CN105425688A - Ad同步采样取值的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种AD同步采样取值方法，该方法应用于包括主机和从机的主从式结构系统，包括以下步骤：主机和从机分别产生秒脉冲和提供时间信息；所述主机和从机分别利用各自产生的秒脉冲控制采样启动信号来进行AD数据采样；解析所述主机和从机提供的时间信息已获得时间数据；所述主机和从机分别利用解析出的时间数据来使所述主机和从机同步读取数据；所述主机和从机在预定时间到达时读取各自当前的采样值；以及所述从机将读取的采样值传送到所述主机中，与所述主机读取的采样值一起进行数据处理。

Description

AD同步采样取值的方法
技术领域
本发明属于信号采集处理领域，具体涉及一种AD同步采样取值的方法。
背景技术
电力计量装置是收取电费的依据,它的精确度直接关系到电力部分和用户的利益，电能计量装置误差过大，直接影响电力部分各项技术指标和用户电费的公正计收。电力计量装置的误差主要包括电压互感器(PT)和电流互感器(CT)的合成误差、电能表的误差和PT二次压降回路引起的误差。其中PT二次压降回路的误差是最大的，测量PT端的误差和消除或减小二次压降是不容忽视的，为此PT端的数据同步取值是最关键的步骤。
目前AD采样取值方法主要包括有线方式和无线方式。有线方式同时取值两端的AD采样值，其常采用测差原理来实现。测差原理具有准确度高、易于实现，但是存在严重缺陷是临时铺线、工作效率低下等问题。而无线方式通常采用一些无线电通信方式来间接测量来获得取值，其虽然不用长距离铺设电缆，避免了直接测量中的诸多问题，但是在实际应用中有许多场所如发电厂等禁用无线电设备，所以其使用范围也受到了限制。
发明内容
本发明提供一种了无线的AD同步采样取值方法，可以有效解决上述问题。
具体地，本发明提供了一种AD同步采样取值的方法，该方法应用于包括主机和从机的主从式结构系统，该方法包括以下步骤：
主机和从机分别产生秒脉冲和提供时间信息；
所述主机和从机分别利用各自产生的秒脉冲控制采样启动信号来进行AD数据采样；
解析所述主机和从机提供的时间信息已获得时间数据；
所述主机和从机分别利用解析出的时间数据来使所述主机和从机同步读取数据；
所述主机和从机在预定时间到达时读取采样值；以及
所述从机将读取的采样值传送到所述主机中，与所述主机读取的采样值一起进行数据处理。
本发明实施例提供的AD同步采样取值的方法，可针对需要对信号在本地或远程进行高精度测量的装置或系统，实现了无需布线即可人工或远程测量的目的，相对于现有技术的直接测量法极大的提高了工作效率和成本。而且不受传统无线通信方式限制，从而能在电力计量装置中的PT二次压降测量起到显著作用，大大提高了测量精度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的AD同步采样取值方法的流程图。
图2为本发明实施例提供的AD同步采样取值方法适用的主从式结构系统的功能框图。
图3为本发明实施例提供的利用秒脉冲信号控制AD数据采样的时序图。
图4为本发明实施例提供的在秒脉冲的上升沿去同时启动AD的CNV信号的AD转换时序示意图。
图5为本发明实施例1提供的主机或从机AD同步采样取值的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
请参阅图1，本发明提供了一种AD同步采样取值的方法，该方法应用于包括主机和从机的主从式结构系统，该方法包括以下步骤：
S1，主机和从机分别产生秒脉冲和提供时间信息；
S2，所述主机和从机分别利用各自产生的秒脉冲控制采样启动信号来进行AD数据采样；
S3，解析所述主机和从机提供的时间信息已获得时间数据；
S4，所述主机和从机分别利用解析出的时间数据来使所述主机和从机同步读取数据；
S5，所述主机和从机在预定时间到达时读取采样值；以及
S6，所述从机将读取的采样值传送到所述主机中，与所述主机读取的采样值一起进行数据处理。
本发明实施例提供的AD同步采样取值的方法适用于各种需要时钟同步取值的系统和装置中。如电力计量装置。优选地，该类系统和装置采用所述主从式结构系统。所述主从式结构系统包括主机和从机。所述主机和从机均进行信号或数据检测，且从机将检测到的信号或数据传回到所述主机中已进行数据处理。
在上述步骤S1中，所述主机和从机可包括GPS模块，分别通过各自的GPS模块来产生秒脉冲(PPS)和时间信息。所述GPS模块提供的秒脉冲(PPS信号)的时钟精度可达ns级。由于所述主机和从机均包括GPS模块，从而所述主机和从机可通过GPS信号实现同步。具体地，主机和从机可分别通过与卫星同步从而实现它们之间的时钟同步。
所述时间信息为遵循NMEA0183协议的时间格式。可利用所述秒脉冲来控制AD数据采样。
具体地，在所述步骤S2中，可采用所述秒脉冲作为基准参考信号来控制AD数据采样。更进一步地，主机和从机分别以所述GPS模块产生的秒脉冲作时间点来控制AD采样信号的时序，从而达到同步采样的控制。更为优选地，在所述秒脉冲的上升沿开始进行AD数据采样。此外，还可同时进行数据转换。,本发明实施例中可在PPS秒脉冲的上升沿去同时启动AD的CNV信号，实现同时转换数据。
在上述步骤S3中，可通过软件中断秒脉冲以及解析GPS的NMEA0183协议得到时间数据，所述时间数据为世界标准时间(UTC)。跟随所述秒脉冲得出采样过程中的所有时间数据，以便后续以时钟同步的方式对获得的采样值进行处理。
在上诉步骤S4中，如上所述，所述主机和从机采用GPS同步的方式，从而利用世界标准时间的对应关系获得主、从机的同步。此外，由于主机端和从机端均有GPS的同步功能，实现了在GPS的秒脉冲下异地同步采样，从而实现了高精度采样取值。
在上述步骤S5中，所述主机和从机均在预定时间到达时读取当前的采样值。所授予预定时间优选可以为1PPS(整秒脉冲)。即所述主机和从机每次均在1个整秒脉冲开始读取采样值。本发明实施例中，所述1PPS的脉冲宽度为500ms。因此，本发明实施例所述预定时间为500ms。进一步地，利用所述时间数据获得该采样值对应的世界标准时间，以便后续主机和从机对同步时刻的采样值进行处理。
在上述步骤S6中，所述从机可将与所述主机时钟同步时刻的采样值传回所述主机中，以便对对应同步时刻的主、从机采样值进行数据处理。所述数据处理可根据所述主从式结构系统的应用场景的需要来进行不同的处理。如当该主从式结构系统应用于电力计量装置中时，所述数据处理可以为电压互感器二次压降计算或误差的计算。
本发明实施例提供的AD同步采样取值的方法，可针对需要对信号在本地货远程进行高精度测量的装置或系统，实现了无需布线即可人工货远程测量的目的，相对于现有技术的直接测量法极大的提高了工作效率和成本。从而在电力计量装置中的PT二次压降测量起到显著作用，大大提高了测量精度。
实施例1
本实施例1中采用所述AD同步采样取值方法应用于电力计量装置中的PT二次压降测量。请参阅图2，电力计量装置包括所述主从式结构系统，包括主机10和从机20。所述主机10和从机20分别测量电压数据，且所述从机20将测量到的电压数据返回到所述主机10中，与所述主机10测量到的数据进行PT二次压降测量。所述主机10和从机20分别产生秒脉冲，并利用秒脉冲作时间点进行AD数据采样。请进一步参阅图3-4，通过PPS脉冲控制AD的CNV信号，并且在PPS秒脉冲的上升沿去同时启动AD的CNV信号，实现同时转换数据。请参阅图5，主机和从机的GPS模块在产生秒脉冲后，利用秒脉冲作为时间点启动AD数据采样，并且在到达1PPS(500ms)的时间读取当前的采样值。最后，从机20同时将采样值传回到所述主机10中进行数据处理后计算PT二次压降。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种AD同步采样取值的方法，该方法应用于包括主机和从机的主从式结构系统，该方法包括以下步骤：
主机和从机分别产生秒脉冲和提供时间信息；
所述主机和从机分别利用各自产生的秒脉冲控制采样启动信号来进行AD数据采样；
解析所述主机和从机提供的时间信息已获得时间数据；
所述主机和从机分别利用解析出的时间数据来使所述主机和从机同步读取数据；
所述主机和从机在预定时间到达时读取各自当前的采样值；以及
所述从机将读取的采样值传送到所述主机中，与所述主机读取的采样值一起进行数据处理。
2.如权利要求1所述的AD同步采样取值的方法，其特征在于，所述主机和从机均具有GPS模块，所述主机和从机通过所述GPS模块产生所述秒脉冲和时间信息。
3.如权利要求1所述的AD同步采样取值的方法，其特征在于，所述主机和从机分别在各自秒脉冲上升沿开始启动AD数据采样同时进行数据转换。
4.如权利要求1所述的AD同步采样取值的方法，其特征在于，通过软件做秒脉冲中断处理并解析所述时间信息以获得所述时间数据，所述时间数据为世界标准时间。
5.如权利要求1所述的AD同步采样取值的方法，其特征在于，根据解析获得的所述主机和从机的时间数据使主机与从机之间实现GPS同步。
6.如权利要求1所述的AD同步采样取值的方法，其特征在于，所述预定时间为整秒脉冲。
7.如权利要求1所述的AD同步采样取值的方法，其特征在于，所述主机对时钟同步时刻的主机和从机的采样值进行数据处理。
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