一種基于arm9架構的電力規(guī)約轉換裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置，包括機殼，機殼內(nèi)設有主板，主板包括核心單元和外圍接口電路，機殼上安裝的物理接口通過排線與外圍接口電路的插座相連，其特征在于：核心單元由S3C2410X處理器、電源和復位電路、時鐘電路、SDRAM數(shù)據(jù)存儲器、NAND FLASH程序存儲器構成，外圍接口電路由NOR FLASH存儲器、串行通訊接口、以太網(wǎng)接口、液晶顯示屏接口和鍵盤接口構成；機殼外設有液晶顯示屏和鍵盤。克服現(xiàn)有電力規(guī)約轉換裝置的性能、體積、功耗之間無法有效平衡的問題，匯集高性能、低功耗、體積小、多端口、多線程等特點于一身。
【專利說明】
一種基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及高性能電力調(diào)度自動化系統(tǒng)遠動規(guī)約(CD T循環(huán)式規(guī)約與IEC60870-5-104規(guī)約)轉換裝置，特別是一種基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置。
【背景技術】
[0002]電力系統(tǒng)是一個龐大的、復雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)中各種設備呈現(xiàn)出多廠商、多規(guī)約、新老并存的特點。由于電力通信規(guī)約種類繁多(CDT92、IEC60870-5-101、IEC60870-5-102、IEC60870-5-104、DNP3等)，不同廠商的電力設備采用的通信規(guī)約常?；ゲ幌嗤?。雖然國際上已經(jīng)制定了統(tǒng)一的電力設備通訊規(guī)約標準，但正是由于新老設備的共存，電力設備通訊規(guī)約不兼容的問題還將長期存在。為解決電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中自動化主站與廠站老設備之間存在的規(guī)約不兼容問題，尤其是解決最常見的調(diào)度主站使用的IEC60870-5-104遠動規(guī)約(以下簡稱IEC104規(guī)約)與廠站設備使用的CDT循環(huán)式遠動規(guī)約之間的通訊互轉問題，通常采用CDT規(guī)約與104規(guī)約轉換裝置。
[0003]現(xiàn)有的CDT規(guī)約與104規(guī)約轉換裝置，通常采用51系列單片機或工控計算機作為系統(tǒng)的硬件平臺。基于51系列單片機開發(fā)的規(guī)約轉換裝置，雖然體積小、功耗低、易安裝，但其處理性能成為規(guī)約轉換的瓶頸，規(guī)約轉換代碼基于低級語言(匯編語言)編寫，工作量巨大；而采用工控計算機作為系統(tǒng)硬件平臺的電力規(guī)約轉換裝置其性能強勁，但體積大、功耗高、不利于安裝部署。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是為了提供一種克服現(xiàn)有電力規(guī)約轉換裝置的性能、體積、功耗之間無法有效平衡的問題的基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置，匯集高性能、低功耗、體積小、多端口、多線程等特點于一身。
[0005]本實用新型的技術方案是:
[000?] —種基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置，包括機殼，機殼內(nèi)設有主板，主板包括核心單元和外圍接口電路，機殼上安裝的物理接口通過排線與外圍接口電路的插座相連，其特征在于:所述核心單元由S3C2410X處理器、與S3C2410X處理器分別相連的電源和復位電路、時鐘電路、SDRAM數(shù)據(jù)存儲器、NAND FLASH程序存儲器構成，所述外圍接口電路由用于存放啟動代碼的NOR FLASH存儲器、用于與CDT規(guī)約方設備相連接以從CDT規(guī)約方設備獲取通訊數(shù)據(jù)的串行通訊接口、用于連接調(diào)度主站方以實現(xiàn)IEC104遠動規(guī)約通訊數(shù)據(jù)的收發(fā)的以太網(wǎng)接口、液晶顯示屏接口和鍵盤接口構成;所述機殼外設有用于輸出當前運行狀態(tài)、轉換指令統(tǒng)計、系統(tǒng)參數(shù)值信息的液晶顯示屏、用于完成通訊參數(shù)配置的鍵盤。
[0007]上述的基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置，所述時鐘電路包括處理器工作時鐘和RTC時鐘，所述處理器工作時鐘采用12MHz的有源晶振，所述RTC時鐘采用32.768KHz的無源晶振。
[0008]上述的基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置，所述電源和復位電路采用5V直流電源供電。
[0009]上述的基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置，所述鍵盤采用4X 4陣列按鈕鍵盤。
[0010]本實用新型的有益效果是:本裝置采用ARM9架構高性能處理器硬件平臺構建，該ARM9平臺的引入，既解決了基于51系列單片機硬件的電力規(guī)約轉換裝置的性能低、端口少、并發(fā)性差的缺陷，又解決了基于工控機硬件平臺方案的規(guī)約轉換裝置能耗高、體積大、安裝不便的問題。性能已經(jīng)基本接近或達到工控計算機水平，而且體積小、低功耗；同時支持多接口(多個串行通訊接口、3個以太網(wǎng)接口)、多線程、多并發(fā)，每個⑶T規(guī)約(對應本實用新型的一個串行通訊接口)到IEC104規(guī)約(對應本實用新型的一個以太網(wǎng)接口)的轉換，對應一個單獨的線程空間。如上所述，本實用新型實現(xiàn)了性能、功耗、體積、性價比的多個平衡與統(tǒng)一，具有很高的實用價值。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的使用原理圖；
[0012]圖2是本實用新型的主板組成結構示意圖；
[0013]圖3是本實用新型的外部面板示意圖。
[0014]圖中:1.調(diào)度主站方、2.以太網(wǎng)接口、3.串行通訊接口、4.廠站端設備、5.S3C2410X處理器、6.電源和復位電路、7.時鐘電路、8.SDRAM數(shù)據(jù)存儲器、9.NAND FLASH程序存儲器、10.液晶顯示屏接口、11.鍵盤接口、12.NOR FLASH存儲器、13.液晶顯示屏、14.鍵盤、15.機殼。
【具體實施方式】
[0015]如圖所示，該基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置，包括機殼15，機殼15內(nèi)設有主板，主板包括核心單元和外圍接口電路，機殼15上安裝的物理接口通過排線與外圍接口電路的插座相連。所述核心單元由S3C2410X處理器5、與S3C2410X處理器5分別相連的電源和復位電路6、時鐘電路7、SDRAM數(shù)據(jù)存儲器8、NAND FLASH程序存儲器9構成。所述外圍接口電路由用于存放啟動代碼的NOR FLASH存儲器12、用于與CDT規(guī)約方設備相連接以從CDT規(guī)約方設備獲取通訊數(shù)據(jù)的串行通訊接口 3、用于連接調(diào)度主站方以實現(xiàn)IEC104遠動規(guī)約通訊數(shù)據(jù)的收發(fā)的以太網(wǎng)接口 2、液晶顯示屏接口 10和鍵盤接口 11構成。所述機殼15外設有用于輸出當前運行狀態(tài)、轉換指令統(tǒng)計、系統(tǒng)參數(shù)值信息的液晶顯示屏13、用于完成通訊參數(shù)配置的鍵盤14。
[0016]本實施例中，所述電源和復位電路6采用5V直流電源供電。S3C2410X處理器5需兩路時鐘輸入，一路是處理器工作時鐘，另一路是RTC時鐘，則所述時鐘電路包括處理器工作時鐘和RTC時鐘，所述處理器工作時鐘采用12MHz的有源晶振，無需外部電容，由內(nèi)部PLL倍頻至200MHz，所述RTC時鐘采用32.768KHZ的無源晶振，其電路與以太網(wǎng)接口芯片CS8900A所使用的時鐘電路完全相同。本實施例中，采用64M SDRAM數(shù)據(jù)存儲器，特點是容量大、存取速度快、成本低，該SDRAM負責存放可執(zhí)行代碼，由于S3C2410X ARM處理器5內(nèi)部帶有存儲控制器和刷新邏輯，所以選用的SDRAM可以同ARM處理器通過接口電路直接相連。本實施例中，NAND FLASH程序存儲器9，選用SAMSUNG的K9F1208程序存儲器芯片，容量為64M，8bit數(shù)據(jù)寬度，主要用于uCLinux操作系統(tǒng)內(nèi)核、文件系統(tǒng)以及應用程序的固化存儲。本實施例中，選用64K容量的SST39VF200A型號NOR FLASH芯片，用于存放啟動代碼，ARM處理器通過NOR FLASH存儲的啟動程序啟動；串行通訊接口 3采用SP3232ECA芯片，主要是與⑶T規(guī)約方設備相連接，用于通過串口從CDT設備獲取通訊數(shù)據(jù)；以太網(wǎng)(Ethernet)接口 2用于連接調(diào)度主站方，實現(xiàn)IEC104遠動規(guī)約通訊數(shù)據(jù)的收發(fā)。液晶顯示屏13 (LCD)選用T0PP0LY光電公司的TD035STEB1，顯示分辨率為240 X 320象素，提供18位RGB象素數(shù)據(jù)接口、象素時鐘信號CLK、數(shù)據(jù)使能信號DE以及觸摸屏的定位信號YU，XR，YL，XL。所述鍵盤14采用4X4陣列按鈕鍵盤。
[0017]工作原理:
[0018]參見圖2，本實用新型的核心是S3C2410X處理器5，當電源為系統(tǒng)供電后，S3C2410X處理器5從NOR FLASH中讀取啟動程序到自身RAM中，完成系統(tǒng)啟動過程;上述工作流程后，加載NAND FLASH程序存儲器9存儲的嵌入式操作系統(tǒng)uCLinux的引導程序;嵌入式操作系統(tǒng)uCLinux運行后，自動運行上層應用程序，負責⑶T與IEC104電力規(guī)約指令的轉換和傳輸;系統(tǒng)在RJ45以太網(wǎng)接口 2采集到調(diào)度主站方I基于IEC104規(guī)約的數(shù)據(jù)后，交由S3C2410X處理器5進行指令的解析和轉換，由RS232串行通訊接口 3轉發(fā)給廠站端設備4，執(zhí)行遠動指令。每一對RS232和RJ45的接口間規(guī)約轉換都是一個獨立的線程，接口之間的轉換對應關系由系統(tǒng)的設置參數(shù)決定。
[0019]參見圖1，當調(diào)度主站方I下發(fā)基于IEC104遠動規(guī)約的指令或數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)包經(jīng)由通訊線路傳輸?shù)诫娏σ?guī)約轉換裝置(本裝置)。本裝置通過RJ45以太網(wǎng)接口 2接收該下行數(shù)據(jù);上述數(shù)據(jù)接收后由本裝置的S3C2410X處理器5運行協(xié)議解析程序，將IEC104指令解析，然后將解析后的指令加入內(nèi)存IEC104指令隊列;根據(jù)IEC104指令內(nèi)容，S3C2410X處理器5運行協(xié)議轉換程序，將該指令轉換為CDT數(shù)據(jù)幀，并通過連接廠站端設備4的RS232串行通訊接口 3發(fā)出或等待CDT按時鐘周期發(fā)送到端口的遙測、遙信等數(shù)據(jù);如上所述，該RS232串行通訊接口 3，如果獲得了CDT的返回結果，則S3C2410X處理器5將該返回的CDT結果轉換為IEC104指令，并從RJ45以太網(wǎng)接口 2送給調(diào)度主站方I。
【主權項】
1.一種基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置，包括機殼，機殼內(nèi)設有主板，主板包括核心單元和外圍接口電路，機殼上安裝的物理接口通過排線與外圍接口電路的插座相連，其特征在于:所述核心單元由S3C2410X處理器、與S3C2410X處理器分別相連的電源和復位電路、時鐘電路、SDRAM數(shù)據(jù)存儲器、NAND FLASH程序存儲器構成，所述外圍接口電路由用于存放啟動代碼的NOR FLASH存儲器、用于與CDT規(guī)約方設備相連接以從CDT規(guī)約方設備獲取通訊數(shù)據(jù)的串行通訊接口、用于連接調(diào)度主站方以實現(xiàn)IEC104遠動規(guī)約通訊數(shù)據(jù)的收發(fā)的以太網(wǎng)接口、液晶顯示屏接口和鍵盤接口構成;所述機殼外設有用于輸出當前運行狀態(tài)、轉換指令統(tǒng)計、系統(tǒng)參數(shù)值信息的液晶顯示屏、用于完成通訊參數(shù)配置的鍵盤。2.根據(jù)權利要求1所述的基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置，其特征在于:所述時鐘電路包括處理器工作時鐘和RTC時鐘，所述處理器工作時鐘采用12MHz的有源晶振，所述RTC時鐘采用32.768KHZ的無源晶振。3.根據(jù)權利要求1所述的基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置，其特征在于:所述電源和復位電路采用5V直流電源供電。4.根據(jù)權利要求1所述的基于ARM9架構的電力規(guī)約轉換裝置，其特征在于:所述鍵盤采用4 X 4陣列按鈕鍵盤。
【文檔編號】H04L29/06GK205681458SQ201620589369
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日 公開號201620589369.5, CN 201620589369, CN 205681458 U, CN 205681458U, CN-U-205681458, CN201620589369, CN201620589369.5, CN205681458 U, CN205681458U
【發(fā)明人】剛千惠, 邱鵬
【申請人】國網(wǎng)遼寧省電力有限公司錦州供電公司, 國家電網(wǎng)公司