CN107231270B - 用于监视电气系统的从模块 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了一种用于监视电气系统的从模块。该从模块包括：数据发送/接收单元，其被配置为经由串行总线从主模块接收请求数据并将响应数据发送到主模块；数据转换单元，其被配置为将请求数据转换成第一数字数据并将第二数字数据转换成请求数据；确定单元，其被配置为基于第一数字数据和第二数字数据来确定串行总线是否处于不活动状态；以及数据处理单元，其被配置为如果确定了串行总线处于不活动状态则将紧急数据发送到主模块。

Description

用于监视电气系统的从模块
技术领域
本公开内容涉及用于监视电气系统的从模块。
背景技术
被安装于变电站、电力站、等等中的电子设备测量并监视在开关设备中使用的各种设备的操作状态和电气量。另外，被安装于变电站、电力站、等等中的电子设备可以执行包括在事故的情况下切断线路的保护功能以及控制功能。
为了有效地操作电气系统，被并入到功率电力设备中的电子设备以主模块将请求数据发送到从模块并且之后从模块响应于请求数据而发送响应数据的方式操作。当在系统或设备中发生异常情形时或者当在系统线路中发生故障时，这样的功能提供用于确定所有信息被生成的顺序并且用于确定故障的原因的重要信息。
具体地，当在电力系统的线路中发生诸如接地、过载、短路、等等的故障时，故障立即流行使得系统中的所有电力装置可能受到影响。因此，当在电力系统的线路中发生诸如接地、过载、短路、等等的故障时，有必要快速地将这样的数据发送到主模块以修复该故障。
图1是示出了用于监视电气系统的现有从模块11、12和13以及经由串行总线被连接到其的现有主模块20的示意图。将在下面参考图1详细描述现有从模块11、12和13和现有主模块20操作以及问题。
首先，主模块20将请求数据经由串行总线发送到从模块11、12和13。之后，从模块11、12和13仅仅当它们接收到请求数据时经由串行总线发送响应数据。请求数据和响应数据即以从模块11、12和13被布置的顺序重复地以所谓的轮转策略被发送/接收。
然而，在现有轮转策略中，不能够确定在串行总线中是否存在载体，并且因此可能在数据之间发生冲突。另外，在现有轮转策略中，因为数据是以从模块11、12和13被布置的顺序被发送/接收的，当紧急数据被生成时，其不能够首先被发送。此外，在现有轮转策略中，因为从模块11、12和13仅仅当它们已经接收到请求数据时发送响应数据，所以主模块20花费很长时间采集数据。
发明内容
本公开内容的目标是要提供一种用于监视电气系统的从模块，其能够通过监视串行总线中的载体来确定串行总线是否处于不活动状态。
本公开内容的另一目标是要提供一种用于监视电气系统的从模块，其能够在串行总线处于不活动状态时通过将紧急数据发送到主模块来减少由主模块采集数据花费的时间。
本公开内容的又一目标是要提供一种用于监视电气系统的从模块，其能够在串行总线处于不活动状态时通过将紧急数据发送到主模块来有效地利用串行总线。
本公开内容的再一目标是要提供一种用于监视电气系统的从模块，其能够通过监视串行总线中的载体来防止串行总线中的数据冲突。
本公开内容的目标不限于以上描述的目标和其他目标，并且能够由本领域技术人员从下面的描述中认识到优点。另外，将容易认识到，本公开内容的目标和优点能够通过在随附权利要求及其组合中记载的单元来实践。
根据本公开内容的一个方面，一种用于监视电气系统的从模块将数据经由串行总线发送到主模块并且包括：数据发送/接收单元，其被配置为经由串行总线从主模块接收请求数据并将响应数据发送到主模块；数据转换单元，其被配置为将请求数据转换成第一数字数据并将第二数字数据转换成请求数据；确定单元，其被配置为基于第一数字数据和第二数字数据来确定串行总线是否处于不活动状态；以及数据处理单元，其被配置为如果确定了串行总线处于不活动状态则将紧急数据发送到主模块。
根据本公开内容的示例性实施例，能够通过监视串行总线中的载体来确定串行总线是否处于不活动状态。
另外，根据本公开内容的示例性实施例，如果串行总线处于不活动状态，则紧急数据被发送到主模块使得能够减少由主模块采集数据花费的时间。
另外，根据本公开内容的示例性实施例，如果串行总线处于不活动状态，则紧急数据被发送到主模块使得串行总线能够被有效地利用。
另外，根据本公开内容的示例性实施例，能够通过监视串行总线中的载体来防止串行总线中的数据冲突。
附图说明
图1是示出了用于监视电气系统的现有从模块和经由串行总线被连接到其的现有主模块的示意图；
图2是示出了根据本公开内容的示例性实施例的用于监视电气系统的从模块的示意图；
图3是示出了根据本公开内容的示例性实施例的经由串行总线被连接到主模块的用于监视电气系统的从模块的示意图；以及
图4是示出了根据本公开内容的示例性实施例的分别被输入到与门的输入端子的信号以及从非门的输出端子输出的信号的示意图。
具体实施方式
本公开内容的以上目标、特征和优点将从结合附图的详细描述中变得显而易见。以使得本领域技术人员能够容易地实践本公开内容的技术构思的充分的细节描述实施例。公知的功能或配置的详细描述可以被省略以便不必要地使本公开内容的目标模糊不清。在下文中，将参考附图详细地描述本公开内容的实施例。在附图中，类似的附图标记指代类似的元件。
图2是示出了根据本公开内容的示例性实施例的用于监视电气系统的从模块100的示意图。参考图2，根据本公开内容的示例性实施例的用于监视电气系统的从模块100可以包括数据发送/接收单元110、数据转换单元120、确定单元130、数据处理单元140以及异步接收器/发送器150。图2中示出的用于监视电气系统的从模块100仅仅是本公开内容的示例性实施例，并且元件不限于图2中示出的元件。一些元件可以根据期望被添加、修改或消除。
图3是示出了根据本公开内容的示例性实施例的经由串行总线200被连接到主模块的用于监视电气系统的从模块100的示意图。图4是示出了根据本公开内容的示例性实施例的分别被输入到与门的输入端子131和132的信号410和420以及从非门的输出端子137输出的信号430的示意图。在下文中，将参考图2至图4详细描述根据本公开内容的示例性实施例的用于监视电气系统的从模块100。
首先，参考图2和图3，用于监视电气系统的从模块100-1和100-2和主模块可以发送/接收数据。数据可以以从模块100-1和100-2被布置的顺序或者以任意顺序来发送/接收。如果在从模块中生成紧急数据，则从模块可以首先发送/接收数据。
再次参考图2，数据发送/接收单元110可以经由串行总线200从主模块接收请求数据并且可以将响应数据发送到主模块。串行总线200是数据经由其被发送/接收的路径。主模块是控制至少一个从模块110的设备。
请求数据从主模块被发送到用于监视电气系统的从模块100以便请求来自从模块100的响应数据。响应数据响应于来自主模块的请求数据而从从模块100被发送到主模块。请求数据和响应数据是经由串行总线200发送/接收的一种载体。要指出，经由串行总线200发送/接收的载体不限于请求数据或响应数据。
请求数据和响应数据可以直接地由数据发送/接收单元110发送/接收或者由数据处理单元140发送/接收。另外，请求数据和响应数据可以经由下面将详细描述的异步接收器/发送器、数据转换单元120和数据发送/接收单元110发送/接收。
数据转换单元120可以将请求数据转换成第一数字数据410并且可以将第二数字数据420转换成响应数据。根据本公开内容的示例性实施例，能够通过将请求数据转换成第一数字数据410来确定串行总线200是否处于不活动状态431。
确定单元130可以基于第一数字数据410和第二数字数据420来确定串行总线200是否处于不活动状态431。另外，如果第一数字数据410和第二数字数据420处于高电平，则确定单元130可以确定串行总线200处于不活动状态431。
不活动状态是指其中没有请求数据或没有响应数据经由串行总线200发送/接收的状态。
第一数字数据410是被输入到与门133的第一输入端子131的信号。第一数字数据410取决于是否存在从用于监视电气系统的从模块100被发送到主模块的载体而在高电平与低电平之间交替。如果不存在从从模块100到主模块的载体，则第一数字数据410保持在高电平。
第二数字数据420是被输入到与门133的第二输入端子132的信号。第二数字数据420取决于是否存在从主模块被发送到从模块100的载体而在高电平与低电平之间交替。类似第一数字数据410，如果不存在从主模块到从模块100的载体，则第二数字数据420也保持在高电平。
参考图2和图4，第一数字数据410被输入到与门133的第一输入端子131，并且第二数字数据420被输入到与门133的第二输入端子132。第一数字数据410在时间440之后保持在高电平，因为不存在从从模块100到主模块的载体。第二数字数据420在时间440之后也保持在高电平，因为不存在从主模块到从模块100的载体。
当第一数字数据410和第二数字数据420变成高电平时，它们具有为一的值并且因此与门133可以输出为一的数字值。当与门133输出为一的值时，非门136将其反转为零以将其输出，如由图4中示出的信号430所指示的。当非门136输出为零的值时，确定单元130可以确定串行总线200处于不活动状态431。当串行总线200处于不活动状态431时，数据处理单元140将紧急数据发送到主模块，将在下面对其进行详细描述。
根据本公开内容的示例性实施例，确定单元130可以通过使用电容器135和电阻器134来调节发送紧急数据的时序。更具体地，由于电容值和电阻值的乘积是时间常数，所以确定单元130可以通过调节时间常数来调节从非门136输出值的时序。即，当非门136将输出值输出为零时，数据处理单元140发送紧急数据，并且确定单元130可以调节非门136的输出时序以由此调节发送紧急数据的时序。
如果确定串行总线200处于不活动状态431，则数据处理单元140可以将紧急数据发送到主模块。紧急数据是指必须首先从从模块100被发送到主模块的数据，无论从模块被布置的顺序如何。数据处理单元140可以将响应数据以及紧急数据直接发送到主模块并且可以直接从主模块接收请求数据。
根据本公开内容的示例性实施例，数据处理单元140可以将紧急数据经由异步接收器/发送器150、数据转换单元120和数据发送/接收单元110发送到主模块。紧急数据还可以直接从异步接收器/发送器150被发送到主模块，将在下面对其进行详细描述。
异步接收器/发送器150可以将第一数字数据转换成第一串行数据以将其发送到数据处理单元140并且可以从数据处理单元140接收第二串行数据以将其转换成第二数字数据。异步接收器/发送器150可以为通用异步接收器/发送器(UART)。因此，串行数据是指一次被发送一位的数据。
异步接收器/发送器150是将并行数据转换成串行数据以将其发送的一种计算机硬件并且通常与诸如EIA RS-232、RS-422、RS-485、等等的通信标准一起使用。异步接收器/发送器150可以通过其本身来配置文档的形式或传输速率或者可以由驱动器电路控制。
根据本公开内容的示例性实施例，如果确定串行总线200处于不活动状态，则异步接收器/发送器150可以被接通以从数据处理单元140接收紧急数据并且之后可以将紧急数据发送到主模块。参考图2和图4，当从非门136的输出端子137输出零时，确定单元130确定串行总线200处于不活动状态，并且异步接收器/发送器150被接通。当确定单元130确定串行总线处于不活动状态时，数据处理单元140将紧急数据经由异步接收器/发送器150发送。在这时，异步接收器/发送器150可以被接通以防止冲突。另外，异步接收器/发送器150在数据处理单元140正在处理数据的同时发送紧急数据，由此允许从模块100在短时间段内自发地发送数据。
如以上所阐述的，根据本公开内容的示例性实施例，能够通过监视串行总线中的载体来确定串行总线是否处于不活动状态。另外，根据本公开内容的示例性实施例，如果串行总线处于不活动状态，则紧急数据被发送到主模块使得能够减少由主模块采集数据花费的时间。
另外，根据本公开内容的示例性实施例，如果串行总线处于不活动状态，则紧急数据被发送到主模块使得串行总线能够被有效地利用。另外，根据本公开内容的示例性实施例，能够通过监视串行总线中的载体来防止串行总线中的数据冲突。
以上描述的本公开内容可以由本发明涉及的领域的技术人员在不脱离本公开内容的范围和精神的情况下以各种方式替代、更改和修改。因此，本公开内容不限于以上提到的示例性实施例和附图。

Claims (5)

1.一种用于监视电气系统的从模块，所述从模块将数据经由串行总线发送到主模块，所述从模块包括：
数据发送/接收单元，其被配置为经由所述串行总线从所述主模块接收请求数据并将响应数据发送到所述主模块；
数据转换单元，其被配置为将所述请求数据转换成第一数字数据并将第二数字数据转换成所述响应数据；
确定单元，其被配置为如果所述第一数字数据和所述第二数字数据处于高电平，则所述确定单元确定所述串行总线处于不活动状态；以及
数据处理单元，其被配置为如果确定了所述串行总线处于不活动状态则将紧急数据发送到所述主模块。
2.根据权利要求1所述从模块，其中，所述确定单元通过使用电容器和电阻器来调节发送所述紧急数据的时序。
3.根据权利要求1所述的从模块，还包括：
异步接收器/发送器，其被配置为将所述第一数字数据转换成第一串行数据以将其发送到所述数据处理单元，并且被配置为从所述数据处理单元接收第二串行数据以将其转换成所述第二数字数据。
4.根据权利要求3所述的从模块，其中，所述数据处理单元将所述紧急数据经由所述异步接收器/发送器、所述数据转换单元和所述数据发送/接收单元发送到所述主模块。
5.根据权利要求3所述的从模块，其中，如果确定了所述串行总线处于不活动状态，则所述异步接收器/发送器被接通并且从所述数据处理单元接收所述紧急数据并且之后将所述紧急数据发送到所述主模块。
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