一种状态监测终端处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种状态监测终端处理装置，用于智能电网，包括：ARM运算处理单元；和ARM运算处理单元双向连接的电源控制模块、RS232接口模块、RS485接口模块、ZieBee通信模块、以太网接口模块、GPRS校时模块、FLASH、SDRAM、EEPROM、RTC时钟模块；进一步包括：第一电源模块，以及连接在第一电源模块与RS485接口模块之间的电源隔离模块。本实用新型具有通用性强，组网灵活，实用性强等特点，具有较强的推广价值。
【专利说明】一种状态监测终端处理装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于智能电网状态监测【技术领域】，特别是涉及一种状态监测终端处理
目.0
【背景技术】
[0002]设备的安全是电网安全、稳定、可靠运行的基础，对设备进行有效、准确的监测和诊断，是提高供电可靠性以及电网运行智能化水平的有效途径。随着电网和电力系统向超(特)高压、大容量、大系统迅猛发展，对安全可靠性要求也越来越高，电力系统迫切需要更为准确、快速的输变电设备状态监测与诊断技术。
[0003]近年来，电网状态监测与状态检修技术在国内外逐步展开，并取得显著成果，大量的状态监测装置投入使用。然而目前的状态监测装置通常只能完成一种一次设备的状态监测，通用性不强。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种状态监测终端处理装置，其提供多种系统组网方式、数据接入方式，可完成多个一次设备的监测功能，并可接入站内其余状态监测装置。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种状态监测终端处理装置，用于智能电网，包括:
[0006]ARM运算处理单元；
[0007]和所述ARM运算处理单元双向连接的电源控制模块、RS232接口模块、RS485接口模块、ZieBee通信模块、以太网接口模块、GPRS校时模块、FLASH、SDRAM, EEPROM、RTC时钟丰吴块；
[0008]其中，所述电源控制模块用于将12V电源转换成3.3V，向所述ARM运算处理单元供电；
[0009]进一步包括:
[0010]第一电源模块，以及连接在所述第一电源模块与RS485接口模块之间的电源隔离模块，其中，所述第一电源模块将12V电源转换成5V，并经电源隔离模块的光耦隔离，向所述RS485接口模块供电。
[0011]优选地，所述ARM运算处理单元采用Atmel公司的AT91SAM9X25芯片，其主频为400MHz，采用LINUX操作系统。
[0012]优选地，所述RS232接口模块包括:
[0013]RS232芯片，其输入脚连接所述AT91SAM9X25芯片的输出脚PA10TXD，其输出脚连接所述AT91SAM9X25芯片的输入脚PA10RXD ；
[0014]所述RS232芯片的调试脚T1UT、RlIN分别通过一个电阻连接至一调试接口 DB9的两个调试脚DEBUG TXD、DEBUG RXD，所述调试接口 DB9的两个调试脚与地之间分别串接有稳压管D73、D75 ；
[0015]所述RS232芯片的VCC、V-和V+脚与地之间分别串接有滤波电容C98、C97、C96。
[0016]优选地，所述RS485接口模块至少包括:
[0017]RS485驱动芯片MAX3082，其管脚DE、DI通过第一隔离光耦和所述AT91SAM9X25芯片的收发管脚USART RTX、USARTTXD相连接；
[0018]所述RS485驱动芯片的电源来自所述电源隔离模块的5V电源。
[0019]优选地，所述ZieBee通信模块至少包括:
[0020]APC320芯片，其RXD脚与所述AT91SAM9X25芯片的UARTO TXD脚相连，其TXD脚与所述AT91SAM9X25芯片的UARTO RXD脚相连；
[0021]所述APC320芯片具有两个工作模式设置管脚SETA、SETB，通过所述设置管脚SETA, SETB的电平设置四种工作模式:正常模式、唤醒模式、省电模式、休眠模式；所述设置管脚SET_A和SET_B均与VCC和地之间串接有一上拉电阻。
[0022]优选地，所述第一电源模块和所述电源控制模块的输入端均连接一开关电源的输出端，接收12V电源；
[0023]所述第一电源模块包括12V-5V的变换器，且并接有至少一个滤波电容；
[0024]所述电源控制模块包括12V-3.3V的变换器，且并接有至少一个滤波电容；
[0025]所述电源隔离模块包括隔离光耦ZY0505FM，且并接有至少一个滤波电容。
[0026]优选地，所述RS485接口模块、以太网接口模块、ZieBee通信模块与一次设备的状态监测装置进行通信，接收所采集的数据，所述一次设备的状态监测装置包括下述中的至少一个:变压器油色谱监测装置、GIS局放监测装置、红外测温装置、微气象监测装置、杆塔倾斜监测装置、电缆局放监测装置。
[0027]优选地，所述GPRS校时模块采用M580z芯片；应用程序预先存储于所述FLASH中，系统配置信息预先存储于所述EEPROM中。
[0028]实施本实用新型，具有如下的有益效果:
[0029]首先，本实用新型的状态监测终端处理装置可接入各个厂家的各种状态监测装置，例如变压器油色谱监测装置、GIS局放监测装置、红外测温装置、微气象监测装置、杆塔倾斜监测装置、电缆局放监测装置等，适应性强；
[0030]另外、本实用新型的状态监测终端处理装置支持多种组网方式，包括无线、以太网、串口，利用一台处理装置可完成多个一次设备的状态监测功能，支持各类通信方式接入；
[0031]其次、本实用新型的状态监测终端处理装置可采用ZieBee节点进行组网，可以实现低成本、低功耗、多网络路由的传输网络；
[0032]故本实用新型的状态监测终端处理装置具有通用性强，组网灵活，实用性强等特点，具有较强的推广价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本实用新型提供的一种状态监测终端处理装置的硬件结构图；
[0035]图2为图1中RS232接口模块的一个实施例的电路图；
[0036]图3为图1中RS485接口模块的一个实施例的电路图；
[0037]图4为图1中ZieBee通信模块的一个实施例的电路图；
[0038]图5为图1中电源控制模块的一个实施例的电路图；
[0039]图6为图1中第一电源模块的一个实施例的电路图；
[0040]图7为图1中电源隔离模块的一个实施例的电路图。
【具体实施方式】
[0041 ] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0042]如图1所示，示出了本实用新型提供的一种状态监测终端处理装置的硬件结构图；该状态监测终端处理装置用于智能网中，其包括:
[0043]ARM运算处理单元；
[0044]和所述ARM运算处理单元双向连接的电源控制模块、RS232接口模块、RS485接口模块、ZieBee通信模块、以太网接口模块、GPRS校时模块、FLASH、SDRAM, EEPROM和RTC时钟模块，ARM运算处理单元和上述这些模块进行双向连接并对它们进行控制；
[0045]其中，所述电源控制模块用于将12V电源转换成3.3V，向所述ARM运算处理单元供电；
[0046]进一步包括:
[0047]第一电源模块，以及连接在所述第一电源模块与RS485接口模块之间的电源隔离模块，其中，所述第一电源模块将12V电源转换成5V，并经电源隔离模块的光耦隔离，向所述RS485接口模块供电。
[0048]其中，所述RS485接口模块、以太网接口模块、ZieBee通信模块与一次设备的状态监测装置进行通信，接收所采集的数据，所述一次设备的状态监测装置包括下述中的至少一个:变压器油色谱监测装置、GIS局放监测装置、红外测温装置、微气象监测装置、杆塔倾斜监测装置、电缆局放监测装置。
[0049]具体地，ARM运算处理单元可采用Atmel公司的AT91SAM9X25芯片，主频为400MHz，其采用LINUX操作系统。
[0050]其中FLASH采用三星公司的K9F2G08x0B芯片，用于存储应用程序。EEPROM采用Atmel公司的AT24C512BN-SH25芯片，用于存储系统配置信息。RS232接口模块、RS485接口模块分别采用美信公司的MAX3232芯片和MAX3082芯片，以太网接口模块采用DM9161芯片。
[0051]ZieBee通信模块采用APC320无线接收芯片，ZieBee通信模块采用网状结构进行组网，这种结构优点是网络非常健壮，任意两个节点间可同时通过多条通道传输数据，即使部分节点发生故障，仍能通过其他通道进行数据传输。
[0052]GPRS校时模块采用M580z芯片，可用于与主站系统的无线传输。
[0053]应用程序预先存储至FLASH，系统配置信息预先存储至EEPROM，该状态监测终端处理装置的系统上电后，ARM运算处理单元将应用程序、配置信息加载到内存(SDRAM)，并对各个模块进行初始化，保证系统的正常运转。通过RS485接口模块、以太网接口模块、ZieBee通信模块采集状态监测数据，并由ARM运算处理单元进行运算、存储、比较。同时ARM运算处理单元协调内部背板总线与协同处理单元(未示出)进行通信，将计算结果发送到协同处理单元，协同处理单元将状态评价结果等信息发送给网络中其他的状态监测系统，并接收来自其他状态监测系统的状态评价信息，再结合自身状态监测系统的网络拓扑、一次设备运行状态，综合进行任务决策和运行控制，并通常制定系统运维策略。
[0054]请一并结合图2至图7所示，对图1中的各模块的电路图进行说明如下:
[0055]如图2所示，是图1中RS232接口模块的电路图。
[0056]其中，所述RS232接口模块包括:
[0057]RS232芯片，其输入脚连接所述AT91SAM9X25芯片的输出脚PA10TXD，其输出脚连接所述AT91SAM9X25芯片的输入脚PA10RXD，从而ARM运算处理单元实现对RS232接口模块的输入输出的控制；
[0058]所述RS232芯片的调试脚T1UT、RlIN分别通过一个电阻连接至一调试接口 DB9的两个调试脚DEBUG TXD、DEBUG RXD，所述调试接口 DB9的两个调试脚与地之间分别串接有稳压管D73、D75，其中，调试接口 DB9用于设备调试或接入，稳压管用于防止浪涌；
[0059]所述RS232芯片的VCC、V-和V+脚与地之间分别串接有滤波电容C98、C97、C96。
[0060]如图3所示，是图1中的RS485接口模块的电路图。
[0061 ] 其中，所述RS485接口模块至少包括:
[0062]RS485驱动芯片MAX3082，其管脚DE、DI通过第一隔离光耦(见图中HCPL-0630)和所述AT91SAM9X25芯片的收发管脚USART RTX、USARTTXD相连接；使ARM运算处理单元与RS485接口模块两部分电路之间没有直接的有电连接，可以防止因有电连接而引起的干扰；
[0063]所述RS485驱动芯片的电源来自所述电源隔离模块的5V电源，并串入3.3ΚΩ电阻，增强其驱动能力。
[0064]如图4所示，是图1中ZieBee通信模块的电路图。
[0065]其中，所述ZieBee通信模块至少包括:
[0066]APC320芯片，其RXD脚与所述AT91SAM9X25芯片的UARTO TXD脚相连，其TXD脚与所述AT91SAM9X25芯片的UARTO RXD脚相连，从而实现双向连接；其中，APC320芯片是高度集成低功耗半双工小功率无线数据传输模块，其嵌入高速低功耗单片机和高性能射频芯片SI4463，创新的采用高效的循环交织纠检错编码，抗干扰和灵敏度都大大提高，APC320模块提供了多个频道的选择，可在线修改串口速率，收发频率，发射功率，射频速率等各种参数；
[0067]所述APC320芯片具有两个工作模式设置管脚SETA、SETB，通过所述设置管脚SETA, SETB的电平设置四种工作模式:正常模式、唤醒模式、省电模式、休眠模式；所述设置管脚SET_A和SET_B均与VCC和地之间串接有一上拉电阻，图中示出的上拉电阻的阻值均为 4.7ΚΩ 0
[0068]图5为图1中电源控制模块的一个实施例的电路图；
[0069]所述电源控制模块的输入端连接一开关电源(未示出)的输出端，接收12V电源；所述电源控制模块包括12V-3.3V的变换器，用于将12V电源转换成ARM运算处理单元工作的3.3V，在该电源控制模块中并接有至少一个滤波电容(图中示出了 C22、C30、C23)，以保证输出电压的稳定
[0070]图6为图1中第一电源模块的一个实施例的电路图；
[0071]所述第一电源模块的输入端连接一开关电源(未示出)的输出端，接收12V电源；所述第一电源模块包括12V-5V的变换器，用于将12V电源转换成RS485接口模块工作的5V，在该第一电源模块中并接有至少一个滤波电容(图中示出了 C20、C26、C21)，以保证输出电压的稳定。
[0072]图7为图1中电源隔离模块的一个实施例的电路图。
[0073]所述电源隔离模块连接在第一电源模块和RS485接口模块之间，其包括隔离光耦ZY0505FM，且并接有至少一个滤波电容(图中示出了 C2、C25、C27)，其接收来自第一电源模块的5V电源，并经隔离光耦的隔离，输送至RS485接口模块。
[0074]实施本实用新型，具有如下的有益效果:
[0075]首先，本实用新型的状态监测终端处理装置可接入各个厂家的各种状态监测装置，例如变压器油色谱监测装置、GIS局放监测装置、红外测温装置、微气象监测装置、杆塔倾斜监测装置、电缆局放监测装置等，适应性强；
[0076]另外、本实用新型的状态监测终端处理装置支持多种组网方式，包括无线、以太网、串口，利用一台处理装置可完成多个一次设备的状态监测功能，支持各类通信方式接入；
[0077]其次、本实用新型的状态监测终端处理装置可采用ZieBee节点进行组网，可以实现低成本、低功耗、多网络路由的传输网络。
[0078]故本实用新型的状态监测终端处理装置具有通用性强，组网灵活，实用性强等特点，具有较强的推广价值。
[0079]以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种状态监测终端处理装置，用于智能电网，其特征在于包括: ARM运算处理单元； 和所述ARM运算处理单元双向连接的电源控制模块、RS232接口模块、RS485接口模块、ZieBee通信模块、以太网接口模块、GPRS校时模块、FLASH、SDRAM, EEPROM、RTC时钟模块；其中，所述电源控制模块用于将12V电源转换成3.3V，向所述ARM运算处理单元供电；进一步包括: 第一电源模块，以及连接在所述第一电源模块与RS485接口模块之间的电源隔离模块，其中，所述第一电源模块将12V电源转换成5V，并经电源隔离模块的光耦隔离，向所述RS485接口模块供电。
2.如权利要求1所述的状态监测终端处理装置，其特征在于，所述ARM运算处理单元采用Atmel公司的AT91SAM9X25芯片，其主频为400MHz，采用LINUX操作系统。
3.如权利要求1所述的状态监测终端处理装置，其特征在于，所述RS232接口模块包括: RS232芯片，其输入脚连接所述AT91SAM9X25芯片的输出脚PA10TXD，其输出脚连接所述AT91SAM9X25芯片的输入脚PA10RXD ； 所述RS232芯片的调试脚T1UT、RlIN分别通过一个电阻连接至一调试接口 DB9的两个调试脚DEBUG TXD、DEBUG RXD，所述调试接口 DB9的两个调试脚与地之间分别串接有稳压管 D73、D75 ； 所述RS232芯片的VCC、V-和V+脚与地之间分别串接有滤波电容C98、C97、C96。
4.如权利要求1至3任一项所述的状态监测终端处理装置，其特征在于，所述RS485接口模块至少包括: RS485驱动芯片MAX3082，其管脚DE、DI通过第一隔离光耦和所述AT91SAM9X25芯片的收发管脚USART RTX、USARTTXD相连接； 所述RS485驱动芯片的电源来自所述电源隔离模块的5V电源。
5.如权利要求4所述的状态监测终端处理装置，其特征在于，所述ZieBee通信模块至少包括: APC320芯片，其RXD脚与所述AT91SAM9X25芯片的UARTO TXD脚相连，其TXD脚与所述AT91SAM9X25 芯片的 UARTO RXD 脚相连； 所述APC320芯片具有两个工作模式设置管脚SETA、SETB，通过所述设置管脚SETA、SETB的电平设置四种工作模式:正常模式、唤醒模式、省电模式、休眠模式；所述设置管脚SET_A和SET_B均与VCC和地之间串接有一上拉电阻。
6.如权利要求5所述的状态监测终端处理装置，其特征在于，所述第一电源模块和所述电源控制模块的输入端均连接一开关电源的输出端，接收12V电源； 所述第一电源模块包括12V-5V的变换器，且并接有至少一个滤波电容； 所述电源控制模块包括12V-3.3V的变换器，且并接有至少一个滤波电容； 所述电源隔离模块包括隔离光耦ZY0505FM，且并接有至少一个滤波电容。
7.如权利要求6所述的状态监测终端处理装置，其特征在于，所述RS485接口模块、以太网接口模块、ZieBee通信模块与一次设备的状态监测装置进行通信，接收所采集的数据，所述一次设备的状态监测装置包括下述中的至少一个:变压器油色谱监测装置、GIS局放监测装置、红外测温装置、微气象监测装置、杆塔倾斜监测装置、电缆局放监测装置。
8.如权利要求7所述的状态监测终端处理装置，其特征在于，所述GPRS校时模块采用M580z芯片；应用程序预先存储于所述FLASH中，系统配置信息预先存储于所述EEPROM中。
【文档编号】G08C17/02GK204256077SQ201420781338
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】吕启深, 姚森敬, 李林发, 章彬, 胡子珩, 林火华, 黄荣辉, 黄炜昭, 张 林, 刘顺桂, 李勋, 欧灶军, 邓世聪, 伍国兴, 邓琨 申请人:深圳供电局有限公司, 深圳市康拓普信息技术有限公司