基于以太網的電力智能監控終端的研究
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本文介紹了一種基于以太網的電力智能監控終端系統。該系統以16位單片機XAS3為核心處理器，利用W3100進行TCP/IP協議轉換，實現設備網絡化功能。系統中各種功能模塊通過現場總線與主處理模塊進行數據交換，系統通過以太網與調度系統通訊，實現對變電站內設備的遠程監控。文中重點介紹如何利用W3100進行TCP/IP協議轉換，實現系統以太網通訊功能，并給出了具體的軟硬件設計。
1 引言
TCP/IP協議是目前最流行的國際互聯協議，它與以太網的結合稱為以太網技術。以太網具有成本低廉、通信速率高、兼容性好[1]等特點，使以太網技術不僅在辦公自動化領域得到應用，而且逐漸涉及管理網絡、監控網絡及現場網絡等領域。
電力智能監控終端設備是對變電站和發電廠實現遠程監視和控制的智能設備，其主要功能包括采集各種信息量和完成對設備的控制。為保證電網的狀態真實、快速地反應開關量的變化，以太網被應用于電力系統調度自動化系統中以提高通訊速率，突破信道瓶頸是其中的一個趨勢和必然要求。但目前的監控終端設備大多數為單片機系統，在實現以太網互聯時存在一定的困難。解決這一問題有以下幾種方案：一種方案是采用高檔的MCU和RTOS，在嵌入式操作系統中完成TCP/IP協議的處理。采用高檔的MCU可以實現很多復雜的處理，但價格較高，需要同時購買昂貴的RTOS軟件，且開發周期長、難度大;另一種方案是采用第三方的以太網協議轉換設備，通過RS232C與轉換設備通訊，由轉換器完成數據封裝和協議轉換，其缺點是通信速率受限，系統無法對以太網進行控制;第三種方案是在設備的基礎上增加專用的網絡協議轉換芯片以實現以太網互聯，即本文介紹的采用W3100和以太網控制芯片的方案，其特點是占用系統資源少、編程方便、開發周期短。
2 W3100簡介
W3100是WIZnet公司專門為以太網互聯和嵌入式設備推出的TCP/IP協議棧芯片。W3100能夠實現TCP、UDP、IP Ver.4、DHCP、ARP 和ICMP等協議，同時，網絡接口層包括MAC子層和DLC子層，也在該芯片中實現。它能同時提供四路網絡連接，內建16K雙口RAM作為數據緩沖區，支持全雙工模式，協議處理速度可達4～5Mbps，并且帶有標準的MII接口，方便連接以太網接口芯片。WIZnet公司還提供了SocketAPI程序包，可以加速應用程序的開發。
3 硬件原理
3.1 系統硬件框圖
基于以太網的電力智能終端設備[5]的基本功能包括開關量信號采集、模擬量數據采集、輸出開關量及與上位機系統進行高速通訊。系統硬件框圖如圖1所示。
圖1 系統硬件框圖 tcp/ip相關文章:tcp/ip是什么 相關推薦技術專區 |
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