基于arm通信管理机研发和设计

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1、基于ARM通信管理机研发和设计　　摘要:本文从当前国内主流的电力自动化系统中通信管理机的实际情况入手，通过分析比较国内通信管理机的几种设计方案优缺点，然后着重提出此论文研制的一种基于ARM和嵌入式操作系统-、采用虚拟内存管理物理地址的通信管理机设计。为了实现该通信管理机的目标，采用了ARM作为其主CPU，支持101、104、CDT等规约协议，提高了通信管理机的安全可靠性和技术水平。关键词：通信管理机;配电监测计量终端[2];ARM中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：1.引言通信管理机起到转换协议的作用比如将从下位采集到的信息通过规约传递给CPU。测

2、控系统的智能设备将采集到的遥信、遥测、遥脉等数据送达通信管理机，通信管理机再根据各个监控单元的不同协议要求，把数据送达各个监控单元。因此，通信管理机在配电自动化系统中处于关键的位置。11现在国内外各大公司都竞相研制高性能的通信管理机。这是由于现在的通信管理机，能高效、经济、方便地进行各个层面的通信协议转换，也能适应现存的各种通信介质并满足高速实时性要求。通信管理机性能的优劣和适用性决定着电力自动化系统的技术水准和市场认同度。目前国内很多厂商的通信管理机在国内市场占据主导地位，引领电力自动技术的发展潮流。第一类通信管理机运行Unix系统的一体化工控机，充分利

3、用Unix操作系统的高稳定性和安全性来完成各种通信功能。通信管理机充当RTU和规约接入器的角色，，使用和维护起来比较方便。此类通信管理机的不足主要是功能上的集成度太高，各个层面的通信工作都集中在1-2台管理机上，显得层次有些混乱，增大了工程实施中各通信任务之间相互制约的可能，加大通信任务划分的难度，降低了管理机的效率，另外Unix系统内核大，不是实时操作系统，使得任务切换时间较长。第二类通信管理机是RCS9698是总控单元，起到通信管理机的作用。其硬件由基于486DX4的嵌入式PC和一个以80296单片机构成的智能通信接口组成，软件上采用面向对象方法。此类

4、通信管理机的不足之处在于它采用的VxWorks嵌入式实时多任务操作系统只能用交叉式开发模式，所有的编辑、编译和调试工作只能通过后台宿主机进行；这样增加成本，也加大的工程制作和调试的难度。另外双CPU加大通信任务，分层分布的特点也不是很充分。11第三类通信管理是由PSX600和PSX643共同组成。PSX600是PS6000中的远动服务器，起着RTU的作用；而PSX643是规约接入装置。这类通信管理机的不足之处在于NucleusPLUS不具备自宿主特征，只能用BDM方式，这给工程制作和调试带来因难。另外PSX600和PSX643在硬件构成和软件思路两方面不致

5、，加大了生产维护的成本。2.通信管理机与其它模块协同工作通信管理机通过硬件与软件的相辅相成，能够实现对DTU、FTU等下位机的数据集成、协议转换，并且能够与上位机进行数据信息发送。本论文设计通信管理机的工作原理如下图。图1通信管理机系统原理图11该通信管理机的配变监测和负荷管理测量终端以高速的32位ARM内核处理器为核心，实时嵌入式LINUX操作系统的软硬件平台，采用RS232,RS485[3,4]，远程通信技术、计算机应用技术等，将多个现场设备通过管理机所提供的接口（包括RS232,RS485）接到通信管理机，将下位机FTU、DTU所要传输的数据传到通信

6、管理机，再根据相关协议或自定义协议，再通过管理机提供的接口（包括RS232,RS485）或光纤接口两种通信方式传送到远程监控中心或PC主机。由于配电终端具有多种通信接口，完成数据的上传、内部通信、数据转发、远方监控等通信功能，故通信管理机应具有多种通信接口，本论文主要采用的是串行接口。这里的下位机主要是指FTU和DTU，它们具有多个标准的RS485和RS232串行接口，应用与远程调度中心的通信，或与相近其它设备或ARM通信板的通信。现在本文设计的通信管理机系统与配变监测和负荷管理计量终端采用32位CPU，实时嵌入式LINUX操作系统的软硬件平台，作为配变监

7、测计量与管理系统中的采集执行终端，广泛应用于变电站、大用户、配变电站。终端按照主站发来的计划用电指标，实施当地功率和电量控制，还可以直接接收主站的遥控命令来控制用户的负荷。通信管理机通过终端可将用户的用电参数、执行结果以及运行中的一些重要信息和警告信息主动上报，同时支持多种规约的电能表数据采集，操作简单直观。3.通信管理机的硬件结构硬件平台是整个产品的基础部分，它是软件平台的载体，硬件的通用性和可靠性可以直接影响整个产品运行的好坏。本文设计的通信管理机硬件结构丰富，功能性强。首先它是由电源板和ARM通信管理板两部分组成，其中ARM通信管理板是核心部分，而电

8、源板为整个管理机提供5V的电压。3.1ARM通信管理板11在这个A