CN102750815A - 一种具有环境检测功能的集中器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有环境测量的基于Windows CE嵌入式系统的集中器，尤其是一种具有环境检测功能的集中器，包括嵌入式处理器，其特点是：所述嵌入式处理器与传感器连接，从而获取环境绝对大气压力、海拔高度和温度数据。本发明提供了一种具有智能环境检测功能的集中器，其主要是统计与系统运行状态、抄表成功率、线损数据和交流模拟量的特性，最后根据统计特性使用BP神经网络分析出最佳参数，增强集中器运行稳定性，提高抄表成功率和交流模拟量采集精度。从而达到提高集中器的运行稳定性、改善抄表成功率和提高交流模拟量采集精度等功能。集中器还把统计特性通过网络传输给主站平台，供其更进一步分析。

Description

一种具有环境检测功能的集中器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种具有环境测量的基于Windows CE嵌入式系统的集中器，尤其是一种具有环境检测功能的集中器。

背景技术

2009年12月国家电网公司印发了《电力用户用电信息采集系统功能规范》等标准。根据新规约中Q／GDW374.2-2009《集中抄表终端技术规范》定义了集中器选配具有采集直流模拟量的功能，即对一些非电气量监测点(如：温度、压力等)，经变换器转换成直流模拟量；集中器可实时采集直流模拟量测量温度、压力等非电气量，直流模拟量测量准确度要求在±1％范围内。而目前的集中器尚不具备该功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有环境检测功能的集中器，能够获取所在环境绝对大气压力、温度和海拔高度等信息，并对获取的数据经过BP神经网络算法分析，得出集中器最优运行参数进行优化。

一种具有环境检测功能的集中器，包括嵌入式处理器，其特别之处在于：所述嵌入式处理器与传感器连接，从而获取环境绝对大气压力、海拔高度和温度数据。

其中传感器至少由一个气压传感器和一个温度传感器组成。

其中嵌入式处理器还分别与液晶显示器、GPRS模块和电力线载波通信模块连接。

一种具有环境检测功能的集中器控制方法，其特别之处在于：嵌入式处理器每隔一段时间记录一次大气压力、海拔高度和温度数据，并读取一次系统运行状态、抄表成功率、线损数据和交流模拟量信息，然后以时间为变量建立大气压力、海拔高度和温度数据与系统运行状态、抄表成功率、线损数据和交流模拟量的统计关系，并据此分析出最优参数，调整集中器的运行状态、抄表参数和交流采集参数。

其中嵌入式处理器通过有线或无线网络把采集的大气压力、海拔高度和温度数据，以及统计关系传输给主站平台，从而供主站平台分析使用。

其中嵌入式处理器对获取的数据使用BP人工智能神经网络进行分析。

其中BP人工智能神经网络的输入层参数有大气压力、海拔高度、温度、运行状态、抄表成功率、线损数据和交流模拟量，输出层有抄表参数、运行状态和交流采集参数。

本发明提供了一种具有智能环境检测功能的集中器，其主要是统计与系统运行状态、抄表成功率、线损数据和交流模拟量的特性，最后根据统计特性使用BP神经网络分析出最佳参数，增强集中器运行稳定性，提高抄表成功率和交流模拟量采集精度。本发明的集中器使用Windows CE嵌入式操作系统，采用大气压力传感器芯片获取环境的绝对大气压力、温度和海拔高度等变量，并显示到液晶模块上。同时，集中器记录集中器运行状态、抄表参数、线损和交流模拟采集参数，随后，集中器建立这些参数与环境变量的统计关系，用BP神经网络算法分析统计关系并获取统计特性。最后根据统计特性自动调整集中器运行状态，集中器抄表参数，以及交流采集参数，从而达到提高集中器的运行稳定性、改善抄表成功率和提高交流模拟量采集精度等功能。集中器还把统计特性通过网络传输给主站平台，供其更进一步分析。

附图说明

附图1为本发明的逻辑原理框图；

附图2为本发明的集中器使用方式示意图；

附图3为本发明采用的BP神经网络结构图；

附图4为本发明中嵌入式处理器的主控制流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明是一种具有环境检测功能的集中器，包括嵌入式处理器，液晶显示器，GPRS模块和电力线载波通信模块，其中嵌入式处理器与一大气压力传感器(例如Freescale公司的MPL115A传感器，其同时具有气压和温度检测功能)连接从而获取环境绝对大气压力、海拔高度和温度，并且从一电力线载波通信模块读抄电表数据。

如图2所示集中器通过GPRS模块连接主站平台(上位计算机)进行数据交换。

如图3所示，系统分析中采用的BP神经网络结构，输入层有大气压力、海拔高度、温度、系统运行状态(包括：CPU频率，外设状态，工作情况，抄表时间)、抄表成功率、线损数据和交流模拟量等7个输入节点，分别对应X1至X7。输出层有抄表参数(包括：抄表时间，温度)、运行状态(包括：CPU频率，外设状态，工作情况)和交采参数(交流采集参数)三个输出参数，分别对应附图3的O1至O3。

本发明的工作原理是：

集中器的传感器用于获取3种环境变量参数，分别是：绝对大气压力，温度，海拔高度；电力线载波通信模块是集中器读抄电表数据的通道；液晶显示器主要显示集中器参数和电表数据；GPRS模块的功能是建立集中器与主站的通信通道，使集中器完成和主站之间的数据交换。

集中器采用Windows CE嵌入式操作系统，实时采集大气压力传感器的绝对大气压力、温度和海拔高度等变量记录并显示到液晶显示器上。根据采集到的环境变量，建立集中器参数与环境变量统计关系。集中器参数包括：集中器运行状态、抄表参数和交流模拟采集参数等。集中器使用BP人工神经网络分析该统计关系，获取统计特性和最优参数。最后集中器根据最优参数进行自动调整，让集中器始终处在最佳的工作状态，从而实现提高集中器的运行稳定性，改善抄表成功率，提高交流模拟量采集精度。集中器将采集的参数和统计的特性通过GPRS模块传输给主站，让主站进一步科学智能的分析，从而实现数据的有效利用。

本发明的主要特点如下：

a)具有直流模拟测量功能：集中器测量绝对大气压力、温度和海拔高度的功能。

b)统计分析：将集中器情况与环境变量建立统计关系，并分析统计特性。

c)智能调整集中器参数：根据分析出的最优参数，调整集中器运行状态，抄表参数，交流采集参数。

d)集中器将参数传输给主站：集中器通过网络把采集的环境参数和统计特性传输给主站平台，供主站分析使用。

本发明系统分析中采用的BP神经网络结构，网络结构分为3层，分别是输入层、隐藏层和输出层，其中输入层有大气压力、海拔高度、温度、系统运行状态、抄表成功率、线损数据和交流模拟量等7个节点，分别对应X1至X7，输出层有抄表参数、运行状态和交采参数3个节点输出参数，分别对应附图3的O1至O3。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种具有环境检测功能的集中器，包括嵌入式处理器，其特征在于：所述嵌入式处理器与传感器连接，从而获取环境绝对大气压力、海拔高度和温度数据。

2.如权利要求1所述的一种具有环境检测功能的集中器，其特征在于：其中传感器至少由一个气压传感器和一个温度传感器组成。

3.如权利要求1所述的一种具有环境检测功能的集中器，其特征在于：其中嵌入式处理器还分别与液晶显示器、GPRS模块和电力线载波通信模块连接。

4.一种具有环境检测功能的集中器控制方法，其特征在于：嵌入式处理器每隔一段时间记录一次大气压力、海拔高度和温度数据，并读取一次系统运行状态、抄表成功率、线损数据和交流模拟量信息，然后以时间为变量建立大气压力、海拔高度和温度数据与系统运行状态、抄表成功率、线损数据和交流模拟量的统计关系，并据此分析出最优参数，调整集中器的运行状态、抄表参数和交流采集参数。

5.如权利要求4所述的一种具有环境检测功能的集中器控制方法，其特征在于：其中嵌入式处理器通过有线或无线网络把采集的大气压力、海拔高度和温度数据，以及统计关系传输给主站平台，从而供主站平台分析使用。

6.如权利要求4所述的一种具有环境检测功能的集中器控制方法，其特征在于：其中嵌入式处理器对获取的数据使用BP人工智能神经网络进行分析。

7.如权利要求6所述的一种具有环境检测功能的集中器控制方法，其特征在于：其中BP人工智能神经网络的输入层参数有大气压力、海拔高度、温度、运行状态、抄表成功率、线损数据和交流模拟量，输出层有抄表参数、运行状态和交流采集参数。

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