基于嵌入式系统在电网远程监控中的应用

摘要：针对电网远程监控系统的现状和发展趋势，研制了一套基于TCP协议的客户／服务器机制的电网远程监控系统。客户端即电网监_测仪，采用PHILIPS公司的LPC2131作为主控芯片，可监测电网实时电压、电流、功率、频率等参数，并通过光纤环网将参数传送给服务器端。服务器端即监控主机，监控软件采用VB和SQL Server数据库技术，具有数据显示、历史数据查询等功能。该系统经测试运行稳定，可靠性高。
关键词：电网参数测量；远程监控；ARM；Intemet

随着计算机技术的发展、生产过程自动化水平的提高，用户对电网监控系统的要求越来越高，对供电系统的监控和管理已成为保障企业生产、居民生活的重要因素。减少故障停电时间及次数，确保供电的可靠性、实时监测电网参数、改善电网质量，是供电系统自动化的主要任务。但由于早期的电力监测系统网络特性差，在整个电力网络中系统之间难以完成电力数据的通信，从而影响到整个电网的质量检测及优
化控制。
针对以上问题，本文研发了一套电网远程监控系统，以适应对电力质量管理的新的需求。本系统可实现对电网参数的主动测量、分析、自动存储等功能，通过Internet光纤环网将电网监测数据传送到调度室的监控主机，工作人员可以对远程设备的运行状况进行及时、准确的监控，对其故障先兆做出判断和预测，采取有效措施解决问题，保证大型机组安全运行，防止恶性事故的发生，避免了定期检修引起的生
产停顿，起到预防和消除故障的作用，提高设备运行的可靠性、安全性和有效性。

1 电网远程监控系统的总体架构设计
本文所设计的电网远程监控系统由监控主机、电网监测仪、光端交换机及光纤环网组成。监控主机可以通过光纤环网对多个电网监测仪进行监控，电网监测仪可以自动识别、储存并显示电网电压、电流、频率及功率等参数，通过光纤环网传送至监控主机。本系统的数据传输介质选用的是单模光纤，相比传统的串口总线RS232／RS485、CAN、非屏蔽双绞线UTP，光纤通讯具有传输距离远、数据吞吐量大、可扩展性强等诸多优点，非常适合远距离通讯的特点。图1为电网远程监控系统的结构图。

2 电网监测仪的设计
电网监测仪采用PHILIPS公司的LPC2131作为主控芯片，LPC2131是基于一个实时仿真和嵌入式跟踪的32／16位ARM7TDMI-STMCPU的微控制器，并带有32KB的嵌入高速FLASH存储器，含有1个10位8路A／D转换器及内部实时时钟。可以对电网电压、电流、频率及功率等参数进行监测、显示及储存，并通过TCP／IP协议将数据发送至上位机。图2为电网监测仪的系统框图。