[發(fā)明專利]采集氧化鋅避雷器監(jiān)測數(shù)據(jù)的嵌入式系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110249447.2
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113009263A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳其濤;王永軍;王曉建;張躍文;韓奎剛;秦保華;趙琪;劉慶學(xué);尹濤;辛正祥;李玉寧
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山東省電力公司青州市供電公司;國網(wǎng)山東省電力公司濰坊供電公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/25
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 孫玉營

1.一種采集氧化鋅避雷器監(jiān)測數(shù)據(jù)的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，包括：

電流信號處理裝置、電壓信號處理裝置、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列和數(shù)據(jù)處理器，電流信號處理裝置與現(xiàn)場可編程邏輯門陣列通信連接；電壓信號處理裝置通過無線通信模塊與現(xiàn)場可編程邏輯門陣列建立無線通信連接；現(xiàn)場可編程邏輯門陣列與數(shù)據(jù)處理器通信連接；

電流信號處理裝置與泄露電流互感器電連接；電壓信號處理裝置與變壓器電連接；

現(xiàn)場可編程邏輯門陣列包括電壓信號采集控制單元、相電壓無線傳輸控制單元、電流數(shù)據(jù)采集控制單元和同步控制單元，所述同步控制單元用于根據(jù)電壓信號采集控制單元下發(fā)的開始采集電壓信號指令控制電流數(shù)據(jù)采集控制單元同步啟動電流信號采集程序；所述相電壓無線傳輸控制單元用于控制無線通信模塊傳輸電壓信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓信號處理裝置包括依次連接的電壓電流變換器、電壓轉(zhuǎn)換電流互感器、電流電壓變換器、電壓射極跟隨器、電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器、復(fù)雜可編程邏輯器件和無線發(fā)送器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述復(fù)雜可編程邏輯器件包括電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元和無線發(fā)送控制單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電流信號處理裝置包括依次連接的電流射極跟隨器、增益放大器和電流模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，增益放大器與現(xiàn)場可編程邏輯門陣列的增益控制單元通信連接；電流模數(shù)轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場可編程邏輯門陣列電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，現(xiàn)場可編程邏輯門陣列還包括配置寄存器、電流模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元、電壓信號接收單元、電流先進(jìn)先出存儲模塊、電壓先進(jìn)先出存儲模塊和硬件接口控制單元，電流模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元與電流模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信連接；電流模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元與電流先進(jìn)先出存儲模塊通信連接；電壓先進(jìn)先出存儲模塊與電壓信號接收單元通信連接；配置寄存器、電流先進(jìn)先出存儲模塊和電壓先進(jìn)先出存儲模塊均與硬件接口控制單元通信連接；硬件接口控制單元通過硬件接口與數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)處理軟件通信連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場可編程邏輯門陣列包括時鐘控制單元，時鐘控制單元通過時鐘控制引腳與40MHz輸入時鐘通信連接，時鐘控制單元用于將40MHz的時鐘信號轉(zhuǎn)換為硬件接口控制單元工作所需的200MHz時鐘信號、電流模數(shù)轉(zhuǎn)換控制單元工作所需的12MHz時鐘信號和電壓信號接收單元工作所需的40MHz時鐘信號。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)處理軟件安裝有流接口驅(qū)動程序。

9.一種采集氧化鋅避雷器監(jiān)測數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述方法包括：

電壓信號采集控制單元發(fā)送開始測試命令包，同步控制單元收到開始測試命令包后向電流信號采集控制單元發(fā)送采集命令，電流信號采集控制單元發(fā)送開始測試命令包；

監(jiān)控到電壓信號采集控制單元的開始測試命令包和電流信號采集控制單元的開始測試命令包之后進(jìn)入預(yù)采集狀態(tài)，在預(yù)采集狀態(tài)向配置寄存器寫入放大倍數(shù)設(shè)置命令，將輸入電壓放大倍數(shù)設(shè)置為1，并清空電流先進(jìn)先出存儲模塊和電壓先進(jìn)先出存儲模塊；

硬件接口控制單元查詢電流先進(jìn)先出存儲模塊的數(shù)據(jù)量，若有數(shù)據(jù)則持續(xù)讀出所有電流信號數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理器通過硬件接口控制單元讀取所有電流信號數(shù)據(jù)，根據(jù)電流信號數(shù)據(jù)的幅值計算電流信號的放大倍數(shù)，根據(jù)放大倍數(shù)生成增益控制單元的控制參數(shù)；并將增益控制單元的控制參數(shù)返回硬件接口控制單元；

硬件接口控制單元將控制參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至增益控制單元，增益控制單元根據(jù)控制參數(shù)對電流信號處理裝置的增益放大器進(jìn)行控制；

數(shù)據(jù)處理器通過硬件接口控制單元讀取電流先進(jìn)先出存儲模塊中的電流信號數(shù)據(jù)和電壓先進(jìn)先出存儲模塊中的電壓信號數(shù)據(jù)。