基于TCP／IP的遠程雷達配電系統
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2 硬件設計
系統的雷達設備端采用以太網(wǎng)數字IO(EIO)控制模塊作為服務(wù)器。EIO控制模塊是同時(shí)集成I／O控制和RS 232／RS 485串口服務(wù)器的以太網(wǎng)設備，具備開(kāi)關(guān)量輸出、開(kāi)關(guān)量采集、串口服務(wù)器等功能，可同時(shí)替代I／O卡和串口服務(wù)器，客戶(hù)端監控計算機按照Socket標準，通過(guò)TCP／IP連接與EIO控制模塊進(jìn)行通信。電力監控儀以及溫濕度傳感器等設備和EIO控制模塊通過(guò)串口連接。
2．1 EIO控制模塊
現代數據采集領(lǐng)域中，越來(lái)越多的現場(chǎng)采集設備需要擴展網(wǎng)絡(luò )功能以實(shí)現遠程控制和數據傳輸。以太網(wǎng)以其低成本，易于集成，傳輸距離遠的優(yōu)勢使其得到了廣泛應用。
EIO控制模塊選用芯片W5100作為網(wǎng)絡(luò )控制芯片，該芯片集成了高度成熟的TCP／IP協(xié)議棧、以太網(wǎng)MAC層、PHY層等，支持TCP，UDP，IPV 4，ICMP，ARP和IGMP等協(xié)議，這些協(xié)議已經(jīng)在很多領(lǐng)域經(jīng)過(guò)了多年的驗證。同時(shí)它支持4個(gè)獨立的Socket通信，內部1 6 KB的發(fā)送／接收緩沖區可快速進(jìn)行數據交換，最大有效通信速率可達25 Mb／s。使用W5100不需要考慮以太網(wǎng)的控制，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的端口Socket編程，像訪(fǎng)問(wèn)外部存儲器一樣簡(jiǎn)單。它提供兩種并行總線(xiàn)接口(直接總線(xiàn)與間接總線(xiàn))以及串行SPI接口。W5100大大減少了硬件接口設計和網(wǎng)絡(luò )編程的工作量，并且可以實(shí)現可靠穩定運行的遠程數據通信系統。
EIO控制模塊包括以下資源：
(1)輸入：提供32路開(kāi)關(guān)量輸入(光電隔離)；
(2)輸出：提供16路繼電器開(kāi)關(guān)量輸出；
(3)控制通信：以太網(wǎng)TCP／IP或RS 485，RS 232；
(4)UART轉TCP／IP：1路RS 485轉TOP／IP等功能。
EIO控制模塊結構系統框圖如圖2所示。通過(guò)單片CPU的串口協(xié)議轉換后，EIO控制模塊可以實(shí)現串口服務(wù)器功能，串口服務(wù)器是將來(lái)自TCP／IP協(xié)議的數據包，解析為串口數據流；反之，也可以將串口數據流打包成TCP／IP協(xié)議的數據包，從而實(shí)現數據的網(wǎng)絡(luò )傳輸。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/153986.htm
EIO控制模塊上電之初需要對內部器件進(jìn)行初始化操作，當然需要對網(wǎng)絡(luò )芯片進(jìn)行初始化，包括設置本機IP地址、子網(wǎng)掩碼，發(fā)送緩沖區和接收緩沖區的大小設置等，然后設置Socket工作模式，具體如下：
(1)初始化芯片，在W5100內部寄存器中設置MAC地址、IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)等；
(2)建立Socket連接，可以設置為Server方式或者Client方式；
(3)建立1個(gè)TCP連接，或者UDP連接；
(4)通過(guò)TCP Socket接收和發(fā)送數據；
(5)關(guān)閉Socket。
2．2 配電開(kāi)關(guān)與傳感器
選擇可以通過(guò)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，同時(shí)可以提供狀態(tài)指示的開(kāi)關(guān)作為被控設備配電開(kāi)關(guān)。
主進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)選用施耐德Compact NS100塑殼斷路器，該開(kāi)關(guān)為模塊化設計，提供可靠的觸頭指示，具有隔離功能，符合IEC60947-1，2標準。配有電動(dòng)操作機構，可自動(dòng)化進(jìn)行開(kāi)合閘控制。它具有過(guò)載保護、短路保護、接地保護等保護功能。裝有輔助觸頭模塊，可提供以OF(指示斷路器的觸頭位置)、SD(脫扣指示)、SDE(故障顯示)等。
各支路開(kāi)關(guān)選用施耐德Multi9系列C65N型小型斷路器，它具有短路保護及過(guò)載保護功能。裝配有OF狀態(tài)指示接點(diǎn)和SD報警接點(diǎn)，可為系統提供開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示及報警指示。配有遠動(dòng)控制附件Tm，Tm遠動(dòng)控制附件通過(guò)控制指令可實(shí)現對負載的通斷控制。
采用維博公司生產(chǎn)的WB51GR01智能電量傳感器對供電系統電力參數進(jìn)行監測，以及選用WB43RS智能溫適度傳感器對環(huán)境溫度和濕度進(jìn)行監測，電力監控儀和溫濕度傳感器都采用工業(yè)標準的RS 485通信接口和MODBUS通信協(xié)議。
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