CN106712293A - 高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元 - Google Patents

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张广东
胡春江
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Abstract

本发明公开了一种高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元，涉及数据采集装置技术领域。所述模块包括光纤汇聚板、FPGA时钟模块、处理器和网口模块。所述FPGA时钟模块与所述处理器双向连接，用于对采集的阻性电流量进行解码处理，解码后阻性电流量的时标通过内部串行通信接口被处理器读取；处理器通过本地通信接口模块与上位机进行双向连接，用于对阻性电流量的时标信息进行处理后通过本地通信接口模块上传至上位机进行处理。所述合并单元体积小，集成度高，同时采用光脉冲触发保证了每个远端采集板的数据的同步回传，成功解决了模块间数据回传的时延问题，同步性高。

Description

高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元
技术领域
本发明涉及数据采集装置技术领域，尤其涉及一种高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元。
背景技术
当输电线路导线周围场强超过空气的击穿场强时，临近导线附近的空气电离产生电晕放电，电晕放电产生的离子在交变电压作用下往返运动，同时还会产生光和无线电干扰，这些效应统称为电晕效应。电晕效应主要取决于电晕起始电压，它对于特高压交流输电线路导线选型及线路运行的安全经济性评估具有重要意义，通常采用测量导线阻性电流的方法判定导线电晕起始电压。
目前普遍采用光纤数字化方法采集阻性电流，在电流测量时需采用光供电电子式电流互感器OPCT16、JDSU模块进行电-光-电转化后，送入采集卡进行采集，由于OPCT16体积较大、制作工艺复杂，且在电流测量过程中，需要进行两次采集(在OPCT16端采集一次，采集卡端采集一次)引入更大的误差，使整套测量系统比较冗余。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元，所述合并单元体积小，集成度高，同时采用光脉冲触发保证了每个远端采集板的数据的同步回传，成功解决了模块间数据回传的时延问题，同步性高。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元，其特征在于:包括若干个远端采集板、光纤汇聚板、FPGA时钟模块、处理器和网口模块，若干个远端采集板通过光纤汇聚板与所述FPGA时钟模块进行双向数据交互，所述远端采集板用于采集输电导线的阻性电流，光纤汇集板用于汇聚远端采集板的阻性电流数据；所述FPGA时钟模块与所述处理器双向连接，FPGA时钟模块用于输出同步采样脉冲并检测接收同步数据回传脉冲，同步采样脉冲控制远端采集板同步采集导线的阻性电流，检测接收到同步数据回传脉冲后将数据发送给处理器进行处理；处理器通过网口模块与上位机进行双向连接，处理器用于对接收到的数据进行处理后，以报文的形式通过网口模块发送至上位机进行处理。
进一步的技术方案在于：所述远端采集板为1-36个。
进一步的技术方案在于：所述微处理器使用P1010-RDB。
进一步的技术方案在于：所述合并单元还包括串行通信与调试接口，所述串行通信与调试接口与处理器双向连接，用于所述合并单元中相关硬件程序的烧写与调试。
进一步的技术方案在于：所述合并单元还包括故常管理模块，所述故障管理模块与所述处理器双向连接，用于所述合并单元中相关硬件功能的故障报警与管理。
进一步的技术方案在于：所述合并单元还包括参数存储模块，所述参数存储模块与处理器双向连接，用于存储所述合并单位中相关硬件的初始化参数。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：FPGA时钟模块结合阻性电流信号的特点，同步采集阻性电流量，阻性电流量解码后的时标通过串行通信口被处理器读取。同时，FPGA可以判断1PPS信号的有效性，并剔除在光纤插拔过程或者其它干扰情况下产生的虚假信号，从而保证了对电晕特性参量采集的准确性。且所述合并单元体积小，集成度高，同时采用光脉冲触发保证了每个远端采集板的数据的同步回传，成功解决了模块间数据回传的时延问题，同步性高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述合并单元的原理框图；
图2是本发明实施例所述合并单元的数据采集流程图。
具体实施方式
下面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的一部分实施例，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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明公开了一种高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元，包括若干个远端采集板、光纤汇聚板、FPGA时钟模块、处理器和网口模块，若干个远端采集板通过光纤汇聚板与所述FPGA时钟模块进行双向数据交互，所述远端采集板用于采集输电导线的阻性电流，光纤汇集板用于汇聚远端采集板的阻性电流数据；所述FPGA时钟模块与所述处理器双向连接，FPGA时钟模块用于输出同步采样脉冲并检测接收同步数据回传脉冲，同步采样脉冲控制远端采集板同步采集导线的阻性电流，检测接收到同步数据回传脉冲后将数据发送给处理器进行处理；处理器通过网口模块与上位机进行双向连接，处理器用于对接收到的数据进行处理后，以报文的形式通过网口模块发送至上位机进行处理。
此外，所述合并单元还可以包括串行通信与调试接口，所述串行通信与调试接口与处理器双向连接，用于所述合并单元中相关硬件程序的烧写与调试。所述合并单元还可以包括故常管理模块，所述故障管理模块与所述处理器双向连接，用于所述合并单元中相关硬件功能的故障报警与管理。所述合并单元还可以包括参数存储模块，所述参数存储模块与处理器双向连接，用于存储所述合并单位中相关硬件的初始化参数。
所述合并单元执行同步采样脉冲的控制与发送，以实现所有远端采集板的同步采集，可接收最多36路光纤数据，进行数据汇聚并通过UDP网络协议按照规定的报文格式发送给本地PC，为高电位阻性电流测量奠定了基础，当N＝1时，本地合并单元仅接收阻性电流1路光纤数据。
处理器采用主频800MHz的速度增强型集成主处理器P1010-RDB，该处理器基于第四代powerpc QorIQ可信架构平台，具有先进的端到端代码签名和入侵防御功能，有助于防止软件入侵和软件克隆，P1010处理器还集成多个FlexCAN控制器，可配置各种工厂自动化系统的工业协议。同时P1010通信处理器采用45纳米低功耗技术，功耗低至1.1W，具有强大的集成能力并配有丰富的接口，具有32KB L1指令缓存和32KB L1数据缓存、3个1000Mbps增强型以太网控制器、2个SGMII接口、2个SATA接口、32位DDR3 SDRAM内存控制器带有ECC支持、四通道DMA控制器，保证了系统对阻性电流参量信号的有效运算处理。
图2是本发明实施例所述合并单元的数据采集流程图。
FPGA时钟模块结合阻性电流信号的特点，同步采集阻性电流量，阻性电流量解码后的时标通过串行通信口被处理器读取。同时，FPGA可以判断1PPS信号的有效性，并剔除在光纤插拔过程或者其它干扰情况下产生的虚假信号，从而保证了对电晕特性参量采集的准确性。且所述合并单元体积小，集成度高，同时采用光脉冲触发保证了每个远端采集板的数据的同步回传，成功解决了模块间数据回传的时延问题，同步性高。

Claims (6)

1.一种高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元，其特征在于:包括若干个远端采集板、光纤汇聚板、FPGA时钟模块、处理器和网口模块，若干个远端采集板通过光纤汇聚板与所述FPGA时钟模块进行双向数据交互，所述远端采集板用于采集输电导线的阻性电流，光纤汇集板用于汇聚远端采集板的阻性电流数据；所述FPGA时钟模块与所述处理器双向连接，FPGA时钟模块用于输出同步采样脉冲并检测接收同步数据回传脉冲，同步采样脉冲控制远端采集板同步采集导线的阻性电流，检测接收到同步数据回传脉冲后将数据发送给处理器进行处理；处理器通过网口模块与上位机进行双向连接，处理器用于对接收到的数据进行处理后，以报文的形式通过网口模块发送至上位机进行处理。
2.如权利要求1所述的高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元，其特征在于:所述远端采集板为1-36个。
3.如权利要求1所述的高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元，其特征在于:所述微处理器使用P1010-RDB。
4.如权利要求1所述的高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元，其特征在于:所述合并单元还包括串行通信与调试接口，所述串行通信与调试接口与处理器双向连接，用于所述合并单元中相关硬件程序的烧写与调试。
5.如权利要求1所述的高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元，其特征在于:所述合并单元还包括故常管理模块，所述故障管理模块与所述处理器双向连接，用于所述合并单元中相关硬件功能的故障报警与管理。
6.如权利要求1所述的高电位阻性电流光纤数据链路的本地合并单元，其特征在于:所述合并单元还包括参数存储模块，所述参数存储模块与处理器双向连接，用于存储所述合并单位中相关硬件的初始化参数。
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