万方数据一种新型的防误操作系统电脑钥匙的设计《电子技术应用》2009年第6期王义军1，王琳1，涂时亮2(1．东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012；2．复旦大学计算机学院，上海200433)摘要：论述了电力系统现有防误操作系统中电脑钥匙的功能，提出了基于网络架构的新型电脑钥匙的设计方案，给出了电脑钥匙的硬件电路以及软件框架结构。该电脑钥匙可以满足各种防误操作的要求，具有很好的应用前景。Designofkindcomputerkeyanti—maloperationIJian矿欢迎同上投稿www．chinaaet．com关键词：电脑钥匙；无线传感器网络；CAN总线；操作系统newsystemJunl，wANGbaSes∞删此一Iayer联锁问题。1电脑钥匙硬件电路硬件系统电路包含以下几部分：中央处理器选用中图分类号：，I．1吆02文献标识码：AwANGunl，Tu(1．ElectriealEngineeringDi锄liuniversity，眦in132叭2，China；unive璐畸，shangIIai200433，China)widelyp托V明tmi8叩e船tion．putfo州ardkey蚰dfinally画ve微机防误闭锁系统的电脑钥匙，用于在操作过程中接收“五防”主机发出的操作票，然后按照操作票内容依次对电编码锁和机械编码锁进行解锁操作，对运行人员的实际操作进行监控。操作过程中，电脑钥匙给出操作提示，运行人员按照电脑钥匙的提示逐步进行正确操作。若运行人员的实际操作与电脑钥匙的提示不符，则电脑钥匙将发出报警并强制闭锁，从而有效避免误操作事故的发生。电脑钥匙作为防止电力系统误操作的终端设备，起着不可忽视的作用⋯。但是，这种基于离线式电脑钥匙的微机防误闭锁装置，由于技术条件和设计方案的限制还存在如下一些问题：(1)在很多情况下，无法防止误入带电间隔。(2)无法实现防误操作系统对于集控站遥控操作的闭锁。(3)在单人和检修参与操作时，无法实现防误系统对变电所解锁操作远程监控功能。(4)在实现系统操作时，无法完成联络线路两侧防误(5)当变电所操作量大时，无法解决多任务并行操作的问题(2l。上述存在的问题，症结就在于离线式的电脑钥匙。本文即根据现场存在的实际问题提出新一代电脑钥匙的设计方案。把电脑钥匙设计成CAN现场总线网络、GSM网络和无线传感器网络中的集线节点，以FREESCALE工业级MCP芯片作为中央处理器，配备自编的实时操作系统，可以很好地满足电力现场对于防误操作系统的新要求。根据电力系统现场能否铺设有线电缆的具体情况，按照与控制中心的联络方式不同设计了2种电脑钥匙：一种是基于CAN现场总线通信网络，另外一种是基于GSM无线通信网络。图l为基于CAN现场总线通信网络的电脑钥匙硬件系统框图。图2为基于GSM无线通信网络的电脑钥匙硬件系统框图。FREESCALE公司生产的工业级芯片MC9S08DZ32，该芯片带有CAN控制器、SPI接口、SCI接口和键盘接口，处理器外围扩展电路中无线传感器模块Chipcon和语音芯片ISD4002使用SPI总线连接，GSM模块YiShiAbstract：Thisfunction“Computerkeysusedwhichnemorkdesign凼ishardwa弛circu“and∞ftwarem∞协h∞aKeywOrds：computerke)r；wireless鸵n∞r152CC2420aCollegeNortheast2．computercouegeFudanarticlediscusse8山einpowernow{ldayso—erdesignarchitecture，maiTIlydi8cussabouthowtIIefhmework．ThiscomPuterlo协ofrequi陀mentsandverygoodpt．ospect．network；CANbus；operatingtoweare万方数据l榭B纠甘坤斗二恒雌兰电了t戮c9s08Dz32黑pCA82C251T--‘～一‘．．●一●⋯●～⋯一‘⋯一‘一‘～‘。广产=呵一一产==；广‘一‘-i===’一’一‘1=。’1《电子技术应用》2009年第6期^一00叫光电隔离、r叫2电脑钥匙软件设计3电脑钥匙操作过程的操作，同时记录错误的原因和性效地避免了误人间隔和走空程序的问题。电脑钥匙在4几种特殊闭锁方式的实现I＼r—卅TC35I和液晶显示器模块LCMl2864通过扩展的CD4052数据分配器与SCl接口相连。电脑钥匙软件开发基于复旦大学嵌入式实验室自行研发的FDCX08实时多任务操作系统。FDCX08操作系统支持多至8个任务同时运行，采用优先级任务调度方法，支持抢先调度，支持任务间通信，具有邮局通信和信号量控