一種基于arm平臺的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置及方法
【專利說明】—種基于ARM平臺的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置及方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及安全輸送電領(lǐng)域，具體涉及實現(xiàn)對變電站內(nèi)視頻防護(hù)功能布撤防最優(yōu)控制的基于ARM平臺的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]目前在電網(wǎng)智能化迅速發(fā)展的背景下，變電站數(shù)量逐年增長，變電站設(shè)備檢修工作量增長更快，隨著電力信息化建設(shè)的不斷深入，許多供電企業(yè)先后對檢修巡檢及運(yùn)維工作進(jìn)行了不同程度的改進(jìn)和完善，以便減輕工作人員的工作量，提高檢修工作的安全可靠性，五防檢修是變電站設(shè)備檢修中最常見的檢修工作，工作票、操作票是檢修巡檢及運(yùn)維人員在電力生產(chǎn)現(xiàn)場、設(shè)備、系統(tǒng)上進(jìn)行檢修、維護(hù)、安裝、改造、調(diào)試、試驗等工作的書面依據(jù)和安全許可證，是檢修巡檢及運(yùn)行維護(hù)人員雙方共同持有、共同強(qiáng)制遵守的書面安全約定。五防工作票是檢修五防系統(tǒng)設(shè)備及控制設(shè)備所必須的要求工作之一，是工作現(xiàn)場的安全保障的條件之一。
[0004]現(xiàn)有的變電站智能化輔助系統(tǒng)以視頻系統(tǒng)為核心，完成站端視頻采集和監(jiān)控，并將視頻信息遠(yuǎn)傳到監(jiān)控中心或調(diào)度中心，在視頻系統(tǒng)中采用智能視頻分析技術(shù)，從而完成對現(xiàn)場特定監(jiān)視對象的狀態(tài)分析，并可以把分析的結(jié)果上送到統(tǒng)一信息平臺，分析的結(jié)果可以是標(biāo)準(zhǔn)信息、圖片或視頻圖像，通過劃定警戒區(qū)域，配合安防裝置，完成對各種非法入侵和越界行為的警戒和告警。但在實際的變電站設(shè)備檢修和巡檢過程中會出現(xiàn)無工作票或操作票許可時誤入帶電間隔的處理情況，由于無人值守變電站視頻監(jiān)控有死角，會出現(xiàn)沒有相應(yīng)的報警提醒，也沒有視頻對此進(jìn)行抓拍取證的情況，這給無人值守變電站的檢修巡檢及相關(guān)運(yùn)維過程遺留很大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種基于ARM平臺的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置，包括:主控及輔助處理模塊、以太網(wǎng)PHY控制模塊、JTAG在線下載模塊、串口隔離模塊、地址撥碼模塊，主控電源模塊，其特征在于:所述主控及輔助處理模塊包括主控芯片電路，以及與所述主控芯片電路電氣連接的25MHz系統(tǒng)時鐘晶振電路、32.768KHz系統(tǒng)實時時鐘的晶振電路，復(fù)位電路，WTD電路以及供電電路；所述供電電路由主控電源模塊和TCL1117-3.3V電源組成，主控電源模塊的輸出與TCLl117-3.3V電源組成的輸入相連，TCLl117-3.3V電源的輸出與主控芯片電路的電源輸入端子相連，所述主控電源模塊為MP1484芯片，所述MP1484芯片的輸入端接12V輸入工作電源，使能端接上拉電阻，通過精密電阻調(diào)節(jié)輸出電壓，并通過前級電源濾波電路和后級電源濾波電路進(jìn)行濾波；所述以太網(wǎng)PHY控制模塊與主控及輔助處理模塊電氣連接，所述以太網(wǎng)PHY控制模塊由單路10/100Mb/s以太網(wǎng)收發(fā)接口芯片DP83848，與所述DP83848芯片連接的網(wǎng)絡(luò)變壓器H1102，另一 TCL1117-3.3V電源，50MHz晶振以及與所述另一 TCLl 117-3.3V電源連接的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口組成，所述DP83848芯片使用ETH_PWR_INT_PA3引腳引入電源信號，MII_RESET_NO引腳引入系統(tǒng)復(fù)位信號，ETH0_CLK_X1引腳引入晶振信號，通過ETHI_TXD、ETH_RXD引腳分別完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，通過ETH_TX_EN，ETH0_RXDV引腳分別完成發(fā)送數(shù)據(jù)的控制以及接收數(shù)據(jù)的控制，所述以太網(wǎng)PHY控制模塊使用50歐姆的走線控制，使得接收端高阻的情況下，通過在源端串聯(lián)50歐姆來做匹配，吸收終端反射回來的信號，防止在源端再次發(fā)生發(fā)射；所述JTAG在線下載模塊與所述主控及輔助處理模塊電氣連接，所述JTAG在線下載模塊測試程序數(shù)據(jù)輸入引腳，測試程序數(shù)據(jù)輸出引腳，復(fù)位引腳和測試程序模式控制引腳分別連接1k的上拉電阻，測試程序時鐘驅(qū)動引腳連接1k的下拉電阻，外部物理接口采用JM2位置，端子采用1.25mm間距Spin直插端子；所述串口隔離模塊與所述主控及輔助處理模塊電氣連接，所述串口隔離模塊中的高速數(shù)據(jù)流光隔離芯片將TTL電平信號進(jìn)行光電隔離，通過電平轉(zhuǎn)換芯片SP485EEN將所述主控芯片電路的串口 TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485信號，使用TVS管進(jìn)行過電壓限制，使用空放管完成輸入高電壓的能量泄放，使用自恢復(fù)保險管完成過電流時的自動斷路；所述地址撥碼模塊與所述主控及輔助處理模塊電氣連接，用于向所述主控及輔助處理模塊發(fā)送地址碼。
[0007]所述主控芯片為ARM Cortex _M4的STM32F4XX系列主控芯片。
[0008]所述TCL1117-3.3V電源的電源端接退耦電容以消除電路網(wǎng)絡(luò)之間的寄生耦合。
[0009]所述JTAG在線下載模塊實現(xiàn)程序下載和在線調(diào)試功能。
[0010]所述地址撥碼模塊，由主控芯片8位GP1通過上拉電阻實現(xiàn)256種設(shè)備地址，以區(qū)分同條總線上不同設(shè)備。
[0011]使用所述智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置的智能輔助監(jiān)測及控制方法，其特征在于:在智能輔助控制系統(tǒng)中建立相應(yīng)的設(shè)備模型以匹配五防系統(tǒng)傳來的工作票中的檢修開關(guān)或其他設(shè)備信息，使得視頻防護(hù)區(qū)域與檢修設(shè)備所在區(qū)域一致，智能輔助控制系統(tǒng)根據(jù)工作票的信息自動識別相應(yīng)的檢修設(shè)備區(qū)域，根據(jù)控制策略對視頻防護(hù)區(qū)域進(jìn)行布防和撤防。
[0012]本發(fā)明所產(chǎn)生的積極效果為:有效避免變電站設(shè)備檢修和巡檢過程中出現(xiàn)無工作票或操作票許可時誤入帶電間隔的處理情況，通過該系統(tǒng)能將由攝像機(jī)對入侵情況進(jìn)行檢測、分析，確定是誤入后進(jìn)行相關(guān)子系統(tǒng)聯(lián)動，進(jìn)行現(xiàn)場聲音報警，由攝像機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場拍照并存檔；把相關(guān)告警信息上傳到主站或后臺，給予值班人員以告警；同時把告警信息通過短信提醒相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，從而從技術(shù)防護(hù)措施方面杜絕人員的習(xí)慣性違章問題，同時進(jìn)行五防工作票中的檢修工作和智能輔助控制系統(tǒng)中視頻防護(hù)的聯(lián)動，提高站內(nèi)檢修工作安全保障，減少站內(nèi)告警信息的誤報率，為工作現(xiàn)場安全提供保障，進(jìn)一步提供了電力系統(tǒng)的自動化運(yùn)維水平。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種基于ARM平臺的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0014]圖2為本發(fā)明一種基于ARM平臺的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置的STM32F4XX系列主控芯片部分電路。
[0015]圖3為本發(fā)明一種基于ARM平臺的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置的以太網(wǎng)PHY控制模塊的以太網(wǎng)收發(fā)接口芯片電路圖。
[0016]圖4為本發(fā)明一種基于ARM平臺的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置的串口隔離模塊電路圖。
[0017]圖5為本發(fā)明一種基于ARM平臺的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置的JTAG在線下載模塊和TCL1117-3.3V電源的電路圖。
[0018]圖6為本發(fā)明一種基于ARM平臺的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置的主控及輔助處理模塊的供電電路圖。
【具體實施方式】
[0019]以下通過【具體實施方式】，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]參見圖1，為本發(fā)明的智能輔助監(jiān)測及控制處理裝置的結(jié)構(gòu)原理框圖，該裝置包括:主控及輔助處理模塊、以太網(wǎng)PHY控制模塊、JTAG在線下載模塊、串口隔離模塊、地址撥碼模塊，主控電源模塊，所述主控及輔助處理模塊包括主控芯片電路，以及與所述主控芯片電路電氣連接的25MHz系統(tǒng)時鐘晶振電路、32.768KHz系統(tǒng)實時時鐘的晶振電路，復(fù)位電路，WTD電路以及供電電路；所述供電電路由主控電源模塊和TCL1117-3.3V電源組成；所述以太網(wǎng)PHY控制模塊與主控及輔助處理模塊電氣連接，所述以太網(wǎng)PHY控制模塊由單路10/100Mb/s以太網(wǎng)收發(fā)接口芯片DP83848，與所述DP83848芯片連接的網(wǎng)絡(luò)變壓器H1102，另一 TCL1117-3.3V電源，50MHz晶振以及與所述另一 TCL1117-3.3V電源連接的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口組成；所述JTAG在線下載模塊與所述主控及輔助處理模塊電氣連接，通過SDO、SD1、/ISPEN, PLUG、TMS、SCLK接口實現(xiàn)程序下載和在線調(diào)試功能；所述串口隔離模塊與所述主控及輔助處理模塊電氣連接，通過光隔離模塊實現(xiàn)TTL電平信號隔離，再通過電平轉(zhuǎn)換芯片將TTL電平信號轉(zhuǎn)換成RS485信號，隨后通過TVS管，空放管，自恢復(fù)保險管完成抗干擾處理電路，實現(xiàn)穩(wěn)定的RS485通訊；所述地址撥碼模塊與所述主控及輔助處理模塊電氣連接，用于向所述主控及輔助處理模塊發(fā)送地址碼。
[0021]參見圖2，為STM32F4XX系列主控芯片部分電路。如圖所示，該電路是主控芯片I至44pin接線圖，其中，YHl為25MHz系統(tǒng)時鐘晶振，晶振電路還包括電容CH37、電容CH38和電阻RH56 ；X4為32.7680KHz系統(tǒng)實時時鐘的晶振，晶振電路包括電容CH39、電容CH40、電阻RH75 ;自動上電復(fù)位電路包括電阻RH68、二極管DH27、電容CH42，在系統(tǒng)上電時，電容CH42處于充電過程中，STM32F的31引腳電平處于低電平，系統(tǒng)復(fù)位，當(dāng)電容CH42充電完成后，STM32F的31引腳電平就恢復(fù)并保持至高電平，系統(tǒng)復(fù)位完成；系統(tǒng)上拉電阻RH69、RH72、RH73分別串接在3.3V電源與38、39、40引腳之間，RH74系統(tǒng)下拉電阻，用于保持信號穩(wěn)定，UART_RD_TX1、UART_RD_TX4分別為串口 I和串口 4的TTL電平信號發(fā)送端，ETH_MDC、ETH_RX_REF_CLK、ETH_MD10 為網(wǎng)絡(luò)接口引腳，B0