基于LPC2132的智能防竊電系統的設計

　　0 引言

　　隨著(zhù)計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)和嵌入式智能儀器得到越來(lái)越廣泛的應用。它的出現為分布式控制系統實(shí)現各節點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數據通信提供了強有力的技術(shù)支持，它是一種有效支持分布式控制或實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò )。文中分析了基于LPC2132 的智能防竊電系統的設計。

　　1 硬件總體設計方案

　　依據上述對裝置的功能規劃，可將裝置設計規劃為兩部分，智能監控系統由上位機和下位機兩大部分組成，其中上位機由PC 機來(lái)實(shí)現。下位機包括由MSP430F149 構成的主控單片機、4×4 的人機接口鍵盤(pán)、繼電器控制電路和聲光電報警電路。

　　1.1 傳感器選型

　　1.1.1 電能計量芯片選擇

　　用電采集部分主要通過(guò)電能計量芯片AD7755 實(shí)現對電量的采集與存儲?？蓪⒁惶旆譃?8 個(gè)時(shí)間段，也就是每半個(gè)小時(shí)一個(gè)時(shí)間段，單片機將半個(gè)小時(shí)內采集到的脈沖數和半個(gè)小時(shí)內采集到的最大功率值送到數據庫服務(wù)器中，然后數據庫服務(wù)器實(shí)現實(shí)時(shí)數據更新，并且以動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的形式發(fā)布出去。電量采樣電路為電能計量的關(guān)鍵電路，見(jiàn)圖1。

　　圖1 電能采樣電路

　　1.1.2 油溫傳感器的選取

　　采用鉑電阻作為變壓器油溫測量的傳感器，其測溫電路如圖2 所示。油溫傳感器用于測量變壓器的油溫，當油溫高于設定值時(shí)報警并切斷變壓器開(kāi)關(guān)。

　　圖2 測溫電路

　　其參數如下：

　?、贉y量范圍：-200℃～+850℃;②允許偏差值△℃：A 級±(0.15+0.002│t│)，B 級±(0.30+0.005│t│);③最小置入深度：熱電阻的最小置入深度≥200 mm;④允通電流≤5 mA。

　　1.1.3 油位傳感器的選取

　　選用UZF2(側裝式)遠傳型翻柱控制液位計。磁性翻柱液位計是根據磁性原理、阿基米德(浮力定律)等原理巧妙地結合機械傳動(dòng)的特性而開(kāi)發(fā)研制的一種專(zhuān)門(mén)用于液位測量的裝置，控制型是在翻柱液位計的基礎上增加了磁控開(kāi)關(guān)，在監測液位的同時(shí)磁控開(kāi)關(guān)信號可用于對液位進(jìn)行控制或報警;遠傳型是在翻柱液位計的基礎上增加了 4~20mA 變送傳感器，在現場(chǎng)監測液位的同時(shí)將液位的變化通過(guò)變送傳感器、線(xiàn)纜及儀表傳到控制室，實(shí)現遠程監測和控制。

　　1.1.4 防竊電信號的選取

　　整個(gè)系統上電后，主控制系統和微控制器開(kāi)始自檢，初始化完畢后，如果沒(méi)有接收到遠程管理中心通過(guò)GPRS 發(fā)送的指令，測控主系統順序的讀計量表的電流和監測數據，測量變壓器油溫和油位并作數據處理，判斷計量箱門(mén)是否正常，定時(shí)接收測控子系統發(fā)送的測量和監測數據，并進(jìn)行數據處理和輸出控制，同時(shí)測控子系統順序的測量電流和高壓磁套內的油溫，并監測高壓磁套內的定位電磁鐵的狀態(tài)及油位。當測控主系統接收到遠程管理中心通過(guò)GPRS 發(fā)送的指令時(shí)，對指令進(jìn)行判斷以確定是變壓器內部負荷開(kāi)關(guān)合閘或斷開(kāi)指令，還是磁套內定位電磁鐵定位或釋放指令及計量箱門(mén)內定位電磁鐵定位或釋放指令。主測控系統把相應的指令內容發(fā)送到測控子系統并輸出控制，完成各個(gè)功能。另外，主測控系統實(shí)時(shí)的把測量的電流值和從計量表讀出的電流值在LCD 上形成兩條曲線(xiàn)并存儲?？刂齐娐分饕獙?shí)現對計量箱內的定位電磁鐵的控制，定位電磁鐵主要實(shí)現對計量箱門(mén)的鎖定控制，當定位電磁鐵線(xiàn)圈的正方向通電后，電磁鐵的定位栓鎖定計量箱門(mén)，反方向通電時(shí)，電磁鐵的定位栓釋放，計量箱門(mén)可以打開(kāi)。圖3 為輸出控制電磁鐵的電路圖。

　　當PTC3 和PTF6 均為高電平時(shí)，電磁鐵線(xiàn)圈的正方向通電，鎖定計量箱門(mén)，不能打開(kāi)。需要打開(kāi)時(shí)，使PTF7 和PTC0均為高電平，電磁鐵釋放，計量箱門(mén)可以被打開(kāi)。

　　圖3 輸出控制電磁鐵的電路

　　1.2 單片機選型

　　設計采用基于A(yíng)RM 體系結構的PHILIPS 公司的LPC2132 芯片作為數據采集終端的MCU。LP C2132 微控制器是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的32 位ARM7TDMI-SCPU，并帶有64 kB 的高速Flash 存儲器。

　　128 位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構使32 位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運行。遠程數據采集系統通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口模塊與以太網(wǎng)相連，由遠程計算機發(fā)送任務(wù)請求或由采集系統主動(dòng)傳遞數據給遠程監控計算機，實(shí)現設備與Internet 的互聯(lián)。