2.3 系统总体结构

　　图1是中性点接地电阻监测系统框图，根据系统框架可分为两部分：前端信号处理采集和后端数据处理。本系统中在电阻两端加装高压CT、PT将故障电流电压处理后进行调理采集，采用红外传感器测量电阻柜电阻温升情况。根据电阻柜材料特性（不锈钢在10s内温度不能超过760℃）和电阻柜的安装环境，本系统设计的温度测量范围为：-20℃～1000℃。

　　3 系统硬件设计

　　中性点接地电阻监测系统的CPU选择ARM的Cortex-M3系列32位的RISC内核的STM32F103VET6，显示选用集成工控屏是带有嵌入式系统的触摸屏，可独立运行不需要另外的主机。根据系统硬件设计功能可将本系统划分为：前端处理电路，信号采集处理电路，存储电路，通讯报警电路，液晶显示等[9]。前端处理电路主要完成高压PT二次端输出电压的比例变小和CT二次侧输出电流转电压功能；信号采集处理电路主要完成信号的波形滤波和波形抬升等处理，处理后送给A/D采集[10]；数据采集直接采用ARM自带的12位AD进行采集，采样精度已经完全满足系统的需要。存储电路主要完成采集的数据的保存和USB数据拷贝等功能；通讯报警电路主要包括与上位机通讯和报警电路，报警电路主要包括蜂鸣器报警和GSM报警；液晶显示部分主要用于检测系统显示电阻状态，参数设置，数据查看和拷贝等功能。

　　3.1 信号采集前端处理电路的设计

　　图2为电流信号采集前端处理电路示意图。

　　电流转电压使用电压输出型电流变换器TA1322B，额定输入电流1A，额定输出电压有效值0.3535V即峰值0.5V，最大线性转化电流10A。TA1322B输出信号经过分压处理，将输出电压限制在0V～1.5V范围内。ACT45B-510为感性共模干扰抑制器，对信号进行共模滤波处理。具体调理电路图如图3所示，经过传感器的电流信号转换成电压信号，然后通过滤波、放大及电压抬升后输入到ARM的A/D采集口。

　　温度测量使用红外传感器，红外传感器的输出信号为直流信号，额定输出为直流0V～5 V。采集的温度信号先进行共模滤波处理，然后通过电阻分压限制0V～3V内，可以直接送给ARM自带A/D采集。经过前端处理的电流、电压、温度信号经过信号采集处理电路处理后可以直接送给ARM自带A/D采集。

　　3.2 监测系统通讯电路与存储电路的设计

　　中性点接地电阻监测系统使用以太网和RS232接口通讯和传送数据。以太网负接口责与上位机通讯，RS232接口负责与GSM通讯。以太网接口采用芯片ENC28J60，采用标准SPI接口通讯。ENC28J60内置10Mbps以太网物理器件PHY及媒体访问控制器MAC，较高的输入输出速度和可靠性。串口使用双串口芯片MAX202，串口1负责与GSM通讯，串口2为备用。GSM选用市场常见的支持二次开发的西门子TC35i模块，能提供标准的UART串口，支持GSM07.05支持的AT指令集。系统通讯电路示意图如图3所示。