基于Cortex-M3內核的新型DTU、FTU配電終端硬件平臺的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于Cortex-M3內核的新型DTU、FTU配電終端硬件平臺，包括微控制單元，所述的為微控制單元分別和直流模擬量采集回路、遙信量采集回路、遙控輸出回路、通信接口回路、供電回路及晶振回路連接，所述的微控制單元具有RS232或者CAN總線通訊系統；直流模擬量采集回路包括電量隔離傳感器、穩壓回路及RC濾波回路；遙信量采集回路上設有光電耦合電路；本發明的配電終端硬件平臺處理能力更加迅速、穩定、可靠，由于其集成了諸多的外圍芯片，優化了硬件電路設計，又支持諸如VXWORKS實時操作系統，有力的保障了FTU、DTU整體系統的可靠性，并且使降低了DTU，FTU設備的價格。
【專利說明】基于Cortex-M3內核的新型DTU、FTU配電終端硬件平臺

【技術領域】
[0001]本發明涉及配電終端硬件平臺領域，特別是涉及一種基于CorteX-M3內核的新型DTU、FTU配電終端硬件平臺。

【背景技術】
[0002]近年來，為了保證一個堅強的智能電力輸送與分配網絡，國家在電網上的投資力度越來越大，傳統的配電網也正在經歷一場技術革命，從一次設備到二次配電終端，都在進行著技術上的更新換代，老舊的配電二次設備由單一的CPU芯片外加簡單地各種芯片擴展的硬件結構在處理速度和容量以及應用程序架構上已經不能滿足現在智能電網下對大容量高實時性的數據的處理的要求，支持嵌入式操作系統的內置采樣及存儲的MCU芯片的各種硬件平臺正在逐漸的替代原先傳統的硬件設計，其性價比已經遠遠超過老舊的二次終端設備。
[0003]以往老式的配電終端硬件回路，由功能簡單的CPU、精度比較低的AD采集元件、夕卜擴的RAM，ROM組成，整體硬件占用面積大，器件過多導致研發設計麻煩，調試復雜，增加了研發調試的成本，而且早期的CPU不支持嵌入式操作系統，程序設計只能是主程序外加簡單中斷模式，由于沒有任務調度的概念，終端響應外部事件的性能受主程序循環周期的影響，無法固定的有效的快速的反應外部發生的事件，導致各種性能指標比如精度、穩定性、抗干擾性、反應時間都滿不了要求。如何創設一種集成度高、穩定性好、應用范圍廣、反應速度快的新的基于Cortex-M3內核的新型DTU、FTU配電終端硬件平臺，具有十分積極的意義。


【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種基于Cortex_M3內核的新型DTU、FTU配電終端硬件平臺，使其
為解決上述技術問題，本發明提供一種基于Cortex-M3內核的新型DTU、FTU配電終端硬件平臺，包括微控制單元，所述的為微控制單元分別和直流模擬量采集回路、遙信量采集回路、遙控輸出回路、通信接口回路、供電回路及晶振回路連接，所述的微控制單元具有RS232或者CAN總線通訊系統；
直流模擬量采集回路包括電量隔離傳感器、穩壓回路及RC濾波回路，電量隔離傳感器與穩壓回路連接，穩壓回路與RC濾波回路連接；
遙信量采集回路上設有光電耦合回路，光電耦合回路與微控制單元的數據管腳連接；所述的遙控輸出回路包括光電耦合回路和三極管放大驅動回路，光電耦合回路與三極管放大驅動回路連接，由三極管驅動繼電器接入配電設備。
[0005]進一步的，所述的微控制單元為STM32F103VCT6。
[0006]采用這樣的設計后，本發明至少具有以下優點:
1.)集成度高，本發明采用基于Cortex-M3內核的STM32F103VCT6MCU微控制器單元，取代了一大堆分立式的單一 CPU外擴AD采樣回路、RAM和ROM、通訊回路，真正的做到了 allin one,解決分立式元件模式下的面積過大的問題。
[0007]2.)對外界事件反應速度快。本發明采用基于Cortex_M3內核的STM32F103VCT6MCU微控制器單元處理,具有更快的中斷速度，Cortex-M3采用了 Tail-Chaining中斷技術，完全基于硬件進行中斷處理，能夠對外界事件作出更快的響應。
[0008]3.)穩定性高。本發明采用基于Cortex_M3內核的最小系統，由于內置了外圍芯片的功能，所以總線不出芯片，減少了外界對總線的干擾，因此它們的抗干擾能力較強，穩定性高。
[0009]4.)成本減少。由于近年來電子元器件跟新換代的速度加快，加量不加價，高性能的芯片的價格反而不高。這樣一來,相對于原來大量的分立式元件的采購成本、研發成本、調試成本大大下降。
[0010]5.)采用先進的工業級芯片，電氣隔離和電磁屏蔽設計符合國際標準，裝置的硬件平臺具有極高的抗干擾能力和工作可靠性；
6.)本發明性價比高，故障率極低，可以替代其他DTU、FTU的硬件設計電路。
[0011]所述的基于Cortex-M3的STM32F103VCT6微控制器單元回路，完全基于硬件進行終端處理，處理能力更加迅速、穩定、可靠，由于其集成了諸多的外圍芯片，優化了硬件電路設計，又支持諸如VXW0RKS實時操作系統，有力的保障了 FTU、DTU整體系統的可靠性，并且使降低了 DTU，FTU設備的價格。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。
[0013]圖1是本發明的基于Cortex_M3內核的新型DTU、FTU配電終端硬件平臺的連接示意圖。
[0014]圖2是本發明的微控制單元STM32F103VCT6回路的結構示意圖。
[0015]圖3是本發明的直流模擬量采集回路的結構示意圖。
[0016]圖4是本發明的遙信量采集回路的結構示意圖。
[0017]圖5是本發明的遙控輸出回路的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0018]參照圖1-5所示，本發明提供一種基于Cortex_M3內核的新型DTU、FTU配電終端硬件平臺，包括微控制單元，所述的為微控制單元分別和直流模擬量采集回路、遙信量采集回路、遙控輸出回路、通信接口回路、供電回路及晶振回路連接，所述的微控制單元具有RS232或者CAN總線通訊系統；
直流模擬量采集回路包括電量隔離傳感器1、穩壓回路及RC濾波回路，電量隔離傳感器I與穩壓回路連接，穩壓回路與RC濾波回路連接；
遙信量采集回路上設有光電耦合回路2，光電耦合回路2與微控制單元的數據管腳連接;
所述的遙控輸出回路包括光電耦合回路2和三極管放大驅動回路，光電耦合回路與三極管放大驅動回路連接，由三極管驅動繼電器接入配電設備。
[0019]較優的，所述的微控制單元為STM32F103VCT6。
[0020]參照圖3所示，直流模擬量經過ZLINl和ZLIN2輸入，進入電量隔離傳感器I，然后再依次經過穩壓回路、RC濾波回路后與微控制單元連接，微控制單元內設有AD轉換回路，將直流模擬量數字化后送入微控制單元STM32F103VCT6模塊中，從而判斷設備運行狀況；
所述的遙信量采集回路將配電設備的分、合二進制開關量信號經過光電耦合回路2后，送入微控制單元STM32F103VCT6的數據管腳，經過微控制單元STM32F103VCT6邏輯模塊分析和處理分析，從而來判斷外界所控制的配電設備處于什么樣的狀態，比如是分開還是合上的狀態。
[0021]微控制單元STM32F103VCT6經過邏輯判斷或者人為命令通過自身相應的管腳輸出電平信號到遙控輸出回路，經過光電耦合回路2后，進入三極管放大驅動回路，由三極管驅動繼電器，輸出節點，接入配電設備的操作回路，從而遠程控制設備運行。
[0022]直流模擬量采集回路采用電量隔離傳感器I，起到變壓器的作用，對信號進行了隔離，既提高了直流回路的抗干擾能力，又省卻了外置AD芯片，減少了不必要的成本。
[0023]遙信量采集回路增加了光電耦合器件進行隔離，避免了外界的強電干擾造成的危險電壓直接竄入微控制單元的管腳，對微控制器單元造成損壞。
[0024]遙控輸出回路中設有光電耦合回路，可避免在電力系統強電磁干擾環境下容易造成誤動作。
[0025]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種基于Cortex-M3內核的新型DTU、FTU配電終端硬件平臺，其特征在于，包括微控制單元，所述的為微控制單元分別和直流模擬量采集回路、遙信量采集回路、遙控輸出回路、通信接口回路、供電回路及晶振回路連接，所述的微控制單元具有RS232或者CAN總線通訊系統； 直流模擬量采集回路包括電量隔離傳感器、穩壓回路及RC濾波回路，電量隔離傳感器與穩壓回路連接，穩壓回路與RC濾波回路連接； 遙信量采集回路上設有光電耦合回路，光電耦合回路與微控制單元的數據管腳連接；所述的遙控輸出回路包括光電耦合回路和三極管放大驅動回路，光電耦合回路與三極管放大驅動回路連接，由三極管驅動繼電器接入配電設備。
2.一種權利要求1所述的基于Cortex-M3內核的新型DTU、FTU配電終端硬件平臺，其特征在于，所述的微控制單元為STM32F103VCT6。
【文檔編號】H02J13/00GK104377829SQ201410675469
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】溫學斌 申請人:煙臺科大正信電氣有限公司