本实用新型涉及电力系统数据采集技术领域，尤其涉及一种基于Linux系统的电能数据采集系统。
背景技术：
当前，智能电网的用电信息采集是智能电表基础建设(Advanced Metering Infrastructure，简称AMI)的重要环节，也是实现智能电网的四个主要里程碑中的第一个。一般需要通过电能采集终端来完成上述的用电信息采集，该电能采集终端功能主要包括数据采集、数据处理、数据传输三个方面，主要工作过程是将采集智能电表的电能表数据、状态量、脉冲量、交流模拟量、非电信号数据，完成数据统计、处理和存储，并根据既定的规则和主站的指令上送至主站。
目前的基于Linux的电能采集终端的电能采集主要是通过RS485接口通过通信方式与电能采集模块进行通信，采集电能数据，三相电流电压信号通过AD转换、傅里叶变换、功率计算后，再对得到的电能数据进行通信规约协议封装，通过RS485口传送到电能采集终端，这种电能采集方式，可以满足大多数电能采集终端对电能量采集速度的要求，但是对于一些需要对用电负荷信息快速响应的场合，达不到高速交流测量的要求。
技术实现要素：
本实用新型的实施例提供一种基于Linux系统的电能数据采集系统，以解决通过RS485口将电能数据传送到电能采集终端，需要额外的通信规约协议封装，且对电能数据的采集速度相对较慢，对于一些需要对用电负荷信息快速响应的场合，达不到高速交流测量的要求。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于Linux系统的电能数据采集系统，包括电能采集终端、数据采集装置及互感器装置；所述电能采集终端包括设置有中央处理器的智能控制模块；所述互感器装置与所述数据采集装置连接；所述数据采集装置设置有第一串行外设接口；所述电能采集终端设置有第二串行外设接口；所述智能控制模块通过第二串行外设接口采用串行外设接口总线与所述第一串行外设接口连接；
所述互感器装置用于采集三相电流及电压信号，并将所述三相电流及电压信号传输至数据采集装置；
所述数据采集装置用于对所述三相电流及电压信号进行处理，得到智能电表的电能数据，并通过第一串行外设接口采用所述串行外设接口总线将所述电能数据传输至第二串行外设接口；
所述电能采集终端中的智能控制模块通过所述第二串行外设接口获得所述电能数据。
具体的，所述互感器装置包括三路电流互感器和三路电压互感器；其中三路电流互感器和三路电压互感器中的每一路分别用于测量三相电中一相的电流信号和电压信号。
具体的，所述数据采集装置包括多路信号调理电路、多路模数转换器以及高速电能计算芯片电路；所述多路信号调理电路依次对应连接三路电流互感器和三路电压互感器；所述多路信号调理电路还分别对应连接多路模数转换器；所述多路模数转换器与所述高速电能计算芯片电路连接；所述高速电能计算芯片电路与所述第一串行外设接口连接；
所述多路信号调理电路用于将三路电流互感器和三路电压互感器分别提供的电流信号和电压信号进行信号调理，生成电压检测信号；
所述多路模数转换器用于将所述电压检测信号转换为数字信号；
所述高速电能计算芯片电路用于采用所述数字信号计算智能电表的电能数据；所述电能数据包括：瞬时电压数据、瞬时电流数据、功率采样数据、有功能量、电流均方根值数据以及电压均方根值数据。
具体的，所述数据采集装置集成设置与智能电表中。
本实用新型实施例提供的一种基于Linux系统的电能数据采集系统，由互感器装置采集三相电流及电压信号，并将所述三相电流及电压信号传输至数据采集装置；而后数据采集装置对所述三相电流及电压信号进行处理，得到智能电表的电能数据，并通过第一串行外设接口采用所述串行外设接口总线将所述电能数据传输至第二串行外设接口；电能采集终端中的智能控制模块通过所述第二串行外设接口获得所述电能数据。其中，串行外设接口及串行外设接口总线采用的是SPI接口技术，具有高速、全双工及数据同步的特点。相比于通过RS485口将电能数据传送到电能采集终端，本实用新型方案无需额外的通信规约协议封装，即无需封装为RS485需要的通信规约协议数据包，因此也无需通信规约协议封装相关的结构装置，对电能数据的采集较为快速，能够满足对用电负荷信息快速响应的场合，可以满足高速交流测量的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种基于Linux系统的电能数据采集系统的结构示意图一；
图2为本实用新型实施例提供一种基于Linux系统的电能数据采集系统的结构示意图二。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型实施例提供一种基于Linux系统的电能数据采集系统10，包括电能采集终端11、数据采集装置12及互感器装置13；所述电能采集终端11包括设置有中央处理器110的智能控制模块111；所述互感器装置13与所述数据采集装置12连接；所述数据采集装置12设置有第一串行外设接口120；所述电能采集终端11设置有第二串行外设接口112；所述智能控制模块111通过第二串行外设接口112采用串行外设接口总线14与所述第一串行外设接口120连接。串行外设接口(即Serial Peripheral Interface，简称SPI)，此处的串行外设接口及串行外设接口总线采用的是SPI接口技术，具有高速、全双工及数据同步的特点。
此处的中央处理器110可以采用ARM平台的Cortex-A8处理器，其可以采用Linux-3.2.0系统为运行平台，但不仅局限于此。
所述互感器装置13用于采集三相电流及电压信号，并将所述三相电流及电压信号传输至数据采集装置12。
所述数据采集装置12用于对所述三相电流及电压信号进行处理，得到智能电表的电能数据，并通过第一串行外设接口120采用所述串行外设接口总线14将所述电能数据传输至第二串行外设接口112。
所述电能采集终端11中的智能控制模块111通过所述第二串行外设接口112获得所述电能数据。
具体的，如图2所示，该互感器装置13包括三路电流互感器131(即Current Transformer，简称CT)和三路电压互感器132(即Potential Transformer，简称PT)；其中三路电流互感器131和三路电压互感器132中的每一路分别用于测量三相电中一相的电流信号和电压信号。对于380V以上的测量环境，该互感器装置13可以是在智能电表外部设置，而在380V一下的测量环境中，该互感器装置13可以集成设置与智能电表内部。
具体的，如图2所示，所述数据采集装置12包括多路信号调理电路121、多路模数转换器122(Analog-to-Digital Converter，简称ADC)以及高速电能计算芯片电路123；所述多路信号调理电路121依次对应连接三路电流互感器131和三路电压互感器132；所述多路信号调理电路121还分别对应连接多路模数转换器122；所述多路模数转换器122与所述高速电能计算芯片电路123连接；所述高速电能计算芯片电路123与所述第一串行外设接口120连接。此处的高速电能计算芯片电路123中的芯片可以采用CS5463型芯片等。
所述多路信号调理电路121用于将三路电流互感器131和三路电压互感器132分别提供的电流信号和电压信号进行信号调理，生成电压检测信号。
所述多路模数转换器122用于将所述电压检测信号转换为数字信号。
所述高速电能计算芯片电路123用于采用所述数字信号计算智能电表的电能数据；所述电能数据包括：瞬时电压数据、瞬时电流数据、功率采样数据、有功能量、电流均方根值数据(IRMS)以及电压均方根值数据(VRMS)等，但不仅局限于此。
具体的，所述数据采集装置12可以集成设置与智能电表(图中未示出)中。
本实用新型实施例提供的一种基于Linux系统的电能数据采集系统，由互感器装置采集三相电流及电压信号，并将所述三相电流及电压信号传输至数据采集装置；而后数据采集装置对所述三相电流及电压信号进行处理，得到智能电表的电能数据，并通过第一串行外设接口采用所述串行外设接口总线将所述电能数据传输至第二串行外设接口；电能采集终端中的智能控制模块通过所述第二串行外设接口获得所述电能数据。其中，串行外设接口及串行外设接口总线采用的是SPI接口技术，具有高速、全双工及数据同步的特点。相比于通过RS485口将电能数据传送到电能采集终端，本实用新型方案无需额外的通信规约协议封装，即无需封装为RS485需要的通信规约协议数据包，因此也无需通信规约协议封装相关的结构装置，对电能数据的采集较为快速，能够满足对用电负荷信息快速响应的场合，可以满足高速交流测量的要求。
本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。