CN105774579A - 基于虚拟电能表模块的智能电表全事件采集测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于虚拟电能表模块的智能电表全事件采集测试系统，包括虚拟电能表模块、新型采集器、DSP处理芯片、电量检测设备、方向电机控制器和速度电机控制器等。本发明通过虚拟电能表模块与新型采集器来代替真实载波电表，克服了真实电表产生各类事件的繁琐与部分事件难于模拟的现状，可利用虚拟电能表模拟测试过程所需要的各类事件。本发明可满足主动上报、周期采集与按需采集三种方式的全事件采集的测试，通过本发明可快速有效的测试采集终端与用电信息采集系统对全事件采集功能的支持情况，保障电能质量在线监测系统的可靠运行。

Description

基于虚拟电能表模块的智能电表全事件采集测试系统
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种基于虚拟电能表模块的智能电表全事件采集测试系统。
背景技术
近年来，低压电力线载波通信技术在自动抄表领域大量应用，用电量的采集随之快捷可靠，供电企业对其他用电信息的需求也不断丰富，如电网异常和电能表故障如何及时获取和处理等，这些应用未有效实现，都会给电力系统的后续发展带来诸多不便。
2014年，国家电网供电公司提出做好电能质量在线监测系统配套建设工作，进一步提高专、公变用户停电事件准确性，提升停电事件采集、整理效率，编制了《采集终端和电能表停电事件数据整理规则》与《智能电能表及采集终端事件记录采集规则》。
2015年，国家电网供电公司要求各省公司在开展终端软件升级前，应严格按照规则中确定的检测方法对不同厂家、规格、软件版本的终端开展检测，合格后进行版本备案，并批量组织开展升级工作。
但目前由于缺乏智能电表全事件采集测试的检测系统，不具备完善的软、硬件测试手段，真实电表难以模拟现场中各类事件发生，无法评估采集系统主站、终端与电能表支持全事件采集的情况，直接制约了智能电表全事件采集的推广与应用。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种基于虚拟电能表模块的智能电表全事件采集测试系统，设置于智能型无人驾驶电动汽车，所述电动汽车包括DSP处理芯片、电量检测设备、方向电机控制器和速度电机控制器，电量检测设备用于检测电动汽车的蓄电池的实时剩余电量，方向电机控制器和速度电机控制器用于分别控制电动汽车的行驶方向和行驶速度，DSP处理芯片与电量检测设备、方向电机控制器和速度电机控制器分别连接，用于基于实时剩余电量确定是否启动对方向电机控制器和速度电机控制器的控制。
更具体地，在所述智能型无人驾驶电动汽车中，包括：方向电机控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，用于接收实时控制方向，并基于实时控制方向计算电动汽车的转向齿轮转角；转向电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与方向电机控制器连接，用于基于电动汽车的转向齿轮转角确定电机驱动控制信号；转向驱动电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向电机驱动器和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于基于电机驱动控制信号控制驱动车轮的转向角度；齿轮齿条转向器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，用于将转向驱动电机与电动汽车的驱动车轮连接；速度电机控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，用于接收实时控制速度，并基于实时控制速度确定速度电机控制信号；速度电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与速度电机控制器和速度电机分别连接，用于接收速度电机控制信号，并基于速度电机控制信号确定速度电机驱动信号；速度电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与速度电机驱动器和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于接收速度电机驱动信号，并基于速度电机驱动信号确定自身的转速，以控制电动汽车的驱动车轮的行进速度；CF存储卡，设置在电动汽车的前端仪表盘内，用于预先存储预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重；无线接收设备，设置在电动汽车的外侧，用于基于电动汽车的当前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的占用百分比；GPS收发设备，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的GPS位置；电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量；DSP处理芯片，与方向电机控制器、速度电机控制器、CF存储卡、无线接收设备、电量检测设备和GPS收发设备分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，进入自动导航模式；其中，DSP处理芯片在自动导航模式中，启动无线接收设备和GPS收发设备，从GPS收发设备处接收当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给无线接收设备以获得附近各个充电站的占用百分比，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，占用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站，DSP处理芯片还根据目标充电站的GPS距离确定实时控制速度和实时控制方向；预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重都为预先规定的固定数值；DSP处理芯片在电动汽车的当前GPS位置与目标充电站的GPS位置相符合时，退出自动导航模式。
更具体地，在所述智能型无人驾驶电动汽车中，还包括：充电桩识别设备，用于识别目标充电站内的充电桩目标。
更具体地，在所述智能型无人驾驶电动汽车中：充电桩识别设备包括高清摄像头和目标检测器件。
更具体地，在所述智能型无人驾驶电动汽车中：替换地，采用DSP处理芯片的内置存储子器件以替换CF存储卡。
更具体地，在所述智能型无人驾驶电动汽车中：DSP处理芯片与GPS收发设备、CF存储卡被集成在同一块集成电路板上。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的智能型无人驾驶电动汽车的结构方框图。
附图标记：1DSP处理芯片；2电量检测设备；3方向电机控制器；4速度电机控制器
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的智能型无人驾驶电动汽车的实施方案进行详细说明。
现有技术中的无人驾驶电动汽车对自动驾驶方面研发较多，但对自动导航和自动充电涉足较少，例如，现有的电动汽车导航系统只会向电动汽车提供附近各个充电站的具体位置和相关道路情况，但不会直接告诉电动汽车哪一个充电站给当前位置的电动汽车充电速度最快，同时，无法根据选择的充电站的位置控制电动汽车的驱动设备自行前往。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能型无人驾驶电动汽车，能够在电子导航、自动驱车方面为电动汽车提供足够支持，能够实现在没有人工干预的情况下，自动搜索到附近最合适的充电站，并自动驱动电动汽车前往搜索到的充电站进行自动充电，从而提高无人驾驶电动汽车的充电效率。
图1为根据本发明实施方案示出的智能型无人驾驶电动汽车的结构方框图，所述电动汽车包括DSP处理芯片、电量检测设备、方向电机控制器和速度电机控制器，电量检测设备用于检测电动汽车的蓄电池的实时剩余电量，方向电机控制器和速度电机控制器用于分别控制电动汽车的行驶方向和行驶速度，DSP处理芯片与电量检测设备、方向电机控制器和速度电机控制器分别连接，用于基于实时剩余电量确定是否启动对方向电机控制器和速度电机控制器的控制。
接着，继续对本发明的智能型无人驾驶电动汽车的具体结构进行进一步的说明。
所述电动汽车包括：方向电机控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，用于接收实时控制方向，并基于实时控制方向计算电动汽车的转向齿轮转角；转向电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与方向电机控制器连接，用于基于电动汽车的转向齿轮转角确定电机驱动控制信号。
所述电动汽车包括：转向驱动电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向电机驱动器和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于基于电机驱动控制信号控制驱动车轮的转向角度；齿轮齿条转向器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，用于将转向驱动电机与电动汽车的驱动车轮连接。
所述电动汽车包括：速度电机控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，用于接收实时控制速度，并基于实时控制速度确定速度电机控制信号；速度电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与速度电机控制器和速度电机分别连接，用于接收速度电机控制信号，并基于速度电机控制信号确定速度电机驱动信号。
所述电动汽车包括：速度电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与速度电机驱动器和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于接收速度电机驱动信号，并基于速度电机驱动信号确定自身的转速，以控制电动汽车的驱动车轮的行进速度。
所述电动汽车包括：CF存储卡，设置在电动汽车的前端仪表盘内，用于预先存储预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重；无线接收设备，设置在电动汽车的外侧，用于基于电动汽车的当前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的占用百分比。
所述电动汽车包括：GPS收发设备，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的GPS位置；电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量。
所述电动汽车包括：DSP处理芯片，与方向电机控制器、速度电机控制器、CF存储卡、无线接收设备、电量检测设备和GPS收发设备分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，进入自动导航模式。
其中，DSP处理芯片在自动导航模式中，启动无线接收设备和GPS收发设备，从GPS收发设备处接收当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给无线接收设备以获得附近各个充电站的占用百分比，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，占用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站，DSP处理芯片还根据目标充电站的GPS距离确定实时控制速度和实时控制方向。
其中，预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重都为预先规定的固定数值；DSP处理芯片在电动汽车的当前GPS位置与目标充电站的GPS位置相符合时，退出自动导航模式。
可选地，在所述电动汽车中，还包括：充电桩识别设备，用于识别目标充电站内的充电桩目标；充电桩识别设备包括高清摄像头和目标检测器件；替换地，采用DSP处理芯片的内置存储子器件以替换CF存储卡；以及DSP处理芯片与GPS收发设备、CF存储卡可以被集成在同一块集成电路板上。
另外，DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。
根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；(3)片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；(5)快速的中断处理和硬件I/O支持；(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；(7)可以并行执行多个操作；(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行
采用本发明的智能型无人驾驶电动汽车，针对现有技术中电动汽车无法实现附近充电站自动选择并自行前往的技术问题，一方面，通过引入GPS导航设备和无线收发设备以选择出附近充电效率最快的充电站，另一方面，引入速度驱动设备和方向驱动设备以控制电动汽车自动前往选择的充电站，从而解决了上述技术问题。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种基于虚拟电能表模块的智能电表全事件采集测试系统，设置于智能型无人驾驶电动汽车，所述电动汽车包括DSP处理芯片、电量检测设备、方向电机控制器和速度电机控制器，电量检测设备用于检测电动汽车的蓄电池的实时剩余电量，方向电机控制器和速度电机控制器用于分别控制电动汽车的行驶方向和行驶速度，DSP处理芯片与电量检测设备、方向电机控制器和速度电机控制器分别连接，用于基于实时剩余电量确定是否启动对方向电机控制器和速度电机控制器的控制。
2.如权利要求1所述的基于虚拟电能表模块的智能电表全事件采集测试系统，其特征在于，所述电动汽车包括：
方向电机控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，用于接收实时控制方向，并基于实时控制方向计算电动汽车的转向齿轮转角；
转向电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与方向电机控制器连接，用于基于电动汽车的转向齿轮转角确定电机驱动控制信号；
转向驱动电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与转向电机驱动器和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于基于电机驱动控制信号控制驱动车轮的转向角度；
齿轮齿条转向器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，用于将转向驱动电机与电动汽车的驱动车轮连接；
速度电机控制器，设置在电动汽车的前端仪表盘内，用于接收实时控制速度，并基于实时控制速度确定速度电机控制信号；
速度电机驱动器，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与速度电机控制器和速度电机分别连接，用于接收速度电机控制信号，并基于速度电机控制信号确定速度电机驱动信号；
速度电机，设置在电动汽车的驱动车轮上方，与速度电机驱动器和电动汽车的驱动车轮分别连接，用于接收速度电机驱动信号，并基于速度电机驱动信号确定自身的转速，以控制电动汽车的驱动车轮的行进速度；
CF存储卡，设置在电动汽车的前端仪表盘内，用于预先存储预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重；
无线接收设备，设置在电动汽车的外侧，用于基于电动汽车的当前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的占用百分比；
GPS收发设备，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的GPS位置；
电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量；
DSP处理芯片，与方向电机控制器、速度电机控制器、CF存储卡、无线接收设备、电量检测设备和GPS收发设备分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，进入自动导航模式；
其中，DSP处理芯片在自动导航模式中，启动无线接收设备和GPS收发设备，从GPS收发设备处接收当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给无线接收设备以获得附近各个充电站的占用百分比，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，占用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站，DSP处理芯片还根据目标充电站的GPS距离确定实时控制速度和实时控制方向；
其中，预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重都为预先规定的固定数值；
其中，DSP处理芯片在电动汽车的当前GPS位置与目标充电站的GPS位置相符合时，退出自动导航模式。
3.如权利要求2所述的基于虚拟电能表模块的智能电表全事件采集测试系统，其特征在于，还包括：
充电桩识别设备，用于识别目标充电站内的充电桩目标。
4.如权利要求3所述的基于虚拟电能表模块的智能电表全事件采集测试系统，其特征在于：
充电桩识别设备包括高清摄像头和目标检测器件。
5.如权利要求2所述的基于虚拟电能表模块的智能电表全事件采集测试系统，其特征在于：
替换地，采用DSP处理芯片的内置存储子器件以替换CF存储卡。
6.如权利要求2所述的基于虚拟电能表模块的智能电表全事件采集测试系统，其特征在于：
DSP处理芯片与GPS收发设备、CF存储卡被集成在同一块集成电路板上。
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Inventor after: Huang Guoyong

Inventor before: Wang Ailing

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Address after: 214016 Jiangsu province Wuxi Guangrui Road 1906, 1908-257

Applicant after: Wuxi Beidouxing Communication Information Science and Technology Co., Ltd.

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Applicant before: Wang Ailing

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Application publication date: 20160720