基于GPRS的箱式變電站監(jiān)控器設(shè)計(jì)

2 硬件設(shè)計(jì)
2．1 交流量采集模塊設(shè)計(jì)
交流量采集模塊可以根據(jù)實(shí)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(cè)裝置體積小，容易自由地取放。同時(shí)，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(jí)，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(jí)，輸入電壓240 V，輸出電壓0～8 V。
該設(shè)計(jì)對(duì)互感器中傳出的信號(hào)采用圖2所示的信號(hào)電路進(jìn)行調(diào)理。前面為電流信號(hào)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，經(jīng)濾波放大后，信號(hào)為-1．5～+1．5 V，后面為加法電路，該電路對(duì)信號(hào)起抬位的作用，使其范圍變?yōu)?～3 V。信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理后送入TMS320F2812的A／D轉(zhuǎn)換模塊，完成A／D采樣。

2．2 主控模塊設(shè)計(jì)
主控模塊采用TMS320F2812，為T(mén)I公司推出C2XXX系列的新產(chǎn)品，32位定點(diǎn)DSP芯片。既具有數(shù)據(jù)信號(hào)處理能力，又具有強(qiáng)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(cè)控場(chǎng)合。該系列數(shù)字信號(hào)處理器還集成了128 KB的FLASH存儲(chǔ)器，4 KB的引導(dǎo)ROM。16通道、高性能、12位ADC單元提供了兩個(gè)采樣保持電路，可以實(shí)現(xiàn)雙通道信號(hào)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(shí)啟動(dòng)A／D采樣。外界的模擬量通過(guò)傳感器采集進(jìn)來(lái)后，進(jìn)人多路模擬選擇開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)采樣保持，送到 12位的模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)過(guò)多路選擇開(kāi)關(guān)進(jìn)入結(jié)果寄存器中。然后DSP對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，計(jì)算出二次測(cè)的電力參數(shù)，用FFT方法分析電壓諧波，為串聯(lián)補(bǔ)償提供依據(jù)。開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)直接傳輸給DSP，記錄其位置狀態(tài)，記錄動(dòng)作時(shí)刻及其原因，并通過(guò)程序設(shè)定執(zhí)行開(kāi)關(guān)量的控制。
2．3 人機(jī)模塊設(shè)計(jì)
人機(jī)模塊通用RS 485接口與數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行連接，完成液晶顯示和按鍵操作功能。人機(jī)模塊采用Philips公司生產(chǎn)的P89C61單片機(jī)。P89C61器件采用高性能的靜態(tài)80C51設(shè)計(jì)，以先進(jìn)的CMOS工藝制造，并包含非易失性FLAsH程序存儲(chǔ)器，可通過(guò)并行編程或系統(tǒng)編程(ISP)的方法進(jìn)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(xiàn)并行輸入／輸出和8條控制線(xiàn)與液晶相連，連接方式如圖3所示。設(shè)定菜單、確定、加、減四個(gè)鍵，進(jìn)行鍵盤(pán)設(shè)計(jì)，與 DSP主控模塊通訊另需RS485轉(zhuǎn)換芯片。