智能脱扣器软硬件设计及其关键技术

3 抗干扰的措施

影响智能脱扣器的干扰源有用电设备的浪涌电流，对讲机、手机等产生的射频辐射，智能脱扣器内部的开关电源和斩波释放电路等。这些干扰源的存在导致程序死掉，或电流电压等参数显示不准确导致故障状态判断错误，进而引起脱扣器误动作。为了减少干扰的影响，需要在硬件和软件上采取相应措施。

3．1 硬件抗干扰

采取的措施有：

1）合理布线，使数字电路地和模拟电路地共点地为悬浮工作方式，即系统各回路的基准电位互相连接在一起而不与大地相连，这样系统有较强的抗干扰能力；

2）模拟电路地和数字电路地分开接地，最后再汇合到一点，这是因为斩波泄放电路在启动工作后，出现很高的瞬态干扰，把逻辑地（主机）和模拟地（A/D）分开后，这一干扰就降到很低；

3）线路板和元器件表面喷绝缘层，是防潮和绝缘的需要，对防电磁干扰也有很重要的作用；在机壳内涂金属屏蔽层，形成等电位屏蔽，对电磁干扰也有很大的屏蔽作用；

4）在稳压电源、隔离变压器后侧安装滤波电路，能使火线与零线中的干扰电流得到衰减；

5）芯片的选择上，尽可能采用体积小的芯片封装，由于贴片封装比直插封装体积小、抗干扰能力强，因此选择贴片封装；

6）尽量减少外围电路，使电路板布线简单；

7）硬件电路应采用多级跟随器和高频滤波电路，以保证信号不失真。

3．2 软件抗干扰

软件上抗干扰的方法有以下几种。

1）为了防止装置受到干扰进入"死机"状态，在程序中加入一些监控措施利用看门狗（WATCHDOG）对程序进行死锁检测，在必要的时候自动复位；在未使用的中断向量区、空白程序区设置软件陷阱，强迫程序跑飞以后能够回到正常轨道上来；在必要的地方写入冗余指令，以调整指令长度，防止程序混乱。

2）对采样信号进行数字滤波首先对每一个采样点进行判别，让其与相邻值、前次值以及增值最大值比较，根据对称检测法、限幅检测法来判断是否为干扰信号；对最近采样的点进行FFT计算得到的数据与前几次的数据求平均值，舍去"异类"。

3）软件"WATCHDOG"技术系统运行时受到外界干扰的时候，程序会偏离正常轨道从而引起一系列问题，出现死循环，系统无法回到正常状态。软件看门狗技术特点是：系统正常运行程序中，每隔一段固定时间就要对"WATCHDOG"进行"喂狗"操作，在规定时间内如果检测到"喂狗"操作，表明系统运行正常，否则认为系统出错，自动发出复位信号。本项目采用的CYGNAL51芯片内部自带看门狗，这就减少了项目开发人员的工作量。
此外，在数据处理的算法上进行改进，也能大大提高系统的抗干扰能力，但是，这往往是以牺牲代码长度为代价的，至于如何取舍看实际项目要求而定。

4 结语

随着高性能、低价格芯片的不断涌现，在保留传统设备优点的基础上，智能脱扣器在保护的多样性、判断准确性和抗干扰性、自诊断保护、实时通讯和显示等方面有较大的改进，这大大方便了用户，从而有广阔的市场前景。