基于ARM嵌入式的变电站综合自动化现地测控单元的研究

摘要

随着国民经济和电力工业的飞速发展，使得对电力系统自动化和信息化水平的要求也越来越高。变电站系统作为电网的重要基本环节，其自动化水平的高低直接影响着电网安全稳定运行水平，于是变电站综合自动化系统得到了迅猛的发展和推广应用，成为衡量电力企业自动化水平的重要依据。而安全可靠的网络通信技术又是实现变电站综合自动化系统的根本保证。 变电站是输配电系统中的枢纽环节，它是电力系统的重要部分。而作为变电站综合自动化系统中的现地测控单元是其非常重要的组成部分，它的性能的优劣直接影响着变电站综合自动化系统整体的高效、安全的运行。 随着电压等级和电网复杂程度的提高，供电半径和输配电容量的加大，采用传统的变电站一次和二次设备已越来越难以同时满足：“降低变电站造价，提高变电站的安全和经济运行水平”这两方面的要求。为此，很有必要研制和开发以计算机技术为基础的各种电压等级的变电站综合自动化系统，以取代或更新传统的变电站二次设备。 本论文以变电站综合自动化系统现阶段的技术为参考，提出并研究了一种基于ARM内核的高性能的嵌入式微处理器和嵌入式实时操作系统的变电站综合自动化现地测控单元。文中从当前各种模式的变电站综合自动化系统结构出发，结合计算机技术发展的趋势，详细介绍了该现地测控单元的原理与构成及其特点；着重分析了以Samsung公司32位嵌入式微处理器S3C4510B为核心的嵌入式网络系统的软件硬件设计原理，给出了硬件原理图；对于该系统的关键技术：操作系统UC/OS-Ⅱ的移植、系统软件的设计等问题本文作了系统、细致的论述，并给出了相关的设计程序。 新型嵌入式智能变电站综合自动化现地测控单元提供了更快的通信速度以及更强的处理能力，它的应用必定会提高变电站综合自动化系统的通信能力，而且使变电站综合自动化系统的可靠性更高，经济性方面也具有更强的优势。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2变电站综合自动化现地测控单元概述

1.2.1变电站综合自动化简介

1.2.2变电站综合自动化现地测控单元概述

1.3嵌入式系统简介

1.3.1嵌入式系统的定义和特点

1.3.2嵌入式系统的构成

1.3.3嵌入式系统的应用领域

1.3.4嵌入式系统的现状和展望

1.3.5研究嵌入式系统的必要性和可行性

1.4论文的主要研究内容

1.5本章小结

第二章现地嵌入式测控单元硬件设计与调试

2.1现地嵌入式测控单元结构框图

2.1.1变电站综合自动化系统的硬件结构

2.1.2现地嵌入式测控单元结构框图设计

2.2ARM概述

2.2.1 ARM及ARM产品

2.2.2ARM7TDMI介绍

2.2.3嵌入式微处理器S3C4510B概述

2.3嵌入式硬件系统的设计

2.3.1嵌入式系统的功能需求及设计原则

2.3.2嵌入式系统设计框图

2.3.3嵌入式硬件系统单元电路设计

2.3.4嵌入式硬件系统的调试

2.4本章小结

第三章嵌入式实时操作系统UC/OS-Ⅱ的移植与测试

3.1嵌入式实时操作系统概述

3.2 UC/OS-Ⅱ简介及特点

3.3 UC/OS-Ⅱ在S3C4510B上的移植

3.3.1 UC/OS-Ⅱ移植对处理器的要求

3.3.2将UC/OS-Ⅱ移植到S3C4510B上

3.4移植测试

3.5本章小结

第四章嵌入式系统的软件设计

4.1启动加载程序Boot Loader的设计

4.1.1 Boot Loader的简介

4.1.2 Boot Loader的框架结构

4.1.3 Boot Loader代码的作用

4.1.4 Boot Loader的实现流程

4.2以太网控制器驱动程序设计

4.2.1 S3C4510B内置的以太网控制器模块简介

4.2.2 S3C4510B内置以太网控制器驱动程序设计

4.3 CAN通信软件设计

4.3.1 CAN总线技术的特点

4.3.2 CAN通信软件设计

4.4本章小结

第五章系统的抗干扰措施

5.1硬件抗干扰措施

5.1.1硬件干扰的来源

5.1.2硬件抗干扰措施

5.2软件抗干扰措施

5.2.1软件干扰的来源

5.2.2软件抗干扰措施

5.3本章小结

总结与展望

参考文献

致 谢

附录A攻读硕士学位期间发表的学术论文