通常應用于風光發電廠的監督控制與數據采集系統SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)一般都是由電力通信專網來保障其通信。但由于風光電廠在地理位置上的特殊性、多樣性(通常在邊遠偏僻地區)，使得某些通信網無法勝任SCADA的要求[1]。 

　　通用分組無線業務(GPRS)是GSM網絡的升級，通過在GSM網絡上增加SGSN和GGSN兩種數據交換節點設備以及一些更新軟件來實現，GPRS網絡中的數據傳輸以數據分組的形式傳送。在國內，移動通信網絡目前已基本覆蓋全國所有地區，因此利用技術上較為成熟的GPRS無線網絡，可對風光發廠的各個發電站進行實時遠程監測與控制，這對提高整個風光電廠的性能具有實際意義。 

　　1 系統組成 

　　整個風光電廠的SCADA系統由風光發電站的狀態參數采集部分和數據處理及傳輸兩部分組成。本文重點介紹數據處理及傳輸部分。風光電廠SCADA系統如圖1所示。 

　　通過CAN總線與CAN總線適配器的連接，將各個風光發電站的狀態參數傳輸至基于LPC2214的嵌入式系統,數據經處理后由GPRS通信模塊MC39i輸出，并通過GPRS網絡和Internet將數據傳輸至監控中心。反之，監控中心也可以將各種操作指令傳送至控制終端，以控制風光發電站的運行。本系統的核心部分為“嵌入式GPRS通信模塊”的實現[2]。 

　　本系統使用ARM7核微處理器LPC2214，并適當對系統存儲資源進行擴展，通過移植嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ來管理整個系統的運行。系統所使用的GPRS模塊MC39i由西門子公司生產,具有使用方便、接口電路簡單等優點[3]。GPRS雖支持TCP/IP業務，但因為MC39i沒有嵌入TCP/IP協議和PPP協議，所以需要在基于LPC2214的嵌入式系統中實現TCP/IP協議和PPP協議，否則系統無法使用GPRS網絡的數據分組業務。 

　　2 CAN總線接口電路設計 

　　SJA1000與LPC2214之間的接口電路如圖2所示，主要包含：LPC2214最小系統(未畫出)、CAN通信控制器SJA1000、CAN總線驅動器82C250和高速光電耦合器6N137。LPC2214控制SJA1000的初始化以及對風光發電站狀態參數的接收和發送。其中，SJA1000的AD0～AD7連接到LPC2214的P2口(DATA0～DATA7),/CS為0時,LPC2214選中SJA1000。SJA1000的/RD、/WR、ALE分別與LPC2214的對應引腳相連，/INT接LPC2214的P0.1腳(外部中斷0),用于中斷訪問SJA1000。 

　　SJA1000的TX0、RX0通過高速光耦6N137后與82C250的TXD和RXD連接，這樣可較好地實現本節點在CAN總線上的電氣隔離，從而增強CAN總節點的抗干擾能力。要注意光耦部分電路采用的兩個電源VCC和VDD必須完全隔離，否則此光耦就失去了意義。本系統中的電源隔離采用了小功率的電源隔離模塊實現。 

　　另外,通過在82C250的CANH和CANL引腳之間串連60 ?贅的電阻以消除電路中信號反射等干擾。CANH和CANL與地之間并聯兩個30 pF的小電容,可濾除總線上的高頻干擾和一定的電磁輻射。另外，在兩根CAN總線輸入端與地之間分別接了一個防雷擊管，當兩端輸入端與地之間出現瞬變干擾時，通過防雷擊管的放電可起到一定的保護作用。 

　　3 基于μC/OS-Ⅱ環境的多任務設計 

　　3.1 μC/OS-Ⅱ操作系統在ARM7核上的移植 

　　移植是使一個實時內核能在其他微處理器上運行，也就是為特定的CPU編寫特定的代碼。因為μC/OS-Ⅱ在讀/寫CPU寄存器時,只能通過匯編語言來進行,因此在使用μC/OS-Ⅱ時，針對具體的CPU，用戶需要用匯編語言編寫與CPU硬件相關的代碼。 

　　根據μC/OS-Ⅱ的要求，移植μC/OS-Ⅱ到一個微處理器的體系結構上需要提供三個文件：在C語言頭文件OS_CPU.H中，要定義與編譯器無關的數據類型;定義所使用的堆棧數據類型以及堆棧的增長方向;定義一些有關ARM核的軟中斷。在C程序源文件OS_CPU_C.C中，主要是μC/OS-Ⅱ任務堆棧初始化函數;在匯編程序源文件OS_CPU_A.S中，主要是時鐘節拍中斷服務函數、中斷退出時的任務切換函數以及μC/OS-Ⅱ第一次進入多任務環境時運行最高優先級任務的函數。 

　　3.2 系統任務設計 

　　μC/OS-Ⅱ要求在其上運行的應用軟件“任務化”，所以需要按μC/OS-Ⅱ的任務編寫規范設計系統應用任務。按任務優先級從高到低設計如下[4]。 

　　Task0：完成系統各部分(包括MC39i)初始化工作后，采用時間片的方式進行PPP數據幀的接收，并完成該數據幀的解析。 
　　Task 1：風光發電廠各發電站狀態參數的讀取。 
　　Task 2：UDP數據包的接收處理。 
　　Task 3：TCP數據包的接收處理。 
　　Task 4：ICMP數據包的接收處理(主要是響應