电力系统是我国能源行业最重要的组成部分,电网系统的安全可靠运行对人们的日常生产生活起着很重要的作用。目前市场上一些电力参数测量装置大多采用单片机作为CPU,已经不能满足对实时性和高精度的要求,尤其是不能满足对其可靠性和网络通信能力的要求。基于此提出一种基于32位ARM芯片S3C2410作为处理器构成监控下位机，基于以太网传输数据的方案，该方案对电网的各项参数进行采集、处理、显示并传送到控制中心，达到对电网的实时监控、保护和数据统计的目的[1]。

1 系统总体设计方案

系统主要有数据信息采集处理部分和数据传输部分，分别负责电网电压、电流等相关信号的采集和传送。系统的主要器件有S3C2410、DM9000、JTAG、JDG-0.5、LM-0.5等。其中S3C2410作为系统的核心芯片，主要负责处理整个系统协调工作；DM9000控制以太网网络传输部分；JTAG用于仿真调试；串口用于调试数据的正确采集；LZZBJ-9-10A和JDZG-10负责对电力参数进行采集；整个系统还包括电源（电压）滤波模块、系统复位模块、时钟电路等。

基于S3C2410的数据采集与传输系统的总体设计架构如图1所示，电压、电流等模拟信号经信号处理后送至S3C2410进行A/D转换，并将转换结果存储于存储装置中，键盘/LCD用于完成所需要的参数的设置和显示，在完成数据的采集和正确的处理后，由DM9000网卡芯片控制，进行以太网相关数据信息的传输[2]。

2 硬件系统设计

系统硬件电路分为电力参数采集模块和数据信息传输模块两个部分。监测节点的参数采样数据暂定为电压、电流和电源的频率3个参数，采样电路的原理图如图2所示。

左边的两根线分别为电网的火线和零线。本装置所采用的采样电路中的JDZ-0.5（TV）为比较新颖的电流型电压互感器，电压互感器通过采集电网电压，转换成与之成比例的电压信号，经过合适的量纲变换后（通过调节R4、R5的大小实现采集电压的量纲变换），连接到S3C2410的A/D的第一个转换通道，电压的采样即可实现。熔断器FUSE1防止因短路或是某个器件接地造成电流增大对人身的危害。同理，LM-0.5（TA）完成电路中电流信号的采集；电路中的R6、R7完成对电流信号大小的限定，实现合适的数量级，然后输入到S3C2410的A/D转换通道的第二路输入。经过R2滤波电容C1的作用，采集到电网的频率信号，同样送入S3C2410中进行频率信号的计算和存储。

3 系统性能测试及分析

在网卡芯片初始化探测函数执行结束后，函数将读取到DM9000网卡的ID号，包括厂商的信息和产品的信息。与DM9000网卡自身的数据进行比较，因为DM9000网卡芯片的相应数据为90000A46，探测函数将对两者进行比较，如果两者不相同，就认为网卡芯片没有正常工作[3]。

采用串口调试助手软件观测函数的执行输出信息，器件的IP地址事先已经设置好，图3所示为DM9000网卡芯片的探测结果。

确定DM9000初始化结束并且能够正常工作后，系统软件即可调用相应函数来实现以太网电力参数数据的发送，目的是将处理后的电压电流等信息传送给上位监控机，本设计验证时采用TCP&UDPDebug软件来验证上位机收到的电力参数数据信息。设置DM9000芯片的IP地址为：192.168.1.123；同时设置相应的端口号为：80000，做为器件端口与套接字绑定的地址，这样上位机便可以检测到DM9000芯片发来的数据信息。软件上，设置每隔10 s采集一次相关电网电力参数。经测试，观测结果如图4所示，数据能够正确并且快速完整地进行传送。作为实验阶段，实时数据采集信息内容暂时定为包括采集的电网电流、电压和实时频率3个参数[4]。

经过多次调试和测量，最终认定该系统能够实现稳定的实时电力参数信息的采集，并且采集的实时数据具有很高的精确度，能快速地实现与上位机间的通信。同时验证发现，采集的结果与现场实地采集结果比较两者的误差极小，所以该系统最终能够稳定地实现与PC机间的以太网实时数据信息的通信。

基于S3C2410的电信号采集与以太网传输系统电路设计简单，实时传输数据准确率高。该系统设备也可用于检测其他装置或是设备信号，如温度、流量、湿度等，其基本原理是相同的；此外以太网通过网络可以实现远程通信，只需少量人员在工作室就可以通过PC机实时检测多个监测节点的相关信息，使得以太网的工业用途非常广泛。综上所述，本系统实现了节点式的电网监控保护，有利于电网系统的分布式管理，提高电网管理自动化水平。