嵌入式电能量收集系统概述和主要功能.docx

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1、嵌入式电能量收集系统概述和主要功能网络转载导语：以计算机技术、芯片技术和以软件为核心的嵌入式系统(EmbeddedSystem)再度成为当前研究和应用的热点。1引言随着计算机技术、网络技术和大规模集成电路的高速开展，动态信号分析系统出现了向着网络化方向开展的趋势。以计算机技术、芯片技术和以软件为核心的嵌入式系统(EmbeddedSystem)再度成为当前研究和应用的热点。相对于通用计算机系统，嵌入式系统最大的特点是目的性和针对性强，即每一套嵌入式系统的开发设计都有其特殊的应用场合和特定功能，且通常具有实时性高、功耗低、体积小、集成度高、本钱低等特点。远程电能量数据收集终端(ERTU)在电能量计

2、费系统中是介于计量主站与费率装置(电能表)之间的中间设备，主要完成电能量数据收集、处理、存储及转发等功能。嵌入式技术在电力系统中的应用有着悠久的历史，早在几年度前国内就已经开场引进嵌入式实时操作系统(RealTImeOperaTIonSystem-RTOS)为核心的电网监控系统。随着近年度来电力系统自动化程度的不断进步及嵌入式技术的迅速开展，嵌入式技术越来越广泛应用于数据收集、状态监控、自动装置、微机保护、集散控制等各个领域，其中电能计量系统由于其自身的用电用户分散性和管理网络化的需要，应用嵌入式技术将大大进步系统性能。2嵌入式电能量收集系统概述电能量收集系统作为电力营销和将来电网商业化运营的

3、技术支持有着广阔的应用前景。系统主要由主站端计算机系统、厂站端电量收集器、多功能电子式电量表和信息通信网络四局部组成，涉及到电子、计算机、通信、网络、电力系统等多方面的专业知识。随着电力市场的建立和信息技术的开展，电能量收集系统的开展出现了新的特点：(1)网络化程度更高，远程电能数据收集终端(ERTU)除了具备多种接口和内置Modem，还应具有网络功能，具有网络接口，遵从TCP/IP标准协议;数据传输平安可靠，具备面向用户的信息查询功能和辅助信息发布功能;(2)电能表自动抄表ARM(AutomaTIcReadingMeter)是供电部门将安装在用户处的电能表所记录的用电量，通过遥测、传输和计算

4、机系统汇总到营业部门，代替人工抄表及一系列后续工作。ARM的实现将克制人工抄表费时、费力、容易出错及入户抄表的困难，有利于进步配电自动化程度;(3)在远程电能数据收集终端(ERTU)采用嵌入式CPU和嵌入式实时多任务RTOS构成完好的嵌入式系统，在RTOS的根底上结合嵌入式Web效劳器技术，可实现实时、动态的交互查询功能，为用电管理人员的决策分析提供了强有力的支持。ERTU采用定时或实时启动抄表任务，通过RS-485总线读取智能电能表内的电量信息和事件信息，支持标准的RS-485串口数据输出。每一个ERTU装置都可以接多路RS-485总线，这样就可以同时收集多路的电表信息。根据以上所述电能量收

5、集系统的开展，在系统的研究中开发出了一种新型的电能量收集终端，其硬件采用流行的PC104为主的CPU，可保证高速和高可靠性运行，总线式设计，可较为方便的对接口进展扩大，以电子盘为存储介质，可确保掉电后数据的不丧失;其控制平台采用实时嵌入式LINUX操作系统，多进程/线程设计，各程序模块并发运行，可极大地进步系统效率。各电能量计量点对应的智能电表对电能量进展测量，数据收集系统对电能表进展巡回收集并存储下来，通过专线方式即挪动公司的GPRS网络将收集的数据传输到主站系统，通过GPRS网络与控制中心进展远程通信。数据收集系统在设计上采用功能模块插件式构造，主要由接口模块、RS-485收集模块、主控模

6、块、远程通信模块(Modem)等组成，各模块之间通过主控模块进展连接和管理。收集装置采用定时启动抄表任务的方式，可以使用远程控制方式，通过RS-485总线读取智能型电表内存储的电能量信息，分时段存储在收集装置内的事件信息。数据收集系统具有对不同电能表规约转换的才能，针对不同的电能表，编写相应的收集程序，建立了一个程序库。3嵌入式电能量收集系统的主要功能开发的新型电能量收集系统集数据抄收、存储、处理、无线上传等功能于一身，系统可收集32/64路脉冲输入信号，脉冲扫描周期为10ms，采样分辨率不小于40ms，具有硬件滤波，同时软件根据电能表类型和脉宽进展滤波处理。利用电能量收集系统提供4路RS-4

7、85接口，每个RS-485接口可接入32只多功能电子式电能表，还可以扩展。抄收间隔由主站远方设定，可以在收集系统方设定，每个从电能表读取的数据参加时间信息存储为带有时标的数据，电量收集系统的时间信息是通过系统中的GPS模块进展准确授时，收集系统通过GPS时钟完成校时并可以对多功能电子式电能表进展播送方式的校时，该嵌入式电能量收集系统既可以同脉冲式与脉冲式电表终端通信，可以以同数字接口全电子式电能表终端通信，同时提供了一个GPRS接口，支持TCP/IP协议，通过GPRS网络上传给主站效劳器。系统的功能构造图如图1所示。4系统实现4.1数据收集单元的硬件构造系统的硬件核心用标准PC104“夹层总线

8、方式和嵌入式操作系统提供给用程序的运行平台，进步软硬件设计的标准化程度和系统的复用性，微处理器采用了Intel486处理器平台，其速度为100MHz，且可用程序改变;它包含一个以太网接口，支持TCP/IP协议，存储器分为两局部：512kB的FLASHEPROM(用于运行程序及各个中间变量的存放);一块64MB的DiskOnChip的电子盘(用于存放抄收的电能量数据，最多可扩展到1G)。带有PC104接口的4通道多串口卡，用多串口扩展出8个串口用以连接本地电能表，系统还采用了以下用户接口设备：一块兼容标准液晶显示接口的单色液晶显示屏，显示分辨率320TImes;240;用PC-AT键盘接口连接的输入键盘，用作用户输入设备。由上可见，主要PC外围设备都被集中到了一块体积比拟小的主板上，这其中包括：CPU、内存、总线控制器、标准串行通信口、标准并行通信口、标准IDE磁盘驱动器接口、标准VGA驱动芯片、液晶显示接口、鼠标/键盘接口、Watchdog监控芯片。用一块主板加上电源、显示和存储设备，组成了一套功能强大，构造紧凑的工业级的PC。4.2系统校时模块数据收集单元的时间是通过GPS标准模块输出的同步时间信号校定，GPS模块通过RS-232接口与数据收集单元通信，从电能表收集到的电能数据加上时间信息，存储到电子盘中，然后上传给主站带时标的电能数据。