3.2 RTU硬件電路設(shè)計(jì)

　　如圖2所示，RTU主要由80C196KB單片機(jī)、程序存儲(chǔ)器（EPROM）、非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（NVRAM）、日歷時(shí)鐘、鍵盤顯示電路、看門狗及復(fù)位電路、RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行接口、繼電器控制電路、電壓/電流信號(hào)采集電路、無線數(shù)傳模塊、天線等組成，能同時(shí)對(duì)8條路燈支路進(jìn)行控制，另外，RTU還具有4路開關(guān)量和2路脈沖量輸入通道，以備系統(tǒng)擴(kuò)展。

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　　圖2 RTU組成原理框圖

　　RTU采用單片機(jī)為控制核心，配以32K程序存儲(chǔ)器。80C196KB是16位單片機(jī)，內(nèi)帶8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器（具有采樣/保持電路），A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端與8位并行數(shù)字輸入口P0共享引腳。在RTU的硬件電路中，選擇AD0通道作為模擬輸入，其余的7條口線作為數(shù)字輸入口線，用于擴(kuò)展開關(guān)量輸入通道。

　　日歷時(shí)鐘采用DS12C887提供精確的時(shí)鐘信號(hào)，包括年、月、日，能產(chǎn)生秒或分定時(shí)中斷，以判斷是否到開燈或關(guān)燈時(shí)間，從而保證準(zhǔn)確地按照開/關(guān)燈時(shí)間曲線對(duì)路燈進(jìn)行開/關(guān)控制。為了使整個(gè)路燈系統(tǒng)同步動(dòng)作，監(jiān)控中心定時(shí)對(duì)所有站點(diǎn)的RTU進(jìn)行GPS校時(shí)。

　　非易失的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來存放RTU的所有工作參數(shù)、實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)狀態(tài)和故障信息，以保障系統(tǒng)在掉電或通信中斷的情況下信息不丟失，并在電源恢復(fù)正常后能繼續(xù)正常工作。

　　鍵盤顯示電路包括一個(gè)4×4鍵盤和一個(gè)4行16字符的圖形液晶顯示器。以兩級(jí)菜單、全漢化的方式實(shí)現(xiàn)RTU工作參數(shù)、測(cè)量數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息等的在線修改與查詢。

　　電壓/電流信號(hào)采集電路由3路電壓互感器、8路電流互感器和信號(hào)調(diào)理電路等組成，實(shí)現(xiàn)3相交流電壓、8條支路電流的實(shí)時(shí)采集。互感器輸出信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理后，轉(zhuǎn)換為0～5V的電壓信號(hào)，經(jīng)多路開關(guān)切換后，依次送單片機(jī)的AD0通道轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

　　繼電器控制電路主要由8路繼電器及其驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。經(jīng)8位并行端口與單片機(jī)連接，接收控制信號(hào)，通過交流接觸器控制路燈的開、關(guān)動(dòng)作。

　　RTU與監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程通信采用了VHF/UHF無線數(shù)傳電臺(tái)通信的方式。無線數(shù)傳模塊通過RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行接口與單片機(jī)相連，配以定向天線，發(fā)射功率和天線高度根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)覆蓋范圍要求及其環(huán)境條件選擇。