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清华大学学报(自然科学版)年第卷第期
ISSN10002005420054572ö38
CN1122223öNJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2005,Vol.45,No.78692872

ARM嵌入式系统在GIS在线监测中的应用

李文书,徐国政,关永刚,黄瑜珑

(清华大学电机工程与应用电子技术系,北京100084)

摘要:为满足IEC61850标准对变电站自动化系统及智能GIS(gasinsulatedswitchgear)是输配电和变
设备提出的互操作性、实时性和稳定性要求,将32b处理器电领域有着广泛和重要应用的电力设备[1]。GIS的
ARM(advancedRISCmachine)及嵌入式操作系统uClinux封闭性结构加大了运行维护的难度,其故障隐患更
引入封闭式组合电器的在线监测领域。根据在线
(GIS)GIS难发现,可能造成的损失会更大。为了能够实时地、
监测的需要,设计了以太网通信和CAN(controllerareanet2
准确地了解GIS运行状态,及时发现和消除故障隐
work)总线通信的硬件电路及软件。应用测试结果表明:基
患,对GIS实行在线监测就显得尤为重要。
于ARM和uClinux中TCPöIP协议栈的以太网通信,可以
为了规范电力行业自动化系统发展,国际电工
实现GIS在线监测系统的互操作性,并保证在通信功能上
委员会提出IEC61850标准,它针对变电站自动化
的长期稳定性;以ARM为核心的嵌入式系统硬件,可以保
系统及智能设备提出了互操作性和稳定性的要求。
证监测装置的稳定性、实时性和可扩充性。故基于ARM和
互操作性是指在两个或两个以上的系统之间可以直
uClinux的GIS在线监测系统可以满足IEC61850标准对互
操作性、稳定性和实时性的要求。接、有效地共用数据和信息。另外,该体系还要求自
动化系统在通信功能上具备长期稳定性可在较长
关键词:断路器;在线监测系统;嵌入式系统;互操作性,
时间内适应通信技术的快速发展[2,3]。
中图分类号:TM561文献标识码:A
鉴于IEC61850体系对变电站自动化系统提出
文章编号:100020054(2005)0720869204
的确要求,本文对国内主要几种变电站在线监测系
统进行了研究。在现有在线监测系统中,通常采用现
ARMembeddedsystemforon-line场总线CAN(controllerareanetwork)作为系统的
GISmonitoring主通信方式,装置中多采用16位单片机为核心。该
LIWenshu,XUGuozheng,GUANYonggang,HUANGYulong模式在运行中已显示出局限性,例如CAN作为主

(DepartmentofElectricalEngineeringandAppliedElectronic通信方式限制了本系统与其他系统进行深层次的互
Technolog,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)操作;其次,芯片对外接口相对单一,难以保证系统
Abstract:A322bitmicrocontrolleradvancedRISCmachine(ARM)功能的自由配置,局部功能调整往往要影响到整个
withtheembeddedoperatingsystemuClinuxwasusedforanon2line系统。研究表明,在ARM(advancedRISCmachine)
monitoringsystemforgasinsulatedswitchgear(GIS)tomeetthe
上运行的嵌入式操作系统实现以太网通
IEC61850standardforautomaticpowerstationoperation.TheuClinux
hardwareandsoftwareweredesignedfortheon2lineGISmonitoring信,能够保证GIS在线监测系统的互操作性和在通
systemwhichusedtheEthernetandCAN(controllerareanetwork)信功能上的长期稳定性,故将ARM嵌入式系统引
forcommunication.ThenetworkbasedontheARMandthe
入在线监测研究领域。
TCPöIPstackofuClinuxprovidestheon2lineGISmornitoringGIS
systemwithstablecommunicationsandinterchangeability.The
ARMkernelintheembeddedsystemprovidesastableon2line1基于ARM的嵌入式系统
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