一種手持式智能移動式報告管理終端的設(shè)計

馬恩寧 張可 田暤 段曉雪

摘要：本文通過分析目前繼電保護(hù)裝置定值打印的模式，提出了基于繼電保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)串行接口的智能移動式報告管理終端，采用模塊化設(shè)計思想，從而實現(xiàn)了繼電保護(hù)裝置定值的無紙化打印。

關(guān)鍵詞：移動式；無紙化；智能化

中圖分類號：TP3l1.132 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）08-0149-01

0 引言

繼電保護(hù)裝置保護(hù)定值打印是裝置日常巡檢、消缺重要的輔助措施。目前繼電保護(hù)裝置的定值打印普遍采用兩種方式：

（1）分布式打印，即使用針式打印機，直接打印繼電保護(hù)裝置的定值信息。（2）集中式打印，即通過廠站端的監(jiān)控后臺對站內(nèi)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定值召喚操作，然后再通過廠站中的網(wǎng)絡(luò)打印機將召喚的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印。

1 終端設(shè)計

通過對設(shè)定的功能進(jìn)行分析，結(jié)合手持式終端實際的應(yīng)用環(huán)境，確定采用模塊化方式進(jìn)行設(shè)計，確定該終端主要由下述幾個模塊構(gòu)成：

（1）電源模塊；（2）存儲模塊；（3）人機交互模塊；（4）CPU模塊。

1.1 電源模塊

電源模塊應(yīng)使用可循環(huán)充放電的鋰離子電池，供電接口使用標(biāo)準(zhǔn)的Micro USB接口電源。電池充放電電路采用了TI最新支持快充功能的控制芯片，將外部輸入的5V電源轉(zhuǎn)換為鋰離子電池的充電電壓，并可將電池的電壓升壓至電路正常工作的5V電源。同時兼容普通手機充電器、充電寶、電腦USB的充電，可做到隨時保證虛擬打印機有充足的電量進(jìn)行便捷工作。

1.2 存儲模塊

考慮到CPU運行FATFS文件管理系統(tǒng)，打印信息采用常見的文本格式進(jìn)行存儲，存儲卡使用通用的SD卡。SD卡具有大容量、高性能、安全等多種特點，而且體積小巧、方便管理和攜帶。

1.3 人機交互模塊

人機交互模塊需要滿足實時展示打印終端的當(dāng)前工作狀態(tài)，同時為兼容不同廠家的繼電保護(hù)設(shè)備的打印模式，該模塊應(yīng)支持手動數(shù)據(jù)寫入，進(jìn)而設(shè)置不同的終端參數(shù)滿足不同的運行環(huán)境的要求。

通過按鍵設(shè)置通訊波特率，以匹配繼電保護(hù)裝置的打印設(shè)置。顯示界面使用TFT液晶屏，高清彩屏顯示，能清晰顯示打印機狀態(tài)、文件名稱與終端異常信息提示、當(dāng)前工作狀態(tài)提示等信息。

1.4 CPU模塊

CPU模塊為STM32 ARM架構(gòu)，32位處理器，運行頻率72MHz，可以實現(xiàn)串口收發(fā)、GPIO控制、屏幕顯示、數(shù)據(jù)處理等功能，滿足打印數(shù)據(jù)的接收性能需求。UART口收到繼電保護(hù)裝置輸出的打印數(shù)據(jù)后，CPU運行程序，將ESC/POS規(guī)范的打印報文轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的文本、數(shù)據(jù)，存儲在SD卡。

2 安全設(shè)計

繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，因此手持式終端的接入是否影響到原先繼電保護(hù)裝置的正常工作，在設(shè)計過程中需要重點考慮。

繼電保護(hù)裝置打印口一般采用Centronics標(biāo)準(zhǔn)并行接口或RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行接口，在實際使用中，打印模塊僅僅接收繼電保護(hù)裝置輸出的打印數(shù)據(jù)，因此保護(hù)裝置的打印輸出端子一般由TX和GND兩根數(shù)據(jù)線組成。

繼電保護(hù)裝置打印接口支持熱拔插，即插即用，因此在使用過程中，無需改變繼電保護(hù)裝置的工作狀態(tài)。另外，不同設(shè)備廠家的繼電保護(hù)裝置支持的默認(rèn)打印波特率等打印參數(shù)不同，在使用中，打印終端支持手動設(shè)置打印參數(shù)，無需更改繼電保護(hù)裝置的運行參數(shù)，有效地保證了使用中的安全性。

打印終端采用嵌入式ARM CPU，結(jié)合C語言實現(xiàn)，系統(tǒng)提供了詳細(xì)的日志記錄，對停留系統(tǒng)期間的每一個操作均有詳細(xì)的記錄，包括開機時間，操作內(nèi)容，操作時間，以及相關(guān)文件的信息等，從而為查閱終端的使用情況提供了信息參考。

3 優(yōu)化措施

在打印方式上，打印終端均采用字符打印和位圖像兩種打印方式。其中字符打印方式是按照繼電保護(hù)裝置傳送來的打印字符（ASCII碼形式），由打印終端從所帶的點陣字符庫中取出對應(yīng)字符的點陣數(shù)據(jù)（打印數(shù)據(jù)）經(jīng)字型變換處理后，輸出形成文本文件；而位圖像打印方式則是由繼電保護(hù)裝置進(jìn)行要打印數(shù)據(jù)的生成，并將生成的數(shù)據(jù)送往打印終端，打印終端不需要進(jìn)行打印數(shù)據(jù)的處理，可以直接將其打印出來；在位圖像方式下，打印數(shù)據(jù)可以是一幅圖像或圖形，也可以是漢字。

繼電保護(hù)裝置輸出的打印數(shù)據(jù)一般為ACSII碼形式的字符數(shù)據(jù)，其中西文字符和某些圖形符號為一字節(jié)數(shù)據(jù)；而中文字符為二字節(jié)數(shù)據(jù)，通常稱為漢字內(nèi)碼。不同繼電保護(hù)設(shè)備廠家在定義某些特定的符號時，使用的一字節(jié)數(shù)據(jù)不同，而打印終端生成的定值文本文件一般規(guī)定采用統(tǒng)一的編碼方式（如GB2312），因此按照統(tǒng)一的模式去解析形成的文本文件可能存在亂碼或異常字符情況。

4 結(jié)語

智能化、集約化、低碳環(huán)境是變電站的發(fā)展方向。傳統(tǒng)針式打印模式存在打印形式單一，不方便進(jìn)行信息分發(fā)、信息存檔、查詢等不足等。

因此基于ESC/POS打印機接口傳輸規(guī)范設(shè)計的一套手持打印終端，其機身小巧，手持式設(shè)計，即插即用，使用便捷。通過打印接口模塊連接保護(hù)裝置，可將打印內(nèi)容直接傳輸?shù)酱蛴〗K端，通過CPU處理后自動保存為文本格式，也可保存至電腦，實現(xiàn)定值的管理。克服了傳統(tǒng)打印模式下無法方便進(jìn)行打印報告電子化、且投資大、施工管理復(fù)雜的不足。

參考文獻(xiàn)

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