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Nechip芯片在直流屏远程监测系统中的应用

2021-01-14

直流电源操作系统在变电站中为控制信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源,此外还为各项操作提供可靠的操作电源,因此直流系统可靠与否,对变电站的安全运行起着至关重要的作用,是变电站安全运行的保证。直流电源操作系统简称直流屏,传统的直流屏监测系统在底层硬件监测设备的设计上均采用51单片机作为模块的主控单元,处理速度和性能上相对较低。并且通信协议的设计上都基于嵌入式操作系统,在操作系统上面完成通信协议的设计,并针对不同的通信芯片来完成不同的驱动程序的开发。使用Nechip芯片所设计的串口转以太网模块采用基于ARM7的芯片作为主控单元,无论是处理速度还是存储能力都比51单片机有了较大的提高,而且芯片本身已经集成以太网和完整的网络系统,既降低了系统开发难度,也提高了系统的稳定性和安全性,在设计时只需要完成硬件电路部分的设计,缩短了系统开发周期。1系统整体架构由于电业局下属辖区内一般有多个变电站直流电源操作系统需要监测,所以本系统采用分布式监测的方式进行设计,客户端应用程序使用JAVA语言开发,采用B/S架构,用户通过WEB方式即可实现对变电站直流屏系统的远程访问。即整个系统由分散的小系统构成集中监控的大型系统,各个串口转以太网模块配合本地直流屏,收集直流屏的所有数据信息,依靠上层终端与各个子系统之间的相互通信,实现系统的协调控制。图1为系统整体结构框图。图1变电站直流屏远程监测系统结构框图上层监测服务器首先通过网线连接位于后台监控中心的交换机,交换机再通过TCP/IP通信连接位于各个不同变电站的本地串口转以太网模块,以实现变电站直流屏系统的数据采集和上传。本地串口转以太网模块通过RS485接口与各个直流屏系统进行通信,以实现采集数据的本地化处理和数据传输过程中通信协议的转化。工作人员在局域网内通过WEB方式远程访问上层监测服务器上的后台应用程序即可实现对下属变电站直流屏系统的数据监测。系统在实际的工作过程中,不会因为上层监测服务器与本地串口转以太网模块之间的通信故障或设备故障而影响直流屏系统的正常工作,充分保证了直流屏系统本身的稳定性和安全性,并且各变电站子系统独立运行,互不干扰。上位监测服务器负责为系统管理者了解分析各个直流屏系统的运行状况而设置。3串口转以太网模块设计3.1Nechip芯片简介Nechip芯片是全球首颗嵌入式高性能、高可靠联网单芯片,集成以太网和完整网络系统的芯片模块,可确保在可选最高波特率下双向、全速、不间断传送数据不丢包。Nechip芯片支持高达5路的RS-232/485/422接口,每路串口均带有DMA操作功能,同时芯片带有10/100Mbit以太网、网络自适应和POE功能。芯片本身嵌入了多线程多任务实时操作系统,带有完整智能的TCP/IP协议族,支持TCPServer/Client模式,可以供用户选择不同的工作模式进行系统设计。Nechip芯片内核上采用32bit的ARM7,工作频率最高可达70MHz,集成256K/512K字节的Flash,256KBSRAM存储器,外部扩展使用16位数据总线和24位地址总线,同时支持外挂SRAM/PSRAM/NOR存储器,具备有丰富的外部扩展功能。Nechip芯片使用3.3V单电源供电,使用时外接一颗25M的无源晶振即可实现立即工作。3.2模块设计由于Nechip芯片本身集成有以太网和完整的网络系统,因此在系统设计时只需专注于模块硬件接口电路的设计,一定程度上大大简化了系统设计的复杂程度,便于开发人员快速地完成与网络相关的系统设计。

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