一种基于嵌入式Linux&Boa的SF6互联网仪表
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摘要：随着互联网+概念的风生水起，传统产业面临转型升级。电力开关设备中大量使用的sf6气体的状态监测关系到设备安全和电网的稳定运行。因此开发一种数字化、智能化并能通过互联网访问的在线监测仪表符合现代产业对设备信息化智能化需求。本文研制一种以SF6密度、微水一体化传感器为核心传感器，以ARM为硬件核心搭建嵌入式Linux平台对气体各项重要指标进行监测，并根据环境温度换算出气体密度，实现气体泄漏报警、发出闭锁信号等功能，并搭建嵌入式Web服务器实现网络远程实时监测的装置。
关键词：嵌入式Linux Boa服务器 SF6在线监测
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）05-0000-00
SF6（六氟化硫）气体是一种人造惰性气体，具有很高的电气绝缘性及良好的消弧能力。其击穿电压为同等条件下氮气的2.5倍，消弧能力是空气的100倍，是一种优于空气和油的新型高压绝缘材料。当前SF6气体被广泛应用于中高压电气设备的绝缘和灭弧：SF6断路器、SF6负荷开关设备，SF6绝缘输电管线，SF6变压器及SF6绝缘变电站。但当前SF6电气设备运行中对SF6气体状态监测手段比较落后。主要手段是通过气体密度继电器（机械指针式仪表）监测气体压力感知气体是否泄漏，但不能反映出SF6气体的露点温度、含水量等重要信息。
1硬件设计
硬件平台主要由CPU（ARM9型号S3C2440）为核心的嵌入式系统构成仪表的主控功能，以SF6气体密度、微水一体化传感器为采集途径实现对被监测气体各项指标的实时监测。下面重点介绍这两部分的功能：
1.1 ARM嵌入式平台
CPU：S3C2440是三星公司开发的一款基于ARM920T内核和0.18um CMOS工艺的16/32位RISC微处理器，适用于低成本、低功耗、高性能的手持设备或其他电子产品。S3C2440集成了常用通用的系统外设和接口，如I-Cache（高速指令缓存）、D-Cache（高速数据缓存）、MMU（存储管理单元）和我们要用到用于连接传感器的UART接口等。
1.2 SF6微水密度一体化传感器
SF6在线仪表采用高性能传感器，其集微水、温度、密度等功能于一体的传感器，采集的数据通过RS-485总线接入仪表主控部分，实现在不排放SF6 气体的前提下，对SF6 断路器的长期状态监测，以保障电力设备的安全稳定运行。
2软件设计
2.1操作系统
本系统采用嵌入式linux操作系统，它是将现有Linux稳定版本的内核修改裁剪，再定制相应的文件系统，使其在嵌入式系统上稳定运行的专用操作系统。嵌入式linux既继承了现有Linux版本的开源、稳定、免费等优点，又能很好适应嵌入式设备的特性。该仪表采用较新的2.6.14版本内核，既保证具备新版本的优越特征又有具有稳定性。文件系统的制作以busybox工具为基础，它集成了常用的软件、工具和命令。
2.2 Web服务器
本仪表采用的BOA 服务器是一款源码开放、体积极小、运行效率高的www服务器，支持linux和unix下运行，支持CGI通用网关接口程序，非常适合嵌入式linux系统和智能远程仪表。
BOA服务器源代码的交叉编译：在嵌入式linux上运行的程序都要经过交叉编译，因此BOA源代码也需要进行交叉编译。编译器使用arm-linux-gcc交叉编译链工具。具体方法：BOA源文件，解压缩后在Linux命令行状态进入相应的目录，执行配置命令./configure产生Makefile文件，然后进入Makefile目录，找到Makefile文件，用vi编辑器编辑，找到CC=gcc，改为交叉编译工具路径CC=…/arm-linux-gcc，找到CPP=gcc-E，改为CPP=…/arm-linux-gcc-E，修改完成后用：QW命令保存退出，进入命令行模式执行编译命令make，进行交叉编译后即可得到可执行程序BOA，将其拷贝到文件系统中/bin目录下。
BOA服务器的配置：BOA服务器的配置主要是使其能够更好的支持嵌入式linux环境和CGI程序的参数。在文件系统中创建新目录/etc/boa，复制BOA源文件中的boa.conf配置文件到此目录下，然后在此配置文件的基础上根据嵌入式linux环境和BOA的要求进行修改。在修改config文件时要注意保持配置文件于系统中气体文件路径和设置一致，否则BOA服务器将不能顺利运行。搭建Boa服务器工作完成后，在linux文件系统的根目录里会生成WWW目录，这个文件夹就是动态网站系统的存放目录，可以在将为SF6仪表定制的HTML网页文件存放在该目录下测试。
2.3仪表软件设计
仪表软件的设计方法是：采用B/S（浏览器/服务器）模式，用户端通过电脑或手机浏览器访问仪表主机网站，仪表主机由BOA服务器确认客户端身份信息后根据客户端需求提供仪表的HTML网站解析服务并调用相应的CGI扩展程序，CGI扩展程序实现读取实时传感器数据，与BOA服务器交互实现网站数据的更新、数据记录、发出报警、推送消息等功能。用户也可以根据需求设置报警阈值，下载数据记录等。
3 结语
该仪表实现了SF6气体长期在线监测，并能通过电脑、手机等设备远程访问，避免了普通仪表离线检修造成的气体泄漏损耗，避免了工作人员现场巡视带来的气体中毒危险。在电力行业迅速发展的今天，电力设备运行状态监测手段的数字化、智能化是推进产业升级、保障设备安全和电网安全、实现无人值班重要保障。
参考文献
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