专利名称：一种智能终端接收故障指示器光纤信号的解码方法
技术领域：
本发明属于配网自动化技术领域，涉及一种配电网络自动化智能终端接收故障指示器光纤信号的解码方法，用于配电网络自动化终端系统，无需修改硬件电路，可获取各类采用光纤通信方式的故障指示器的数据，提高智能终端的通用性及集成度，缩短开发周期，节省用户成本。
背景技术：
故障指示器在电力系统中有着广泛的应用，过去仅通过故障时翻牌，为线路维修人员提供线路故障状态指示，国内有制造厂家数百个。随着配网自动化技术的发展，故障指示器由过去的无通信方式，逐步转变为无线通信方式和由光纤接入配网智能终端方式；光纤接入方式目前普遍采用专用芯片(如RS232接口芯片)或单片机进行通信码状态扫描方式完成数据的接收。由于故障指示器通信缺乏统一的国家标准，采用专用芯片的终端无法适应不同厂家的故障指示器接口标准，单片机通信码状态扫描方式是采用单片机快速扫描通信码的电平高低变化，并记录变化时间，通过约定的速率，计算出通信数据值，该方式占用(PU大量资源，CPU事务处理能力下降。基于原有方案存在的弊端，需要一种新的方法解决通信兼容性及CPU占用率问题，同时满足接收信息量大，成本低的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种配网智能终端接收故障指示器光纤信号的解码方法，该方法无需修改硬件电路，实现96台不同通信编码方式故障指示器的信息接收，保证极端情况下智能终端的CPU资源利用效率，适应不同的故障指示器通信编码需求，同时满足几十条信息通道的信息接收而不对CPU产生过于频繁的中断，导致系统资源不足。为了实现上述目的，本发明采用大规模可编程逻辑芯片(FPGA)作为通信解码及数据缓存的核心部件，通过可编程逻辑芯片(FPGA)软件设计，实现通信码的接收处理和数据缓存，并以一定的周期(例如I毫秒)检测数据接收情况，并通过中断，通知CPU进行数据读取；其具体工艺步骤为(I)、光纤信号经光电转换电路后形成电信号，在晶振驱动下，可编程逻辑芯片(FPGA)接收电平状态变化，按照编码规则和通信速率将数据逐位写入接收寄存器；(2)、在晶振驱动下，判断接收寄存器的数据是否完整，若完整则写入低位数据寄存器，并设置有效标志作为有效数据；(3)、在晶振驱动下，可编程逻辑芯片(FPGA)顺序判断数据寄存器，将有效数据由高位到低位进行排序，为CPU读取奠定基础；(4)、在晶振驱动下，通过分频逻辑实现特定扫描周期，每个周期检测高位数据寄存器是否有效，若发现有高位数据寄存器有效，则向CPU发送中断请求；CPU在中断服务程序中读取各数据寄存器，可编程逻辑芯片(FPGA)自动完成各数据寄存器有效标志的清除，实现光纤信号的解码。本发明涉及的可编程逻辑芯片(FPGA)为每条通信通道分配一个16位接收寄存器和多个数据寄存器，接收寄存器用于逐位存储接收到通信位码，解决频繁中断CPU的问题；各数据寄存器用于缓存接收寄存器接收完整的数据，并按照固定周期检测后由CPU读取；各数据寄存器的最小数量由光纤速率确定；各数据寄存器检测周期固定为I毫秒，一个数据寄存器为16位，为保证通信数据不丢失，则最大通信速率为I毫秒允许16位数据接收，即16Kbit/s ;同理，两个数据寄存器的最大通信频率为32Kbit/s ;依此类推，设最大频率为M，数据寄存器数量为n，则公式为M= (16 X η) Kbit/s。本发明与现有技术相比，其工艺过程简单，CPU处理能力提高，利用效率高，信息接收量大，成本低，能适应不同的故障指示器通信编码需求。
图1为本发明的工艺流程及结构原理示意框图。
具体实施例方式下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。实施例本实施例采用大规模可编程逻辑芯片(FPGA)作为通信解码及数据缓存的核心部件，通过可编程逻辑芯片(FPGA)软件设计，实现通信码的接收处理，数据缓存，并以特定周期(例如I毫秒)检测数据接收情况，并通过中断，通知CPU进行数据读取；其具体工艺步骤为
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(I)、光纤信号经光电转换电路I后形成电信号，在晶振6的驱动下，可编程逻辑芯片(FPGA)接收电平状态变化，按照编码规则和通信速率将数据逐位写入接收寄存器2 ；(2)、在晶振6的驱动下，判断接收寄存器2数据是否完整，若完整则写入低位数据寄存器3，并设置有效标志作为有效数据；(3)、在晶振6的驱动下，可编程逻辑芯片(FPGA)顺序判断低位数据寄存器3，将有效数据由高位到低位进行排序，为CPU5读取奠定基础；(4)、在晶振6的驱动下，通过分频逻辑4实现特定扫描周期，每个周期检测高位数据寄存器7是否有效，若发现有高位数据寄存器7有效，则向CPU5发送中断请求；CPU5在中断服务程序中读取各数据寄存器，可编程逻辑芯片(FPGA)自动完成各数据寄存器有效标志的清除，实现光纤信号的解码。本实施例涉及的可编程逻辑芯片(FPGA)为每条通信通道分配一个16位接收寄存器2和多个数据寄存器，接收寄存器2用于逐位存储接收到通信位码，解决频繁中断CPU5的问题；各数据寄存器用于缓存接收寄存器2接收完整的数据，并按照固定周期检测后由CPU5读取；各数据寄存器3的最小数量由光纤速率确定；各数据寄存器检测周期固定为I毫秒，一个数据寄存器为16位，为保证通信数据不丢失，则最大通信速率为I毫秒允许16位数据接收，即16Kbit/s，同理，两个数据寄存器的最大通信频率为32Kbit/s，依此类推，设最大频率为M,数据寄存器数量为n，则公式为M= (16 X η) Kbit/s。本实施例涉及的硬件设施包括晶振6、光电转换电路2、可编程逻辑芯片和CPU均采用常规的市售产品电连通后，在所用的软件设计下实现应用功效。
权利要求
1.一种智能终端接收故障指示器光纤信号的解码方法，其特征在于采用大规模可编程逻辑芯片作为通信解码及数据缓存的核心部件，通过可编程逻辑芯片软件设计，实现通信码的接收处理和数据缓存，并以一定的周期检测数据接收情况，并通过中断，通知CPU进行数据读取；其具体工艺步骤为 (1)、光纤信号经光电转换电路后形成电信号，在晶振驱动下，可编程逻辑芯片接收电平状态变化，按照编码规则和通信速率将数据逐位写入接收寄存器； (2)、在晶振驱动下，判断接收寄存器的数据是否完整，若完整则写入低位数据寄存器，并设置有效标志作为有效数据； (3)、在晶振驱动下，可编程逻辑芯片顺序判断数据寄存器，将有效数据由高位到低位进行排序，为CPU读取奠定基础； (4)、在晶振驱动下，通过分频逻辑实现特定扫描周期，每个周期检测高位数据寄存器是否有效，若发现有高位数据寄存器有效，则向CPU发送中断请求；CPU在中断服务程序中读取各数据寄存器，可编程逻辑芯片自动完成各数据寄存器有效标志的清除，实现光纤信号的解码。
2.根据权利要求1所述的智能终端接收故障指示器光纤信号的解码方法，其特征在于涉及的可编程逻辑芯片为每条通信通道分配一个16位接收寄存器和多个数据寄存器，接收寄存器用于逐位存储接收到通信位码，解决频繁中断CPU的问题；各数据寄存器用于缓存接收寄存器接收完整的数据，并按照固定周期检测后由CPU读取；各数据寄存器的最小数量由光纤速率确定；各数据寄存器检测周期固定为I毫秒，一个数据寄存器为16位，为保证通信数据不丢失，则最大通信速率为I毫秒允许16位数据接收，即16Kbit/s ;同理，两个数据寄存器的最大通信频率为32Kbit/s ;依此类推，设最大频率为M，数据寄存器数量为n，则公式为 M= (16 X η) Kbit/s。
全文摘要
本发明属于配网自动化技术领域，涉及一种智能终端接收故障指示器光纤信号的解码方法，采用大规模可编程逻辑芯片作为通信解码及数据缓存的核心部件，通过可编程逻辑芯片软件设计，实现通信码的接收处理和数据缓存，并以一定的周期检测数据接收情况，并通过中断通知CPU进行数据读取，实现光纤信号的解码；其工艺过程简单，CPU处理能力提高，利用效率高，信息接收量大，成本低，能适应不同的故障指示器通信编码需求。
文档编号G08C23/06GK103065458SQ20121057406
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者吕光林 申请人:青岛乾程电子科技有限公司