本发明涉及电路技术领域，特别涉及一种用于直流换流站电流互感器数字校验的协议转换器。
背景技术：
直流电流互感器是用于直流电流量值变换的互感，是高压直流输电系统中的重要测量设备，为保证测量的准确度及可靠性对电力系统的安全、稳定和经济运行，国内对直流互感器投运前和停电维护时，都要进行现场校准。由于直流电子式电流互感器输出的是数字量的信号，当需要对它进行校准时，必须利用校验仪对标准电流互感器和被校验直流电流互感器合并单元输出的信号同时进行采样，再对输出的数字量信号进行比较，通过比值误差计算得到误差。
在实际现场中，对换流站进行现场校准试验操作难度较大，传统直流电流互感器现场测试时，被测直流电流互感器二次含有数字输出时，标准器输出与被校准互感器的输出通常距离较远，现场接线不方便，通过对讲机人工同步的方式读数，明显对校验的结果造成误差。
技术实现要素：
本发明提供一种用于直流换流站电流互感器数字校验的协议转换器，解决了上述技术问题，达到了不用现场接线困难的问题，操作方便，适用于实验室和现场检定的电子式互感器的技术效果。
本发明提供一种用于直流换流站电流互感器数字校验的协议转换器，所述协议转换器包括：数据采集和解析模块、通信模块、powerpc嵌入式处理器及tcp/ip协议栈、外部同步时钟装置；所述外部同步时钟装置，用于向所述数据采集和解析模块触发秒脉冲信号；所述数据采集和解析模块用于接收并解析ft3帧格式光信号；所述数据采集和解析模块具体为fpga,所述fpga对ft3帧格式光信号进行采样，在对ft3帧格式光信号进行接收时产生相对应的时间戳，并发送所述时间戳和fpga处理后的数据发送至所述通信模块；所述数据采集和解析模块与所述外部同步时钟装置连接，接收所述外部同步时钟装置触发的秒脉冲信号进行计数打时标同步；所述通信模块接收所述时间戳和fpga处理后的数据后，向所述powerpc嵌入式处理器发送一个中断触发信号，同时根据所述fpga接收到的ft3帧格式光信号在数据帧中设置计数器，所述计数器在每增加一个采样值时自动加1，在秒脉冲触发时，计数器置0；所述powerpc嵌入式处理器分别与所述数据采集和解析模块、所述通信模块连接，用于对所述数据采集和解析模块处理后的数据进行数据帧封装；tcp/ip协议栈，与所述处理器连接，用于通过所述tcp/ip协议栈将所述处理器处理后的数据打包成tcp格式。
优选的，所述协议转换器还包括以太网模块，所述以太网模块与所述powerpc嵌入式处理器连接，用于所述协议转换器通过以太网通讯方式与移动电子设备连接。
本申请至少具有如下有益效果：
本发明提供的一种用于直流换流站电流互感器数字校验的协议转换器，接收ft3帧格式光信号，并将其解析，外部同步时钟装置触发的秒脉冲信号，来实现和标准信号采集同步，进而自动同步，通过以太网通讯模块输出的tcp/ip协议传输到电脑检测装置，用于直流环流站电子式电流互感器的校验，也不用现场接线困难的问题，操作方便，适用于实验室和现场检定的电子式互感器。该协议转换器体积小、功耗低，结构简单，实时性好，可靠性高，极具也很好的扩展性和自适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1为本申请较佳实施方式一种用于直流换流站电流互感器数字校验的示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
请参阅图1，本发明提供一种用于直流换流站电流互感器数字校验的协议转换器，所述协议转换器包括：数据采集和解析模块、通信模块、powerpc嵌入式处理器及tcp/ip协议栈、外部同步时钟装置；
所述外部同步时钟装置，用于向所述数据采集和解析模块触发秒脉冲信号；所述数据采集和解析模块用于接收并解析ft3帧格式光信号；所述数据采集和解析模块具体为fpga,所述fpga对ft3帧格式光信号进行采样，在对ft3帧格式光信号进行接收时产生相对应的时间戳，并发送所述时间戳和fpga处理后的数据发送至所述通信模块；所述数据采集和解析模块与所述外部同步时钟装置连接，接收所述外部同步时钟装置触发的秒脉冲信号进行计数打时标同步；所述通信模块接收所述时间戳和fpga处理后的数据后，向所述powerpc嵌入式处理器发送一个中断触发信号，同时根据所述fpga接收到的ft3帧格式光信号在数据帧中设置计数器，所述计数器在每增加一个采样值时自动加1，在秒脉冲触发时，计数器置0；所述powerpc嵌入式处理器分别与所述数据采集和解析模块、所述通信模块连接，用于对所述数据采集和解析模块处理后的数据进行数据帧封装；tcp/ip协议栈，与所述处理器连接，用于通过所述tcp/ip协议栈将所述处理器处理后的数据打包成tcp格式。
所述协议转换器还包括外部同步时钟装置，所述外部同步时钟装置与所述数据采集和解析模块连接；所述外部同步时钟装置触发的秒脉冲是一电平信号，且其上升沿对应着一精确的时刻，可采用电平信号的上升沿对fpga进行控制或触发，这样即可记录下秒脉冲上升沿到来的准确时刻，再从接口传输的powerpc时刻，将其打时间标记，并保存在帧格式里，最后将解码的ft3完整的帧格式，时间标记以tcp格式通过以太网传输到移动电子设备上进行进一步的分析与计算。通过所述外部同步时钟装置触发的秒脉冲信号，来实现和标准信号采集同步，进而自动同步。
本申请提供的一种用于直流换流站电流互感器数字校验的协议转换器，利用fpga接收协议转换器前端采用fpga对ft3报文进行采样，不仅能够对直流电流互感器合并单元通过光纤输出的ft3帧格式接收和解析，而且能够收到外部同步时钟装置触发的秒脉冲信号进行计数打时标同步。所述powerpc嵌入式处理器通过运行在嵌入式系统上的协议栈，将数据打包成tcp格式并传输到移动电子设备进行进一步的分析与计算。信号的同步的精度达到100ns以内，能够适应直流电子式互感器的现场校准和实验室校准，为电子式互感器现场的可靠检定提供保障。
所述协议转换器还包括以太网模块，所述以太网模块与所述powerpc嵌入式处理器连接，用于所述协议转换器通过以太网通讯方式与移动电子设备连接。所述移动电子设备可以是电脑等。
所述的协议转换器与直流电流互感器合并单元的数字输出的ft3帧格式通过光纤连接。
由于cpu自带的串行通讯外设一般不支持ft3协议要求的曼切斯特编码，同时在fpga上无法构建嵌入式操作系统，也无法运行tcp/ip协议栈，无法与电脑进行高效可靠的网络数据通信。
fpga模块有自适应功能，能够自动识别ft3协议编码方式和波特率。ft3协议编码方式主要有异步编码和同步编码两种，异步编码主要是指uart编码，同步编码主要是指曼切斯特编码(也简称曼码)。自动识别ft3协议编码方式的关键是抓住了曼码编码的本质特征——平衡编码——在一段时间内出现1和0的数量相等。为了保证1和0的数量相等，波形正脉冲和负脉冲的最大、最小脉冲宽度只差不能太大，以曼码为例，最大脉宽不会大于最小脉宽的3倍。
曼码波特率的自动识别也是利用了曼码平衡编码的特征，通过捕获最小脉冲宽度和方波的最小周期，即可得到曼码编码的波特率。uart编码波特率自适应比曼码复杂，判断最小脉宽的方法并不可靠。常见的判断方式是通过特征报文头，将报文头与不同速率下的报文头码形进行比对，得到当前编码的波特率，但是这种方法必须约定特征报文头，使用起来灵活性受到一定限制。本发明提供的协议转换器根据uart通讯中停止位的特征，采用误码率检测的方法来判断uart编码波特率，而不依赖于特定的报文头。该方法充分利用了fpga并行处理的优势，在fpga内部生成了多个uart解码模块，对接收到的数据同时进行解码，经过短时间的统计，误码率最低的一个模块使用的波特率即判断为当前数据的波特率。
对ft3信号原始波形进行录波分析的功能主要是考虑到万一在使用过程中出现自动识别编码方式和波特率失败的情况下，可以将原始波形记录下来并上传至电脑，由人工进行分析，判断通讯方式。
本申请至少具有如下有益效果：
本发明提供的一种用于直流换流站电流互感器数字校验的协议转换器，接收ft3帧格式光信号，并将其解析，外部同步时钟装置触发的秒脉冲信号，来实现和标准信号采集同步，进而自动同步，通过以太网通讯模块输出的tcp/ip协议传输到电脑检测装置，用于直流环流站电子式电流互感器的校验，也不用现场接线困难的问题，操作方便，适用于实验室和现场检定的电子式互感器。该协议转换器体积小、功耗低，结构简单，实时性好，可靠性高，极具也很好的扩展性和自适应性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。