CN101163017A - 嵌入式变电站信息集成服务器 - Google Patents
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Abstract
嵌入式变电站信息集成服务器由核心处理模块(1)、以太网通信接口模块(2)、CAN总线通信接口模块(3)、串行通信接口模块(4)和开关量输入输出模块(5)组成；其中，核心处理模块(1)由处理器AT91RM9200(11)、同步动态随机存取存储器(12)、并行闪存(13)、NAND闪存(14)、电可擦写可编程只读存储器AT24C512(15)和实时时钟(16)、看门狗定时器(17)、复杂可编程逻辑器件XC95144(18)和外围辅助电路共同构成一个基本的嵌入式系统；采用统一的网络和规约体系，研制高性能、高开放性、高可靠性以及低成本的嵌入式变电站信息集成服务器，实现不同厂商设备的互联和互操作，为信息集成、共享和进行综合处理提供数据服务平台。
Description
技术领域
本发明是一种实现变电站信息集成的通用硬件平台和数据服务平台，属于电力系统变电站自动化技术领域。
背景技术
变电站内不同厂家的各种智能设备，比如保护装置、智能电度表、集中电度采集器、直流屏、消弧线圈控制装置、小电流接地选线装置、绝缘检测装置、独立的VQC装置、故障录波器等都要连到监控、远动等信息处理主站。这些设备由于生产年代和技术水平各不相同，各生产厂家各自执行自己的通信模式，造成不同厂家设备之间通信连接困难，特别在低电压等级变电站和老站改造中，这种情况更为普遍。
通信是变电站自动化系统的关键。变电站自动化系统的通信包括现场智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED)之间的通信、现场智能电子设备与站级监控系统的通信，以及现场智能电子设备和远方调度的通信。目前我国变电站自动化系统采用的通信网络种类繁多，应用规约各异，例如站端到远方调度就有IEC60870-5-101、CDT、SC-1801、u4F、DNP3.0等规约。变电站自动化系统通信网络和数据传输规约不统一，造成各厂商间产品难以互联和互操作，由此带来大量规约转换和调试工作量，给运行维护带来不便，并给系统的可靠运行留下隐患。
因此，能高效、经济、方便地进行各个层面(包括间隔层和站控层、站控层和调度端)的通信协议转换，能适应现存的各种通信介质(包括同步/异步的RS-232/RS-485/RS422串口、CAN总线以及TCP/IP网络等)，能满足高速实时性能要求，且方便工程实施和调试的变电站信息集成服务器就成了各厂家变电站自动化系统的核心组成部分之一，其性能的优劣和使用的方便性和普适性决定着整套自动化系统的技术水准和市场认同度。
同时，对于用户来讲，开放的系统、灵活的配置将有利于利用已有的软硬件资源，节省投资和长期使用系统的方便，因此变电站信息集成服务器的开放性、灵活性及可扩展性方面的考虑就显得非常重要；再者，由于变电站自动化系统远方终端数据非常庞大，在满足可靠性的基础上如何降低造价，形成最合理的配置，也是非常重要的问题。
发明内容
技术问题：本发明的目的是合理规划嵌入式系统有限的硬件资源，基于强实时性的嵌入式操作系统，采用统一的网络和规约体系，研制高性能、高开放性、高可靠性以及低成本的嵌入式变电站信息集成服务器(Embedded SubstationInformation Integration Server，ESIIS)，实现不同厂商设备的互联和互操作，为信息集成、共享和进行综合处理提供数据服务平台。
技术方案：嵌入式变电站信息集成服务器负责收集变电站内部各继电保护、测控装置的运行信息，上传到远方控制中心，同时下发控制命令到保护、测控装置，实现与控制中心的信息远传与交互。在厂站建立变电站信息集成服务器的目标是建立变电站统一的信息采集与数据服务平台，为有关专业服务。
本发明的嵌入式变电站信息集成服务器由核心处理模块、以太网通信接口模块、CAN总线通信接口模块、串行通信接口模块和开关量输入输出模块组成；其中，核心处理模块由处理器AT91RM9200、同步动态随机存取存储器、并行闪存、NAND闪存、电可擦写可编程只读存储器AT24C512和实时时钟、看门狗定时器、复杂可编程逻辑器件XC95 144和外围辅助电路共同构成一个基本的嵌入式系统；处理器AT91RM9200的调试串口端DBGU、串口0端USART0、串口1端USART1、串口2端USART2、串口3端USART3分别与串行通信接口模块相接，处理器AT91RM9200的以太网控制器端EMAC、数据线端DB 31:0与以太网通信接口模块相接，处理器AT91RM9200的数据线端DB 7:0接CAN总线通信接口模块，处理器AT91RM9200的复杂可编程逻辑器件XC95144与开关量输入输出模块相接。
由于目前电力系统通信规约不统一、通信介质复杂多样的现状，本发明所述的变电站信息集成服务器的功能表现为通信接口转换、规约转换和数据转发。嵌入式变电站信息集成服务器的内部与外部信息交互结构如附图1所示。
嵌入式变电站信息集成服务器内部功能划分为2层。第1层为数据采集层，主要实现对现场IED的通信与数据采集、协议转换，构建装置内部的实时数据库，同时对经过软硬件设置的安全通道下发的IED控制命令进行操作；第2层为数据服务层，响应远方控制中心的数据服务请求，分类检索实时数据库中的大量数据，实现标准化的数据通信服务，同时对经过软硬件设置的安全通道下发的直接IED命令进行特殊服务。
嵌入式变电站信息集成服务器是一种厂站级的系统，它的基本功能是：
(1)提供丰富的IED接入的通信接口。这些接口包括各类型串口(RS-232/RS-422，RS-485)、各类现场总线(例如CAN，LonWorks)接口，以及以太网接口(10/100Mbps)。为了实现对过程层设备的直接控制，还应提供一定数量的开关量接口。
(2)通信规约转换和数据转发。向下兼容目前的IED常用通信协议，向上支持CDT、IEC60870-5-101/104等标准远动规约。同时，支持授权的远方操作、控制和整定。
(3)大量的数据存储，并提供数据服务
很明显，这样的装置应具有大量的通信接口处理能力、实时多任务处理能力、实时数据处理能力和存储管理与数据服务能力。综合国内外研究方案，考虑到变电站自动化系统高可靠性、高实时性以及低成本的要求，本发明以专门为工控场合设计32位RISC微处理器ARM(Advanced RISC Machine)AT91RM9200为基本硬件平台，基于嵌入式实时操作系统VxWorks开发实时多任务应用软件。
从硬件角度看，嵌入式变电站信息集成服务器主要起通信接口转换，以及提供对过程层设备直接操作的接口。按模块化方法设计，嵌入式变电站信息集成服务器硬件平台主要包括以下模块：AT91RM9200核心处理模块、以太网通信接口模块、CAN总线通信接口模块、串行通信接口模块和开关量输入输出模块，如附图2所示。两路以太网和两路RS-232串行通信接口构成上行通道，通过HUB或者Modem与调度主站相连，实现与远方调度通信；四路CAN总线接口构成下行通道，实现与间隔层保护、测控设备通信；一路RS-485串行通信接口用于双机互连，构成主备双通信服务器系统，另一路RS-485串行接口用于接收GPS对时信号，一路3线制串口作为现场调试通道；多路开入开出通道，直接对过程层设备进行操作。
从软件角度看，嵌入式变电站信息集成服务器主要起通信规约转换和数据转发作用，将现场数据集中后转发给调度主站，并构建装置内部的实时数据库，支持一定深度的数据回溯。同时，支持授权的远方操作、控制和整定，支持现场配置功能。嵌入式变电站信息集成服务器的实时多任务应用软件设计以嵌入式实时操作系统VxWorks为支撑环境，按“功能独立”的模块化基本原则设计，主要包括下列模块：系统初始化模块、系统配置模块、下行通道数据请求和处理模块、上行通道数据处理模块、数据库管理模块等，如附图3所示。其中下行通道数据请求和处理模块，及上行通道数据处理模块内封装了中断和中断所驱动的任务。
有益效果：本发明通过合理规划硬件资源，研制了高性能、高开放性、高可靠性以及低成本的嵌入式变电站信息集成服务器，并基于嵌入式实时性操作系统，采用统一的网络和规约体系，开发了相应的应用软件，实现了不同厂商设备的互联和互操作，为实现信息集成、共享和进行综合处理提供了数据服务平台。发明取得了下列有益效果：
(1)解决了变电站设备互联和互操作问题
能适应变电站现存的各种通信介质(包括同步/异步的RS-232/RS-485/RS-422串口、CAN总线以及TCP/IP网络等)，能高效、经济、方便地进行各个层面(包括间隔层和站控层、站控层和调度端)的通信协议转换，实现变电站设备互联和互操作。
(2)解决了变电站信息集成问题
采用统一的网络和规约体系，不仅能实现不同厂商设备的互联和互操作，更为信息共享、合理分配硬件资源和进行后台综合处理提供了可能。
(3)系统开放、配置灵活
硬件结构设计采用了基于扩展槽的标准卡件，可以根据用户需求灵活配置硬件资源。对于用户来讲，开放的系统、灵活的配置将有利于利用已有的软硬件资源，节省投资和长期使用系统的方便。再者，由于变电站自动化系统远方终端数据非常庞大，在满足可靠性的基础形成最合理的配置，可以进一步降低造价。
(4)广泛的适用性
嵌入式变电站信息集成服务器的硬件平台虽然最初是针对变电站自动化的需求而研制开发的，但由于其结构的灵活性、自身强大的数据处理能力和通信能力，亦可以作为分布式控制、网络测控等系统的硬件平台，具有广泛的适用性。
附图说明
图1是嵌入式变电站信息集成服务器内部与外部信息交换示意图。
图2是嵌入式变电站信息集成服务器的硬件电路原理框图。
图3是嵌入式变电站信息集成服务器的软件功能模块划分示意图。
图4是嵌入式变电站信息集成服务器的以太网第一通道01的电路原理框图。
图5是嵌入式变电站信息集成服务器的以太网第二通道02的电路原理框图。
图6是嵌入式变电站信息集成服务器的CAN总线通信接口模块3的电路原理框图。
图7是嵌入式变电站信息集成服务器的串行通信接口模块4的电路原理框图。
图8是嵌入式变电站信息集成服务器的开关量输入输出模块5的电路原理框图。
图9是嵌入式变电站信息集成服务器的软件系统数据流图。
具体实施方式
嵌入式变电站信息集成服务器由核心处理模块1、以太网通信接口模块2、CAN总线通信接口模块3、串行通信接口模块4和开关量输入输出模块5组成；其中，核心处理模块1由处理器AT91RM920011、同步动态随机存取存储器12、并行闪存13、NAND闪存14、电可擦写可编程只读存储器AT24C51215和实时时钟16、看门狗定时器17、复杂可编程逻辑器件XC9514418和外围辅助电路共同构成一个基本的嵌入式系统；处理器AT91RM920011的调试串口端DBGU、串口0端USART0、串口1端USART1、串口2端USART2、串口3端USART3分别与串行通信接口模块4相接，处理器AT91RM9200的以太网控制器端EMAC、数据线端DB 31:0与以太网通信接口模块2相接，处理器AT91RM920011的数据线端DB 7:0接CAN总线通信接口模块3，处理器AT91RM920011的复杂可编程逻辑器件XC95144与开关量输入输出模块5相接。
一、嵌入式变电站信息集成服务器硬件平台
嵌入式变电站信息集成服务器硬件平台按模块化设计方法，主要包括以下模块：核心处理模块1、以太网通信接口模块2、CAN总线通信接口模块3、串行通信接口模块4和开关量输入输出模块5。
1、AT91RM9200核心处理模块
嵌入式变电站信息集成服务器的核心处理模块1包括中央处理器AT91RM920011、同步动态随机存取存储器12、并行闪存13、NAND闪存14、电可擦写可编程只读存储器AT24C512和实时时钟16、看门狗定时器17、复杂可编程逻辑电路XC9514418等外围辅助电路，它们共同构成一个基本的嵌入式系统。
(1)中央处理器
硬件平台的性能主要表现在中央处理器的选择上。本发明的中央处理器选择型号为AT91RM9200的处理器芯片，它是一款专门为工业控制场合设计的基于ARM920T内核的32位RISC体系结构微处理器，它以简单的设计、高效的指令集，为用户提供了一个全新的系统解决方案来建立高端通信系统。
引入处理器AT91RM9200，使嵌入式变电站信息集成服务器具备以下优越性：
(1)降低产品成本。相比Intel系列、PowerPC系列中央处理器，ARM系列微处理器具有极高的性价比。
(2)简化通信服务器的硬件结构，能进一步降低硬件成本。处理器AT91RM9200自带5路串口和一路10/100Mbps以太网控制器，并具有USB2.0、SPI、TWI串行通信接口，使得嵌入式变电站信息集成服务器的外围电路大大减少。
(3)提高硬件装置的可靠性和实时性。处理器AT91RM9200是工业级芯片，运算速度可以达到200MIPS，外设访问速度为60MHz。
综上所述，处理器AT91RM9200芯片具有比传统Intel系列、PowerPC系列中央处理器更低的价格、更强大的性能，更适合嵌入式变电站信息集成应用。
(2)存储器
为了保证嵌入式变电站信息集成服务器能够处理尽可能多的数据，装置配备了多种大容量存储器，主要包括：64Mbyte的同步动态随机存取存储器12用于运行程序和加载数据，4Mbyte的并行闪存13用于固化操作系统、程序和存放数据，256Mbyte的NAND闪存14用于存放文件系统，64Kbyte的AT24C51215用于存放定值和启动数据。
(3)外围辅助电路
虽然处理器AT91RM920011内部自带实时时钟和看门狗定时器，但为保证装置运行的可靠性，外扩实时时钟芯片16和看门狗定时器芯片17来保证精确的计时和可靠的监视作用，为微控制器提供独立的保护系统，有效地增强了系统的可靠性。
为解决部分芯片总线时序不匹配问题，以及扩展开入开出信号、接口的片选与读写信号，装置设计采用了XC9514418。
为了保证安全和3.3V/5V系统的电平变换，处理器AT91RM920011除了与同步动态随机存取存储器之间采用地址/数据线直接相连的方式，其他外围芯片均通过缓冲芯片再与处理器AT91RM920011连接。
2、以太网通信接口模块
嵌入式变电站信息集成服务器的以太网通信接口模块2由两大部分构成。以太网第一通道01利用型号为AT91RM9200处理器内嵌的10/100Mbps以太网控制器EMAC 21，外扩一片10/100Mbps全双工以太网收发器LXT97122，加之隔离变压器23和RJ45接头24、光纤收发器25构成一路以太网通道。
LXT971是工业级的10/100Mbps以太网收发器，采用3.3V供电，可以直接与处理器AT91RM920011连接而无须电平转换，但需采用25MHz有源晶振为其提供时基信号。处理器AT91RM9200内嵌的EMAC模块可以很方便地与LXT971连接，只要将EMAC模块中的ETX(发送)引脚、ERX(接收)引脚和ECON(控制引脚)分别对应地与LXT971的ETX(发送)引脚、ERX(接收)引脚和ECON(控制引脚)连接即可。全双工以太网收发器LXT971直接和隔离变压器相连，通过RJ-45连接各类屏蔽或非屏蔽双绞线。LXT971提供3个信号灯引脚，本装置将其配置为SPEED、LINK、RECE信号，分别表示速度、连接、接收信号。为了接入光纤线路，以太网第一通道01还预留了光纤接口。LXT971可以直接连接光纤收发器，故只需将接收/发送信号和光纤收发器连接即可，如附图4所示。
以太网第二通道02通过外扩以太网控制器LAN91C111芯片26、隔离变压器27和RJ45接头28构成。LAN91C111是工业级的10/100M以太网控制器，集成以太网收发器，具有8K字节的收发缓冲区，支持全双工和半双工通信。LAN91C111与处理器AT91RM920011连接只须将数据(DB)/地址(AB)线连接，然后再连接一些读、写、中断、片选等控制信号(CON)，如附图5所示。
LAN91C111也是3.3V供电，其数据线/地址线可以与处理器AT91RM920011直接连接。LAN91C111的读、写、中断控制引脚直接连接处理器AT91RM920011的相应管脚，处理器AT91RM9200 11通过一个I/O引脚连接LAN91C111的复位引脚(在对LAN91C111进行操作前必须先复位)。LAN91C111的命令和数据通过相同的数据线发送出去，通过不同的地址和格式信息加以区分。LAN91C111只提供2个信号灯引脚，本装置将其配置为SPEED、LINK信号。
3、CAN总线通信接口模块
CAN总线通信接口模块由4路CAN总线通信通道组成，每路CAN总线通信通道均由CAN控制器SJA1000 31、高速光隔32和CAN收发器82C25033构成。SJA1000芯片与芯片AT91RM9200间采用并行方式连接。由于芯片SJA1000采用Intel/Motorola时序，与处理器AT91RM9200的总线时序不匹配，需要通过芯片XC95144 18进行时序转换。本文设定SJA1000为Intel时序，与处理器AT91RM9200连接的逻辑电路如附图6所示。
处理器AT91RM9200灵活的外部总线配置可以很方便的通过芯片XC95144得到Intel时序。处理器AT91RM9200的外部中断引脚或因引脚复用或因其他芯片已经全部占用，因此利用处理器AT91RM9200的脉冲捕捉引脚作为CAN控制器的中断输入引脚。4片SJA1000的中断信号经过或门运算后再接入处理器AT91RM9200的捕捉引脚，任意一路SJA1000的接收信号都会令处理器AT91RM9200响应CAN接收中断。四片SJA1000采用统一的读信号、写信号、ALE信号，但片选信号通过地址线加以区分。三位地址信号通过芯片XC95144内部的3/8译码器分别对四片SJA1000进行片选。为了将SJA1000的控制信号与其他外设加以区分，其读、写、片选、ALE信号均与/NCS4信号做或与运算，以保证在/NCS4信号有效的前提下其控制信号才有效。ALE信号与一般的写信号通过3/8译码器的D0位加以区分。
处理器AT91RM9200的低8位数据线与SJA1000的8位数据线相连，对SJA1000进行操作时，处理器AT91RM9200设为8位操作模式。为了防止SJA1000之间的相互干扰，每片SJA1000采用独立晶振。另外，由于SJA1000是5V供电，SJA1000和处理器AT91RM9200之间需电平转换芯片以确保逻辑电平匹配。
4、串行通信接口模块
嵌入式变电站信息集成服务器的串行通信接口模块4由处理器AT91RM9200自带的标准串行通信控制器SCC0 41、RS232电平转换电路MAX20342、标准九针插座DB943构成一路RS232标准串行通道；串行通信控制器SCC144、RS232电平转换电路MAX20345、标准九针插座DB9 46构成另一路标准RS232串行通道。这两路配置为标准RS232的串口用于上行数据通道。串行通信控制器SCC247、RS485电平转换电路MAX48548、两脚插座49构成一路RS485串行通道，作为GPS信号接入通道。串行通信控制器SCC3410、RS485电平转换电路MAX485411、两脚插座412构成另一路RS485串行通道，用作双机互联通道。处理器AT91RM9200带有的一路调试串口DBS413，加之RS232电平转换电路MAX203414、标准九针插座DB9415配置为简单的三线制RS232串口作为现场调试通道。为了增强抗干扰能力，在串行通信控制器和对应的电平转换电路之间均设计高速光隔，如附图7所示。
标准串口与三线制串口的区别在于标准串口拥有控制信号(CON0、CON1)，具有更高的通信可靠性和抗干扰能力。与RS232串行总线相比，RS485串行总线通信除了发送/接收信号外，还需一路控制信号。本发明采用处理器AT91RM9200的普通IO引脚(IO2、IO3)作为RS485总线的控制信号。五路串口都通过工业级高速光隔与处理器AT91RM9200隔离，均采用工业级抗静电干扰RS232收发器芯片(MAX203)和RS485收发器芯片(MAX485)。RS232总线采用普通的DB9接头作为物理层的通信接口，RS485总线物理层接口则采用普通的两脚插座。为了增加通信的抗干扰能力，五路串口之间互相还采用隔离DC/DC开关电源进行隔离。
5、开关量输入输出模块
嵌入式变电站信息集成服务器的开关量输入输出模块5共包括8路开入和8路开出通道。开入信号经光隔51后进入XC95144 18；开出信号由XC95144 18扩展，经过功率放大52、光隔53后触发出口继电器54，如附图8所示。开入开出信号最终均通过XC95144与处理器AT91RM9200连接，处理器AT91RM9200通过数据线DB、地址线AB、片选信号CS经XC95144逻辑变换对开入开出的具体通道进行选择。
(二)、嵌入式变电站信息集成服务器软件体系
软件功能上，嵌入式变电站信息集成服务器主要起通信规约转换和数据转发作用，将现场数据集中后转发给调度主站，并构建装置内部的实时数据库，支持一定深度的数据回溯。同时支持授权的远方操作、控制和整定，支持现场配置功能。就具体通信规约而言，下行通道支持IEC60870-5-103规约(以下简称103规约)，上行通道支持CDT、IEC60870-5-101(以下简称101规约)、IEC60870-5-104规约(以下简称104规约)。
按“功能独立”的模块化设计基本原则，通信服务器软件体系包括下列模块：系统初始化模块、系统配置模块、下行通道数据请求和处理模块、上行通道数据处理模块、数据库管理模块等，如附图3所示。其中下行通道数据请求和处理模块与上行通道数据处理模块内封装了中断和中断所驱动的任务。
“功能独立”的模块可以降低开发、测试、维护等阶段的代价。但是“功能独立”并不意味着模块之间保持绝对的孤立。系统要完成某项任务，需要各个模块相互配合才能实现，此时模块之间就要进行信息交流。根据上述对通信服务器的软件系统功能分析，给出其数据流图，如附图9所示。
软件体系结构采用双层客户机/服务器(Client/Server)结构。对下行通道，通信服务器扮演客户机角色，请求现场智能电子装置的数据。对上行通道，通信服务器扮演服务器角色，响应调度主站的数据请求。上行通道数据处理模块与下行通道数据请求和处理模块有直接的信息交换：CDT/101/104任务下传遥控、遥调、定值读写等命令到103任务，103任务执行上述命令，并上传返校命令及命令执行结果至CDT/101/104任务。同时，上行通道数据处理模块和下行通道数据请求和处理模块共同维护着装置内部的实时数据库，103任务收集装置的遥信、遥测和SOE信息，存入实时数据库，供CDT/101/104任务查询读取。
核心处理模块1中的处理器AT91RM920011通过地址总线、数据总线和控制总线与同步动态随机存取存储器12、并行闪存13和NAND闪存14相接；处理器AT91RM920011通过两线接口“TWI”与电可擦写可编程只读存储器AT24C51215相接，通过串行外设接口SPI与实时时钟16相接，通过RESET管脚与看门狗定时器17相接。
处理器AT91RM920011内嵌的10/100Mbps以太网控制器EMAC21的发送端ETX、接收端ERX、控制端ECON分别接10/100Mbps全双工以太网收发器LXT97122的发送端ETX、接收端ERX、控制端ECON，加之隔离变压器23和连接头RJ4524、光纤收发器25构成以太网第一通道01；处理器AT91RM920011数据总线DB、地址总线AB和控制总线CON分别接以太网控制器LAN91C11126的数据总线DB、地址总线AB和控制总线CON，再加之隔离变压器27和连接头RJ45接头28构成以太网第二通道02。
控制总线CAN总线通信接口模块3由4路控制总线CAN总线通信通道组成；每路控制总线CAN总线通信通道均由控制总线CAN控制器SJA100031、高速光隔32和控制总线CAN收发器82C25033构成。
串行通信接口模块4由处理器AT91RM920011自带的标准串行通信控制器SCC041、RS232电平转换电路MAX20342、标准九针插座DB943构成一路RS232标准串行通道；串行通信控制器SCC144、RS232电平转换电路MAX20345、标准九针插座DB946构成另一路标准RS232串行通道；串行通信控制器SCC247、RS485电平转换电路MAX48548、两脚插座49构成一路RS485串行通道，作为全球定位系统GPS信号接入通道；串行通信控制器SCC3410、RS485电平转换电路MAX485411、两脚插座412构成另一路RS485串行通道，用作双机互联通道；处理器AT91RM920011带有的一路调试串口DBS413，加之RS232电平转换电路MAX203414、标准九针插座DB9415配置为简单的三线制RS232串口作为现场调试通道；串行通信控制器和对应的电平转换电路之间均设计高速光隔离器。
开关量输入输出模块5共包括8路开入和8路开出通道；开入信号经光隔51隔离后进入复杂可编程逻辑器件XC9514418；开出信号由复杂可编程逻辑器件XC9514418扩展，经过功率放大52、光隔离器53输出驱动出口继电器54；开入开出信号均通过复杂可编程逻辑器件XC9514418与处理器AT91RM920011的数据线DB、地址线AB、片选信号CS相接。
基于嵌入式实时操作系统VxWorks为支撑环境开发嵌入式变电站信息集成服务器软件，应用VxWorks提供的丰富的通信和任务调度机制，嵌入式变电站信息集成服务器可以很好的实现上述功能要求。
Claims (6)
1.一种嵌入式变电站信息集成服务器，其特征在于该嵌入式变电站信息集成服务器由核心处理模块(1)、以太网通信接口模块(2)、CAN总线通信接口模块(3)、串行通信接口模块(4)和开关量输入输出模块(5)组成；其中，核心处理模块(1)由处理器AT91RM9200(11)、同步动态随机存取存储器(12)、并行闪存(13)、NAND闪存(14)、电可擦写可编程只读存储器AT24C512(15)和实时时钟(16)、看门狗定时器(17)、复杂可编程逻辑器件XC95144(18)和外围辅助电路共同构成一个基本的嵌入式系统；处理器AT91RM9200(11)的调试串口端DBGU、串口0端USART0、串口1端USART1、串口2端USART2、串口3端USART3分别与串行通信接口模块(4)相接，处理器AT91RM9200(11)的以太网控制器端EMAC、数据线端DB 31:0与以太网通信接口模块(2)相接，处理器AT91RM9200(11)的数据线端DB 7:0接CAN总线通信接口模块(3)，处理器AT91RM9200(11)的复杂可编程逻辑器件XC95144(18)与开关量输入输出模块(5)相接。
2.根据权利要求1所述的嵌入式变电站信息集成服务器，其特征在于核心处理模块(1)中的处理器AT91RM9200(11)通过地址总线、数据总线和控制总线与同步动态随机存取存储器(12)、并行闪存(13)和NAND闪存(14)相接；处理器AT91RM9200(11)通过两线接口“TWI”与电可擦写可编程只读存储器AT24C512(15)相接，通过串行外设接口SPI与实时时钟(16)相接，通过RESET管脚与看门狗定时器(17)相接。
3.根据权利要求1所述的嵌入式变电站信息集成服务器，其特征在于处理器AT91RM9200(11)内嵌的10/100Mbps以太网控制器EMAC(21)的发送端ETX、接收端ERX、控制端ECON分别接10/100Mbps全双工以太网收发器LXT971(22)的发送端ETX、接收端ERX、控制端ECON，加之隔离变压器(23)和连接头RJ45(24)、光纤收发器(25)构成以太网第一通道01；处理器AT91RM9200(11)数据总线DB、地址总线AB和控制总线CON分别接以太网控制器LAN91C111(26)的数据总线DB、地址总线AB和控制总线CON，再加之隔离变压器(27)和连接头RJ45接头(28)构成以太网第二通道02。
4.根据权利要求1所述的嵌入式变电站信息集成服务器，其特征在于控制总线CAN总线通信接口模块(3)由4路控制总线CAN总线通信通道组成；每路控制总线CAN总线通信通道均由控制总线CAN控制器SJA1000(31)、高速光隔(32)和控制总线CAN收发器82C250(33)构成。
5.根据权利要求1所述的嵌入式变电站信息集成服务器，其特征在于串行通信接口模块(4)由处理器AT91RM9200(11)自带的标准串行通信控制器SCC0(41)、RS232电平转换电路MAX203(42)、标准九针插座DB9(43)构成一路RS232标准串行通道；串行通信控制器SCC1(44)、RS232电平转换电路MAX203(45)、标准九针插座DB9(46)构成另一路标准RS232串行通道；串行通信控制器SCC2(47)、RS485电平转换电路MAX485(48)、两脚插座(49)构成一路RS485串行通道，作为全球定位系统GPS信号接入通道；串行通信控制器SCC3(410)、RS485电平转换电路MAX485(411)、两脚插座(412)构成另一路RS485串行通道，用作双机互联通道；处理器AT91RM9200(11)带有的一路调试串口DBS(413)，加之RS232电平转换电路MAX203(414)、标准九针插座DB9(415)配置为简单的三线制RS232串口作为现场调试通道；串行通信控制器和对应的电平转换电路之间均设计高速光隔离器。
6.根据权利要求1所述的嵌入式变电站信息集成服务器，其特征在于开关量输入输出模块(5)共包括8路开入和8路开出通道；开入信号经光隔(51)隔离后进入复杂可编程逻辑器件XC95144(18)；开出信号由复杂可编程逻辑器件XC95144(18)扩展，经过功率放大(52)、光隔离器(53)输出驱动出口继电器(54)；开入开出信号均通过复杂可编程逻辑器件XC95144(18)与处理器AT91RM9200(11)的数据线(DB)、地址线(AB)、片选信号(CS)相接。
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