CN104052160A - 电力设备数据的采集装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种电力设备数据的采集装置及方法，涉及电力数据采集技术领域。装置包括一控制电路，控制电路包括嵌入式处理器，与以太网接口、蓝牙接口、通用串行总线接口以及串行接口连接，以太网接口、蓝牙接口以及通用串行总线接口用于连接后端数据分析处理装置，以向后端数据分析处理装置传输电力设备数据；嵌入式处理器还连接有电源电路、存储器以及电压转换电路，电压转换电路连接有光电耦合电路；光电耦合电路连接有RS485接口和RS232接口；RS232接口用于连接电力设备，以从电力设备上获取电力设备数据。本发明能够在电力设备所在的现场该数据分析处理装置即可进行数据分析作业，解决当前要对电力设备数据进行分析，过程较为繁琐复杂的问题。

Description

电力设备数据的采集装置及方法
技术领域
本发明涉及电力数据采集技术领域，尤其涉及一种电力设备数据的采集装置及方法。
背景技术
目前，随着计算机技术及电力电子技术的迅速发展，电力自动化技术得到了空前的发展，对于电力设备数据的采集监控也越来越重要。其中，电力设备是指电力电网中的变压器、电流互感器、电压互感器等，为了获知各电力设备的状态，需要对各电力设备的运行数据进行采集、例如电力设备处的电流、电压等数据。
当前对电力设备的运行数据进行采集一般通过电力设备监测终端来实现。目前的电力设备监测终端已经从早期的仅具有单一功能发展到现在具有智能化、小型化、多功能化。在电力设备监测终端上一般均带有存储装置，如可移动硬盘等。电力设备监测终端所采集的电力设备数据一般均存储在该存储装置中。若要对电力设备数据进行分析，需要人工将存储装置拆除，并插接到后端数据分析处理装置，例如计算机等设备上进行电力设备数据分析。一般情况下，需要人工每一个月就要进行一次存储装置拆除工作，因此当前要对电力设备数据进行分析，需要先进行存储装置的拆除作业，过程较为繁琐复杂，当前的电力设备数据难以及时被后端数据分析处理装置获取到。
发明内容
本发明的实施例提供一种电力设备数据的采集装置及方法，以解决当前的要对电力设备数据进行分析，需要先进行存储装置的拆除作业，过程较为繁琐复杂的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电力设备数据的采集装置，包括一控制电路，所述控制电路包括嵌入式处理器、以太网接口、蓝牙接口、通用串行总线接口以及串行接口；
所述嵌入式处理器与所述以太网接口、蓝牙接口、通用串行总线接口以及串行接口连接，所述以太网接口、蓝牙接口以及通用串行总线接口用于连接后端数据分析处理装置，以向所述后端数据分析处理装置传输电力设备数据；
所述嵌入式处理器还连接有电源电路、存储器以及电压转换电路，所述电压转换电路连接有光电耦合电路；
所述光电耦合电路连接有RS485接口和RS232接口，所述RS485接口与配电自动化设备连接，以接收配电自动化设备的配电命令；所述RS232接口用于连接电力设备，以从所述电力设备上获取电力设备数据，并向所述电力设备发送配电命令。
进一步的，所述嵌入式处理器还连接有定时器电路，所述定时器电路为硬件看门狗电路。
进一步的，所述光电耦合电路还连接有显示电路，所述显示电路包括一显示屏。
具体的，所述控制电路集成在一工业化核心芯片上。
此外，所述RS485接口的数量为4，所述RS232接口的数量为1。
一种电力设备数据的采集方法，应用于上述的电力设备数据的采集装置，包括：
嵌入式处理器通过电压转换电路、光电耦合电路从与RS232接口连接的电力设备上采集电力设备数据；
嵌入式处理器将所述电力设备数据发送给与以太网接口或蓝牙接口连接的后端数据分析处理装置。
另外，所述电力设备数据的采集方法，还包括：
嵌入式处理器将采集的所述电力设备数据保存到存储器中。
此外，在所述嵌入式处理器将采集的所述电力设备数据保存到存储器中之后，还包括：
嵌入式处理器判断采集电力设备数据是否中断；
若采集电力设备数据中断，所述嵌入式处理器将所述电力设备数据发送给与以太网接口或蓝牙接口连接的后端数据分析处理装置，并在嵌入式处理器运行的主程序延时大于一第一阈值时，控制硬件看门狗电路向嵌入式处理器发出复位信号，以使得嵌入式处理器返回继续采集电力设备数据；
若采集电力设备数据未中断，在嵌入式处理器运行的主程序延时大于一第一阈值时，控制硬件看门狗电路向嵌入式处理器发出复位信号，以使得嵌入式处理器返回继续采集电力设备数据。
本发明实施例提供的电力设备数据的采集装置及方法，嵌入式处理器通过电压转换电路、光电耦合电路从与RS232接口连接的电力设备上采集电力设备数据，并将所述电力设备数据发送给与以太网接口或蓝牙接口连接的后端数据分析处理装置，从而实现了通过以太网接口或蓝牙接口能够将数据直接传输到后端数据分析处理装置上，而无需先进行存储装置的拆除作业，从而在电力设备所在的现场该数据分析处理装置即可进行数据分析作业，较为方便，避免了当前要对电力设备数据进行分析，需要先进行存储装置的拆除作业，过程较为繁琐复杂的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电力设备数据的采集装置的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的电力设备数据的采集装置的结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的电力设备数据的采集方法的流程图一；
图4为本发明实施例提供的电力设备数据的采集方法的流程图二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供的电力设备数据的采集装置10，包括一控制电路101，该控制电路101包括嵌入式处理器102、以太网接口103、蓝牙接口104、通用串行总线接口105以及串行接口106。
嵌入式处理器102与以太网接口103、蓝牙接口104、通用串行总线接口105以及串行接口106连接，以太网接口103、蓝牙接口104以及通用串行总线接口105用于连接后端数据分析处理装置，以向后端数据分析处理装置传输电力设备数据。
该嵌入式处理器102还连接有电源电路107、存储器108以及电压转换电路109，电压转换电路109连接有光电耦合电路110。
光电耦合电路110连接有RS485接口111和RS232接口112，RS485接口111与配电自动化设备连接，以接收配电自动化设备的配电命令；RS232接口112用于连接电力设备，以从电力设备上获取电力设备数据，并向电力设备发送配电命令。
上述的电源电路107的供电是整个电力设备数据的采集装置可靠运行的前提，该电源电路107至少由两部分组成，其中一部分是钾电池，用于电力设备数据的采集装置的电路中的实时时钟供电。另一部分采用输出功率大，高效节能的集成离线式TOPSwith-GX系列开关电源。该TOPSwith-GX系列开关电源的两路输入可以分别为+10V/0.8A直流和+8V/1.5A直流，之后经过电源电路107中的稳压芯片转换出三路直流输出，分别为+5V，Vcc和﹣3.3V，其中+5V与另外两路输出之间通过变压器隔离，+5V用于给光电耦合电路110输出侧及RS485接口111和RS232接口112供电，Vcc和﹣3.3V用于为光电耦合电路110输入侧供电。
进一步的，如图2所示，嵌入式处理器102还连接有定时器电路113，定时器电路113为硬件看门狗电路。
通过上述的硬件看门狗电路可以在嵌入式处理器102运行主程序发生死锁时，发出复位信号，以避免电力设备数据的采集装置失控。
进一步的，如图2所示，光电耦合电路110还连接有显示电路114，显示电路114包括一显示屏。
具体的，该控制电路101集成在一工业化核心芯片上。由于该电力设备数据的采集装置运行的环境可能处于强电磁扰、甚至高温、高湿的户外等环境，同时考虑到电力设备数据的采集装置运行的经济性、可靠性、实时性和各接口的需求，可以将控制电路101集成在一工业化核心芯片上。该工业化核心芯片可以为AT91SAM9261或AT91SAM9260芯片，但不仅局限于此。
此外，如图2所示，RS485接口111的数量为4，RS232接口112的数量为1。其中该RS485接口111和RS232接口112可以采用抗静电、抗雷击的接口芯片。
本发明实施例提供的电力设备数据的采集装置，嵌入式处理器通过电压转换电路、光电耦合电路从与RS232接口连接的电力设备上采集电力设备数据，并将电力设备数据发送给与以太网接口或蓝牙接口连接的后端数据分析处理装置，从而实现了通过以太网接口或蓝牙接口能够将数据直接传输到后端数据分析处理装置上，而无需先进行存储装置的拆除作业，从而在电力设备所在的现场该数据分析处理装置即可进行数据分析作业，较为方便，避免了当前要对电力设备数据进行分析，需要先进行存储装置的拆除作业，过程较为繁琐复杂的问题。
对应于上述图1、图2的装置的实施例，本发明实施例提供的一种电力设备数据的采集方法，应用于上述的电力设备数据的采集装置10，如图3所示，该方法包括：
步骤201、嵌入式处理器通过电压转换电路、光电耦合电路从与RS232接口连接的电力设备上采集电力设备数据。
步骤202、嵌入式处理器将电力设备数据发送给与以太网接口或蓝牙接口连接的后端数据分析处理装置。
本发明实施例提供的电力设备数据的采集方法，嵌入式处理器通过电压转换电路、光电耦合电路从与RS232接口连接的电力设备上采集电力设备数据，并将电力设备数据发送给与以太网接口或蓝牙接口连接的后端数据分析处理装置，从而实现了通过以太网接口或蓝牙接口能够将数据直接传输到后端数据分析处理装置上，而无需先进行存储装置的拆除作业，从而在电力设备所在的现场该数据分析处理装置即可进行数据分析作业，较为方便，避免了当前要对电力设备数据进行分析，需要先进行存储装置的拆除作业，过程较为繁琐复杂的问题。
其中，本发明中的电力设备数据是成帧成包发送的，每包数据都有引导码、长度码、地址码、命令码、内容、校验码等部分组成。其中该引导码是用于同步每一包数据的引导头；长度码表示这一包数据的总长度；命令码表示主机对分机(或分机应答主机)的控制命令；地址码表示分机的本机地址号；内容则表示这一包数据里的各种信息；校验码表示这一包数据的校验标志。
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明，下面列举一个更为具体的实施例，如图4所示，本发明实施例提供的电力设备数据的采集方法，包括：
步骤301、嵌入式处理器通过电压转换电路、光电耦合电路从与RS232接口连接的电力设备上采集电力设备数据。
步骤302、嵌入式处理器将采集的电力设备数据保存到存储器中。
步骤303、嵌入式处理器判断采集电力设备数据是否中断。若采集电力设备数据中断，执行步骤304。若采集电力设备数据未中断，执行步骤305。
步骤304、嵌入式处理器将电力设备数据发送给与以太网接口或蓝牙接口连接的后端数据分析处理装置，并在嵌入式处理器运行的主程序延时大于一第一阈值时，控制硬件看门狗电路向嵌入式处理器发出复位信号。之后返回执行步骤301。
步骤305、在嵌入式处理器运行的主程序延时大于一第一阈值时，嵌入式处理器控制硬件看门狗电路向嵌入式处理器发出复位信号。之后返回执行步骤301。
通过步骤304和步骤305可以避免电力设备数据的采集装置失控。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种电力设备数据的采集装置，其特征在于，包括一控制电路，所述控制电路包括嵌入式处理器、以太网接口、蓝牙接口、通用串行总线接口以及串行接口；
所述嵌入式处理器与所述以太网接口、蓝牙接口、通用串行总线接口以及串行接口连接，所述以太网接口、蓝牙接口以及通用串行总线接口用于连接后端数据分析处理装置，以向所述后端数据分析处理装置传输电力设备数据；
所述嵌入式处理器还连接有电源电路、存储器以及电压转换电路，所述电压转换电路连接有光电耦合电路；
所述光电耦合电路连接有RS485接口和RS232接口，所述RS485接口与配电自动化设备连接，以接收配电自动化设备的配电命令；所述RS232接口用于连接电力设备，以从所述电力设备上获取电力设备数据，并向所述电力设备发送配电命令。
2.根据权利要求1所述的电力设备数据的采集装置，其特征在于，所述嵌入式处理器还连接有定时器电路，所述定时器电路为硬件看门狗电路。
3.根据权利要求2所述的电力设备数据的采集装置，其特征在于，所述光电耦合电路还连接有显示电路，所述显示电路包括一显示屏。
4.根据权利要求2所述的电力设备数据的采集装置，其特征在于，所述控制电路集成在一工业化核心芯片上。
5.根据权利要求2所述的电力设备数据的采集装置，其特征在于，所述RS485接口的数量为4，所述RS232接口的数量为1。
6.一种电力设备数据的采集方法，应用于如权利要求2-5任一项所述的电力设备数据的采集装置，其特征在于，包括：
嵌入式处理器通过电压转换电路、光电耦合电路从与RS232接口连接的电力设备上采集电力设备数据；
嵌入式处理器将所述电力设备数据发送给与以太网接口或蓝牙接口连接的后端数据分析处理装置。
7.根据权利要求6所述的电力设备数据的采集方法，其特征在于，还包括：
嵌入式处理器将采集的所述电力设备数据保存到存储器中。
8.根据权利要求7所述的电力设备数据的采集方法，其特征在于，在所述嵌入式处理器将采集的所述电力设备数据保存到存储器中之后，还包括：
嵌入式处理器判断采集电力设备数据是否中断；
若采集电力设备数据中断，所述嵌入式处理器将所述电力设备数据发送给与以太网接口或蓝牙接口连接的后端数据分析处理装置，并在嵌入式处理器运行的主程序延时大于一第一阈值时，控制硬件看门狗电路向嵌入式处理器发出复位信号，以使得嵌入式处理器返回继续采集电力设备数据；
若采集电力设备数据未中断，在嵌入式处理器运行的主程序延时大于一第一阈值时，控制硬件看门狗电路向嵌入式处理器发出复位信号，以使得嵌入式处理器返回继续采集电力设备数据。
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