中性点接地电阻监测系统存储电路设计了SD接口和USB接口。SD接口采用6线SD卡方式,电路设计如下图,SD卡存储故障电流、电压、温度、时间及故障事件等数据。USB接口设计直接采用STM32内部集成的USB,用于将SD卡中数据,拷贝到U盘,支持各种U盘。系统SD卡连接示意图如图4所示。

3.3 显示电路的设计
中性点接地电阻监测系统显示单元选用了集成的工控屏,主要用于显示电阻状态,参数设置,数据查看和拷贝等功能。工控屏是带有嵌入式系统的触摸屏,界面友好,可独立运行。系统显示驱动电路如图5所示 。
4 系统软件设计
4.1 软件功能设计
软件操作系统采用μC/OS-II系统,监测系统软件系统分为5个任务,按照优先级从高到低有:数据处理任务、数据存储及操作任务、液晶屏显示任务、报警任务、以太网通讯任务。
(1)数据处理。数据处理是从AD中断中将采集的数据取出装入数组并计算出瞬时电阻值,通过与设定的参考电阻比较判断出电阻工况。若判断存在故障则启动故障事件记录,故障判断类型主要有大电流故障、小电流故障、电阻短路故障、电阻断线故障、电阻温度故障、电阻阻值变化故障等。理论上在系统正常工作情况下和电阻断线是流过电阻的电流都为零,实际运行中系统正常工作中会有较小的电流流过电阻,通过系统是否能监测到这部分小电流来判断系统是正常工作还是电阻断线故障。
(2)数据存储及操作。数据存储以文件形式将故障信息存储,可供实时查询。数据存储及操作存在3种模式:正常模式,操作模式,数据传送模式。正常模式下当系统监测到故障时,任务将采集的数据组存入SD卡,在故障标志创建后,将此刻前2s及后8s的数据以文件格式保存;操作模式是指使用液晶屏对查看SD卡文件,删除文件,格式化SD卡等操作,在检测到SD卡内存小于256M时,就自动删除时间点最前面的数据,直到SD卡内存大于256M。
(3)液晶屏显示。具有显示内容,翻页和查找功能。显示采集的电压、电流、温度值、系统状态、故障事件、SD卡存储的文件及操作选项等;具有翻页对系统参数进行设置和修改的功能。
(4)报警。当数据处理程序中判断出故障情况时,监测系统启动蜂鸣器报警,并通过GSM将故障数据传送给工作人员。监测系统采用RS232接口与GSM通讯,通过短信将故障信息发送给工作人员,使工作人员及时获取接地电阻工况。当故障情况较严重时,可以启动继电器接口,断开相应的回路避免故障扩大。
(5)通讯。实现监测系统与上位机之间进行通讯。中性点接地电阻监测系统采用以太网与上位机通讯,监测系统只通过接收上位机的指令做出相应的动作。发送的指令类型一共有三种:实时值数据指令、传送文件目录指令、传送文件指令。