基于以太網和GPRS的冗余通信電源監控系統*

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(西南交通大學 機械工程學院，成都 610031)

引 言

隨著能源危機及環境污染等問題的日益加劇，新能源的研究已成為各國的研究重點[1]。電源設備的故障具有緊急性、破壞性等特點，如果電源系統故障的處理不及時、不可靠，輕則影響整個系統的運行，重則會產生嚴重的次生危害[2]。參考文獻[2]設計了一種基于TCP/IP的監控系統；參考文獻[3]設計了一種基于GPRS通信的監控系統。上述兩種設計均未解決當以單一網絡傳輸過程中若網絡故障時現場數據和上位機數據交互中斷問題，其整個系統的穩定性有待進一步改進和提高。

針對單一傳輸網絡故障導致數據傳輸中斷的問題，為提高系統的可靠性與穩定性，本文以STM32F407ZGT6為主控芯片，同時結合以太網和GPRS無線各自的特點設計了一種具備冗余通信功能的電源監控系統。

1 系統的整個構架

整個監控系統共包括3個部分：下位機、現場電氣設備以及上位機。其中下位機一共包括7部分，即MCU部分、以太網通信部分、GPRS無線通信部分、電源部分、LCD部分、I/O數據采集部分以及RS485部分。

系統下位機采用ARM系列STM32F407ZGT6為主控MCU，該芯片擁有1 024 KB FLASH和192 KB SRAM，同時集成了FPU和DSP指令，并且其芯片上含有豐富的USART、DMA、ADC等資源，特別是擁有3個12位逐次逼近型的模/數轉換器，并且每個轉換器擁有16個外部源通道，完全滿足該通信模塊的數據交互性能要求。

系統上位機主要是由一臺PC機和WICC組態軟件編寫的監控軟件構成。通過結合以太網和GPRS無線，本系統可以有多種通信途徑選擇。下位機軟件系統則以實時操作系統μ/COS II為核心，結合LwIP、GPRS和emWin圖形庫實現數據采集、冗余通信和人機交互界面設計的功能[3]。……