基于嵌入式的FTU手持监测终端的设计与实现

摘要

近年来，随着我国电力行业快速发展，电力系统规模不断扩大，而伴随着国民生活水平的发展，人们对供电质量提出了更高的要求，即实现配电自动化。作为配电网自动化的重要组成部分，馈线自动化能够监控馈线的运行方式，其馈线远方终端FTU是主要执行单元，可在配电系统中对其装置进行监控，获取故障信息，实现隔离，保护电路，快速恢复供电。但是FTU分散安装在各电缆柱上，现场工作人员对FTU的调试维护有诸多不便，因此本文基于嵌入式技术对FTU手持监测终端设备进行了设计与实现。
　　本文首先基于对FTU手持监测终端设备的需求分析，即数据查看、参数设置、事件记录以及操作类任务，提出了FTU手持监测终端的总体架构。其次基于ARM Cor-tex-M3系列的32位芯片STM32F103ZET6处理器，设计了核心硬件电路，包括时钟电路、存储电路、复位电路、TFT-LCD触摸屏电路、电源电路、USB接口电路以及485接口、JTAG接口及CC2530无线模块。然后在此硬件电路设计的基础上，使用嵌入式操作系统μC/OS-II进行软件设计。依据IEC60870-5-101电力规约，完成多线程任务，手持监测终端通信模块，包括无线配置任务和数据收发任务，及手持监测终端应用开发任务。实现了馈线终端FTU遥测、遥信以及装置参数和通信信息的查看，设置修改装置运行配置参数及保护定值和重合闸等相关参数，实现遥控操作记录操作信息以及故障信息。在完成整个设计之后，对FTU手持监测终端的数据进行类的查看、参数修改、事件记录、遥控操作等功能测试。测试结果表明，FTU手持监测终端可以实现以上功能应用，符合预期目标，具有一定的应用价值。

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1 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究及发展现状

1.3 论文主要工作及结构组成

2 FTU手持监测终端需求分析

2.1 馈线终端概述与应用

2.2 FTU手持监测终端需求分析

2.3 FTU手持监测终端相关技术

2.4 FTU手持监测终端总体架构

2.5 本章小结

3 硬件电路设计与实现

3.1 FTU手持监测终端硬件框架

3.2手持监测终端硬件设计

3.3 FTU手持终端核心系统

3.4 STM32F103ZET6的外围电路设计

3.5 CC2530无线通信模块

3.6 本章小结

4 软件设计与实现

4.1 手持终端软件的总体结构设计

4.2 手持监测终端通信模块

4.3 手持监测终端应用

4.4本章小结

5 FTU手持监测终端功能测试

5.1 测试平台

5.2 功能测试

5.3 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录