变电站自动化通信与人机交互设计——基于嵌入式操作系统的以太网方案

"本文主要探讨了变电站智能电子设备的通信和人机交互设计，特别是在家居设计中的应用。作者成凤在其北京交通大学的硕士论文中，深入研究了如何满足电力系统实时通信需求，尤其是在变电站自动化系统中的应用。" 在当前的电力系统中，大机组、超高压输电和自动化是其主要特征，而变电站作为电网的关键组成部分，对于实时信息的获取和处理至关重要。为了确保事故处理的及时性，变电站需要提供实时的通讯信息。这要求变电站的通信网络具备高度的可靠性和效率。随着技术的发展，以太网被越来越多地应用到变电站自动化系统的过程总线和厂站总线，成为新一代自动化系统的发展方向。 论文提出了一种基于嵌入式操作系统的通信系统，该系统支持包括以太网在内的多种通信接口，以满足变电站对实时性的严格要求。通过对比各种通信方式的优缺点，选择了适合当前情况的通信方式，并详细介绍了基于LPC2292嵌入式芯片的保护装置硬件原理和设计，包括硬件原理图和嵌入式操作系统的特点。 系统采用了高性能的32位ARM微处理器LPC2292作为CPU，它集成了CAN和UART控制器，简化了通信设计，并通过外部32位总线与以太网控制器通信。为增强抗干扰能力和通信可靠性，系统还采用了光耦隔离和双电源供电技术。同时，移植了uC/OS-II嵌入式操作系统，通过驱动程序和任务优先级管理，确保了通信的实时性。 此外，论文还讨论了MODBUS协议在微机保护装置内部通信以及与上位机通讯中的应用，详细分析了MODBUS报文特性和通信协议的编程实现，进一步提升了装置的通信能力。 这篇论文聚焦于变电站智能电子设备的通信技术，特别是嵌入式操作系统在其中的作用，以及如何通过优化设计来提升系统的实时性能和可靠性，对于家居设计中智能设备的通信和人机交互有着重要的理论指导和实践意义。关键词包括变电站自动化、实时性、操作系统和MODBUS协议。