基于GPRS的箱式變電站監(jiān)控器設計

2 硬件設計
2．1 交流量采集模塊設計
交流量采集模塊可以根據(jù)實際的箱式變電站的需求，改變電壓互感器和電流互感器的數(shù)目。要求所用探測裝置體積小，容易自由地取放。同時，具有精度高，抗沖擊電壓，沖擊電流能力。電流互感器精度0．2 級，輸入電流20 A，輸出電壓5 V。電壓互感器采用電壓互感器精密互感器，精度0．2級，輸入電壓240 V，輸出電壓0～8 V。
該設計對互感器中傳出的信號采用圖2所示的信號電路進行調理。前面為電流信號變?yōu)殡妷盒盘?，?jīng)濾波放大后，信號為-1．5～+1．5 V，后面為加法電路，該電路對信號起抬位的作用，使其范圍變?yōu)?～3 V。信號經(jīng)過調理后送入TMS320F2812的A／D轉換模塊，完成A／D采樣。

2．2 主控模塊設計
主控模塊采用TMS320F2812，為TI公司推出C2XXX系列的新產(chǎn)品，32位定點DSP芯片。既具有數(shù)據(jù)信號處理能力，又具有強大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特別適用于大批量數(shù)據(jù)處理的測控場合。該系列數(shù)字信號處理器還集成了128 KB的FLASH存儲器，4 KB的引導ROM。16通道、高性能、12位ADC單元提供了兩個采樣保持電路，可以實現(xiàn)雙通道信號的同步采樣。
在A／D模塊的硬件資源配置好了之后，可以用軟件指令隨時啟動A／D采樣。外界的模擬量通過傳感器采集進來后，進人多路模擬選擇開關，經(jīng)過采樣保持，送到 12位的模／數(shù)轉換器，將轉換結果經(jīng)過多路選擇開關進入結果寄存器中。然后DSP對數(shù)據(jù)進行處理分析，計算出二次測的電力參數(shù)，用FFT方法分析電壓諧波，為串聯(lián)補償提供依據(jù)。開關量數(shù)據(jù)直接傳輸給DSP，記錄其位置狀態(tài)，記錄動作時刻及其原因，并通過程序設定執(zhí)行開關量的控制。
2．3 人機模塊設計
人機模塊通用RS 485接口與數(shù)據(jù)處理模塊進行連接，完成液晶顯示和按鍵操作功能。人機模塊采用Philips公司生產(chǎn)的P89C61單片機。P89C61器件采用高性能的靜態(tài)80C51設計，以先進的CMOS工藝制造，并包含非易失性FLAsH程序存儲器，可通過并行編程或系統(tǒng)編程(ISP)的方法進行編程。能與液晶顯示器兼容，CPU數(shù)據(jù)接口采用8位數(shù)據(jù)總線并行輸入／輸出和8條控制線與液晶相連，連接方式如圖3所示。設定菜單、確定、加、減四個鍵，進行鍵盤設計，與 DSP主控模塊通訊另需RS485轉換芯片。