一种基于arm平台的智能辅助监测及控制处理装置及方法
【专利说明】—种基于ARM平台的智能辅助监测及控制处理装置及方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及安全输送电领域，具体涉及实现对变电站内视频防护功能布撤防最优控制的基于ARM平台的智能辅助监测及控制处理装置和方法。
【背景技术】
[0003]目前在电网智能化迅速发展的背景下，变电站数量逐年增长，变电站设备检修工作量增长更快，随着电力信息化建设的不断深入，许多供电企业先后对检修巡检及运维工作进行了不同程度的改进和完善，以便减轻工作人员的工作量，提高检修工作的安全可靠性，五防检修是变电站设备检修中最常见的检修工作，工作票、操作票是检修巡检及运维人员在电力生产现场、设备、系统上进行检修、维护、安装、改造、调试、试验等工作的书面依据和安全许可证，是检修巡检及运行维护人员双方共同持有、共同强制遵守的书面安全约定。五防工作票是检修五防系统设备及控制设备所必须的要求工作之一，是工作现场的安全保障的条件之一。
[0004]现有的变电站智能化辅助系统以视频系统为核心，完成站端视频采集和监控，并将视频信息远传到监控中心或调度中心，在视频系统中采用智能视频分析技术，从而完成对现场特定监视对象的状态分析，并可以把分析的结果上送到统一信息平台，分析的结果可以是标准信息、图片或视频图像，通过划定警戒区域，配合安防装置，完成对各种非法入侵和越界行为的警戒和告警。但在实际的变电站设备检修和巡检过程中会出现无工作票或操作票许可时误入带电间隔的处理情况，由于无人值守变电站视频监控有死角，会出现没有相应的报警提醒，也没有视频对此进行抓拍取证的情况，这给无人值守变电站的检修巡检及相关运维过程遗留很大的安全隐患。
【发明内容】
[0005]本发明为克服现有技术中存在的不足，提供了一种基于ARM平台的智能辅助监测及控制处理装置。
[0006]本发明解决其技术问题所采用如下技术方案:
本发明的智能辅助监测及控制处理装置，包括:主控及辅助处理模块、以太网PHY控制模块、JTAG在线下载模块、串口隔离模块、地址拨码模块，主控电源模块，其特征在于:所述主控及辅助处理模块包括主控芯片电路，以及与所述主控芯片电路电气连接的25MHz系统时钟晶振电路、32.768KHz系统实时时钟的晶振电路，复位电路，WTD电路以及供电电路；所述供电电路由主控电源模块和TCL1117-3.3V电源组成，主控电源模块的输出与TCLl117-3.3V电源组成的输入相连，TCLl117-3.3V电源的输出与主控芯片电路的电源输入端子相连，所述主控电源模块为MP1484芯片，所述MP1484芯片的输入端接12V输入工作电源，使能端接上拉电阻，通过精密电阻调节输出电压，并通过前级电源滤波电路和后级电源滤波电路进行滤波；所述以太网PHY控制模块与主控及辅助处理模块电气连接，所述以太网PHY控制模块由单路10/100Mb/s以太网收发接口芯片DP83848，与所述DP83848芯片连接的网络变压器H1102，另一 TCL1117-3.3V电源，50MHz晶振以及与所述另一 TCLl 117-3.3V电源连接的RJ45网络接口组成，所述DP83848芯片使用ETH_PWR_INT_PA3引脚引入电源信号，MII_RESET_NO引脚引入系统复位信号，ETH0_CLK_X1引脚引入晶振信号，通过ETHI_TXD、ETH_RXD引脚分别完成数据的发送和接收，通过ETH_TX_EN，ETH0_RXDV引脚分别完成发送数据的控制以及接收数据的控制，所述以太网PHY控制模块使用50欧姆的走线控制，使得接收端高阻的情况下，通过在源端串联50欧姆来做匹配，吸收终端反射回来的信号，防止在源端再次发生发射；所述JTAG在线下载模块与所述主控及辅助处理模块电气连接，所述JTAG在线下载模块测试程序数据输入引脚，测试程序数据输出引脚，复位引脚和测试程序模式控制引脚分别连接1k的上拉电阻，测试程序时钟驱动引脚连接1k的下拉电阻，外部物理接口采用JM2位置，端子采用1.25mm间距Spin直插端子；所述串口隔离模块与所述主控及辅助处理模块电气连接，所述串口隔离模块中的高速数据流光隔离芯片将TTL电平信号进行光电隔离，通过电平转换芯片SP485EEN将所述主控芯片电路的串口 TTL电平转换为RS485信号，使用TVS管进行过电压限制，使用空放管完成输入高电压的能量泄放，使用自恢复保险管完成过电流时的自动断路；所述地址拨码模块与所述主控及辅助处理模块电气连接，用于向所述主控及辅助处理模块发送地址码。
[0007]所述主控芯片为ARM Cortex _M4的STM32F4XX系列主控芯片。
[0008]所述TCL1117-3.3V电源的电源端接退耦电容以消除电路网络之间的寄生耦合。
[0009]所述JTAG在线下载模块实现程序下载和在线调试功能。
[0010]所述地址拨码模块，由主控芯片8位GP1通过上拉电阻实现256种设备地址，以区分同条总线上不同设备。
[0011]使用所述智能辅助监测及控制处理装置的智能辅助监测及控制方法，其特征在于:在智能辅助控制系统中建立相应的设备模型以匹配五防系统传来的工作票中的检修开关或其他设备信息，使得视频防护区域与检修设备所在区域一致，智能辅助控制系统根据工作票的信息自动识别相应的检修设备区域，根据控制策略对视频防护区域进行布防和撤防。
[0012]本发明所产生的积极效果为:有效避免变电站设备检修和巡检过程中出现无工作票或操作票许可时误入带电间隔的处理情况，通过该系统能将由摄像机对入侵情况进行检测、分析，确定是误入后进行相关子系统联动，进行现场声音报警，由摄像机进行现场拍照并存档；把相关告警信息上传到主站或后台，给予值班人员以告警；同时把告警信息通过短信提醒相关领导，从而从技术防护措施方面杜绝人员的习惯性违章问题，同时进行五防工作票中的检修工作和智能辅助控制系统中视频防护的联动，提高站内检修工作安全保障，减少站内告警信息的误报率，为工作现场安全提供保障，进一步提供了电力系统的自动化运维水平。
【附图说明】
[0013]图1为本发明一种基于ARM平台的智能辅助监测及控制处理装置的结构原理框图。
[0014]图2为本发明一种基于ARM平台的智能辅助监测及控制处理装置的STM32F4XX系列主控芯片部分电路。
[0015]图3为本发明一种基于ARM平台的智能辅助监测及控制处理装置的以太网PHY控制模块的以太网收发接口芯片电路图。
[0016]图4为本发明一种基于ARM平台的智能辅助监测及控制处理装置的串口隔离模块电路图。
[0017]图5为本发明一种基于ARM平台的智能辅助监测及控制处理装置的JTAG在线下载模块和TCL1117-3.3V电源的电路图。
[0018]图6为本发明一种基于ARM平台的智能辅助监测及控制处理装置的主控及辅助处理模块的供电电路图。
【具体实施方式】
[0019]以下通过【具体实施方式】，并结合附图对本发明作进一步说明。
[0020]参见图1，为本发明的智能辅助监测及控制处理装置的结构原理框图，该装置包括:主控及辅助处理模块、以太网PHY控制模块、JTAG在线下载模块、串口隔离模块、地址拨码模块，主控电源模块，所述主控及辅助处理模块包括主控芯片电路，以及与所述主控芯片电路电气连接的25MHz系统时钟晶振电路、32.768KHz系统实时时钟的晶振电路，复位电路，WTD电路以及供电电路；所述供电电路由主控电源模块和TCL1117-3.3V电源组成；所述以太网PHY控制模块与主控及辅助处理模块电气连接，所述以太网PHY控制模块由单路10/100Mb/s以太网收发接口芯片DP83848，与所述DP83848芯片连接的网络变压器H1102，另一 TCL1117-3.3V电源，50MHz晶振以及与所述另一 TCL1117-3.3V电源连接的RJ45网络接口组成；所述JTAG在线下载模块与所述主控及辅助处理模块电气连接，通过SDO、SD1、/ISPEN, PLUG、TMS、SCLK接口实现程序下载和在线调试功能；所述串口隔离模块与所述主控及辅助处理模块电气连接，通过光隔离模块实现TTL电平信号隔离，再通过电平转换芯片将TTL电平信号转换成RS485信号，随后通过TVS管，空放管，自恢复保险管完成抗干扰处理电路，实现稳定的RS485通讯；所述地址拨码模块与所述主控及辅助处理模块电气连接，用于向所述主控及辅助处理模块发送地址码。
[0021]参见图2，为STM32F4XX系列主控芯片部分电路。如图所示，该电路是主控芯片I至44pin接线图，其中，YHl为25MHz系统时钟晶振，晶振电路还包括电容CH37、电容CH38和电阻RH56 ；X4为32.7680KHz系统实时时钟的晶振，晶振电路包括电容CH39、电容CH40、电阻RH75 ;自动上电复位电路包括电阻RH68、二极管DH27、电容CH42，在系统上电时，电容CH42处于充电过程中，STM32F的31引脚电平处于低电平，系统复位，当电容CH42充电完成后，STM32F的31引脚电平就恢复并保持至高电平，系统复位完成；系统上拉电阻RH69、RH72、RH73分别串接在3.3V电源与38、39、40引脚之间，RH74系统下拉电阻，用于保持信号稳定，UART_RD_TX1、UART_RD_TX4分别为串口 I和串口 4的TTL电平信号发送端，ETH_MDC、ETH_RX_REF_CLK、ETH_MD10 为网络接口引脚，B0