一種基于arm9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于ARM9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，包括機(jī)殼，機(jī)殼內(nèi)設(shè)有主板，主板包括核心單元和外圍接口電路，機(jī)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(fù)位電路、時(shí)鐘電路、SDRAM數(shù)據(jù)存儲器、NAND FLASH程序存儲器構(gòu)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(gòu)成；機(jī)殼外設(shè)有液晶顯示屏和鍵盤?？朔F(xiàn)有電力規(guī)約轉(zhuǎn)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(diǎn)于一身。
【專利說明】
一種基于ARM9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及高性能電力調(diào)度自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)動規(guī)約(CD T循環(huán)式規(guī)約與IEC60870-5-104規(guī)約)轉(zhuǎn)換裝置，特別是一種基于ARM9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)是一個(gè)龐大的、復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)中各種設(shè)備呈現(xiàn)出多廠商、多規(guī)約、新老并存的特點(diǎn)。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(shè)備采用的通信規(guī)約常?；ゲ幌嗤ｋm然國際上已經(jīng)制定了統(tǒng)一的電力設(shè)備通訊規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)，但正是由于新老設(shè)備的共存，電力設(shè)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(shè)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(yuǎn)動規(guī)約(以下簡稱IEC104規(guī)約)與廠站設(shè)備使用的CDT循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約之間的通訊互轉(zhuǎn)問題，通常采用CDT規(guī)約與104規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置。
[0003]現(xiàn)有的CDT規(guī)約與104規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，通常采用51系列單片機(jī)或工控計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)的硬件平臺?；?1系列單片機(jī)開發(fā)的規(guī)約轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換的瓶頸，規(guī)約轉(zhuǎn)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(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)硬件平臺的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置其性能強(qiáng)勁，但體積大、功耗高、不利于安裝部署。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是為了提供一種克服現(xiàn)有電力規(guī)約轉(zhuǎn)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(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，匯集高性能、低功耗、體積小、多端口、多線程等特點(diǎn)于一身。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[000?] —種基于ARM9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，包括機(jī)殼，機(jī)殼內(nèi)設(shè)有主板，主板包括核心單元和外圍接口電路，機(jī)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(fù)位電路、時(shí)鐘電路、SDRAM數(shù)據(jù)存儲器、NAND FLASH程序存儲器構(gòu)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(shè)備相連接以從CDT規(guī)約方設(shè)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(shí)現(xiàn)IEC104遠(yuǎn)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(gòu)成;所述機(jī)殼外設(shè)有用于輸出當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)、轉(zhuǎn)換指令統(tǒng)計(jì)、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(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，所述時(shí)鐘電路包括處理器工作時(shí)鐘和RTC時(shí)鐘，所述處理器工作時(shí)鐘采用12MHz的有源晶振，所述RTC時(shí)鐘采用32.768KHz的無源晶振。
[0008]上述的基于ARM9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，所述電源和復(fù)位電路采用5V直流電源供電。
[0009]上述的基于ARM9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，所述鍵盤采用4X 4陣列按鈕鍵盤。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:本裝置采用ARM9架構(gòu)高性能處理器硬件平臺構(gòu)建，該ARM9平臺的引入，既解決了基于51系列單片機(jī)硬件的電力規(guī)約轉(zhuǎn)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(jī)硬件平臺方案的規(guī)約轉(zhuǎn)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(dá)到工控計(jì)算機(jī)水平，而且體積小、低功耗；同時(shí)支持多接口(多個(gè)串行通訊接口、3個(gè)以太網(wǎng)接口)、多線程、多并發(fā)，每個(gè)⑶T規(guī)約(對應(yīng)本實(shí)用新型的一個(gè)串行通訊接口)到IEC104規(guī)約(對應(yīng)本實(shí)用新型的一個(gè)以太網(wǎng)接口)的轉(zhuǎn)換，對應(yīng)一個(gè)單獨(dú)的線程空間。如上所述，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了性能、功耗、體積、性價(jià)比的多個(gè)平衡與統(tǒng)一，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的使用原理圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的主板組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是本實(shí)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(shè)備、5.S3C2410X處理器、6.電源和復(fù)位電路、7.時(shí)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(jī)殼。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖所示，該基于ARM9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，包括機(jī)殼15，機(jī)殼15內(nèi)設(shè)有主板，主板包括核心單元和外圍接口電路，機(jī)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(fù)位電路6、時(shí)鐘電路7、SDRAM數(shù)據(jù)存儲器8、NAND FLASH程序存儲器9構(gòu)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(shè)備相連接以從CDT規(guī)約方設(shè)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(shí)現(xiàn)IEC104遠(yuǎn)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(gòu)成。所述機(jī)殼15外設(shè)有用于輸出當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)、轉(zhuǎn)換指令統(tǒng)計(jì)、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(shí)施例中，所述電源和復(fù)位電路6采用5V直流電源供電。S3C2410X處理器5需兩路時(shí)鐘輸入，一路是處理器工作時(shí)鐘，另一路是RTC時(shí)鐘，則所述時(shí)鐘電路包括處理器工作時(shí)鐘和RTC時(shí)鐘，所述處理器工作時(shí)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(shí)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(shí)鐘電路完全相同。本實(shí)施例中，采用64M SDRAM數(shù)據(jù)存儲器，特點(diǎn)是容量大、存取速度快、成本低，該SDRAM負(fù)責(zé)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(shí)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(yīng)用程序的固化存儲。本實(shí)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(shè)備相連接，用于通過串口從CDT設(shè)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(shí)現(xiàn)IEC104遠(yuǎn)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?cái)?shù)據(jù)接口、象素時(shí)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(shí)用新型的核心是S3C2410X處理器5，當(dāng)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(dǎo)程序;嵌入式操作系統(tǒng)uCLinux運(yùn)行后，自動運(yùn)行上層應(yīng)用程序，負(fù)責(zé)⑶T與IEC104電力規(guī)約指令的轉(zhuǎn)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(jìn)行指令的解析和轉(zhuǎn)換，由RS232串行通訊接口 3轉(zhuǎn)發(fā)給廠站端設(shè)備4，執(zhí)行遠(yuǎn)動指令。每一對RS232和RJ45的接口間規(guī)約轉(zhuǎn)換都是一個(gè)獨(dú)立的線程，接口之間的轉(zhuǎn)換對應(yīng)關(guān)系由系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)決定。
[0019]參見圖1，當(dāng)調(diào)度主站方I下發(fā)基于IEC104遠(yuǎn)動規(guī)約的指令或數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)包經(jīng)由通訊線路傳輸?shù)诫娏σ?guī)約轉(zhuǎn)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(yùn)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(duì)列;根據(jù)IEC104指令內(nèi)容，S3C2410X處理器5運(yùn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換程序，將該指令轉(zhuǎn)換為CDT數(shù)據(jù)幀，并通過連接廠站端設(shè)備4的RS232串行通訊接口 3發(fā)出或等待CDT按時(shí)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(jié)果，則S3C2410X處理器5將該返回的CDT結(jié)果轉(zhuǎn)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(quán)項(xiàng)】
1.一種基于ARM9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，包括機(jī)殼，機(jī)殼內(nèi)設(shè)有主板，主板包括核心單元和外圍接口電路，機(jī)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(fù)位電路、時(shí)鐘電路、SDRAM數(shù)據(jù)存儲器、NAND FLASH程序存儲器構(gòu)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(shè)備相連接以從CDT規(guī)約方設(shè)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(shí)現(xiàn)IEC104遠(yuǎn)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(gòu)成;所述機(jī)殼外設(shè)有用于輸出當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)、轉(zhuǎn)換指令統(tǒng)計(jì)、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(quán)利要求1所述的基于ARM9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述時(shí)鐘電路包括處理器工作時(shí)鐘和RTC時(shí)鐘，所述處理器工作時(shí)鐘采用12MHz的有源晶振，所述RTC時(shí)鐘采用32.768KHZ的無源晶振。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述電源和復(fù)位電路采用5V直流電源供電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM9架構(gòu)的電力規(guī)約轉(zhuǎn)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