嵌入式变电站通信服务器的设计与研制

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通信是变电站自动化系统的关键技术之一,通信双方依托数据传输规约来完成数据传输。目前我国变电站自动化采用的通信网络种类繁多,应用规约各异,造成大量规约转换和调试工作,给运行维护带来不便,因此,在自动化站内能高效、经济、方便地进行各个层面的通信协议转换,能适应现存的各种通信介质,能满足高速实时性能要求的通信服务器成为自动化系统中的核心组成部分之一。通信服务器完成对各种数字信息和模拟信息的收集和处理,并把这些信息综合处理后传递给主站,完成协议转换功能,辅助主站完成整个系统的控制和调度。 本文首先在分析国内外有关通信服务器解决方案的基础上,提出了基于32位嵌入式微处理器AT91RM9200+嵌入式实时操作系统VxWorks的设计方案。针对所采用的具体芯片,详细介绍了硬件解决方案,包括硬件整体解决方案和接口电路设计。在随后的章节里介绍了变电站自动化系统的通信网络和传输规约,分析了规约报文结构以及实施过程。接着分析了VxWorks操作系统的特点,在此基础上进行了通信服务器的实时多任务软件设计,包括需求分析、数据流分析、多任务划分、任务优先级以及任务间通信机制的确定等,并对各个部分进行了实现,包括CAN总线接口程序设计、以太网口程序设计以及任务体的设计,分析了各任务实施的流程。然后介绍了基于MFC编程的通信服务器配置软件的设计,该软件用于配置和管理设备信息以及需要采集的数据信息。硬件和软件设计完成后,在实验室环境下,以第三方TCP/IP软件模拟主站,以微机线路保护测控装置为子站,借助交叉开发环境Tomado完成了对软件的调试。论文的最后对现阶段的工作进行了总结,并对变电站自动化通信系统的未来进行了展望。
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