CN103605046A - 一种故障指示器及其传输方法 - Google Patents

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本发明公开一种故障指示器及其传输方法，该故障指示器包括多个故障指示面板、分别与每个故障指示面板通过光纤连接的A相探头、B相探头、C相探头、零相探头及分别与每个故障指示面板通过小无线连接的通讯终端。在光纤通讯时采用防抖动的编码方式和基于信号周期采集的方式，解决了光纤在传输数据过程中因为外在干扰或者自身折损等原因而波形畸变、产生扰动信号的问题，滤除扰动信号，从而提高采样精度，在小无线通讯采用避让和重发机制，解决了多个无线模式同时发送数据时出现碰撞导致接收端无法全部接收到数据的问题，从而提高小无线传输可靠性。

Description

一种故障指示器及其传输方法
技术领域
本发明涉及电力线路故障检测设备，尤其涉及一种故障指示器及其传输方法。
背景技术
目前，由于受到高低温影响或者光纤线受到弯折等情况下，通过光纤传输数据易产生波形衰减、畸变及扰动信号。根据扰动信号的波形图1所示，正常的上升沿（“0”到“1”转变时）或下降沿（“1”到“0”转变时）处均产生了无规则的扰动信号；通常情况下，这种扰动信号脉宽为0.5-1.5us。根据波形畸变的波形图2所示，每一个下降沿下滑缓慢，即便是放大整型之后的波形依然不是规整的方波信号。现有技术一般通过仲裁光纤信号高低电平持续时间的方式来采集信号，但是这种方式容易误码。另外，多个无线模式同时发送数据时会出现碰撞，从而导致接收端无法全部接收到数据。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术光纤传输易误码以及多个无线传输数据出现碰撞的缺陷，提供一种故障指示器及其传输方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种故障指示器，所述故障指示器包括多个故障指示面板、分别与每个故障指示面板通过光纤连接的A相探头、B相探头、C相探头、零相探头及分别与每个故障指示面板通过小无线连接的通讯终端，所述故障指示面板上设有LED显示灯，其中，A相探头、B相探头、C相探头和零相探头分别采集电力线路的实时数据，并将所述实时数据通过光纤发送至每个故障指示面板之后形成光纤数据，所述光纤数据包括线路故障状态遥信值、电流遥测值及温度遥测值；每个故障指示面板分别基于信号周期采集该光纤数据，在采集到该光纤数据后解析出线路故障状态，并通过LED显示灯进行相应的故障显示，同时形成相应的遥信遥测数据；每个故障指示面板将所述遥信遥测数据通过小无线上传至通讯终端；所述光纤的传输方式采用防抖动的编码方式。
优选地，所述防抖动的编码方式为：将“011”表示“1”，“01”表示“0” 。
优选地，所述通讯终端将所接收到的遥信遥测数据上传至电力主站。
优选地，所述小无线的频率为433MHz。
优选地，所述故障指示面板上还设有复位测试按键，其中，所述复位测试按键用于故障手动复归、线路状态自检及检查光纤通讯状态。
优选地，所述光纤数据的传输脉宽为300us。
优选地，每个故障指示器面板的采样周期分别为100us。
优选地，每个故障指示面板所上传的遥信遥测数据的帧格式以5A开头，以A5结尾，协议格式为3字节的故障指示面板ID、1字节的探头编号以及CRC校验码；所述通讯终端所接收的遥信遥测数据的帧格式以5B开头，以B5结尾，协议格式为3字节的故障指示面板ID、1字节的探头编号以及CRC校验码。
本发明还提供一种故障指示器的传输方法，所述故障指示器为上述的故障指示器，所述故障指示器的传输方法包括以下步骤：
S1. A相探头、B相探头、C相探头和零相探头分别采集电力线路的实时数据，并将所述实时数据通过光纤发送至每个故障指示面板之后形成光纤数据，其中，所述光纤的传输方式采用防抖动的编码方式，所述光纤数据包括线路故障状态遥信值、电流遥测值及温度遥测值；
S2. 每个故障指示面板分别基于信号周期采集该光纤数据，在采集到该光纤数据后解析出线路故障状态，并通过LED显示灯进行相应的故障显示，同时形成相应的遥信遥测数据；
S3.在每个故障指示面板发送上述遥信遥测数据之前计算随机延时值，并在上述随机延时值到达时每个故障指示面板将所述遥信遥测数据通过小无线上传至通讯终端；
S4.在每个故障指示面板发送所述遥信遥测数据之后开始计时，若在预设计时时间到达时未接收到通讯终端的应答帧，则重发前一帧遥信遥测数据，直至接收到上述应答帧。
优选地，该随机延时值取自每个故障指示面板的20ms定时器值的低6位乘以4。
实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：在光纤通讯时采用防抖动的编码方式和基于信号周期采集的方式，解决了光纤在传输数据过程中因为外在干扰或者自身折损等原因而波形畸变、产生扰动信号的问题，滤除扰动信号，从而提高采样精度，在小无线通讯采用避让和重发机制，解决了多个无线模式同时发送数据时出现碰撞导致接收端无法全部接收到数据的问题，从而提高小无线传输可靠性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术扰动信号的波形图；
图2是现有技术波形畸变的波形图；
图3是本发明故障指示器的结构示意图；
图4是本发明故障指示器的传输方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的实施例中，故障指示器包括多个故障指示面板，一般情况下，一个故障指示面板对应4个探头，即A相探头、B相探头、C相探头和零相探头，请参阅图3，图3是本发明故障指示器的结构示意图，如图3所示，例如故障指示面板101通过光纤分别与A相探头102、B相探头103、C相探头104和零相探头105连接，并且，故障指示面板101与通讯终端106通过小无线连接，故障指示面板与通讯终端间采用无线通讯，方便安装连接。故障指示面板101上设有LED显示灯和复位测试按键，应当说明的是，A相探头、B相探头、C相探头和零相探头分别采集电力线路的实时数据，并将所述实时数据通过光纤发送至每个故障指示面板之后形成光纤数据，所述光纤数据包括线路故障状态遥信值、电流遥测值及温度遥测值；每个故障指示面板分别基于信号周期采集该光纤数据，在采集到该光纤数据后解析出线路故障状态，并通过LED显示灯进行相应的故障显示，主要是点亮LED灯红光或绿光闪烁指示相应的故障状态，同时形成相应的遥信遥测数据；每个故障指示面板面板将所述遥信遥测数据通过小无线上传至通讯终端；即多个故障指示面板可同时与一个通讯终端建立通讯。所述通讯终端将所接收到的遥信遥测数据上传至电力主站107。
在本实施例中，所述复位测试按键用于故障手动复归、线路状态自检及检查光纤通讯状态。应当解释的是，短按该复位测试按键，短按指的是自然按下就松开，一般不要超过3秒，故障指示面板进入故障手动复归状态，熄灭所有LED灯故障显示，清除当前故障指示面板中保留的所有故障状态；长按该复位测试按键，长按指的是在按键停留了3到4秒，则故障指示面板进入线路状态自检及检查光纤通讯状态，首先LED红灯全亮，然后绿灯全亮；接下来点亮光纤通讯正常的线路绿灯，例如A线路光纤通讯正常，则点亮A线路绿灯；继续按住复位测试按键则会进入系统复位状态，点亮全部红灯后故障指示面板掉电重启。
值得注意的是，在本实施例中，光纤通讯属于单向传输，所述光纤的传输方式采用防抖动的编码方式，并且每个故障指示面板基于信号周期采集光纤数据，所述防抖动的编码方式为：将“011”表示“1”，“01”表示“0”。这种防抖动的编码方式能够排除由于扰动产生的多个“1”的问题，另外，在实际应用中，可剔除了第一个下降沿，从下一个上升沿开始采集数据，能够解决下降沿受温度影响畸变的问题；并且所述光纤数据的传输脉宽为300us，即如果实际数据传“1”时，则传输“100”，表现为一个300us的高电平，接着是600us的低电平；同时，每个故障指示器面板的采样周期分别为100us，基于上述的传输定义，每个故障指示器面板在分别采集光纤数据时采用采集前一个上升沿到下一个上升沿之间的时间间隔来判断实际数据为“1”或“0”，就能够有效排除电平不稳的问题；因为不管高低温等外在影响使得波形畸变到什么程度，只要其两次上升沿之间的时间是固定的，采集到的数据也是准确的，同时扰动信号也会被有效滤除。
需要说明的是，在本实施例中，小无线通讯属于双向传输。所述小无线的频率为433MHz。故障指示面板所上传的遥信遥测数据采用了特殊帧协议格式，具体来说，每个故障指示面板所上传的遥信遥测数据的帧格式以5A开头，以A5结尾，协议格式为3字节的故障指示面板ID、1字节的探头编号以及CRC校验码。由于小无线传输为透传方式，故每次通讯双方一般需要检查ID是否匹配，校验是否通过。从而剔除非法数据通讯。
请结合参阅图4，图4是本发明故障指示器的传输方法的流程图，如图4所示，所述故障指示器的传输方法包括以下步骤：
在步骤S1中，A相探头、B相探头、C相探头和零相探头分别采集电力线路的实时数据，并将所述实时数据通过光纤发送至每个故障指示面板之后形成光纤数据，其中，所述光纤的传输方式采用防抖动的编码方式，所述光纤数据包括线路故障状态遥信值、电流遥测值及温度遥测值。
在步骤S2中，每个故障指示面板分别基于信号周期采集该光纤数据，在采集到该光纤数据后解析出线路故障状态，并通过LED显示灯进行相应的故障显示，同时形成相应的遥信遥测数据。
在步骤S3中，在每个故障指示面板发送上述遥信遥测数据之前计算随机延时值，并在上述随机延时值到达时每个故障指示面板将所述遥信遥测数据通过小无线上传至通讯终端；需要说明的是，为避免多个故障指示面板通过小无线发送遥信遥测数据给通讯终端，或者同一时间多个故障指示面板和通讯终端同时发送遥信遥测数据从而产生的冲突问题，在步骤S3中，故障指示面板在每次发送遥信遥测数据前增加随机延时，该随机延时值取自每个故障指示面板的20ms定时器值的低6位乘以4。一般情况下，任意两个故障指示面板中这个值相同的可能性几乎为0，故而能够保障多个故障指示面板不会同时发送遥信遥测数据。
在步骤S4中，在每个故障指示面板发送所述遥信遥测数据之后开始计时，若在预设计时时间到达时未接收到通讯终端的应答帧，则重发前一帧遥信遥测数据，直至接收到上述应答帧。在本实施例中，预设计时时间为500ms，需要解释的是，如果接收到应答帧之后需要判断重发延时是否达到，若重发延时未到达，则继续接收应答帧，若重发延时到达时，则判定重发次数越限是否到达，若重发次数越限到达时，则继续接收应答帧，若重发次数越限未到达时，则返回步骤S3。这种方法解决了多个故障指示面板通过小无线同时发送遥信遥测数据时出现碰撞导致通讯终端无法全部接收到数据的问题，从而提高小无线传输的可靠性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。
相较于现有技术，在光纤通讯时采用防抖动的编码方式和基于信号周期采集的方式，解决了光纤在传输数据过程中因为外在干扰或者自身折损等原因而波形畸变、产生扰动信号的问题，滤除扰动信号，从而提高采样精度，在小无线通讯采用避让和重发机制，解决了多个无线模式同时发送数据时出现碰撞导致接收端无法全部接收到数据的问题，从而提高小无线传输可靠性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种故障指示器，其特征在于，所述故障指示器包括多个故障指示面板、分别与每个故障指示面板通过光纤连接的A相探头、B相探头、C相探头、零相探头及分别与每个故障指示面板通过小无线连接的通讯终端，所述故障指示面板上设有LED显示灯，其中，A相探头、B相探头、C相探头和零相探头分别采集电力线路的实时数据，并将所述实时数据通过光纤发送至每个故障指示面板之后形成光纤数据，所述光纤数据包括线路故障状态遥信值、电流遥测值及温度遥测值；每个故障指示面板分别基于信号周期采集该光纤数据，在采集到该光纤数据后解析出线路故障状态，并通过LED显示灯进行相应的故障显示，同时形成相应的遥信遥测数据；每个故障指示面板将所述遥信遥测数据通过小无线上传至通讯终端；所述光纤的传输方式采用防抖动的编码方式。
2.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述防抖动的编码方式为：将“011”表示“1”，“01”表示“0” 。
3.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述通讯终端将所接收到的遥信遥测数据上传至电力主站。
4.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述小无线的频率为433MHz。
5.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述故障指示面板上还设有复位测试按键，其中，所述复位测试按键用于故障手动复归、线路状态自检及检查光纤通讯状态。
6.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，所述光纤数据的传输脉宽为300us。
7.根据权利要求7所述的故障指示器，其特征在于，每个故障指示器面板的采样周期为100us。
8.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，每个故障指示面板所上传的遥信遥测数据的帧格式以5A开头，以A5结尾，协议格式为3字节的故障指示面板ID、1字节的探头编号以及CRC校验码；所述通讯终端所接收的遥信遥测数据的帧格式以5B开头，以B5结尾，协议格式为3字节的故障指示面板ID、1字节的探头编号以及CRC校验码。
9.一种故障指示器的传输方法，其特征在于，所述故障指示器为上述权利要求1至8任一项所述的故障指示器，所述故障指示器的传输方法包括以下步骤：
S1. A相探头、B相探头、C相探头和零相探头分别采集电力线路的实时数据，并将所述实时数据通过光纤发送至每个故障指示面板之后形成光纤数据，其中，所述光纤的传输方式采用防抖动的编码方式，所述光纤数据包括线路故障状态遥信值、电流遥测值及温度遥测值；
S2. 每个故障指示面板分别基于信号周期采集该光纤数据，在采集到该光纤数据后解析出线路故障状态，并通过LED显示灯进行相应的故障显示，同时形成相应的遥信遥测数据；
S3.在每个故障指示面板发送上述遥信遥测数据之前计算随机延时值，并在上述随机延时值到达时每个故障指示面板将所述遥信遥测数据通过小无线上传至通讯终端；
S4.在每个故障指示面板发送所述遥信遥测数据之后开始计时，若在预设计时时间到达时未接收到通讯终端的应答帧，则重发前一帧遥信遥测数据，直至接收到上述应答帧。
10.根据权利要求9所述的故障指示器的传输方法，其特征在于，该随机延时值取自每个故障指示面板的20ms定时器值的低6位乘以4。
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