本實(shí)用新型涉及一體機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種智能電網(wǎng)調(diào)度終端一體機(jī)。

背景技術(shù)：

調(diào)度是電網(wǎng)運(yùn)行的中樞，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)作為電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸通道又是調(diào)度的物理基礎(chǔ)。目前電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)采用的傳輸方式有模擬通道，數(shù)字通道，數(shù)據(jù)網(wǎng)通道。數(shù)字通道、模擬通道是固定的電力專線連接，通道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)過(guò)通信機(jī)房自動(dòng)化機(jī)房設(shè)備轉(zhuǎn)接，經(jīng)過(guò)通道測(cè)試柜，modem柜等。而且目前采用的傳統(tǒng)的modem板以及數(shù)字通道板，受限于存儲(chǔ)空間以及接口的限制存在精度不高，實(shí)時(shí)性差，采集數(shù)量有限，外圍電路芯片功耗高，故障率高。但模擬通道依然是重要的數(shù)據(jù)源；數(shù)字通道的承載網(wǎng)DDN可以提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)業(yè)務(wù)，電路可以是永久性虛電路PVC或者交換型虛電路SPVC，具有自愈功能，全程數(shù)字傳輸，無(wú)A/D轉(zhuǎn)換，穩(wěn)定實(shí)時(shí)可靠，是調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道的主要通道之一。因此需要對(duì)終端轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行改造，技術(shù)提升來(lái)進(jìn)一步滿足智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的要求。

目前采用的方案多是將變電站傳來(lái)的數(shù)字/模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)板處理后通關(guān)連接線將該信號(hào)傳送到終端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)模擬信號(hào)，后通過(guò)網(wǎng)線將信號(hào)送到智能電網(wǎng)調(diào)度控制中心。

目前現(xiàn)有技術(shù)采用的多是單獨(dú)調(diào)制解調(diào)器modem板，其控制芯片多位51單片機(jī)控制芯片，存儲(chǔ)空間，緩存空間有限。Modem板又與串口轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)終端服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)線等進(jìn)行連接，又大大增加物理連接故障。

以信息技術(shù)徹底改造現(xiàn)有的能源利用體系，采用先進(jìn)的控制技術(shù)最大限度地開(kāi)發(fā)電網(wǎng)體系的能源效率是智能電網(wǎng)理念產(chǎn)生的源泉，在現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)基礎(chǔ)上整合現(xiàn)有資源并創(chuàng)新。因此經(jīng)模擬通道數(shù)字通道以及串口終端基于一體，并采用先進(jìn)的控制芯片的設(shè)計(jì)，將大大降低裝置故障，提供數(shù)據(jù)運(yùn)行速率，提升通信裝備的智能化，滿足傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)轉(zhuǎn)向智能電網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅m應(yīng)網(wǎng)省智能電網(wǎng)以及省縣市電網(wǎng)調(diào)控一體化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)高速數(shù)據(jù)處理傳輸要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種智能電網(wǎng)調(diào)度終端一體機(jī)，大大簡(jiǎn)化目前電力系統(tǒng)中的眾多的線路鏈接問(wèn)題，解決了數(shù)據(jù)處理速度慢，功耗高的問(wèn)題，電網(wǎng)調(diào)度可靠性高。

為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是：

一種智能電網(wǎng)調(diào)度終端一體機(jī)，為嵌入式終端一體機(jī)系統(tǒng)，將以太網(wǎng)控制器、電源電路、晶體振蕩器電路、復(fù)位電路、JTAG接口、存儲(chǔ)器模塊， AT91RM9200微處理器集成一起，構(gòu)成主控板；調(diào)制解調(diào)器部分和數(shù)字處理部分集成在一起構(gòu)成模擬數(shù)字通道一體板，一體板為板卡樣式，與主控板插接在一起組成所述終端一體機(jī)，其中，所述以太網(wǎng)控制器用于設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)，所述調(diào)制解調(diào)器將加工好的數(shù)據(jù)送到主控制芯片，所述晶體振蕩電路為系統(tǒng)提供時(shí)鐘頻率，所述以太網(wǎng)控制器通過(guò) JTAG 接口,對(duì)芯片內(nèi)部的所有部件進(jìn)行訪問(wèn)，所述存儲(chǔ)器模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)緩存，所述模擬數(shù)字通道一體板模塊主要實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換，信號(hào)過(guò)濾處理功能；

所述模擬數(shù)字通道一體板采用自動(dòng)增益電路，所述調(diào)制解調(diào)器將主站發(fā)出的數(shù)字信號(hào)調(diào)制成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，接收端將從遠(yuǎn)程測(cè)控終端送來(lái)的模擬信號(hào)重新轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，上傳主站，遠(yuǎn)程測(cè)控終端傳入模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)采用同一控制芯片，通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)切換由模擬板還是數(shù)字板進(jìn)入工作狀態(tài)；

所述存儲(chǔ)器模塊包括Flash存儲(chǔ)器和SRAM存儲(chǔ)器，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行所需的程序和重要數(shù)據(jù)，在掉電的情況下，程序和數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，SDRAM存儲(chǔ)器的作用是存放系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的程序和數(shù)據(jù)；

所述系統(tǒng)的輸入電壓為5V直流穩(wěn)壓電源，所述模擬數(shù)字通道一體板采用5V電源供電。

進(jìn)一步地，所述以太網(wǎng)控制器內(nèi)部設(shè)有寄存器，設(shè)置物理層接口、數(shù)據(jù)傳輸模式和工作模式，使以太網(wǎng)控制器根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

進(jìn)一步地，模擬數(shù)字通道一體板模塊為16路信號(hào)，所述調(diào)制解調(diào)器還具有同異步轉(zhuǎn)換功能，將模擬通道端低波特率同步信號(hào)轉(zhuǎn)化為多倍波特異步信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述電源電路中設(shè)有低壓差穩(wěn)壓器，使各模塊中外圍器件獲得3.3V電源。

進(jìn)一步地，所述SDRAM模塊為2片數(shù)據(jù)寬度為16位的SDRAM并行運(yùn)行作為一個(gè)32位數(shù)據(jù)寬度的SDRAM模塊，防止系統(tǒng)掉電后程序和數(shù)據(jù)的丟失。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)中串行口電路為SP3232，16引腳封裝，所需引腳為接收端DRXD、發(fā)送端DTXD。

進(jìn)一步地，所述調(diào)制解調(diào)器采用FSK調(diào)制技術(shù)，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制解調(diào)，數(shù)字信號(hào)處理部分采用從電源上和信號(hào)上將通信雙方完全隔離的方法，對(duì)數(shù)據(jù)不進(jìn)行加工處理，不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，信息代碼格式不受限。

進(jìn)一步地，所述以太網(wǎng)控制器支持以太網(wǎng)通信協(xié)議IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。

采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下有益效果：

本實(shí)用新型在一體機(jī)系統(tǒng)在硬件上采用了高性能的嵌入式主控制芯片以及大容量的存儲(chǔ)芯片，采用支持IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)控制器CS8900A 來(lái)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)部分。數(shù)字通道模擬通道一體板主控芯片采用采用了ST公司基于Cortex-M3內(nèi)核的32位增強(qiáng)型閃存微控制器 STM32F103作為主控制芯片。Cortex-M3內(nèi)核是專門設(shè)計(jì)于滿足集高性能、低功耗、實(shí)時(shí)應(yīng)用，具有競(jìng)爭(zhēng)性價(jià)格于一體的嵌入式領(lǐng)域的要求，智能數(shù)字通道-模擬通道板，即插即拔，使用靈活方便。

本實(shí)用新型的終端一體機(jī)系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化目前電力系統(tǒng)中的眾多的線路鏈接問(wèn)題，解決了數(shù)據(jù)處理速度慢，功耗高的特點(diǎn)，可靠性高。硬件采用嵌入式設(shè)計(jì)，軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，大大縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間。強(qiáng)大的數(shù)據(jù)冗余，滿足了智能電網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)備的要求。該系統(tǒng)會(huì)可應(yīng)用于廠站自動(dòng)化系統(tǒng)中，將對(duì)變電站二次側(cè)設(shè)備改進(jìn)，電網(wǎng)升級(jí)改造有很大的借鑒意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型智能電網(wǎng)調(diào)度終端一體機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的結(jié)構(gòu)圖及具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

圖1為本實(shí)用新型的智能電網(wǎng)調(diào)度終端一體機(jī)結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，本實(shí)用新型為嵌入式終端一體機(jī)系統(tǒng)，將以太網(wǎng)控制器、電源電路、晶體振蕩器電路、復(fù)位電路、JTAG接口、存儲(chǔ)器模塊， AT91RM9200微處理器集成一起，構(gòu)成主控板；調(diào)制解調(diào)器部分和數(shù)字處理部分集成在一起構(gòu)成模擬數(shù)字通道一體板，一體板為板卡樣式，與主控板插接在一起組成所述終端一體機(jī)，采用先進(jìn)的控制芯片的設(shè)計(jì)，將大大降低裝置故障，提供數(shù)據(jù)運(yùn)行速率，提升通信裝備的智能化。

其中，以太網(wǎng)控制器用于設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)選地，系統(tǒng)采用了Cirrus公司生產(chǎn)的高集成度的全面支持IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)控制器CS8900A 來(lái)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)部分，特點(diǎn)是使用靈活，物理層接口、數(shù)據(jù)傳輸模式和工作模式等都能根據(jù)需要而動(dòng)態(tài)調(diào)整，通過(guò)內(nèi)部寄存器的設(shè)置來(lái)適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境。

在系統(tǒng)中的電源電路，AT91RM9200需要1.8V和3.3V電源，大部分外圍器件需要3.3 V電源，小部分外圍器件還需要5V電源，為簡(jiǎn)化系統(tǒng)電源電路的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的輸入電壓為5V直流穩(wěn)壓電源，數(shù)字通道-模擬通道板采用5V電源供電。為了得到可靠的3.3V電壓，此處選用了Sipex公司生產(chǎn)的SPX1117M3-33型低壓差(LDO)穩(wěn)壓器，其輸入電壓為5V，輸出電壓為3.3 V，最大輸出電流為0.8 A。選用Sipex公司生產(chǎn)的SPX1117M3-1.8型低壓差(LDO)穩(wěn)壓器，變換后最大輸出電流為0.8A的1.8V電源。

存儲(chǔ)器模塊包括Flash存儲(chǔ)器和SRAM存儲(chǔ)器兩個(gè)部分。Flash存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行所需的程序和重要數(shù)據(jù)，即使掉電程序和數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失；設(shè)計(jì)中采用Intel公司生產(chǎn)的28F640J3A。SDRAM存儲(chǔ)器的作用是存放系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的程序和數(shù)據(jù)，掉電后該部分程序和數(shù)據(jù)會(huì)丟失，優(yōu)選地，設(shè)計(jì)中使用2片數(shù)據(jù)寬度為16位的SDRAM并行運(yùn)行作為一個(gè)32位數(shù)據(jù)寬度的SDRAM模塊。

模擬數(shù)字通道一體板采用插接的方式連接，用于數(shù)據(jù)采集，模擬通道板卡部分采用自動(dòng)增益電路，所述調(diào)制解調(diào)器將主站發(fā)出的數(shù)字信號(hào)調(diào)制成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，接收端將從遠(yuǎn)程測(cè)控終端送來(lái)的模擬信號(hào)重新轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，上傳主站，數(shù)據(jù)采集處理部分16路信號(hào)可以是模擬信號(hào)也可以是數(shù)字通道信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的監(jiān)視和控制，滿足了智能電網(wǎng)實(shí)時(shí)傳送電網(wǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)并進(jìn)行及時(shí)有效的分析的要求。遠(yuǎn)程測(cè)控終端傳入模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)采用同一控制芯片，通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)切換由模擬板還是數(shù)字板進(jìn)入工作狀態(tài)，調(diào)制解調(diào)的核心功能由軟件實(shí)現(xiàn)，使電路靈活、可靠，便于功能的擴(kuò)展。

在構(gòu)架上將模數(shù)轉(zhuǎn)換板/數(shù)字轉(zhuǎn)數(shù)字板，數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)裝置集成在一個(gè)終端設(shè)備，去掉了外部物理連接線，采用了集成電路和插針的連接關(guān)系

調(diào)制解調(diào)器部分除了一般的調(diào)制解調(diào)功能以外，還具有同異步轉(zhuǎn)換功能，將模擬通道端低波特率同步信號(hào)（300、600、1200）轉(zhuǎn)化為多倍波特異步信號(hào)。

調(diào)制解調(diào)器（MODEM）部分采用FSK調(diào)制技術(shù)，利用帶寬、抗噪聲強(qiáng)等特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制解調(diào)，該部分通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，數(shù)字處理（DIGIT）部分采用從電源上和信號(hào)上將通信雙方完全隔離的方法，對(duì)數(shù)據(jù)不進(jìn)行加工處理，不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，信息代碼格式不受限，抗干擾能力較強(qiáng)。

數(shù)字通道模擬通道一體板主控芯片可以采用了ST公司基于Cortex-M3內(nèi)核的32位增強(qiáng)型閃存微控制器 STM32F103作為主控制芯片。Cortex-M3內(nèi)核是專門設(shè)計(jì)于滿足集高性能、低功耗、實(shí)時(shí)應(yīng)用，具有競(jìng)爭(zhēng)性價(jià)格于一體的嵌入式領(lǐng)域的要求。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該通道接口板具有電路新穎，操作簡(jiǎn)便，性能可靠，運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，完全滿足智能調(diào)度實(shí)時(shí)通信的要求。

本實(shí)用新型中的UART接口電路為Sipex公司生產(chǎn)的SP3232，其工作電壓為3.3V，16引腳SOIC封裝，所需引腳為DRXD、DTXD。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。