基于嵌入式多arm的配电网自动化远方终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及配电网技术领域，尤其是涉及一种基于嵌入式多ARM的配电网自动化远方终端。
【背景技术】
[0002]配电网自动化远方终端装置(简称DTU)是整个配电自动化系统的基础单元，它具有配电网运行参数的采集、故障信息和遥信变位信息的保存、切断配电网故障区域供电、保障非故障区域的供电、与配电自动化系统进行信息交换等功能。实现了对配电网运行的监控，而且针对配电网的运行情况和故障情况，接受监控主站的遥控命令，通过远程遥控操作来实现保护功能。
[0003]上世纪远程终端控制系统主要依据51系列单片机，已经不能满足现代电力系统对设备的要求。近年来虽然出现了 ARM+DSP结构的配电自动化远方终端，但是其在设备稳定性能和通信方面的发展却并不能满足现代电力系统的要求。电力系统是一个庞大的、瞬变的多输入多输出系统，为了保证其安全运行，需要实时地检测各个节点的运行状况，及时的发现电力系统的不正常状态及故障状态，通知运行人员或者在本地快速地进行控制和处理。电力系统监测和控制的参数要求实时性较强，不仅包括频率、电压、电流、有功、无功、谐波分量、序分量等，还有些采集的特征量频率变化快而且复杂，如暂态突变量、高频故障行波等，普通的采集处理方式对多路进行计算时，就会显得吃力甚至难以实现。
[0004]综上所述，目前配电网自动化远方终端装置硬件设计和软件设计存在以下问题:基于ARM+DSP的硬件设计方式中两个CPU不兼容，需要设计通信接口电路；在功能任务实现时，DSP只负责完成遥测量的采集，ARM处理器需要完成包括遥信、遥控、通信等多个功能，ARM处理器任务多、负担重；配电网自动化远方终端DTU设备运行的安全性和稳定性较差。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种信息采集精确、兼容性稳定性高的基于嵌入式多ARM处理器的配电网自动化远方终端，三片ARM芯片各司其职，相互协作，保证了每片ARM芯片都可以高效的利用，使系统更加高效快速的工作，DTU设备信息采集的准确性、事故判断和处理的准确性以及设备自身运行的稳定性等都得到了显著提高。
[0006]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]一种基于嵌入式多ARM的配电网自动化远方终端，包括:
[0008]DTU遥测遥信遥控模块，用于采集输电线路遥测量和遥信变位信息，并控制继电器的开合；
[0009]通信模块，一端与区域监控主站连接，另一端通过CAN总线与DTU遥测遥信遥控模块连接，实现信息传输；
[0010]人机交互模块，与通信模块连接，用于实现参数设置和信息显示；[0011 ] 所述DTU遥测遥信遥控模块、通信模块、人机交互模块各由一片ARM处理器作为控制核心，构成多ARM结构，其中，
[0012]所述DTU遥测遥信遥控模块包括ARM测控控制器及分别与ARM测控控制器连接的DTU遥测单元、DTU遥信单元和DTU遥控单元；
[0013]所述通信模块包括ARM通信控制器，该ARM通信控制器设置有多种通讯接口 ；
[0014]所述人机交互模块包括ARM显示控制器、键盘和显示面板，所述键盘和显示面板分别与ARM显示控制器连接，所述ARM显示控制器通过RSS232与通信模块连接。
[0015]所述DTU遥测单元包括依次连接的电压电流互感器和信号调理电路，所述信号调理电路通过数据端口与ARM测控控制器连接。
[0016]所述DTU遥信单元包括依次连接的第一光电隔离器和总线收发器，遥信变位信息经第一光电隔离器变换后，经总线收发器传输给ARM测控控制器。
[0017]所述DTU遥控单元包括依次连接的锁存器、第二光电隔离器和功率继电器，所述锁存器接收ARM测控控制器的遥控信号，经第二光电隔离器隔离输出给功率继电器，控制继电器动作。
[0018]所述通讯接口包括串口 RS232、串口 RS485、10/100M以太网和GPRS通讯接口。
[0019]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0020]1、采用嵌入式多ARM架构，所使用的三片ARM芯片分别作为测控模块、通信模块和人机交互模块的主控芯片，三片ARM芯片各司其职，协同工作，且具有很好的数据兼容性，保证了信息采集的精确性，事故处理操作的准确性和通信的兼容性、稳定性；
[0021]2、在通信模块的ARM芯片上可以构建基于嵌入式操作系统μ C/0S-1I和通信协议组的软件平台，在该软件平台下设计功能任务，实现了兼容不同通信网络介质，并能转发通信网络上智能设备的报文信息，解决现有技术存在的基于ARM+DSP的硬件设计方式中两个CPU不兼容，在功能任务实现时DSP只负责完成遥测量的采集，ARM处理器需要完成包括遥信，遥控，通信等多个功能，ARM处理器任务多、负担重等软硬件设计问题；
[0022]3、本实用新型提高了配电自动化馈线终端装置的精确、高效和稳定性。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的装置结构示意图；
[0024]图2为本实用新型装置所在分布式系统的通信链路拓扑结构图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0026]如图1所示，本实用新型实施例提供一种基于嵌入式多ARM的配电网自动化远方终端，包括DTU遥测遥信遥控模块1、通信模块2和人机交互模块3，DTU遥测遥信遥控模块1、通信模块2、人机交互模块3各由一片ARM处理器作为控制核心，构成多ARM结构。DTU遥测遥信遥控模块I在其核心ARM微处理器的控制下，采集遥测信息、遥信变位信息和下达遥控信息，遥信变位信息包括开关位置信号、弹簧储能信号、接地开关信号和工作电源失电信号等；通信模块2在其核心ARM微处理器的控制下负责完成DTU终端与区域监控主站之间的信息交换；人机交互模块3在其核心ARM微处理器的控制下实现参数修改和显示等功能。三个ARM处理器分别负责信息采集、通信和输入显示功能，各司其职，相互协作，使得配电网自动化馈线装置运行更加稳定。
[0027]DTU遥测遥信遥控模块I包括ARM测控控制器11、DTU遥测单元12、DTU遥信单元13和DTU遥控单元14，ARM测控控制器11包含第一 ARM处理器、高速AD芯片、JTAG接口、实时时钟、CAN总线接口和存储单元，DTU遥测单元12 —端与输电线路耦接，另一端连接ARM测控控制器11，用于采集交流模拟量传输给ARM测控控制器，ARM测控控制器根据交流模拟量获得遥测量并保存；DTU遥信单元13与ARM测控控制器11连接，用于在ARM测控控制器11控制下，采集遥信量；DTU遥控单元14与ARM测控控制器11连接，用于接收从ARM测控控制器11发出的遥控信号控制继电器动作。DTU遥测单元12单独使用一个数据总线16与ARM测控控制器11链接，DTU遥信单元13、DTU遥控单元14通过同一数据总线15与ARM测控控制器11连接，ARM测控控制器通过74HC138译码器作为片选信号，来控制数据总线的占用情况。
[0028]DTU遥测单元12包括依次连接的电压电流互感器121和信号调理电路122，通过数据总线ARM测控控制器11连接。电压电流互感器121包括配置6路电流互感器和3路电压互感器，通过与输电线路“耦接”获得可测量的电压、电流模拟量。电压电流回路经PT、CT隔离变换后进入信号调理电路中，信号调理电路由精密、低噪声、低输入偏置运算放大器组成，将电压电流信号调节到合适的范围后，通过数据总线送入ARM测控控制器11，有ARM测控控制器中的16位高速高精度AD芯片转换为数字量，结果从SPI接口送给ARM处理器，并使用FFT算