一种智能电网调度终端一体机的制作方法

文档序号:12408967阅读:439来源:国知局

本实用新型涉及一体机领域,特别是涉及一种智能电网调度终端一体机。



背景技术:

调度是电网运行的中枢,调度自动化系统作为电网运行的基础,调度数据传输通道又是调度的物理基础。目前电网调度数据采用的传输方式有模拟通道,数字通道,数据网通道。数字通道、模拟通道是固定的电力专线连接,通道结构复杂,经过通信机房自动化机房设备转接,经过通道测试柜,modem柜等。而且目前采用的传统的modem板以及数字通道板,受限于存储空间以及接口的限制存在精度不高,实时性差,采集数量有限,外围电路芯片功耗高,故障率高。但模拟通道依然是重要的数据源;数字通道的承载网DDN可以提供点对点,点对多点业务,电路可以是永久性虚电路PVC或者交换型虚电路SPVC,具有自愈功能,全程数字传输,无A/D转换,稳定实时可靠,是调度数据网通道的主要通道之一。因此需要对终端转换设备进行改造,技术提升来进一步满足智能电网调度控制系统的要求。

目前采用的方案多是将变电站传来的数字/模拟信号经过调制解调板处理后通关连接线将该信号传送到终端服务器进行数字信号转模拟信号,后通过网线将信号送到智能电网调度控制中心。

目前现有技术采用的多是单独调制解调器modem板,其控制芯片多位51单片机控制芯片,存储空间,缓存空间有限。Modem板又与串口转网络终端服务器通过网线等进行连接,又大大增加物理连接故障。

以信息技术彻底改造现有的能源利用体系,采用先进的控制技术最大限度地开发电网体系的能源效率是智能电网理念产生的源泉,在现实系统基础上整合现有资源并创新。因此经模拟通道数字通道以及串口终端基于一体,并采用先进的控制芯片的设计,将大大降低装置故障,提供数据运行速率,提升通信装备的智能化,满足传统电网调度系统转向智能电网智能调度系统数据传输的要求,适应网省智能电网以及省县市电网调控一体化系统的实时高速数据处理传输要求。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种智能电网调度终端一体机,大大简化目前电力系统中的众多的线路链接问题,解决了数据处理速度慢,功耗高的问题,电网调度可靠性高。

为实现上述实用新型目的,本实用新型提供的技术方案是:

一种智能电网调度终端一体机,为嵌入式终端一体机系统,将以太网控制器、电源电路、晶体振荡器电路、复位电路、JTAG接口、存储器模块, AT91RM9200微处理器集成一起,构成主控板;调制解调器部分和数字处理部分集成在一起构成模拟数字通道一体板,一体板为板卡样式,与主控板插接在一起组成所述终端一体机,其中,所述以太网控制器用于设计网络,所述调制解调器将加工好的数据送到主控制芯片,所述晶体振荡电路为系统提供时钟频率,所述以太网控制器通过 JTAG 接口,对芯片内部的所有部件进行访问,所述存储器模块实现数据的存储缓存,所述模拟数字通道一体板模块主要实现调制解调,模数转换,信号过滤处理功能;

所述模拟数字通道一体板采用自动增益电路,所述调制解调器将主站发出的数字信号调制成模拟信号进行传输,接收端将从远程测控终端送来的模拟信号重新转为数字信号,上传主站,远程测控终端传入模拟信号和数字信号采用同一控制芯片,通过拨码开关切换由模拟板还是数字板进入工作状态;

所述存储器模块包括Flash存储器和SRAM存储器,Flash存储器用于存储系统运行所需的程序和重要数据,在掉电的情况下,程序和数据也不会丢失,SDRAM存储器的作用是存放系统运行时的程序和数据;

所述系统的输入电压为5V直流稳压电源,所述模拟数字通道一体板采用5V电源供电。

进一步地,所述以太网控制器内部设有寄存器,设置物理层接口、数据传输模式和工作模式,使以太网控制器根据需要进行动态调整。

进一步地,模拟数字通道一体板模块为16路信号,所述调制解调器还具有同异步转换功能,将模拟通道端低波特率同步信号转化为多倍波特异步信号。

进一步地,所述电源电路中设有低压差稳压器,使各模块中外围器件获得3.3V电源。

进一步地,所述SDRAM模块为2片数据宽度为16位的SDRAM并行运行作为一个32位数据宽度的SDRAM模块,防止系统掉电后程序和数据的丢失。

进一步地,所述系统中串行口电路为SP3232,16引脚封装,所需引脚为接收端DRXD、发送端DTXD。

进一步地,所述调制解调器采用FSK调制技术,通过软件实现信号的调制解调,数字信号处理部分采用从电源上和信号上将通信双方完全隔离的方法,对数据不进行加工处理,不存储数据,信息代码格式不受限。

进一步地,所述以太网控制器支持以太网通信协议IEEE802.3标准。

采用上述技术方案,本实用新型具有如下有益效果:

本实用新型在一体机系统在硬件上采用了高性能的嵌入式主控制芯片以及大容量的存储芯片,采用支持IEEE802.3标准的以太网控制器CS8900A 来设计网络部分。数字通道模拟通道一体板主控芯片采用采用了ST公司基于Cortex-M3内核的32位增强型闪存微控制器 STM32F103作为主控制芯片。Cortex-M3内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用,具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求,智能数字通道-模拟通道板,即插即拔,使用灵活方便。

本实用新型的终端一体机系统大大简化目前电力系统中的众多的线路链接问题,解决了数据处理速度慢,功耗高的特点,可靠性高。硬件采用嵌入式设计,软件采用模块化设计,实现方法简单,大大缩短了开发时间。强大的数据冗余,满足了智能电网智能调度系统对数据设备的要求。该系统会可应用于厂站自动化系统中,将对变电站二次侧设备改进,电网升级改造有很大的借鉴意义。

附图说明

图1为本实用新型智能电网调度终端一体机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的结构图及具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

图1为本实用新型的智能电网调度终端一体机结构图,如图1所示,本实用新型为嵌入式终端一体机系统,将以太网控制器、电源电路、晶体振荡器电路、复位电路、JTAG接口、存储器模块, AT91RM9200微处理器集成一起,构成主控板;调制解调器部分和数字处理部分集成在一起构成模拟数字通道一体板,一体板为板卡样式,与主控板插接在一起组成所述终端一体机,采用先进的控制芯片的设计,将大大降低装置故障,提供数据运行速率,提升通信装备的智能化。

其中,以太网控制器用于设计网络,优选地,系统采用了Cirrus公司生产的高集成度的全面支持IEEE802.3标准的以太网控制器CS8900A 来设计网络部分,特点是使用灵活,物理层接口、数据传输模式和工作模式等都能根据需要而动态调整,通过内部寄存器的设置来适应不同的应用环境。

在系统中的电源电路,AT91RM9200需要1.8V和3.3V电源,大部分外围器件需要3.3 V电源,小部分外围器件还需要5V电源,为简化系统电源电路的设计,系统的输入电压为5V直流稳压电源,数字通道-模拟通道板采用5V电源供电。为了得到可靠的3.3V电压,此处选用了Sipex公司生产的SPX1117M3-33型低压差(LDO)稳压器,其输入电压为5V,输出电压为3.3 V,最大输出电流为0.8 A。选用Sipex公司生产的SPX1117M3-1.8型低压差(LDO)稳压器,变换后最大输出电流为0.8A的1.8V电源。

存储器模块包括Flash存储器和SRAM存储器两个部分。Flash存储器用于存储系统运行所需的程序和重要数据,即使掉电程序和数据也不会丢失;设计中采用Intel公司生产的28F640J3A。SDRAM存储器的作用是存放系统运行时的程序和数据,掉电后该部分程序和数据会丢失,优选地,设计中使用2片数据宽度为16位的SDRAM并行运行作为一个32位数据宽度的SDRAM模块。

模拟数字通道一体板采用插接的方式连接,用于数据采集,模拟通道板卡部分采用自动增益电路,所述调制解调器将主站发出的数字信号调制成模拟信号进行传输,接收端将从远程测控终端送来的模拟信号重新转为数字信号,上传主站,数据采集处理部分16路信号可以是模拟信号也可以是数字通道信号,实现了对电力系统运行状况的监视和控制,满足了智能电网实时传送电网动态数据并进行及时有效的分析的要求。远程测控终端传入模拟信号和数字信号采用同一控制芯片,通过拨码开关切换由模拟板还是数字板进入工作状态,调制解调的核心功能由软件实现,使电路灵活、可靠,便于功能的扩展。

在构架上将模数转换板/数字转数字板,数字信号转网络信号装置集成在一个终端设备,去掉了外部物理连接线,采用了集成电路和插针的连接关系

调制解调器部分除了一般的调制解调功能以外,还具有同异步转换功能,将模拟通道端低波特率同步信号(300、600、1200)转化为多倍波特异步信号。

调制解调器(MODEM)部分采用FSK调制技术,利用带宽、抗噪声强等特点实现信号的调制解调,该部分通过软件实现,数字处理(DIGIT)部分采用从电源上和信号上将通信双方完全隔离的方法,对数据不进行加工处理,不存储数据,信息代码格式不受限,抗干扰能力较强。

数字通道模拟通道一体板主控芯片可以采用了ST公司基于Cortex-M3内核的32位增强型闪存微控制器 STM32F103作为主控制芯片。Cortex-M3内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用,具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求。

现场应用表明,该通道接口板具有电路新颖,操作简便,性能可靠,运行稳定等优点,完全满足智能调度实时通信的要求。

本实用新型中的UART接口电路为Sipex公司生产的SP3232,其工作电压为3.3V,16引脚SOIC封装,所需引脚为DRXD、DTXD。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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