CN206003091U - 基于arm的pmu数据集中器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于ARM的PMU数据集中器，包括主CPU模件内设置有第一多核ARM处理器，并通过千兆网口分别与从CPU模件、主交换机模件和扩展交换机模件相连接，主CPU模件通过串口接口与串口通信模件相连接，主CPU模件通过CAN总线与开入开出模件相连接，主CPU模件还与显示面板相连接；从CPU模件内设置有第二多核ARM处理器，主交换机模件实现主CPU模件、从CPU模件及扩展交换机模件的以太网互联功能，主交换机模件、扩展交换机模件均提供交换网口连接PMU装置。本实用新型设置有多个ARM处理器，便于扩展连接PMU测量装置，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及继电保护装置配置技术领域，具体涉及一种基于ARM的PMU数据集中器。
背景技术
PMU数据集中器应用在变电站中，负责接收多个PMU（Phasor Measurement Unit相量测量单元）测量装置的实时同步相量数据按照既定格式，将数据打包合并，发往指定主变电站。目前，PMU数据集中器最多可以接入8台PMU测量装置，并可以同时和8个主站建立实时通信，将实时动态数据发往主站的同时，PMU数据集中器也将这些实时数据进行本地存储，PMU数据集中器的另一个重要功能将暂态录波数据在本地缓存。而且，PMU数据集中器为单CPU，一体化结构，无法扩展，不能实现多CPU结构，并需要通过外部以太网交换机连接多个PMU测量装置，安装不便，增加使用成本。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有的PMU数据集中器为单CPU，一体化结构，无法扩展，需要通过外部以太网交换机连接多个PMU测量装置，安装不便，增加使用成本的问题。本实用新型的基于ARM的PMU数据集中器，采用多核ARM处理器进行数据处理，并设置有从CPU模件，协同辅助主CPU模件工作，提高系统的处理能力，并集成有主交换机模件和扩展交换机模件，便于扩展连接PMU测量装置，使用方便，便于连接，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：包括主CPU模件、从CPU模件、 显示面板、串口通信模件、开入开出模件、主交换机模件和扩展交换机模件，所述主CPU模件内设置有第一多核ARM处理器，并通过千兆网口经主交换机模件实现与从CPU模件、扩展交换机模件连接，所述主CPU模件通过串口接口与串口通信模件相连接，所述主CPU模件通过CAN总线与开入开出模件相连接，所述主CPU模件还与显示面板相连接；所述从CPU模件内设置有第二多核ARM处理器，并通过千兆网口经主交换机模件与主CPU模件、扩展交换机模件相连接，所述主交换机模件、扩展交换机模件均提供交换功能，用于连接主CPU模件、从CPU模件、以及接入的PMU装置。
前述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述串口通信模件支持四路串口通信电路，所述主CPU模件还通过I2C和SPI总线进行串口扩展，最大支持十路串口通信电路。
前述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述显示面板包括指示灯、触摸屏、液晶屏，所述主CPU模件通过I2C总线与指示灯相连接，所述主CPU模件通过SPI总线与触摸屏相连接，所述主CPU模件通过LVDS总线与液晶屏相连接。
前述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述主CPU模件还包括FPGA、外接主站的千兆网口、DDR内存电路和SATA存储接口，所述FPGA、外接主站的千兆网口、DDR内存电路和SATA存储接口分别与第一多核ARM处理器相连接，所述外接主站的千兆网口用于与主站通信，所述FPGA外接光B码输入信号，并输出光秒脉冲信号，所述SATA存储接口外接SATA存储盘。
前述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述从CPU模件包括DDR内存电路和SATA存储接口，所述DDR内存电路和SATA存储接口分别与第二多核ARM处理器相连接。
前述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述第一多核ARM处理器、第二多核ARM处理器均采用4核Cotex-A9 ARM处理器，主频为1Ghz。
前述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：还包括电源模件，所述电源模件采用双电源供电模式为主CPU模件、从CPU模件、 显示面板、串口通信模件、开入开出模件、主交换机模件和扩展交换机模件提供工作电压，并自带失电告警功能。
前述的的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述开入开出模件设置有12路开入、8路开出。
前述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述主交换机模件和扩展交换机模件分别连接有八个PMU测试装置，所述主交换机模件上设置三个千兆以太网接口，分别与主CPU模件、从CPU模件、扩展交换机模件相连接，所述扩展交换机模件内设置有一个千兆以太网接口，与主交换机模件相连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于ARM的PMU数据集中器，采用多核ARM处理器进行数据采集，并设置有从CPU模件，协同辅助主CPU模件工作，提高系统的可靠性，并集成有主交换机模件和扩展交换机模件，便于扩展连接PMU测量装置，使用方便，便于连接，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的基于ARM的PMU数据集中器的系统框图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型的基于ARM的PMU数据集中器，包括主CPU模件、从CPU模件、显示面板、串口通信模件、开入开出模件、主交换机模件和扩展交换机模件，所述主CPU模件内设置有第一多核ARM处理器，并通过千兆网口经主交换机模件实现与从CPU模件、扩展交换机模件连接，所述主CPU模件通过串口接口与串口通信模件相连接，所述主CPU模件通过CAN总线与开入开出模件相连接，所述主CPU模件还与显示面板相连接；所述从CPU模件内设置有第二多核ARM处理器，并通过千兆网口经主交换机模件与主CPU模件、扩展交换机模件相连接，所述主交换机模件、扩展交换机模件均提供交换功能，用于连接主CPU模件、从CPU模件、以及接入的PMU装置。
所述串口通信模件支持四路串口通信电路，所述主CPU模件还通过I2C和SPI总线进行串口扩展，最大支持十路串口通信电路。
所述显示面板包括指示灯、触摸屏、液晶屏，所述主CPU模件通过I2C总线与指示灯相连接，所述主CPU模件通过SPI总线与触摸屏相连接，所述主CPU模件通过LVDS总线与液晶屏相连接。
所述主CPU模件还包括FPGA、外接主站的千兆网口、DDR内存电路和SATA存储接口，所述FPGA、外接主站的千兆网口、DDR内存电路和SATA存储接口分别与第一多核ARM处理器相连接，所述外接主站的千兆网口用于与主站通信，所述FPGA外接光B码输入信号（B码），并输出光秒脉冲信号（PPS），所述SATA存储接口外接SATA存储盘。
所述从CPU模件包括DDR内存电路和SATA存储接口，所述DDR内存电路和SATA存储接口分别与第二多核ARM处理器相连接。
所述第一多核ARM处理器、第二多核ARM处理器均采用4核Cotex-A9 ARM处理器，主频为1Ghz。
本实用新型还包括电源模件，所述电源模件采用双电源供电模式为主CPU模件、从CPU模件、 显示面板、串口通信模件、开入开出模件、主交换机模件和扩展交换机模件提供工作电压，并自带失电告警功能。
所述开入开出模件设置有12路开入、8路开出。
所述主交换机模件和扩展交换机模件分别连接有八个PMU测试装置，所述主交换机模件上设置三个千兆以太网接口，分别与主CPU模件、从CPU模件、扩展交换机模件相连接，所述扩展交换机模件内设置有一个千兆以太网接口，与主交换机模件相连接。
本实用新型的基于ARM的PMU数据集中器，以主CPU模件为核心实现主要功能，第一多核ARM处理器、第二多核ARM处理器均采用4核Cotex-A9 ARM处理器，最大支持2GB的DDR内存，保证了运算的性能，支持SATA 存储接口，可以外接硬盘实现大数据的存储，支持多路千兆以太网接口，通过FPGA实现B码解码及秒脉冲输出，显示面板包括指示灯、液晶屏、触摸屏，由主CPU模件，同时主CPU模件通过UART接口实现串口的扩展，通过CAN总线实现开入和开出信号的扩展和控制，从CPU模件使用与主CPU模件相同的硬件第二多核ARM处理器，仅作为协处理器使用。
所述主交换机模件提供3个千兆电口、8个百兆光口的交换功能，3个千兆交换口分别连接主CPU模件，从CPU模件，扩展交换机模件，实现装置内部的数据交换功能，8个百兆光口用于经光纤连接8个PMU测量装置；所述扩展交换机模件使用与主交换相同的硬件，内部只使用1个千兆交换接口连接主交换机，对外也可以连接8个PMU测量装置。
本实用新型的基于ARM的PMU数据集中器，使用以太网交换和CAN总线两种方式，大数据传送使用以太网交换实现，控制及时间同步使用CAN总线实现，支持8路开出和12路开入，通过DIO模件实现，该模件使用CAN总线与主CPU通信，实现开入开出信号的控制和接收；支持4路串口的扩展，使用主CPU的UART直接扩展，如果串口的需求大于4路，可以通过I2C和SPI总线进行扩展，最大支持10路串口。
综上所述，本实用新型的基于ARM的PMU数据集中器，采用多核ARM处理器进行数据采集，并设置有从CPU模件，协同辅助主CPU模件工作，提高系统的可靠性，并集成有主交换机模件和扩展交换机模件，便于扩展连接PMU测量装置，使用方便，便于连接，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：包括主CPU模件、从CPU模件、 显示面板、串口通信模件、开入开出模件、主交换机模件和扩展交换机模件，所述主CPU模件内设置有第一多核ARM处理器，并通过千兆网口经主交换机模件实现与从CPU模件、扩展交换机模件连接，所述主CPU模件通过串口接口与串口通信模件相连接，所述主CPU模件通过CAN总线与开入开出模件相连接，所述主CPU模件还与显示面板相连接；所述从CPU模件内设置有第二多核ARM处理器，并通过千兆网口经主交换机模件与主CPU模件、扩展交换机模件相连接，所述主交换机模件、扩展交换机模件均提供交换功能，用于连接主CPU模件、从CPU模件、以及接入的PMU装置。
2.根据权利要求1所述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述串口通信模件支持四路串口通信电路，所述主CPU模件还通过I2C和SPI总线进行串口扩展，最大支持十路串口通信电路。
3.根据权利要求1所述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述显示面板包括指示灯、触摸屏、液晶屏，所述主CPU模件通过I2C总线与指示灯相连接，所述主CPU模件通过SPI总线与触摸屏相连接，所述主CPU模件通过LVDS总线与液晶屏相连接。
4.根据权利要求1所述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述主CPU模件还包括FPGA、外接主站的千兆网口、DDR内存电路和SATA存储接口，所述FPGA、外接主站的千兆网口、DDR内存电路和SATA存储接口分别与第一多核ARM处理器相连接，所述外接主站的千兆网口用于与主站通信，所述FPGA外接光B码输入信号，并输出光秒脉冲信号，所述SATA存储接口外接SATA存储盘。
5.根据权利要求1所述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述从CPU模件包括DDR内存电路和SATA存储接口，所述DDR内存电路和SATA存储接口分别与第二多核ARM处理器相连接。
6.根据权利要求1所述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述第一多核ARM处理器、第二多核ARM处理器均采用4核Cotex-A9 ARM处理器，主频为1Ghz。
7.根据权利要求1所述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：还包括电源模件，所述电源模件采用双电源供电模式为主CPU模件、从CPU模件、 显示面板、串口通信模件、开入开出模件、主交换机模件和扩展交换机模件提供工作电压，并自带失电告警功能。
8.根据权利要求1所述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述开入开出模件设置有12路开入、8路开出。
9.根据权利要求1所述的基于ARM的PMU数据集中器，其特征在于：所述主交换机模件和扩展交换机模件分别连接有八个PMU测试装置，所述主交换机模件上设置三个千兆以太网接口，分别与主CPU模件、从CPU模件、扩展交换机模件相连接，所述扩展交换机模件内设置有一个千兆以太网接口，与主交换机模件相连接。
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| CN109353378A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-02-19 | 天津七二通信广播股份有限公司 | 一种铁路车载监测信息传输设备及其实现方法 |
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- 2016-07-08 CN CN201620719117.XU patent/CN206003091U/zh active Active
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| CN109353378A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-02-19 | 天津七二通信广播股份有限公司 | 一种铁路车载监测信息传输设备及其实现方法 |
| CN109353378B (zh) * | 2018-10-17 | 2023-12-19 | 天津七一二通信广播股份有限公司 | 一种铁路车载监测信息传输设备及其实现方法 |
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