基于Linux嵌入式系统的低压断路器智能控制器研究

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1、学校代码：10289分类号：TN953密级：公开学号：119030037江苏科技大学硕士学位论文基于Linux嵌入式系统的低压断路器智能控制器研究研究生姓名邵秋丽导师姓名黄巧亮申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业控制工程论文提交日期2013年12月27日研究方向智能电气与系统论文答辩日期2014年03月19日答辩委员会主席李众评阅人2014年3月19日万方数据万方数据摘要摘要随着嵌入式技术的迅速发展，其在众多领域中都得到了重视和应用。以ARM微处理器为载体，以Linux操作系统为软件平台的新一代监控系统应运而生，

2、这类监控系统具有众多的优点。低压断路器是电力系统中重要的控制和保护设备，对维护电力系统的安全、稳定和可靠运行起着重要的作用。因此，本文提出了一种基于Linux嵌入式系统的低压断路器智能控制器的设计方案。本文是以三星公司的ARM芯片S3C2440为控制核心，以Linux操作系统为软件平台，研究设计了集测量、保护、监控、通信等功能为一体的智能控制器。本智能控制器在测量电参量的功能基础上，增加了对断路器机械特性参数的在线监测。而且在设计中运用QtE设计应用程序，具有可视化、易操作等优点。本文首先研究了智能控制器的保护原理和算法，其次对

3、智能控制器的硬件和软件进行了设计。硬件设计以S3C2440为核心处理器，扩展外围功能电路，结合外围采集控制电路进行电流电压、合/分闸线圈电流信号以及动触头行程信号的实时采集。软件编程在Linux系统下进行，完成了ADC模块、LCD模块、以太网通信模块及串口模块驱动程序的编写，实现了电网中信号采集及数据的处理，并完成了故障处理、合/分闸处理、以太网通信、图形界面开发的设计，进而完成了断路器的智能保护功能。针对断路器的通信功能，本设计采用了广泛使用的TCP以太网通信方式，并使用Modbus协议组报传输。实现了智能控制器和PC机的双向

4、通信，有利于实现PC机对智能化断路器的集中监控和管理。最后，通过对断路器智能控制器进行反复测试，证明控制器具有良好的功能和优越的性能，能够顺利、准确地实现上面所述的各项功能。关键词：ARM；Linux；低压断路器；智能控制器I万方数据江苏科技大学工学硕士学位论文II万方数据AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofembeddedtechnology,embeddedsystemhasbeenemphasizedandappliedinmanyfields.Anewgenerationmo

5、nitoringsystemhavinganARMmicroprocessorandLinuxoperatingsystememergesasthetimesrequire.Low-voltagecircuitbreakerisanimportantcontrolandprotectionequipmentwhichplaysanimportantroleinmaintainingelectricpowersystem’ssafe,stableandreliableoperation.Therefore,inthisarticl

6、e,anewintelligentcontrolleroflow-voltagecircuitbreakerbasedonLinuxembeddedsystemwasputforward.TheintelligentcontrollerwhichusestheSamsung’sS3C2440astheprimaryprocessorandLinuxastheembeddedsystemwasdesigned.Theintelligentcontrollerhasmanyfunctions,suchasmeasurement,pr

7、otection,monitoring,cummunicationandsoon.Moreover,thedesignnotonlycanmeasuretheelectricalparameters,butalsocanmonitormechnicalparametersonline.InProgramming,QtEisadoptedasthetooltodesignuserinterface,becauseithasalotofadvantagesinEmbededGUIdesign.Inthisarticle,thepro

8、tectionprincipleandalgorithmofintelligentcontrollerisresearchedindetailatfirst.Thenthesoftwareandhardwareisdesigned.Thehardwareisba