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1、电气自动化2011年第33卷第1期嵌入式系统EmbeddedSystems*基于ARM的智能数据采集系统的设计杨柳春(兰州石化职业技术学院,甘肃,兰州730060)摘要:为满足变电站对电力参数采集的实时性与准确性要求,提出并设计了一种基于嵌入式技术的高速数据采集系统。该系统以LPC2138微处理器为核心,利用硬件同步与软件纠错相结合的方法实现电力现场模拟量信号的采集与处理;并可通过RS-422总线与主机通信完成数据的存储、传输与处理;还可通过本地人机交互接口对系统进行维护和升级。应用实践表明,该系统采样精度高,成本低廉,且性能稳定,可靠。关键词:嵌入式技术
2、ARM数据采集[中图分类号]TP36;TP274+.2[文献标识码]A[文章编号]10003886(2011)01004404DesignofIntelligentDataAcquisitonSystemBasedonARMYangLiuchun(LanzhouPetrochemicalCollegeofUocationalTechnology,LanzhouGansu730060,China)Abstract:Inordertomeettherealtmieandreliabilityrequirementofpowerdataacquision
3、forthesubstation,thispaperintroducesadesignandrealizationofintelligentsystemwhichbasedonLPC2138ARMmicrocontrollers.Thesystemuseshardwaresynchronizationandsoftwareerrorcorrectiontogatherandprocesstheanaloguedataofpowergrid,itcanalsobeconnectedtothecomputercontrolsystemmiplementingdata
4、storage,transmissionandexceptionaleventmonitoring.Practicalapplicationshowsthatthesystemhassomeadvantagessuchashighprecision,lowcos,tperformancestableandreliable.Keywords:embeddedtechnologyARMdataacquiringsystem0前言1系统总体设计本文设计的数据采集系统主要用于电力系统领域的实时数由于本系统是一个面向工业应用的高速采集分析平台,为满据采集,实现交
5、流量信号的采集与处理。随着我国电网综合自动足系统对速度、精度和可靠性等方面的综合需求,作者选用了化的不断发展,电力系统实时数据的采集与处理能力将直接反映Philips公司的基于ARM7TDMI-S内核的32位嵌入式处理器其发展的水准。目前常用的高速信号处理系统大多采用基于LPC2138作为系统的中央处理器,该器件具有非常丰富的外围模DSP的数据处理系统或专用集成电路(ASIC)构成的系统完成大块,强大的处理和控制功能,非常易于构建嵌入式系统。容量数据的采集与处理,前者设计简洁、所需芯片数量少,但在数本系统设计了一个跟随电网周波信号的锁相环电路,用于自据转换通道多
6、的情况下,由于DSP对各个转换芯片的访问时间动跟随电网周波信号,并产生与此同步的32等分的方波信号;是分时进行的,大量访问时间用于DSP与各芯片进行数据交换,LPC2138依据采样调度算法,利用此32等分方波信号,驱动A/D而用于数据处理计算的时间仅占少量,影响了数据采集与处理的转换器同步采样现场的交流信号。此外,若失去电网周波信号,实时性;后者功能固定、可快速完成特定算法,但在设计上受周波跟随器将自动产生50Hz的方波信号,继续驱动模板完成采ASIC厂商设计思路限制,不具备可编程和可扩展性,设计周期样工作。长、成本高,直接影响电网综合自动化的发展。系统设计有两
7、路异步串行通信接口,一路采用RS422接为了满足数据采集的精度和实时性要求,本文设计了以口,这是一种单机发送、多机接收的单向、平衡式传输协议,可LPC2138微处理器为核心的实时采样系统,采用六通道硬件同步交用于将采集和计算生成的数据上报给主CPU;一路采用流采样法,以减少交流采样时由于电压、电流不能同时采样导致的有RS232接口,用于模板的检测与调试以及LPC2138的软件下功功率和无功功率出现计算误差;并采用锁相环技术实时跟踪信号载,通过跳线选择其功能。正常情况下RS232调试接口是一基波频率的变化,实时调整采样频率,严格保证单位周波内等间隔采个标准的VT1
8、00超级终端接口,使用W
