专利名称：一种新型综合智能在线电能质量监测终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型综合智能在线电能质量监测终端。
背景技术：
现有的电能质量监测技术及分析仪器，部分采用8位单片机作为微处理器，外接模数转换器，及存储器和软件构成功能比较单一的电能质量监测仪，这种类型的电能质量监测仪采样速度慢，存储容量小，静态采样，实时性较差，通讯方式及规约比较单一，已经不能满足电力行业快速发展的要求。也有部分电能质量监测仪采用POWERPC芯片作为处理核心，采用了定频采样的方法，这种方案成本高，软件处理复杂。
实用新型内容本实用新型的技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种可以对电能质量实时在线进行快速准确测量及低成本的新型综合智能在线电能质量监测终端。实现本实用新型技术目的的技术方案是一种新型综合智能在线电能质量监测终端，包括相互通信的微处理器模块、交流模块、电源模块、开入开出模块、无线传输模块以及显示模块，所述微处理器模块和电源模块都分别与交流模块、显示模块、开入开出模块、无线传输模块相互连接；所述微处理器模块的内部连接采用DSP和16bit BUS连接，所述微处理器模块与所述显示模块之间通过HPI接口进行数据传输，所述的无线传输模块与显示模块连接实现与远方后台监控系统数据传输；所述电源模块为开关稳压电源，与其他各模块连接。作为上述技术方案的进一步优化，所述微处理器模块通过外部中断连接有频率测
量电路。作为上述技术方案的进一步优化，所述微处理器模块中还设置有CPU，所述CPU为嵌入式DSP微处理器。作为上述技术方案的进一步优化，所述无线传输模块中还设置有无线传输芯片。作为上述技术方案的进一步优化，所述显示模块还设置有人机接口。作为上述技术方案的进一步优化，所述人机接口包括相互电连接并相互通讯的键盘和LCD。本实用新型的新型综合智能在线电能质量监测终端在具体工作时，其数据处理过程是:(I)、通过信号调理电路将输入电压信号转换为与基波对应的标准方波信号，再通过CPU的外部中断来精确测量频率。根据测得的频率来动态设置定时器，调节对各路待测的输入模拟信号的采样间隔，CPU根据此间隔进行采样，结果存储于循环缓冲区中。对采样结果进行处理，然后进行离散傅立叶变换。计算出各种数据，通过显示模块显示。(2)、微处理器模块采用DSP芯片作为微处理器，显示模块则采用独立的32位工控机。[0013](3)、微处理器模块完成模数转换、测量算法计算、等功能；微处理器模块是整个装置的采样核心部分，基于32位工控机，以完成计算结果存储、通讯等功能，实时对电力信号进行检测，同时对测量结果做进一步的处理，同时保留了通用的485端口、以太网口和GPRS，采用M0DBUS、103、104等通讯规约，实现本终端与后台监测系统的有线或无线远程监控传输。交流模块将输入强电信号转换成幅值为±5V范围内的电压信号，同时将输入与输出做光电隔离，把输出信号送二阶有源低通滤波电路，然后送至微处理器模块的AD输入端。微处理器模块软件部分包括频率测量、采集频率设置、AD中断采集、采集数据管理、数字信号处理滤波、计算数据存储、事件报告及显示模块的通讯，微处理器模块保留485端口、以太网接口和GPRS，实现与远程平台的通讯需要，支持M0DBUS、103、104通讯规约。 (4)、电源模块输入交直流85V—265V，输出可供其他各模块工作的工作电源。(5)、显示模块提供了人机接口，显示模块与微处理器模块按照一定的协议通过HPI端口进行通讯，实时显示测量结果，同时可以通过按键的选择设定测量参数达到不同的保护功能，并将参数保存在铁电存储器中。实施该技术后的优点和效果在于测量范围广。基于离散傅立叶变换实现谐波测量，包括各次谐波的幅值、电流、电压、频率、功率、电度、功率因数、需量、频率、电压波动、电压善变和谐波线损电量等，同时适用于输入信号基波频率范围可在45Hz-65Hz。准确度高。采用16位高速AD，每周期内采样512点，采样频率以信号频率为基准，当采样频率与信号频率非同步的情况下，能及时校正采样频率，对信号谐波进行准确跟踪测量，同时显示部分采用独立单片机，HPI通讯基本不占用CPU时间，不影响CPU运算。实时性好。CPU主频300MHZ，带有双乘法器，能对50次谐波进行实时测量，同时提供多种附加功能适用范围广。采用开关电源，适用于宽范围交直流电源输入。显示模块中的工控机作为辅助处理器，根据一定的协议与CPU模块进行通讯，带有键盘和LCD，为本装置提供了完善的人机接口功能。与现有技术相比，本实用新型一种新型综合智能在线电能质量监测终端的有益效果主要表现为所述电源模块为开关稳压电源，与所述的微处理器模块、交流模块、开入开出模块、无线传输和显示模块连接，保证其工作电压。其可以对电能质量实时在线监测，通过有线或无线传输方式与后台监控系统实现数据传输。可以对电能质量实时在线快速准确测量，并且成本较低。被结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出本实用新型的几个方面，并且与其描述一起用来解释本实用新型的原理。
图I所示为本实用新型一种新型综合智能在线电能质量监测终端的监测框架示意图。
具体实施方式
作为本实用新型一种新型综合智能在线电能质量监测终端的最佳实施例之一，参见附图1，其包括相互通信的微处理器模块、交流模块、电源模块、开入开出模块、无线传输模块以及显示模块，所述微处理器模块和电源模块都分别与交流模块、显示模块、开入开出模块、无线传输模块相互连接；所述微处理器模块的内部连接采用DSP和16bit BUS连接，所述微处理器模块与所述显示模块之间通过HPI接口进行数据传输，所述的无线传输模块与显示模块连接实现与远方后台监控系统数据传输；所述电源模块为开关稳压电源，与其他各模块连接。所述微处理器模块通过外部中断连接有频率测量电路。所述微处理器模块中还设置有CPU，所述CPU为嵌入式DSP微处理器。所述无线传输模块中还设置有无线传输芯片。所述显示模块还设置有人机接口。 所述人机接口包括相互电连接并相互通讯的键盘和IXD。本实施例的新型综合智能在线电能质量监测终端在具体工作时，其数据处理过程是(I)、通过信号调理电路将输入电压信号转换为与基波对应的标准方波信号，再通过CPU的外部中断来精确测量频率。根据测得的频率来动态设置定时器，调节对各路待测的输入模拟信号的采样间隔，CPU根据此间隔进行采样，结果存储于循环缓冲区中。对采样结果进行处理，然后进行离散傅立叶变换。计算出各种数据，通过显示模块显示。(2)、微处理器模块采用DSP芯片作为微处理器，显示模块则采用独立的32位工控机。(3)、微处理器模块完成模数转换、测量算法计算、等功能；微处理器模块是整个装置的采样核心部分，基于32位工控机，以完成计算结果存储、通讯等功能，实时对电力信号进行检测，同时对测量结果做进一步的处理，同时保留了通用的485端口、以太网口和GPRS，采用M0DBUS、103、104等通讯规约，实现本终端与后台监测系统的有线或无线远程监控传输。交流模块将输入强电信号转换成幅值为±5V范围内的电压信号，同时将输入与输出做光电隔离，把输出信号送二阶有源低通滤波电路，然后送至微处理器模块的AD输入端。微处理器模块软件部分包括频率测量、采集频率设置、AD中断采集、采集数据管理、数字信号处理滤波、计算数据存储、事件报告及显示模块的通讯，微处理器模块保留485端口、以太网接口，实现与远程平台的通讯需要，支持M0DBUS、103、104通讯规约。(4)、电源模块输入交直流85V—265V，输出可供其他各模块工作的工作电源。(5)、显示模块提供了人机接口，显示模块与微处理器模块按照一定的协议通过HPI端口进行通讯，实时显示测量结果，同时可以通过按键的选择设定测量参数达到不同的保护功能，并将参数保存在铁电存储器中。实施该技术后的优点和效果在于测量范围广。基于离散傅立叶变换实现谐波测量，包括各次谐波的幅值、电流、电压、频率、功率、电度、功率因数、需量、频率、电压波动、电压善变和谐波线损电量等，同时适用于输入信号基波频率范围可在45Hz-65Hz。准确度高。采用16位高速AD，每周期内采样512点，采样频率以信号频率为基准，当采样频率与信号频率非同步的情况下，能及时校正采样频率，对信号谐波进行准确跟踪测量，同时显示部分采用独立单片机，HPI通讯基本不占用CPU时间，不影响CPU运算。实时性好。CPU主频300MHZ，带有双乘法器，能对50次谐波进行实时测量，同时提供多种附加功能适用范围广。采用开关电源，适用于宽范围交直流电源输入。显示模块中的工控机作为辅助处理器，根据一定的协议与CPU模块进行通讯，带有键盘和IXD，为本装置提供了完善的人机接口功能。综上所述，本领域的普通技术人员阅读本实用新型文件后，根据本实用新型的技 术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案或本实用新型各实施例之间方案的替换，均属于本实用新型所保护的范围。
权利要求1.一种新型综合智能在线电能质量监测终端，包括相互通信的微处理器模块、交流模块、电源模块、开入开出模块以及显示模块，其特征在于，所述微处理器模块和电源模块都分别与交流模块、显示模块、开入开出模块、无线传输模块相互连接；所述微处理器模块的内部连接采用DSP和16bitBUS连接，所述微处理器模块与所述显示模块之间通过HPI接口进行数据传输，所述电源模块为开关稳压电源。
2.根据权利要求I所述的一种新型综合智能在线电能质量监测终端，其特征在于，所述微处理器模块连接频率测量电路。
3.根据权利要求I所述的一种新型综合智能在线电能质量监测终端，其特征在于，所述微处理器模块中还设置有CPU，所述CPU为嵌入式DSP微处理器。
4.根据权利要求I所述的一种新型综合智能在线电能质量监测终端，其特征在于，所述显示模块还设置有人机接口。
5.根据权利要求I所述的一种新型综合智能在线电能质量监测终端，其特征在于，所述无线传输模块中还设置有无线传输芯片。
6.根据权利要求4所述的一种新型综合智能在线电能质量监测终端，其特征在于，所述人机接口包括相互电连接并相互通讯的键盘和IXD。
专利摘要本实用新型公开一种新型综合智能在线电能质量监测终端，所述微处理器模块和电源模块都分别与交流模块、显示模块、开入开出模块、无线传输模块连接；所述微处理器模块的内部连接采用DSP和16bit BUS连接，所述16bit BUS还连接有FLASH、SDRAM和AD；所述微处理器模块与所述显示模块之间通过HPI接口进行数据交换，所述的无线传输模块与显示单元连接，已实现与后台监控系统无线传输数据。所述电源模块为开关稳压电源，与所述的微处理器模块、交流模块、开入开出模块、无线传输和显示模块连接，保证其工作电压。其可以对电能质量实时在线监测，通过有线或无线传输方式与后台监控系统实现数据传输。
文档编号G01R31/00GK202770924SQ20122035899
公开日2013年3月6日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者许成 申请人:北京洪文源科技有限公司