一種手持式智能移動式報告管理終端的設計

馬恩寧 張可 田暤 段曉雪

摘要：本文通過分析目前繼電保護裝置定值打印的模式，提出了基于繼電保護裝置標準串行接口的智能移動式報告管理終端，采用模塊化設計思想，從而實現了繼電保護裝置定值的無紙化打印。

關鍵詞：移動式；無紙化；智能化

中圖分類號：TP3l1.132 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）08-0149-01

0 引言

繼電保護裝置保護定值打印是裝置日常巡檢、消缺重要的輔助措施。目前繼電保護裝置的定值打印普遍采用兩種方式：

（1）分布式打印，即使用針式打印機，直接打印繼電保護裝置的定值信息。（2）集中式打印，即通過廠站端的監控后臺對站內繼電保護裝置進行定值召喚操作，然后再通過廠站中的網絡打印機將召喚的數據進行打印。

1 終端設計

通過對設定的功能進行分析，結合手持式終端實際的應用環境，確定采用模塊化方式進行設計，確定該終端主要由下述幾個模塊構成：

（1）電源模塊；（2）存儲模塊；（3）人機交互模塊；（4）CPU模塊。

1.1 電源模塊

電源模塊應使用可循環充放電的鋰離子電池，供電接口使用標準的Micro USB接口電源。電池充放電電路采用了TI最新支持快充功能的控制芯片，將外部輸入的5V電源轉換為鋰離子電池的充電電壓，并可將電池的電壓升壓至電路正常工作的5V電源。同時兼容普通手機充電器、充電寶、電腦USB的充電，可做到隨時保證虛擬打印機有充足的電量進行便捷工作。

1.2 存儲模塊

考慮到CPU運行FATFS文件管理系統，打印信息采用常見的文本格式進行存儲，存儲卡使用通用的SD卡。SD卡具有大容量、高性能、安全等多種特點，而且體積小巧、方便管理和攜帶。

1.3 人機交互模塊

人機交互模塊需要滿足實時展示打印終端的當前工作狀態，同時為兼容不同廠家的繼電保護設備的打印模式，該模塊應支持手動數據寫入，進而設置不同的終端參數滿足不同的運行環境的要求。

通過按鍵設置通訊波特率，以匹配繼電保護裝置的打印設置。顯示界面使用TFT液晶屏，高清彩屏顯示，能清晰顯示打印機狀態、文件名稱與終端異常信息提示、當前工作狀態提示等信息。

1.4 CPU模塊

CPU模塊為STM32 ARM架構，32位處理器，運行頻率72MHz，可以實現串口收發、GPIO控制、屏幕顯示、數據處理等功能，滿足打印數據的接收性能需求。UART口收到繼電保護裝置輸出的打印數據后，CPU運行程序，將ESC/POS規范的打印報文轉換為標準的文本、數據，存儲在SD卡。

2 安全設計

繼電保護裝置作為電力系統的重要組成部分，因此手持式終端的接入是否影響到原先繼電保護裝置的正常工作，在設計過程中需要重點考慮。

繼電保護裝置打印口一般采用Centronics標準并行接口或RS-232C標準串行接口，在實際使用中，打印模塊僅僅接收繼電保護裝置輸出的打印數據，因此保護裝置的打印輸出端子一般由TX和GND兩根數據線組成。

繼電保護裝置打印接口支持熱拔插，即插即用，因此在使用過程中，無需改變繼電保護裝置的工作狀態。另外，不同設備廠家的繼電保護裝置支持的默認打印波特率等打印參數不同，在使用中，打印終端支持手動設置打印參數，無需更改繼電保護裝置的運行參數，有效地保證了使用中的安全性。

打印終端采用嵌入式ARM CPU，結合C語言實現，系統提供了詳細的日志記錄，對停留系統期間的每一個操作均有詳細的記錄，包括開機時間，操作內容，操作時間，以及相關文件的信息等，從而為查閱終端的使用情況提供了信息參考。

3 優化措施

在打印方式上，打印終端均采用字符打印和位圖像兩種打印方式。其中字符打印方式是按照繼電保護裝置傳送來的打印字符（ASCII碼形式），由打印終端從所帶的點陣字符庫中取出對應字符的點陣數據（打印數據）經字型變換處理后，輸出形成文本文件；而位圖像打印方式則是由繼電保護裝置進行要打印數據的生成，并將生成的數據送往打印終端，打印終端不需要進行打印數據的處理，可以直接將其打印出來；在位圖像方式下，打印數據可以是一幅圖像或圖形，也可以是漢字。

繼電保護裝置輸出的打印數據一般為ACSII碼形式的字符數據，其中西文字符和某些圖形符號為一字節數據；而中文字符為二字節數據，通常稱為漢字內碼。不同繼電保護設備廠家在定義某些特定的符號時，使用的一字節數據不同，而打印終端生成的定值文本文件一般規定采用統一的編碼方式（如GB2312），因此按照統一的模式去解析形成的文本文件可能存在亂碼或異常字符情況。

4 結語

智能化、集約化、低碳環境是變電站的發展方向。傳統針式打印模式存在打印形式單一，不方便進行信息分發、信息存檔、查詢等不足等。

因此基于ESC/POS打印機接口傳輸規范設計的一套手持打印終端，其機身小巧，手持式設計，即插即用，使用便捷。通過打印接口模塊連接保護裝置，可將打印內容直接傳輸到打印終端，通過CPU處理后自動保存為文本格式，也可保存至電腦，實現定值的管理。克服了傳統打印模式下無法方便進行打印報告電子化、且投資大、施工管理復雜的不足。

參考文獻

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