一种手持式智能移动式报告管理终端的设计

马恩宁 张可 田暤 段晓雪

摘要：本文通过分析目前继电保护装置定值打印的模式，提出了基于继电保护装置标准串行接口的智能移动式报告管理终端，采用模块化设计思想，从而实现了继电保护装置定值的无纸化打印。

关键词：移动式；无纸化；智能化

中图分类号：TP3l1.132 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）08-0149-01

0 引言

繼电保护装置保护定值打印是装置日常巡检、消缺重要的辅助措施。目前继电保护装置的定值打印普遍采用两种方式：

（1）分布式打印，即使用针式打印机，直接打印继电保护装置的定值信息。（2）集中式打印，即通过厂站端的监控后台对站内继电保护装置进行定值召唤操作，然后再通过厂站中的网络打印机将召唤的数据进行打印。

1 终端设计

通过对设定的功能进行分析，结合手持式终端实际的应用环境，确定采用模块化方式进行设计，确定该终端主要由下述几个模块构成：

（1）电源模块；（2）存储模块；（3）人机交互模块；（4）CPU模块。

1.1 电源模块

电源模块应使用可循环充放电的锂离子电池，供电接口使用标准的Micro USB接口电源。电池充放电电路采用了TI最新支持快充功能的控制芯片，将外部输入的5V电源转换为锂离子电池的充电电压，并可将电池的电压升压至电路正常工作的5V电源。同时兼容普通手机充电器、充电宝、电脑USB的充电，可做到随时保证虚拟打印机有充足的电量进行便捷工作。

1.2 存储模块

考虑到CPU运行FATFS文件管理系统，打印信息采用常见的文本格式进行存储，存储卡使用通用的SD卡。SD卡具有大容量、高性能、安全等多种特点，而且体积小巧、方便管理和携带。

1.3 人机交互模块

人机交互模块需要满足实时展示打印终端的当前工作状态，同时为兼容不同厂家的继电保护设备的打印模式，该模块应支持手动数据写入，进而设置不同的终端参数满足不同的运行环境的要求。

通过按键设置通讯波特率，以匹配继电保护装置的打印设置。显示界面使用TFT液晶屏，高清彩屏显示，能清晰显示打印机状态、文件名称与终端异常信息提示、当前工作状态提示等信息。

1.4 CPU模块

CPU模块为STM32 ARM架构，32位处理器，运行频率72MHz，可以实现串口收发、GPIO控制、屏幕显示、数据处理等功能，满足打印数据的接收性能需求。UART口收到继电保护装置输出的打印数据后，CPU运行程序，将ESC/POS规范的打印报文转换为标准的文本、数据，存储在SD卡。

2 安全设计

继电保护装置作为电力系统的重要组成部分，因此手持式终端的接入是否影响到原先继电保护装置的正常工作，在设计过程中需要重点考虑。

继电保护装置打印口一般采用Centronics标准并行接口或RS-232C标准串行接口，在实际使用中，打印模块仅仅接收继电保护装置输出的打印数据，因此保护装置的打印输出端子一般由TX和GND两根数据线组成。

继电保护装置打印接口支持热拔插，即插即用，因此在使用过程中，无需改变继电保护装置的工作状态。另外，不同设备厂家的继电保护装置支持的默认打印波特率等打印参数不同，在使用中，打印终端支持手动设置打印参数，无需更改继电保护装置的运行参数，有效地保证了使用中的安全性。

打印终端采用嵌入式ARM CPU，结合C语言实现，系统提供了详细的日志记录，对停留系统期间的每一个操作均有详细的记录，包括开机时间，操作内容，操作时间，以及相关文件的信息等，从而为查阅终端的使用情况提供了信息参考。

3 优化措施

在打印方式上，打印终端均采用字符打印和位图像两种打印方式。其中字符打印方式是按照继电保护装置传送来的打印字符（ASCII码形式），由打印终端从所带的点阵字符库中取出对应字符的点阵数据（打印数据）经字型变换处理后，输出形成文本文件；而位图像打印方式则是由继电保护装置进行要打印数据的生成，并将生成的数据送往打印终端，打印终端不需要进行打印数据的处理，可以直接将其打印出来；在位图像方式下，打印数据可以是一幅图像或图形，也可以是汉字。

继电保护装置输出的打印数据一般为ACSII码形式的字符数据，其中西文字符和某些图形符号为一字节数据；而中文字符为二字节数据，通常称为汉字内码。不同继电保护设备厂家在定义某些特定的符号时，使用的一字节数据不同，而打印终端生成的定值文本文件一般规定采用统一的编码方式（如GB2312），因此按照统一的模式去解析形成的文本文件可能存在乱码或异常字符情况。

4 结语

智能化、集约化、低碳环境是变电站的发展方向。传统针式打印模式存在打印形式单一，不方便进行信息分发、信息存档、查询等不足等。

因此基于ESC/POS打印机接口传输规范设计的一套手持打印终端，其机身小巧，手持式设计，即插即用，使用便捷。通过打印接口模块连接保护装置，可将打印内容直接传输到打印终端，通过CPU处理后自动保存为文本格式，也可保存至电脑，实现定值的管理。克服了传统打印模式下无法方便进行打印报告电子化、且投资大、施工管理复杂的不足。

参考文献

[1]GB/T 14285-2006.继电保护和安全自动装置技术规程.

[2]GB/T 50062-2008.电力装置的继电保护和自动装置设计规范.

[3]DL/T 5226-2013.发电厂电力网络计算机监控系统设计技术规程.

[4]DL/T 5429-2009.电力系统设计技术规程.