
  1)电力负荷控制功能,强大的负荷控制功能,可对用户进行功控、电控等多种超预定负荷及避峰等拉闸控制,终端提供四轮控制,有四路遥信接口。
  2)数据抄读及存储功能CONTROL ENGINEERING China版权所有,终端可以抄读和存储不同的数据。
  3)用电异常检测及报警功能,终端实时对电力测控进行监测控制工程网版权所有,支持对电表状态、终端状态、计量回路状态以及各种处理分析的异常报警。
  4)通信功能,终端与主站的通信支持《电力负荷管理系统数据传输规约-2004》,支持GPRS/CDMA,并且有本地维护接口。
  时钟管理:时钟误差≤0.12 s·h-1,时钟保持>10年。
  5)远程升级,终端支持远程在线升级功能。
  (3)其他功能。
  1)软件远程下载,终端软件可通过远程通信信道实现在线软件下载。
  2)断点续传,终端进行远程软件下载时CONTROL ENGINEERING China版权所有,终端软件具有断点续传能力。
  3)终端版本信息,终端能通过本地显示或远程召测查询终端版本信息。
  4)通信流量统计,终端能统计与主站的通信流量。
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