一种用于数字化电能表通讯规约测试的smv报文发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对数字化电能表进行通讯规约测试的SMV报文发生器。
【背景技术】
[0002]随着国家电力“十二五”发展规划的不断深入，有数据称国内智能变电站将达5000多座，作为智能变电站中关键技术之一的符合IEC61850标准规范的数字化电能表也随即得到广泛应用，它的应用给智能变电站过程层设备的智能化和站控层客户端带来了深刻变革。
[0003]与传统电能表有很大不同，数字化电能表直接通过光纤接收来自合并单元的符合IEC61850-9-1/2协议的数字量电压电流以计算电能，然后通过MMS通讯规约向客户端传输数据结果。但是各电能表生产厂家对规约理解难免会有出入。因此，对数字化电能表的测试关键项目之一就是对其通讯规约的测试。这项测试少不了要有标准IEC61850-9-1/2协议报文(下称SMV报文)作为输入，报文质量的好坏会对数字电能表的输出结果产生一定影响。
[0004]但是，目前暂无对同步时间延时、离散度和采样率自由、灵活可控的SMV报文发送仪器或设备用以对这种影响进行定性定量的研宄测试。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题，就在于提供一种可满足用于数字化电能表通讯规约测试、且在同步时间延时、离散度和采样率等技术参数上可灵活控制的SMV报文发生器，能够在数字化电能表的通讯规约测试过程中按要求模拟各种情况的SMV报文输出，方便用户对数字化电能表通讯规约的测试，以及输出异常时进行现象复制和研宄。
[0006]解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案来实现:
一种用于数字化电能表通讯规约测试的SMV报文发生器，其特征在于包括:
一人机交互系统，为一分别外接第一 DDR2、DOM、输入键盘、液晶显不器和第一以太网模块的工控机；
一嵌入式DSP系统，为一分别外接第二 DDR2、FLASH和第二以太网模块的BF609模块；一对时模块，为依次连接的天线、GPS接收器、时标计数器和比较器，所述比较器输出接嵌入式DSP系统，所述时标计数器还同时外接脉冲输入模块和时钟振荡器；和:
一电源模块，为所述人机交互系统、嵌入式DSP系统、对时模块和第一第二以太网模块提供稳定的工作电压源，每一个模块单独供电；
所述的第一第二以太网模块均设有两路以太网接口，所述的人机交互系统、嵌入式DSP系统和所述数字化电能表相互之间通过以太网分别通信连接。
[0007]所述的第二以太网模块两路以太网接口由DSP独立控制互不影响。
[0008]所述的对时模块为系统提供同步、对时信号，校准系统时钟，控制同步报文输出；所述的电源模块为所述人机交互系统、嵌入式DSP系统、对时模块和以太网模块提供稳定的工作电压源；所述的以太网模块用于人机交互通信和发送SMV报文，为数字化电能表提供协议测试报文。
[0009]本发明的人机交互系统通过以太网与嵌入DSP系统连接进行通信，实现用户对SMV报文发生器的控制功能；用户可以通过上位机灵活设置SMV报文的同步时间延时、离散度、采样率、ASDU个数、通道值等各种参数，并通过通信网络向DSP系统下发控制指令，并实时显示SMV报文的发送状态。
[0010]当嵌入式DSP系统接收到来自人机交互系统的控制指令后，根据上层所设置的参数，内置的程序算法会自动生成SMV报文，并准确控制报文输出的时间间隔及离散度，向数字化电表发送SMV报文，以满足用户测试需要。
[0011]本发明的以太网模块为装置提供了两路100M标准以太网接口，用于实现人机交互系统与DSP系统之间的控制指令通信和对数字电能表规约测试的SMV协议通信，两路以太网由DSP独立控制，互不影响。
[0012]本发明的对时模块采用GPS对时模块，另外还包含一个脉冲输入接口，接收来自外部输入的PPS对时信号，对时模块主要是为嵌入DSP系统提供精确的时钟，从而精准控制SMV报文同步输出。
[0013]本发明的电源模块为人机交互系统、嵌入式DSP系统、对时模块和以太网模块，每一个模块单独供电，确保系统运行的稳定性和安全性。
[0014]与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果:
本发明实现了为数字化电能表通讯规约测试提供标准的IEC61850-9-1/2/2LE协议SMV报文，并在同步时间延时、离散度和采样率等技术参数上灵活精确可控的；本发明作为一种SMV报文的多样性灵活性发送工具，除了满足为数字化电能表通讯规约测试提供标准的SMV报文外，还可模拟其他应用场合所需的报文，适用性更广。
【附图说明】
[0015]下面结合附图和具体实施例子对本发明作进一步的详细说明。
[0016]图1是本发明的总体硬件框图；
图2是本发明用于数字化电能表规约测试实例的连接原理图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，是本发明一种用于对数字化电能表进行通讯规约测试的SMV报文发生器总体硬件框图，它包括人机交互系统、嵌入式DSP系统、以太网模块、对时模块和电源模块。
[0019]人机交互系统:人机交互系统采用上海思泰基的ST906高性能工控机，CPU主频高达1.6GHz，外扩IG DDR2内存，8G DOM (Disk On Module);内置工业上广泛使用的嵌入式windows操作系统，具有友好美观的人机操作界面和用户体验，具有键盘输入接口与LVDS工业液晶显示输出接口，采用10.4寸带触摸工业屏，便于用户操作控制和测试状态及结果查看。用户通过安装在系统里的上位机软件设置SMV报文参数并下发给底层DSP系统，控制SMV报文的输出。
[0020]嵌入DSP系统:嵌入DSP系统采用ADI公司的双核DSP高性能处理器BF609，其最高频率可达500MHz，并扩展128M的DDR2同步内存和32M的异步存取Flash，为装置提供强大的信号处理能力，保证在SMV报文发送时间控制上有足够的速度和精度。嵌入式DSP系统接收来自上位机的控制指令，通过算法生成所需的SMV报文并打包，并按照上层下发的时标精确控制SMV报文输出时间间隔。DSP系统采用的是20MHz高精度的恒温时钟振荡器，稳定度为0.02个PPM，确保发送时间的精准和稳定。
[0021]以太网模块:采用两片物理芯片KS8721通过RMII接口对BF609自带的两个MAC控制器进行扩展，再连接两个AFBR-5803快速以太网光电转换器以实现两路100M以太网接口，其中一路用于上位机与DSP的指令通信，另外一路作为SMV报文输出给数字化电能表。
[0022]对时模块:对时模块是在BF609的硬件时标接口上扩展GPS输入和外部PPS输入。GPS模块采用北京卫信杰的M12MT，定时精度小于10ns。也可通过预留的PPS脉冲输入口接收外部PPS对时。当对时模块接收到对时脉冲PPS时，通过计数器同时记录外部精准时钟和装置本地时钟，并通过比较器比较得出误差后反馈给DSP系统，DSP系统根据误差对本地时钟进行校准，从而调整控制SMV报文发送的时间，确保时间的精确度。此两种对时方式可以灵活切换，满足更多应用场合。
[0023]电源模块:所述嵌入式DSP系统、以太网模块、对时模块所需的3.3V、2.5V、1.25V等电压均采用线性稳压电源独立供电，以减少干扰，稳压芯片采用TI公司的REG1117，确保系统有一个稳定可靠的工作电源环境。
[0024]如图2所示，其为本发明一种用于对数字化电能表进行通讯规约测试的SMV报文发生器在数字化电能表通讯规约测试装置使用实例中的接线原理图，其中人机交互系统自带的以太网接口 I与SMV报文发生器的以太网接口 I连接，实现上位机软件与DSP(BF609)的控制指令通信，用户可以实时设置和查看SMV报文的参数与状态；
SMV报文发生器的以太网接口 2与数字化电能表的以太网接口 2连接，实现SMV报文发生器与数字化电能表之间的IEC61850-9-1/2协议通信，此时DSP (BF609)向数字化电能表发送标准SMV报文进行测试；
最后，数字化电能表的以太网接口 I与人机交互系统自带的以太网接口2连接，实现用户端上位机软件与数字化电能表之间的MMS协议通信，用户可以通过上位机软件实时查看包括电能参数在内的各项测试数据及事件结果，其使用非常简便快捷。
【主权项】
1.一种用于数字化电能表通讯规约测试的SMV报文发生器，其特征在于包括: 一人机交互系统，为一分别外接第一 DDR2、D0M、输入键盘、液晶显不器和第一以太网模块的工控机； 一嵌入式DSP系统，为一分别外接第二 DDR2、FLASH和第二以太网模块的BF609模块；一对时模块，为依次连接的天线、GPS接收器、时标计数器和比较器，所述比较器输出接嵌入式DSP系统，所述时标计数器还同时外接脉冲输入模块和时钟振荡器；和: 一电源模块，为所述人机交互系统、嵌入式DSP系统、对时模块和第一第二以太网模块提供稳定的工作电压源，每一个模块单独供电； 所述的第一第二以太网模块均设有两路以太网接口，所述的人机交互系统、嵌入式DSP系统和所述数字化电能表相互之间通过以太网分别通信连接。
2.根据权利要求1所述的用于数字化电能表通讯规约测试的SMV报文发生器，其特征在于:所述的第二以太网模块两路以太网接口由DSP独立控制互不影响。
【专利摘要】一种用于数字化电能表通讯规约测试的SMV报文发生器，包括：一人机交互系统，为一分别外接第一DDR2、DOM、输入键盘、液晶显示器和第一以太网模块的工控机；一嵌入式DSP系统，为一分别外接第二DDR2、FLASH和第二以太网模块的BF609模块；一对时模块，为依次连接的天线、GPS接收器、时标计数器和比较器，比较器输出接嵌入式DSP系统，时标计数器还同时外接脉冲输入模块和时钟振荡器；和一电源模块；第一第二以太网模块均设有两路以太网接口，人机交互系统、嵌入式DSP系统和所述数字化电能表相互之间通过以太网分别通信连接。本发明可满足用于数字化电能表通讯规约测试、且在同步时间延时、离散度和采样率等技术参数上可灵活控制。
【IPC分类】H04L12-26
【公开号】CN104836706
【申请号】CN201510255574
【发明人】林国营, 潘峰, 肖勇, 赵伟, 宋强, 张鼎衢, 孟庆亮, 胡嘉, 孙卫明
【申请人】广东电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月19日