CN102354193A - 一种开关信号采集方法 - Google Patents

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Abstract

一种开关信号采集方法，涉及电力测控装置的开关信号采集方法，适用多种电力测控智能装置的开关量采集、传输和处理，属于电子技术领域。包括多个开关信号采集终端及开关信号储存处理中心，每个开关信号采集终端又包括开关量的状态检测、开关量的光电隔离、开关量的状态锁存及并入串出移位寄存器，每个并入串出移位寄存器依次相串联，储存处理中心通过控制线分别与每个并入串出移位寄存器相连。采用本发明的开关信号采集系统，改变了原有系统传输连线多、连线过程复杂的问题，同时造价低廉，扩展性好。

Description

一种开关信号采集方法
技术领域
一种开关信号采集方法，涉及电力测控装置的开关信号采集方法，适用多种电力测控智能装置的开关量采集、传输和处理，属于电子技术领域。
背景技术
开关信号又称数字信号或脉冲信号，以高低电平作为它的两个状态，相对于模拟信号它具有抗干扰能力强的特点，广泛应用于现代电子技术信号处理中。在配网自动化的实际应用中，需要集中采集的开关信号数量众多，可扩展性要求越来越高。对于开关量采集传输，目前普遍采用两种方法：一种方法是并行采集、并行传输，该方法连线多，给扩展和抗干扰设计带来困难；另一种方法是并行采样、智能传输，该方法要求采集模块有CPU参与，设计和工作起来比较复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种开关信号采集方法，应用到配网自动化的实际应用中，传输方式简单，扩展灵活，造价也相对低廉。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该一种开关信号采集方法，包括多个开关信号采集终端及开关信号储存处理中心，每个开关信号采集终端又包括开关量的状态检测、开关量的光电隔离、开关量的状态锁存及并入串出移位寄存器，每个并入串出移位寄存器依次相串联，储存处理中心通过控制线分别与每个并入串出移位寄存器相连。
所述的储存处理中心采用现场可编程门阵列FPGA。
所述的现场可编程门阵列FPGA或通过其内部的CPU接口与外部CPU相连。通过现场可编程门阵列FPGA完成对开关量的采样通道数量、采样速率、采样分辨率、防抖参数的配置。
储存处理中心以现场可编程门阵列FPGA为核心，在其内部实现串并转换、数据的处理以及储存。
采用光电隔离器件实现电隔离；采用寄存器实现数据状态锁存；采用并入/串出移位寄存器完成数据传输；减少接口总线占用；减少各个扩展模块之间连线数量，增强抗干扰性能；现场可编程门阵列FPGA进行串行数据传输的控制，灵活配置采样通道数量，并控制采样时序和速率，完成信息处理及判断；提高了开关量采集的可扩展性能，配置简单，性能可靠。
本发明的关键是采用了并串串并转换原理。并串转换将采集到的数量众多的开关量状态数据通过最少的接口信号传输到以现场可编程门阵列FPGA构成的开关信号储存处理中心，现场可编程门阵列FPGA再经过串并转换将串行接收的开关量信息数据转为并行信息进行存储和处理。并入/串出移位寄存器完成状态量的数据锁存，现场可编程门阵列FPGA控制数据的同步读入和存储。该方法性能可靠，扩展灵活，易于管理维护，特别适用于电力测控装置开关量数量众多、用户需求各异的情况，减少了系统互连线，提高了系统的抗电磁干扰能力，满足了不同用户的扩展需求。
与现有技术相比，本发明一种开关信号采集方法所具有的有益效果是：
1)一定数量的开关量采集模块化、通用化；
2)多个模块可以简单级联，不增加连线数量；
3)采集可控性好，方便用户灵活配置采集数量；
4)性能可靠，抗干扰性能优良。
附图说明
图1是本发明一种开关信号采集方法原理框图；
图2是现场可编程门阵列FPGA内部信息采集控制原理框图。
图1～2是本发明一种开关信号采集方法的最佳实施例，下面结合附图1～2对本发明做进一步说明：
具体实施方式
参照附图1～图2：
图1所示，本开关信号采集终端由1-nd1……1-ndI多个开关量的状态检测、开关量的光电隔离及开关量的状态锁存和多个并入串出移位寄存器组成，每个并入串出移位寄存器依次相串联，储存处理中心通过控制线分别与每个并入串出移位寄存器相连。
开关信号的传输采用了并串转换原理，将并行的开关信号转换成一组串行信号传输到储存处理中心，再经串并转换将串行数据转为并行信息进行储存和处理。并串转换采用了并入串出移位寄存器，各开关信号采集终端的并入串出移位寄存器依次相串联，也即开关信号采集终端模块之间串行级联；开关信号采集终端模块的扩展级联并不会增加总线接口数量，每个开关信号采集终端模块除了必要的控制线以外，只有一进一出两条数据线。储存处理中心以现场可编程门阵列FPGA为核心进行开关信号的储存处理，并在现场可编程门阵列FPGA内部实现串并转换、数据的处理以及储存。也可外连CPU，其通过现场可编程门阵列FPGA完成对开关量的采样通道数量、采样速率、采样分辨率、防抖参数的配置。现场可编程门阵列FPGA还可通过多组控制分别线控制各采集终端。
图2所示，现场可编程门阵列FPGA内部由串入/并出转换、数据锁存、状态信息数据存储、CPU接口，采样逻辑、采样速率及数据读写等的控制。串行数据经串入/并出移位寄存器转换成并行信号，分别进行数据锁存以及状态信息数据存储；现场可编程门阵列FPGA包含专门的控制中心对以上各部分进行控制，同时输出时钟和控制信号；现场可编程门阵列FPGA也可根据外连CPU实现对采样通道数量、采样频率、采样分辨率、防抖参数的设置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种开关信号采集方法，其特征在于：包括多个开关信号采集终端及开关信号储存处理中心，每个开关信号采集终端又包括开关量的状态检测、开关量的光电隔离、开关量的状态锁存及并入串出移位寄存器，每个并入串出移位寄存器依次相串联，储存处理中心通过控制线分别与每个并入串出移位寄存器相连。
2.根据权利要求1所述的一种开关信号采集方法，其特征在于：所述的储存处理中心采用现场可编程门阵列FPGA。
3.根据权利要求2所述的一种开关信号采集方法，其特征在于：所述的现场可编程门阵列FPGA或通过其内部的CPU接口与外部CPU相连。
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