CN105337413A - 一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端，其特征在于：包括Wi-Fi通信模块、信号采集模块和数据处理模块，所述Wi-Fi通信模块和信号采集模块均与数据处理模块连接。本发明将Wi-Fi无线通信技术运用于台区状态监测，增加了台区状态监测的通信手段和调试手段，调试人员通过手持调试终端无线连接台区状态监测智能终端，能直接观察配变、线路的运行状态、环境状态等，可以有效地解决登高作业及其带来的安全隐患等问题，给电力调试人员带来极大的便利。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端，属于电力系统及其自动化领域。
背景技术
配电自动化终端，是建设配电网自动化的一个重要组成部分，它充分利用配电自动化新技术，能够确保配电网的安全、稳定、可靠运行，意义重大，配电网直接面向用户，担负着电能分配的重要任务。在配电自动化系统中，大多数终端都是分散安装在柱上开关、环网柜、开闭所等处。工作人员在操作现场安装调试及维护设备时需要登高作业及连接线缆。有限的工作环境、高难度的登高作业及复杂的线缆连接不仅给台区状态的获取带来了诸多困难，而且还存在安全隐患。
Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备等终端以无线方式互相连接的技术，Wi-Fi基于IEEE802.11协议，工作在2.4GHz的ISM频段上，采用调频扩谱技术，支持数据传输和语音通讯。Wi-Fi技术与其他类似技术相比较，具有无线电波覆盖范围广、传输速度快、安全性高、点对多点连接、语音与数据混合传输以及高抗干扰能力等优点，已成为无线接入的主流标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端，以解决现有技术中台区状态的获取存在的工作环境有限、需要登高作业，线缆连接复杂的技术问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端，包括Wi-Fi通信模块、信号采集模块和数据处理模块，所述Wi-Fi通信模块和信号采集模块均与数据处理模块连接。
所述数据处理模块包括相连的DSP和ARM，所述DSP与信号采集模块连接，所述ARM与Wi-Fi通信模块连接。
所述信号采集模块用以采集二次线路信息以及传感器数据，所述DSP用以负责处理二次线路信息和传感器数据，所述ARM用以负责所述智能终端的对外通信。
所述二次线路信息包括二次电压、电流、频率、有功、无功和功率因数，所述传感器数据包括温度、湿度和烟雾数据。
所述ARM中运行有ARMLinux操作系统。
当二次线路信息中的频率发生变化时，DSP采用的处理方法为，采用同步向量测量技术进行频率测量，根据测量频率采用拉格朗日差值定理调整N个周波采样点，然后进行FFT计算。
本发明所达到的有益效果：1、本发明将Wi-Fi无线通信技术运用于台区状态监测，增加了台区状态监测的通信手段和调试手段，调试人员通过手持调试终端无线连接台区状态监测智能终端，能直接观察配变、线路的运行状态、环境状态等，可以有效地解决登高作业及其带来的安全隐患等问题，给电力调试人员带来极大的便利；2、Wi-Fi技术应用到电力行业的智能配电终端系统中是Wi-Fi技术的又一创新应用，同时也使配电终端朝着智能化、现代化、高效化、人性化的方向发展。
附图说明
图1是本发明台区状态监测示意图。
图2是本发明的硬件框架示意图。
图3是本发明的软件框架示意图。
图4是频率发生变化时，DSP的处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1和2所示，一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端，包括Wi-Fi通信模块、信号采集模块和数据处理模块，Wi-Fi通信模块和信号采集模块均与数据处理模块连接。
信号采集模块用以采集二次线路信息以及传感器数据；二次线路信息包括二次电压、电流、频率、有功、无功和功率因数，传感器数据包括温度、湿度和烟雾数据。
数据处理模块采用基于ARM+DSP的嵌入式系统双核设计方案的硬件架构，包括DSP和ARM，DSP和ARM通过高速UART接口连接，DSP与信号采集模块连接，ARM与Wi-Fi通信模块连接，在这里通过MMC接口连接。
DSP的型号为BF533，ARM的型号为AM3352，DSP用以负责处理二次线路信息和传感器数据，ARM用以负责所述智能终端的对外通信，包括Wi-Fi、以太网、UART通信。
如图3所示，ARM中运行有ARMLinux操作系统，该操作系统中集成Wi-Fi模块驱动，并虚拟成无线网卡；配置无线网卡工作于Wi-Fi-AP模式，并生成唯一SSID，以及开启DHCP服务为连接的手持调试终端自动分配IP地址；配置WPA2加密方式，使用IEEE802.11i技术为Wi-Fi无线接入提供安全认证和通信加密方式；构建WEBHTTP服务器，为手持调试终端提供基于WEB页面的台区状态检测显示界面。
Wi-Fi通信模块使用1.8V和3.3V双电源供电，因此必须通过电平转换才能和ARM连接，Wi-Fi通信模块使用MMC(SDIO)接口实现与处理器数据交互。
由于台区运行的均为交流电，当二次线路信息中的频率发生变化时，DSP采用的处理方法为：采用同步向量测量技术进行频率测量，根据测量频率采用拉格朗日差值定理调整N个周波采样点，N=2，然后进行FFT计算；解决了传统硬件测频方法因受信号调理电路滤波电容影响精度的问题。具体过程如图4所示：
1、采用同步向量测量技术进行频率测量；
2、判断两个周波采样点是否完成；如果是，则转至步骤3，如果不是，则结束；
3、判断测量频率是否在预设的范围内，范围为[49.8HZ，50.2HZ]（人为预设，可根据情况而定），如果是，则转至步骤5，如果不是，则转至步骤4；
4、采用差值算法调整采样点；
5、计算幅值和相角。
上述台区状态监测智能终端，将Wi-Fi无线通信技术运用于台区状态监测，增加了台区状态监测的通信手段和调试手段，调试人员通过手持调试终端无线连接台区状态监测智能终端，能直接观察配变、线路的运行状态、环境状态等，可以有效地解决登高作业及其带来的安全隐患等问题，给电力调试人员带来极大的便利；同时Wi-Fi技术应用到电力行业的智能配电终端系统中是Wi-Fi技术的又一创新应用，同时也使配电终端朝着智能化、现代化、高效化、人性化的方向发展。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端，其特征在于：包括Wi-Fi通信模块、信号采集模块和数据处理模块，所述Wi-Fi通信模块和信号采集模块均与数据处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端，其特征在于：所述数据处理模块包括相连的DSP和ARM，所述DSP与信号采集模块连接，所述ARM与Wi-Fi通信模块连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端，其特征在于：所述信号采集模块用以采集二次线路信息以及传感器数据，所述DSP用以负责处理二次线路信息和传感器数据，所述ARM用以负责所述智能终端的对外通信。
4.根据权利要求3所述的一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端，其特征在于：所述二次线路信息包括二次电压、电流、频率、有功、无功和功率因数，所述传感器数据包括温度、湿度和烟雾数据。
5.根据权利要求3所述的一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端，其特征在于：所述ARM中运行有ARMLinux操作系统。
6.根据权利要求4所述的一种基于Wi-Fi通信的台区状态监测智能终端，其特征在于：当二次线路信息中的频率发生变化时，DSP采用的处理方法为，
采用同步向量测量技术进行频率测量，根据测量频率采用拉格朗日差值定理调整N个周波采样点，然后进行FFT计算。
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