嵌入式系统在消弧线圈接地系统中的应用研究

摘要

目前，我国配电网中性点接地方式越来越多的采用经消弧线圈系统接地，消弧线圈接地系统的选线控制器采用工业控制计算机，由于散热的需要安装了散热风扇，这就导致机箱内积灰严重，风扇长期运行故障多，使得整个系统不能完全实现免维护功能，不能满足电力系统无人值守的需求。另外对于电缆出线比较多的变电站，由于控制器的处理速度还不够快，做FFT运算十分耗时，这样就不能保证系统的实时处理。 嵌入式技术的飞速发展为改变这种状况提供了契机，ARM9等32位嵌入式处理器在性能上已经可以与工业控制计算机相媲美。在网络和后PC时代，在工业控制、图像处理等领域采用低功耗、高性能的嵌入式处理系统将是一个发展的趋势。 论文以高性能的32位嵌入式芯片AT91RM9200为平台取代工业控制计算机，以消弧线圈接地控制系统为应用对象，实现32路模拟量信号的同步采样、以太网通信、大容量存储、嵌入式图形界面等功能，完成了消弧线圈接地控制系统的软件设计和硬件设计。 论文首先根据工业控制计算机在消弧线圈接地控制应用中出现的问题，在对嵌入式系统进行了大量学习研究的基础上，利用AT91RM9200处理器来代替工业控制计算机，根据功能的不同将处理平台划分为处理器、存储器系统、故障录波、通信接口、A/D采样模块、人机接口、复位电路以及供电等模块，并完成了各个模块的分析和设计。 应用软件的开发不仅需要稳定的硬件平台，还需要良好性能的操作系统的支持，VxWorks是一种既支持AT91RM9200处理器又具有良好实时性的操作系统。论文就VxWorks在AT91RM9200上的移植做了详细的介绍，具体内容包括：Bootloader程序在目标系统上的移植，VxWorks BSP 在消弧线圈接地控制系统中的配置，以及CAN接口、触摸屏、A/D采样等外设驱动程序的编写。 消弧线圈接地控制系统需要图形界面的支持，在比较了常见的图形界面后，选择μC/GUI并对其结构进行分析，实现了在目标系统上的移植。结合消弧线圈接地控制系统的需要，完成图形界面的设计和开发。