基于μC-OS-Ⅱ電能量遠(yuǎn)方終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電力作為商品進(jìn)入了市場(chǎng)，電力企業(yè)的管理模式已經(jīng)發(fā)生了根本性的變化。如今電力系統(tǒng)的廠網(wǎng)已經(jīng)分家，發(fā)電公司和電網(wǎng)公司已獨(dú)立運(yùn)行。在這一背景之下，廠網(wǎng)雙方都迫切需要根據(jù)《電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)功能規(guī)范》的要求，建設(shè)自己的電能量計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)(TMR-Tele Meter Reading System)，完成對(duì)電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集、遠(yuǎn)傳和存儲(chǔ)、預(yù)處理、統(tǒng)計(jì)分析，以支持電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)、電費(fèi)結(jié)算、輔助服務(wù)費(fèi)用結(jié)算和經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償計(jì)算等。 電能量

2、遠(yuǎn)方終端(ERTU)是電能量計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，它主要負(fù)責(zé)與電能表通信，自動(dòng)抄錄電能表采集和計(jì)算生成的計(jì)量和結(jié)算數(shù)據(jù)，并根據(jù)現(xiàn)代電能量計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的要求，對(duì)所抄錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、預(yù)處理和遠(yuǎn)傳，確保電能量計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)能及時(shí)、完整、準(zhǔn)確、可靠、安全地采集到電能計(jì)量和結(jié)算所需的數(shù)據(jù)，保證電力市場(chǎng)供、售、購(gòu)電各方對(duì)電能計(jì)量和結(jié)算的需求。 本文結(jié)合中國(guó)的具體國(guó)情，借鑒國(guó)內(nèi)外研究成果，在對(duì)基于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)串口傳輸實(shí)時(shí)性能建模并分析的基礎(chǔ)

3、上，提出了基于保護(hù)模式下的μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的新型電能量遠(yuǎn)方終端的設(shè)計(jì)方法。并結(jié)合國(guó)家和電力行業(yè)頒布的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)裝置的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定可靠性、高效性等技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。最終設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型電能量遠(yuǎn)方終端。 硬件設(shè)計(jì)方面，裝置按照嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法。系統(tǒng)由Inte1586高性能CPU板、320x240藍(lán)屏液晶顯示器、薄膜鍵盤(pán)、狀態(tài)指示板、多功能擴(kuò)展基板以及電

4、源系統(tǒng)等部分組成。其中Inte1586高性能CPU板采用盛博科技的PC104規(guī)格的CPU，板上集成有32M內(nèi)存、DOC2000固態(tài)盤(pán)和10BaseT網(wǎng)絡(luò)接口等。電源系統(tǒng)由交直流兩用開(kāi)關(guān)電源和交直流電源自動(dòng)切換系統(tǒng)兩部分組成。多功能擴(kuò)展基板是專(zhuān)門(mén)為ERTU設(shè)計(jì)的一塊電路板，板上擴(kuò)展了8路RS485串行接口和一路工業(yè)級(jí)撥號(hào)MODEM。與此同時(shí)，鍵盤(pán)、液晶顯示器等功能部件的輔助電路也集成在該板上。硬件設(shè)計(jì)考慮了裝置在惡劣工作環(huán)境下的穩(wěn)定可靠運(yùn)

5、行的需求。 軟件設(shè)計(jì)方面，根據(jù)裝置的特點(diǎn)和實(shí)時(shí)性要求，采用了μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。為保證裝置的高效運(yùn)行，作者創(chuàng)造性地將基于X86硬件平臺(tái)下實(shí)模式的μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)移植到保護(hù)模式下運(yùn)行，并針對(duì)應(yīng)用軟件需求和硬件資源，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)的模塊，建立了應(yīng)用軟件工作平臺(tái)。 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)方面，根據(jù)《DL/T 743-2001電能量遠(yuǎn)方終端》標(biāo)準(zhǔn)和《HT2000eRTU技術(shù)規(guī)范書(shū)》的要求，采用了實(shí)時(shí)

6、多任務(wù)軟件設(shè)計(jì)的方法，軟件的維護(hù)與升級(jí)變得安全、方便、快捷。裝置可與多個(gè)主站，采用不同的通信接口和不同的通信協(xié)議通信。裝置與主站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信支持TCP/IP協(xié)議，作者根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)的介紹，移植實(shí)現(xiàn)了基于μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的微型TCP/IP協(xié)議棧和底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的模塊。工藝設(shè)計(jì)方面，裝置采用標(biāo)準(zhǔn)19英寸3U鋁合金機(jī)箱進(jìn)設(shè)計(jì)。 裝置的原理樣機(jī)實(shí)現(xiàn)以后，在陜西省電力公司的自動(dòng)化機(jī)房和變電站進(jìn)行測(cè)試，其各項(xiàng)性能均滿足規(guī)范的要求。