基于ARM9的电力规约转换器研究和实现

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随着电力系统的快速发展,用户对电力设备的互连提出了更高的要求。由于在我国配电自动化系统中采用多家的终端设备,甚至包括国外产品。国外产品多采用国际标准规约,而国内产品有的采用电力行业标准规约,有的采用国际标准规约。通信规约不统一的问题,给设备选型、系统集成、运行维护等带来诸多不便,也为今后实现配电自动化增加了难度。为此,一种电力通信规约转换器便应运而生,它能够使已投入的设备和以后增加的设备实现通信上的无缝连接。 本文首先介绍了电力通信系统的发展现状和趋势,分析了通信规约转换的功能要求及实现方法。然后,文章从传统的信息和编码理论方面,对电力通信规约做了理论上的分析,为后面的深入研究奠定了理论基础。在理论分析之后,文章介绍了电力系统中广泛采用的CDT、101、104和CAN总线等远动通信规约,特别介绍了在电力系统自动化中得到日益广泛应用的IEC61850规约。在此基础之上,本文详细地设计了基于AT91MR9200微处理器的硬件结构体系,并完成了整个规约转换器硬件实物的开发调试工作,其中主要包括CPU模块、数据存贮模块、以太网通信模块、LCD显示模块等的设计,在设计中充分考虑了硬件的可靠性。文中结合AT91RM9200的特点对其启动和引导加载程序进行了详细的分析,进而分析了Linux操作系统在AT91RM9200上的移植和设备驱动程序开发的一般方法,从而大大提高了整个系统的稳定性并为以后系统的升级提供了方便。同时,该系统还设计了直观的人机界面,在程序上初步实现了CDT、101、104和CAN总线的转换。最后还说明了规约转换器调试过程中遇到的一些问题及其解决办法,并给出了模拟运行的结果。 本文所设计的电力通信规约转换器实现了以下功能:该规约转换器实现了目前应用于电力系统的各种通信规约之间的转换,并且可由用户灵活地选择需要相互转换的规约类型,而且在应用过程中,不需要有计算机的介入,在实际应用中非常方便灵活。转换器立足于嵌入式系统技术,采用高性能的AT91RM9200工业嵌入式芯片作为控制器。扩展了许多的外围接口,如串口,网口,USB接口,方便了使用者的操作和增加了应用的场合。综合了各种通信规约,并特别引入了IEC61850协议。实现了远动的事故追忆功能,可为使用单位的故障分析、质量管理提供可靠依据。移植Linux操作系统,应用程序采用多线程技术,软件的实时性能好。
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