基于ARM的嵌入式电力监测系统的设计

第３８卷　第３期　２Ｏ１Ｏ年５月　河南师范大学学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｎａｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　Ｖ　Ｚ．３８　Ｎｏ．３　Ｍａｖ．２０１０　

文章编号：１０００—２３６７（２０１０）０３—００５７—０３　

基于ＡＲＭ９处理器的机房环境远程监测系统设计　

史水娥，杨豪强　

（河南师范大学物理与信息工程学院，河南新乡４５３００７）　

摘　要：提出的监测系统为构建电力机房、通信机房等无人职守机房而设计，主要监测机房的温度、湿度、光照　强度、烟雾浓度等环境参数．本文设计了以ＡＲＭ９芯片为微处理器的机房终端模块，给出了硬件结构及软件流程，终　端模块可以和远程监测控制中心联网工作，也可以独立运行，实现数据记录、越限报警和历史记录查阅等功能．采用　分布式管理设计模式，使“危险分散”，具有灵活易用、可靠性高、扩展方便等特点．　

关键词：远程监测系统；ＡＲＭ９；嵌入式Ｌｉｎｕｘ　中图分类号：ＴＰ２７３　文献标志码：Ａ　

对于电力机房、通信机房等现代机房来说，良好的环境状态是保证设备正常运转的基本条件，而对机房　

环境状态的监测是使其保持良好环境的重要措施．本文设计了一种针对通信或电力机房的远程监测系统，检　

测对象主要是温度、湿度、光照强度、烟雾浓度等环境参数，检测目标是实时掌握机房环境状态，远程监测、记　

录运行数据，并在环境指标超标或出现火灾、水灾等紧急情况时及时报警．该系统可替代人工监测，用于构建　

无人值守机房，或弥补人工监测的不足，降低劳动强度．　

１　系统总体设计　

整个监测系统由检测输入模块、现场数据处理模块、数据传输模块、远程监测模块等四部分组成，基本结　

构框图如图１所示．　

Ｉ图文ｌ　无　总　—叫星丞ｌ　线　检　堋　通　测　

信　—Ｊ＿－　控　堕　制＿＋８圈　元　蓖　

亡　—　

一　婴　一　］　

ｉ　机房１　：　！　ｊ　监测控制中心　一一一一一一一一一　＝＝　一一一一一一一一一一一一一一一—一　１一一一一一一一一一一一一一一　一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一１　ｉ；　＼　机房ｎ　：：：：：：：：：．　

ｌ　匐　似　

基于ＡＲＭ和ＡＴＴ７０２２Ｃ的电能质量监测终端的设计　

Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｔｅｒｍｉｎａｌ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｅｎｅｒｇｙ　ｍｅｔｅｒ　ｃｈｉｐ　

束慧，陈卫兵　

ＳＨＵ　Ｈｕｉ．ＣＨＥＮ　Ｗｅｉ．ｂｉｎｇ　一　

（南通职业大学，南通２２６００７）　摘要：本文以ＡＲＭ　ＳＴＭ３２Ｆ１　０３ＶＥ６和电表芯片ＡＴＴ７０２２０为主构建了电能质量监测终端，利用　电表芯片ＡＴＴ７０２２Ｃ实现对电网电压、电流、频率、功率因素等诸多参数的采样，以ＡＲＭ　ＳＴＭ３２Ｆ１　０３ＶＥ６芯片做ＣＰＵ对采样到的数据进行频率准同步转换和ＦＦＴ计算实现对谐波的测　量，该装置可以实现对公用配电网的电压、电流、有功、无功、谐波等参数的精确测量，为　公用配电网进行能源监测、无功补偿和谐波治理提供了有效的在线监测手段。　关键词：ＳＴＭ３２Ｆ１　０３ＶＥ６；ＡＴＴ７０２２０；电能监测；谐波检测　中图分类号：ＴＰ３９３　文献标识码：Ａ　文童编号：１　００９—０１　３４（２０１　２）０８（上）一００３４—０３　Ｄｏｉ：１　０．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１　００９－０１　３４．２０１　２．８（上）．１　０　

０引言　

随着公配网自动化的发展和用户对供电可靠性　

要求的提高，对现场一次仪表的性能也提出了更高　

的要求，目前市面上一次仪表主要包括如下两种设　

计方式：其一是以单片机控制为主，如文献【１］中　

所述，主要功能是对有功功率和无功功率进行监　

测，实现公配网的无功补偿；其二如文献［２］２中所　

述，利用ＤＳＰ的开丌强大计算能力，采用ＤＳＰ芯　

片对ＡＤ采集到的信号进行谐波计算，为谐波治理　

提供控制依据。但二者均有不足之处，单片机在计　算方面能力较差，而ＤＳＰ在显示控制方面能力较　

差，需要单片机、ＣＰＬＤ或ＡＲＭ进行配合使用。　

随着ＡＲＭ技术的不断发展，ＡＲＭ芯片巳具备很　

２０１０年第４期　工业仪表与自动化装置　・２３・　

基于ＡＲＭ的电力系统　

谐波分析仪的研究与设计　

陈若珠，黄锦华，骆东松，刘承倩　

（兰州理工大学电气３－程与信息工程学院，兰州７３００５０）　

摘要：将３２位的ＡＲＭ微控制器应用于谐波分析中，并移植了嵌入式实时操作系统ｐ￣Ｃ／ＯＳ一　

Ⅱ，算法＿ｋ／ｇ￣了改进的快速傅立叶变换（ＦＦＴ），实现了电力系统中谐波的实时测量、显示和通信　

的功能。　

关键词：ＡＲＭ；谐波分析；￣Ｃ／ＯＳ一Ⅱ；快速傅立叶变换（Ｆ丌）　

中图分类号：ＴＭ７６２　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００—０６８２（２０１０）０４—００２３—０３　

Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ａｎａｌｙｚｅｒ　ｂａｓｅｄ　ａｎ　ＡＥＭ　

ＣＨＥＮ　Ｒｕｏｚｈｕ，ＨＵＡＮＧ　Ｊｉｎｈｕａ，ＬＵＯ　Ｄｏｎｇｓｏｎｇ，ＬＩＵ　Ｃｈｅｎｇｑｉａｎ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ＆Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３￣５０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ＡＲＭ　ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ａｎｄ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　

￣Ｃ／ＯＳ——１１　ｉｓ　ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｄｅｖｉｃｅ．Ｉｔ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｄａｔａ　ｗｉｔｈ　ｓｐｌｉｔ　２　ｒａｄｉｘ　ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　

ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＦＦＴｒ）．Ｔｈｅ　ｈａｒｍｏｎｉｃｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｉｓ　ｄｅｖｉｃｅ　ａｎｄ　ＬＣＤ　ｄｉｓｐｌａｙ　ａｌｏｎｇ　ｗｉｔｈ　ｃｏｎ—　

ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｒｅａｌｉｚｅｄ．　

ｉ　Ｖｉｄｅｏ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ＆ｐｒｏｊｅｃｔ　

ｉ钡频应用与工程　

文章编号：１００２—８６９２（２０１　１）０５一ＯｌＯ０—０３　

基于嵌入式的红外电力监控系统的设计　

李　峥　，黄俊　，刘关玲　

（１．重庆邮电大学信号与信息处理重点实验室，重庆４０００６５；２．重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆４０００６５）　

【摘　要】以ＡＲＭ微处理器和现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）芯片为核心，设计了基于Ｌｉｎｕｘ系统下的红外电力监控系统。以ＦＰＧＡ　的存储电路和与ＡＲＭ处理器的接口电路，为红外图像搭建数据通道。以ＡＲＭ—Ｌｉｎｕｘ操作系统下的ＱＴ来开发电力监控的软件系　统，实现红外图像的采集、处理以及温度监控等功能。该系统充分利用了ＡＲＭ微处理器的控制能力和ＦＰＧＡ的高速并行运算能　力，大大减少了系统的外围接口器件，有效地降低了系统的成本。　【关键词】Ｌｉｎｕｘ；嵌入式；红外热成像；ＦＰＧＡ；ＡＲＭ　【中图分类号】ＴＰ２７７　【文献标识码】Ａ　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｏｗｅｒ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

ＬＩ　Ｚｈｅｎｇ　，ＨＵＡＮＧ　Ｊｕｎ　，ＬＩＵ　Ｍｅｉｌｉｎｇ２　（，．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｏｓｔｓ　ａｎｄ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，　御　４０００６５，Ｃｈｉ￣ｗ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃ￣ｗｎ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｏｓｔｓ　ａｎｄ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，　ｏ　御　４０００６５，Ｃｈｉｎａ）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ．Ａｎ　ＩＲ　Ｐｏｗｅｒ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｌｉｎｕｘ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ＡＲＭ　ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　ａｎｄ　ｆｉｅｌｄ　ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｇａｔｅ　ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）ｃｈｉｐ．　Ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｅｍｏ￣ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　ＦＰＧＡ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　ＡＲＭ　ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ｄａｔａ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｉｍａｇｅ　ｉｓ　ｂｕｉｌＬ　Ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｖｅｌｏｐｓ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｐｏｗｅｒ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｂｙ　ｔｈｅ　ＱＴ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ＡＲＭ－Ｌｉｎｕｘ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｏｆ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｉｍａｇｅ．　ｒｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｍａｋｅｓ　ｆｕｌｌ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＡＲＭ　ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ　ｐａｒａｌｌｅｌ　ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　ｐｏｗｅｒ　ｏｆ　ＦＰＧＡ，ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　Ｓ　ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｙ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】Ｌｉｎｕｘ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ；ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｉｍａｇｉｎｇ；ＦＰＧＡ；ＡＲＭ