嵌入式电力系统多功能录波仪的设计与实现

作     者：巩秀芳 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈后金

授予年度：2008年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：录波仪 DSP ARM 嵌入式Linux 多线程 套接字 

摘      要：随着我国国民经济的快速发展,全国电网初步形成。电力网络不断扩大和区域网互联,使得电力系统的行为变得越来越复杂。作为记录电力系统瞬态的录波仪,其功能也需要不断地完善,才‘能满足不断发展的电力系统的要求。全球定位系统(GPS)、以太网络、数字信号处理器(DSP)、嵌入式计算机等计算机技术的飞速发展,为录波装置的性能改善提供了必要条件。 录波仪的发展在国内已经取得了一些进展,但相比较国外的发展,仍有很大的差距。提高录波仪中的计算机网络技术和数据通讯技术的应用将是提高录波仪性能的一个重要方向。本论文针对目前国内录波仪存在存储容量小、通讯速率低、测量通道少,测量模块单一等问题,基于高性能的专用数字信号处理器(DSP)、新一代嵌入式微处理器ARM9以及稳定的嵌入式Linux操作系统,提出了一种新的多功能录波仪的设计方案。该系统由DSP系统、ARM系统和上位机界面三个子系统组成。在DSP系统中实现了实时数据、录波数据的采集与传输;在ARM系统功中实现了实时数据和录波数据的传输,录波文件的存储及检索;上位机则负责接收实时数据和录波数据,并进行显示与分析。本论文重点研究了ARM系统下的数据传输、储存与检索以及与DSP系统、上位机界面之间的通信。其功能的实现采用了嵌入式Linux多线程及网络通讯套结字技术。最后,论文对系统进行了功能测试与系统调试,系统基本上实现了设计的要求。 本文设计的电力系统多功能录波仪,由于其具有实时性强、可扩展性好、存储容量大、录波通道多、软件功能灵活,具有强大的数据分析功能等诸多优点,将广泛应用于电力系统继电保护试验、发电机励磁试验等各个方面。