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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410760305.2(22)申请日 2014.12.12G01R 31/00(2006.01)G08C 17/02(2006.01)(71)申请人 深圳供电局有限公司地址 518000 广东省深圳市罗湖区深南东路4020 号电力调度通信大楼申请人 深圳市康拓普信息技术有限公司(72)发明人 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(74)专利代理机构 深圳汇智容达专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 44238代理人 潘中毅 熊贤卿(54) 发明名称一种状态监测终端处理装。
2、置(57) 摘要本发明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。本发明具有通用性强,组网灵活,实用性强等特点,具有较强的推广价值。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书5页 附图3页(10)申请公布号 CN。
3、 104459406 A(43)申请公布日 2015.03.25CN 104459406 A1/2 页21.一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。
4、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 TIOUT、R1IN 分。
5、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。
6、 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UART0 TXD脚相连,其TXD脚与所述AT91SAM9X25 芯片的 UART0 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。
7、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 :变压器油色谱置、GIS 局放权 利 要 求 书CN 104。
8、459406 A2/2 页3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。权 利 要 求 书CN 104459406 A1/5 页4一种状态监测终端处理装置技术领域0001 本发明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装置。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。
9、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。发明内容0004 本发明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,本发明实施例提供一种状态监测终端处理装置,用于智能电。
10、网,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。0006 优选地,所述 ARM 运算处理单元采用 A。
11、tmel 公司的 AT91SAM9X25 芯片,其主频为400MHz,采用 LINUX 操作系统。0007 优选地,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 TIOUT、R1IN 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。
12、间分别串接有滤波电容 C98、C97、C96。说 明 书CN 104459406 A2/5 页50008 优选地,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。0009 优选地,所述 ZieBee 通信模块至少包括 :APC320芯片,其RXD脚与所述AT91SAM9X25芯片的UART0 TXD脚相连,其TXD脚与所述AT91SAM9X25 芯片的 UART0 RX。
13、D 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。0010 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 ;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。
14、电容。0011 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。0012 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。0013 实施本发明,具有如下的有益效果 :首先,本发明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。
15、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 ;另外、本发明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 ;其次、本发明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 ;故本发明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。附图说明0014 为了更清楚地说明本发明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。
16、仅仅是本发明的一些实施例,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。0015 图 1 为本发明提供的一种状态监测终端处理装置的硬件结构图 ;图 2 为图 1 中 RS232 接口模块的一个实施例的电路图 ;说 明 书CN 104459406 A3/5 页6图 3 为图 1 中 RS485 接口模块的一个实施例的电路图 ;图 4 为图 1 中 ZieBee 通信模块的一个实施例的电路图 ;图 5 为图 1 中电源控制模块的一个实施例的电路图 ;图 6 为图 1 中第一电源模块的一个实施例的电路图 ;图 7 为图 1 中电源隔离模块的一个实施例的电。
17、路图。具体实施方式0016 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。0017 如图 1 所示,示出了本发明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 :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。
18、、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 ;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。0018 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。
19、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。0019 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。0020 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。0。
20、021 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。0022 GPRS 校时模块采用 M580z 芯片,可用于与主站系统的无线传输。0023 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、说 明 书CN 10。
21、4459406 A4/5 页7ZieBee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。0024 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 :如图 2 所示,是图 1 中 RS232 接口模块的电路图。0025 其中,所述 RS2。
22、32 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,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 ;所述 RS232 芯片的调试脚 TIOUT、R1IN 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 ;所述 RS232 芯片的 VCC、V- 和 V+ 脚与地之间分别。
23、串接有滤波电容 C98、C97、C96。0026 如图 3 所示,是图 1 中的 RS485 接口模块的电路图。0027 其中,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(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 ;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 3.3K 电阻,增强其驱动能力。0028 如图。
24、 4 所示,是图 1 中 ZieBee 通信模块的电路图。0029 其中,所述 ZieBee 通信模块至少包括 :APC320 芯片,其 RXD 脚与所述 AT91SAM9X25 芯片的 UART0 TXD 脚相连,其 TXD 脚与所述 AT91SAM9X25 芯片的 UART0 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。
25、;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4.7K。0030 图 5 为图 1 中电源控制模块的一个实施例的电路图 ;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(。
26、图中示出了 C22、C30、C23),以保证输出电压的稳定说 明 书CN 104459406 A5/5 页8图 6 为图 1 中第一电源模块的一个实施例的电路图 ;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。0031 图 7 为图 1 中电源隔离模块的一个实施例的电路图。0032 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。
27、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。0033 实施本发明,具有如下的有益效果 :首先,本发明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 ;另外、本发明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 ;其次、本发明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。0034 故本发明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。0035 以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。说 明 书CN 104459406 A1/3 页9图1图2说 明 书 附 图CN 104459406 A2/3 页10图3图4说 明 书 附 图CN 104459406 A。