1 导言
跟着计算机技能、网络技能和大规模集成电路的高速开展，动态信号剖析体系呈现了向着网络化方向开展的趋势。以计算机技能、芯片技能和以软件为中心的嵌入式体系（Embedded System）再度成为当时研讨和运用的热门。相对于通用计算机体系，嵌入式体系最大的特色是目的性和针对性强，即每一套嵌入式体系的开发规划都有其特别的运用场合和特定功用，且一般具有实时性高、功耗低、体积小、集成度高、本钱低一级特色。
长途电能量数据收集终端（ERTU）在电能量计费体系中是介于计量主站与费率设备（电能表）之间的中心设备，首要完结电能量数据收集、处理、存储及转发等功用。嵌入式技能在电力体系中的运用有着悠长的前史，早在几年前国内就现已开端引入嵌入式实时操作体系（Real TIme OperaTIon System-RTOS）为中心的电网监控体系。跟着近年来电力体系主动化程度的不断进步及嵌入式技能的迅速开展，嵌入式技能越来越广泛运用于数据收集、状况监控、主动设备、微机维护、集散操控等各个领域，其间电能计量体系因为其本身的用电用户分散性和办理网络化的需求，运用嵌入式技能将大大进步体系功用。
2 嵌入式电能量收集体系概述
电能量收集体系作为电力营销和未来电网商业化运营的技能支撑有着宽广的运用远景。体系首要由主站端计算机体系、厂站端电量收集器、多功用电子式电量表和信息通讯网络四部分组成，涉及到电子、计算机、通讯、网络、电力体系等多方面的专业知识。
跟着电力商场的树立和信息技能的开展，电能量收集体系的开展呈现了新的特色：（1）网络化程度更高，长途电能数据收集终端（ERTU）除了具有多种接口和内置Modem，还应具有网络功用，具有网络接口，遵照TCP/IP规范协议;数据传输安全可靠，具有面向用户的信息查询功用以及辅佐信息发布功用;（2）电能表主动抄表ARM（AutomaTIc Reading Meter）是供电部分将设备在用户处的电能表所记载的用电量，经过遥测、传输和计算机体系汇总到经营部分，替代人工抄表及一系列后续作业。
ARM的完结将战胜人工抄表费时、吃力、简单犯错及入户抄表的困难，有利于进步配电主动化水平;（3）在长途电能数据收集终端（ERTU）选用嵌入式CPU和嵌入式实时多使命RTOS构成完好的嵌入式体系，在RTOS的根底上结合嵌入式Web服务器技能，可完结实时、动态的交互查询功用，为用电办理人员的决策剖析供给了强有力的支撑。ERTU选用守时或许实时发动抄表使命，经过RS-485总线读取智能电能表内的电量信息和事情信息，支撑规范的RS-485串口数据输出。每一个ERTU设备都能够接多路RS-485总线，这样就能够一起收集多路的电表信息。依据以上所述电能量收集体系的开展，在体系的研讨中开发出了一种新式的电能量收集终端，其硬件选用盛行的PC104为主的CPU，可保证高速和高可靠性运转，总线式规划，可较为便利的对接口进行扩大，以电子盘为存储介质，可保证掉电后数据的不丢掉;其操控渠道选用实时嵌入式LINUX操作体系，多进程/线程规划，各程序模块并发运转，可极大地进步体系功率。各电能量计量点对应的智能电表对电能量进行丈量，数据收集体系对电能表进行巡回收集并存储下来，经过专线方法即移动公司的GPRS网络将收集的数据传输到主站体系，经过GPRS网络与操控中心进行长途通讯。数据收集体系在规划上选用功用模块插件式结构，首要由接口模块、RS-485收集模块、主控模块、长途通讯模块（Modem）等组成，各模块之间经过主控模块进行衔接和办理。收集设备选用守时发动抄表使命的方法，也可运用长途操控方法，经过RS-485总线读取智能型电表内存储的电能量信息，分时段存储在收集设备内的事情信息。数据收集体系具有对不同电能表规约转化的才能，针对不同的电能表，编写相应的收集程序，树立了一个程序库。
3 嵌入式电能量收集体系的首要功用
开发的新式电能量收集体系集数据抄收、存储、处理、无线上传等功用于一身，体系可收集32/64路脉冲输入信号，脉冲扫描周期为10ms，采样分辨率不小于40ms，具有硬件滤波，一起软件依据电能表类型和脉宽进行滤波处理。使用电能量收集体系供给4路RS-485接口，每个RS-485接口可接入32只多功用电子式电能表，还能够扩展。抄收距离由主站远方设定，也可在收集体系方设定，每个从电能表读取的数据参加时刻信息存储为带有时标的数据，电量收集体系的时刻信息是经过体系中的GPS模块进行准确授时，收集体系经过GPS时钟完结校时并能够对多功用电子式电能表进行播送方法的校时，该嵌入式电能量收集体系既能够同脉冲式与脉冲式电表终端通讯，也能够同数字接口全电子式电能表终端通讯，一起供给了一个GPRS接口，支撑TCP/IP协议，经过GPRS网络上传给主站服务器。体系的功用结构图如图1所示。
4 体系完结
4.1数据收集单元的硬件结构
体系的硬件中心用规范PC104“夹层总线”方法和嵌入式操作体系供给运用程序的运转渠道，进步软硬件规划的规范化程度和体系的复用性，微处理器选用了Intel486处理器渠道，其速度为100MHz，且可用程序改动;它包含一个以太网接口，支撑TCP/IP协议，存储器分为两部分：512kB的FLASH EPROM（用于运转程序及各个中心变量的寄存）;一块64MB的Disk On Chip的电子盘（用于寄存抄收的电能量数据，最多可扩展到1G）。带有PC104接口的4通道多串口卡，用多串口扩展出8个串口用以衔接本地电能表，体系还选用了以下用户接口设备：一块兼容规范液晶显现接口的单色液晶显现屏，显现分辨率320&TImes;240;用PC-AT键盘接口衔接的输入键盘，用作用户输入设备。
由上可见，首要PC外围设备都被会集到了一块体积比较小的主板上，这其间包含：CPU、内存、总线操控器、规范串行通讯口、规范并行通讯口、规范IDE磁盘驱动器接口、规范VGA驱动芯片、液晶显现接口、鼠标/键盘接口、Watchdog监控芯片。用一块主板加上电源、显现和存储设备，组成了一套功用强大，结构紧凑的工业级的PC。
4.2体系校时模块
数据收集单元的时刻是经过GPS规范模块输出的同步时刻信号校定，GPS模块经过RS-232接口与数据收集单元通讯，从电能表收集到的电能数据加上时刻信息，存储到电子盘中，然后上传给主站带时标的电能数据。
