变电站自动控制的嵌入式交互系统设计

发布时间：2017-08-24 11:12

  本文关键词：变电站自动控制的嵌入式交互系统设计

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【摘要】：嵌入式图形用户界面是嵌入式设备与使用者之间的对话接口,由于它具有良好的人机交互性能,因此在嵌入式软件系统中得到广泛的应用。随着嵌入式设备在人们日常生活中的使用越来越广泛,人们对高性能嵌入式图形用户界面的要求也越来越迫切。变电站通信控制器是一个典型的嵌入式系统,它需要将大量的遥信、遥测以及保护自动装置的信息,通过与维护人员的交互,实现变电系统的正常运转。因此,对变电站通信控制器,研制一套直观和便于操控的自动控制交互系统,对变电站自动化水平的提高有重要意义。本文首先分析了嵌入式操作系统及其图形用户界面(GUI)技术的发展现状,并分析了几种嵌入式Linux下的GUI系统的优缺点。通过对变电站通信控制器GUI系统的需求分析,确定并设计了基于ARM微处理器芯片S3C2410,使用Qt/Embedded平台开发变电站自动控制交互系统的总体方案。通过对Qt/Embedded的系统架构和运行机制的分析,实现了BootLoader的移植、嵌入式Linux的移植及其文件系统的建立,完成了变电站通信控制器的通信和图形用户交互界面的设计等工作。测试结果表明,所设计的系统实现了变电站信息交互通信、系统信息查询、系统配置以及通信控制等功能,达到了变电站通信控制器的设计需求。本文实现的嵌入式交互系统不仅能够满足变电站自动控制的应用需求,而且可以在此基础上进行远程监控等功能扩展,为后续变电站的智能化无人值守等发展需求奠定基础。
【关键词】：嵌入式系统 图形用户界面 变电站自动化 嵌入式Linux
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM63
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 背景及意义9-10
• 1.2 论文的内容及组织结构10-12
• 第二章 嵌入式系统GUI及其基本通信技术12-23
• 2.1 嵌入式系统概况12-14
• 2.1.1 嵌入式系统的定义12
• 2.1.2 嵌入式系统的技术特点12-14
• 2.2 嵌入式Linux14-15
• 2.2.1 嵌入式操作系统(EOS)概述14
• 2.2.2 嵌入式Linux的特点14-15
• 2.3 嵌入式GUI技术15-18
• 2.3.1 图形用户界面(GUI)的结构及特征描述15-17
• 2.3.2 GUI在嵌入式系统中的地位及嵌入式系统对GUI的要求17-18
• 2.3.3 嵌入式Linux下GUI的实现方法18
• 2.4 嵌入式接口通信技术18-23
• 2.4.1 RS485\RS232\USB\以太网等通信接口特点18-19
• 2.4.2 RS485\RS232\USB\以太网等通信接口需求分析19-20
• 2.4.3 RS485\RS232\USB\以太网等通信接口原理设计20-23
• 第三章 变电站自动控制嵌入式交互系统总体设计23-29
• 3.1 系统需求分析23-24
• 3.1.1 变电站通信控制器GUI系统的作用及功能要求23-24
• 3.1.2 变电站通信控制器GUI系统的实现要求24
• 3.2 系统总体结构24-29
• 第四章 变电站自动控制嵌入式交互系统的设计29-57
• 4.1 BootLoader的移植29-32
• 4.1.1 BootLoader简介29
• 4.1.2 U-boot代码结构分析29-31
• 4.1.3 U-boot的移植31-32
• 4.2 嵌入式Linux的移植32-41
• 4.2.1 Linux 2.6内核结构分析32-34
• 4.2.2 嵌入式Linux的文件系统34
• 4.2.3 Linux 2.6.18内核的移植34-40
• 4.2.4 制作Linux根文件系统40-41
• 4.3 Qt/Embedded的移植41-42
• 4.4 变电站通信控制器用户界面的实现42-57
• 4.4.1 软件总体结构及流程42-43
• 4.4.2 main()程序43-44
• 4.4.3 键盘处理44-46
• 4.4.4 图像用户界面(GUI)设计46
• 4.4.5 数据通信线程46-49
• 4.4.6 电气连接关系图形及电力参数显示49-53
• 4.4.7 参数配置与修改功能的实现53-55
• 4.4.8 工作电源设计55-56
• 4.4.9 复位电路设计56-57
• 第五章 系统测试57-70
• 5.1 测试系统的构建57-58
• 5.1.1 建立硬件测试环境57
• 5.1.2 烧写U-boot到目标板并设置启动参数57-58
• 5.1.3 烧写Linux内核及文件系统58
• 5.1.4 下载配置文件及ccGUI应用程序58
• 5.2 系统功能与性能测试58-68
• 5.2.1 菜单结构测试58-63
• 5.2.2 RS485\RS232\USB\以太网等接口电路的测试63-65
• 5.2.3 与主控单元通信测试65
• 5.2.4 参数配置与修改65-68
• 5.3 测试结论68-70
• 第六章 总结与展望70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74

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