[实用新型]一种基于FPGA的在线监测电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，尤其是一种基于FPGA的GPS监控终端。

背景技术

定期监测检修电路不能及时发现设备内部的故障隐患，而且停电试验施加低于运行电压的试验电压，对某些缺陷反映也不够灵敏。随着电力系统向高电压、大容量的方向发展，保证电力设备的安全运行越来越重要，停电事故给生产和生活带来的影响和损失也越来越大，因此迫切需要对电力设备运行状态进行实时或定时的在线监测，及时反映绝缘的优劣化程度，以便采取预防措施，避免停电事故发生。

自20世纪80年代以来，我国的在线监测技术得到了迅速发展，各单位相继研制了不同类型的监测装置，特别是各省电力部门，都研制了电容性设备的监测装置，主要监测电力设备的介质损耗、电容值、三相不平衡电流。电力部电力科学研究所、武汉高压研究所和东北电力试验研究院等单位，出研究电容性设备的检测外，还研制各种类型的局部发电监测系统。电力科学研究院和西安交通大学还结合油中气体分析，开展了用于绝缘诊断的专家系统的研究工作。

FPGA(Field-ProgrammableGateArray)，即现场可编程门阵列，他是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。特点介绍

1)采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路)，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。

2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

5)FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。

可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。

加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。

FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。

这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活。

然而，现有的在线监测电路采用的系统的控制器和单片机由于集成度高，使其成本偏高，同时由于采用芯片的引脚较多，实物硬件电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中成度高，使其成本偏高，同时由于现有芯片的引脚较多，实物硬件电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作的缺点。

为此，本实用新型提供了一种基于FPGA的在线监测电路，包括传感器，信号放大电路，A/D转换电路，FPGA控制电路，所述传感器输出端与信号放大电路输入端电连接；所述信号放大电路输出端与A/D转换电路输入端电连接；所述A/D转换电路输出端与FPGA控制电路输入端电连接；

所述在线监测电路还包括用于与上位机通讯的RS485接口；所述FPGA控制电路输出端与RS485接口输入端电连接；

所述A/D转换电路采用ADI公司的ADA4505-2芯片作放大器；

所述RS485接口还包括显示屏和键盘输入，所述RS485接口输出端与显示屏输入端电连接，所述键盘输入输出端与RS485接口(5)输入端电连接。

所述传感器是光感传感器、PH值传感器、温度传感器、湿度传感器、声音传感器的一种或多种组合。

所述在线监测电路还包括电源电路，所述电源电路输出端与传感器输入端电连接。

所述RS485接口还包括显示屏和键盘输入，所述RS485接口输出端与显示屏输入端电连接，所述键盘输入输出端与RS485接口输入端电连接。

本实用新型具有以下优点：

通过采用FPGA控制模块单片机算术运算功能强、软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等特点，使其在各个领域应用广泛，FPGA是我们熟悉的控制器，编程比较熟悉，易于掌握。