CN108280028A - 一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，包括以下步骤：步骤S1.确定需要存储的负荷记录模式字；步骤S2.将存储区域根据负荷记录模式字的动态变化划分为负荷记录数据块辅助信息区与负荷记录数据内容区；步骤S3.将负荷记录数据存入负荷记录数据内容区，将数据块辅助信息存入负荷记录数据块辅助信息区。本发明确保了空间的最大利用率，同时体现了空间运用与数据存储的灵活性，数据读取上节约了时间，提高了查找与读取数据的速度，而且也提高了读取数据的准确性，运用指针索引的方法能更加准确快捷地查找到符合要求的负荷记录数据。
Description
技术领域
本发明属于电力系统的技术领域，具体涉及一种用于基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法。
背景技术
现有的国家电网中，智能电能表作为记录用户用电量的仪表，使用范围几乎覆盖了整个社会，对与智能电能表的负荷记录存储要求为“负荷记录的存储空间应至少保证在记录正反向有功总电能、无功总电能、四象限无功且间隔时间为1分钟的情况下不少于40天的数据量”，其计算公式如下：
32*24*60*40＝1843200B＝1.76M，
举例说明，按照所有六类负荷记录数据量即“电压、电流、频率”、“有、无功功率”、“功率因数”、“有、无功总电能”、“四象限无功总电能”、“当前需量”以间隔时间为1分钟的情况下40天的数据量来算存储空间的话，其最大存储空间为：87*24*60*40＝5011200B＝4.78M。实际中基于硬件成本等因素考虑，一般选用4M容量的NORFLASH芯片就可以满足上述存储要求。
国网三相智能电能表的负荷记录的实现包括负荷记录的存储与读取，而传统的负荷记录数据的存储采用按所用空间内容预设定存储空间进行存储，即“各就各位”的方式，但上述方式会导致有的扇区空间经常存储满后需要经常擦写而导致出现坏区，而有的扇区空间空余现象较多，利用率低。同时传统的负荷的读取也是从存储的空间内依次查找，搜索到符合读取要求后才读出负荷记录数据，其也存在存储芯片容量相应前提下存储空间的利用率相当低，其灵活性也不强，而且在读取该负荷记录数据时速度慢，准确度也低。
随着科技不断发展对用电需求的不断提高，上述传统的电能表已经不适应智能电网特别是第二代智能电能表的发展需要。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述传统智能表存在的问题，提供一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，包括以下步骤：
步骤S1.确定需要存储的负荷记录模式字；
步骤S2.将存储区域根据负荷记录模式字的动态变化划分为负荷记录数据块辅助信息区与负荷记录数据内容区；
步骤S3.将负荷记录数据存入负荷记录数据内容区，将数据块辅助信息存入负荷记录数据块辅助信息区。
进一步，所述步骤S1中确定需要存储的负荷记录模式字这一参变量具体为，确定需要记录的数据块的字节数。
进一步，所述步骤S2中在根据动态划分存储区域之前还包括，确定存储区域的空间动态分配记录的空间大小。
进一步，所述步骤S2中根据负荷记录模式字的动态变化的采用以负荷记录数据块时间间隔相同为优先进行分配。
进一步，所述步骤S2中存储区域包括闪存NORFLASH和电可擦可编程只读存储器EEPROM。
更进一步，所述闪存NORFLASH中的负荷记录数据块辅助信息区存储总负荷记录数据块辅助信息与每类负荷记录辅助信息空间。
更进一步，所述总负荷记录数据块辅助信息包括当前块负荷记录模式字、当前块存储起始地址及当前块存储时间；和/或，所述每类负荷记录辅助信息空间包括当前类负荷记录数据块辅助信息序号；和/或，所述闪存NORFLASH中负荷记录数据内容存储空间存储记录条数及负荷记录数据。
更进一步，所述电可擦可编程只读存储器EEPROM的总负荷记录数据块辅助信息存储空间和分类负荷记录数据块辅助信息存储空间。
更进一步，所述电可擦可编程只读存储器EEPROM的总负荷记录数据块辅助信息存储空间存储数据块头指针Head、数据块尾指针Tail与最新数据存储时间；和/或，所述电可擦可编程只读存储器EEPROM的分类负荷记录数据块辅助信息存储空间存储存储每类数据块头指针Head、每类数据块尾指针Tail与每类最新数据存储时间。
更进一步，所述EEPROM中的头指针、尾指针指向NORFLASH存储的对应的数据块辅助信息数据的序号与存储地址。
本发明根据负荷记录模式字的变化动态分配存储空间，其特征是采用“负荷记录数据块辅助信息+负荷记录数据内容”的方式，采用以负荷记录数据块时间间隔相同为优先进行计算设计。动态分配NORFLASH空间并存储负荷记录数据。而每一条负荷记录数据块辅助信息的内容所占用的存储空间为固定的，负荷记录数据内容因负荷记录模式字的不同其存储空间不一样，每扇区存储的负荷记录数据条数信息也是不固定的。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
1.利用参变量“负荷记录模式字”的确定，根据需要记录的数据块的字节数及NORFLASH的空间动态分配记录的空间，确保了空间的最大利用率，同时体现了空间运用与数据存储的灵活性；
2.与传输仅存储负荷记录数据不同，本发明增加了负荷记录数据块辅助信息存储区，虽占用了一定的存储空间，但对于基于二分法的数据的读取上节约了时间，提高了查找与读取数据的速度，而且也提高了读取数据的准确性；
3.设置了EEPROM，借助在EEPROM中存储的负荷记录辅助信息与指针，运用指针索引的方法能更加准确快捷地查找到符合要求的负荷记录数据；
4.负荷记录模式字一旦修改，相应的负荷记录数据的存储随之动态分配，其记录的负荷数据就可以准确读取，体现了负荷记录数据块的灵活设置与准确高效读取。
附图说明
图1为本发明的负荷数据记录的总流程示意图；
图2为本发明的动态分配存储空间示意图；
图3为本发明的实施例的示意图；
图4为本发明的指针读取示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
实施例1
如图1-2所示，本实施例公开了一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，包括了以下步骤：
步骤S1.确定需要存储的负荷记录模式字；
步骤S2.将闪存NORFLASH和电可擦可编程只读存储器EEPROM两个存储区域，各自都根据负荷记录模式字的动态变化划分为负荷记录数据块辅助信息区与负荷记录数据内容区；
步骤S3.将负荷记录数据存入负荷记录数据内容区，将数据块辅助信息存入负荷记录数据块辅助信息区。
作为一种优选的分区方式，根据负荷记录模式字的动态变化的采用以负荷记录数据块时间间隔相同为优先进行分配。
EEPROM按位擦写，擦写次数可多达100万次，容量低，价格低，稳定性较好，价格低，而NORFLASH按块擦写，擦写次数只10万次，速度快，功耗低。通过指针查找负荷记录数据的快慢关键是在辅助信息的设置上。
在闪存NORFLASH上开辟负荷记录数据块辅助信息存储空间与负荷记录数据内容存储空间，其负荷记录数据块辅助信息包括“总”负荷记录数据块辅助信息与每类负荷记录辅助信息空间，其中前者存储当前块负荷记录模式字、当前块存储起始地址及当前块存储时间，后者存储当前类负荷记录数据块辅助信息序号，负荷记录数据内容存储空间存储记录条数及负荷记录数据。在电可擦可编程只读存储器EEPROM开辟“总”负荷记录数据块辅助信息存储空间，也开辟分类负荷记录数据块辅助信息存储空间，其中前者存储数据块头指针Head、数据块尾指针Tail与最新数据存储时间，后者存储每类数据块头指针Head、每类数据块尾指针Tail与每类最新数据存储时间。EEPROM中的指针指向NORFLASH存储的对应的数据块辅助信息数据。数据块头指针Head是针对六类负荷曲线记录，根据最早时间，最新时间及指定时间的记录；每类数据块头指针Head是针对电压、电流、有功功率、无功功率变量数据，这两种指针分别属于国网的不同要求。具体见附图4。当读取数据时，首先通过EEPROM存储的负荷记录数据块辅助信息得到当前负荷记录数据存储情况，当Head＝＝Tail＝-1时，表示没有负荷记录数据，否则表示有负荷记录数据。以下以“总”数据的读取举例说明：
1)当读取总“最早”负荷记录时，直接从EEPROM存储的负荷记录数据块辅助信息的Head指针指向的数据开始读取数据。
2)当读取总“最近”负荷记录时，直接从EEPROM存储的负荷记录数据块辅助信息的Tail指针指向的数据开始读取数据。
3)当读取总“给定时间”负荷记录时，直接从EEPROM存储的负荷记录数据块辅助信息的Head和Tail指针指向的数据之间搜索数据。
本实施例中分类数据的读取类似“总”数据得到读取，则根据EEPROM存储的分类负荷记录数据块辅助信息读取。
本实施例采用根据负荷记录模式状态字的变化来动态分配存储空间的方法，采用“负荷记录数据块辅助信息+负荷记录数据内容”的方式，以负荷记录条数相同为优先进行计算设计，动态分配NORFLASH空间并存储负荷记录数据。负荷记录数据块辅助信息包括负荷记录模式字、存储起始地址与存储时间，且每一扇区的负荷记录数据条数不是固定的。
EEPROM中的指针指向NORFLASH存储的对应的数据块辅助信息数据中的序号与存储地址，其序号与存储地址的信息表相当于索引表，从而通过指针准确快捷查找与读取NORFLASH中的对应的负荷记录数据。这样，EEPROM中的头指针与尾指针指向NORFLASH的对应的负荷记录数据，保证了头尾指针间的负荷记录数据的有效性，同时也确定了尾、头指针间序号所对应的存储空间的数据的无效性，为动态分配存储空间打好了基础。
实施例2
在实施例1的基础上具体举数据实例说明，采用MX25L3206EM2I的NORFLASH芯片，总存储空间为4096K Bytes，有1024个扇区组成，每个扇区的容量为4096Bytes。
本实施例具体可参见附图1-3同时结合表1-5所示。
当负荷记录模式确定后，以六个扇区存储单元为例，按原来的方法则是六个扇区分别归属于六类数据的存储，如负荷记录模式字只记录其中二类数据时，则其余四类数据存储空间则闲置着，而二类数据的擦写则频繁进行，空间利用率极低且会影响NORFLASH的使用寿命。而该发明的方法则是对负荷记录数据实行动态分配空间，如果六类数据的存储则以6个扇区为整体的一个存储单元，根据每类数据占用的字节空间不同而进行动态分配，划分出以记录条数相同的6个分配空间，如果负荷记录模式字要求负荷记录数据只存储二类数据，则仍然占用6个扇区作为一整体的存储空间，对二类数据所占用的不同的字节空间而在该存储空间内动态分配，划分出以记录条数相同的2个分配空间，因而存储空间的利用率大大提高，也不会对某个扇区频繁擦写而减少使用寿命。
为了便于存储数据的读取与负荷记录实现的高效性与准确性，本实施例采用了“负荷记录数据块辅助信息+负荷记录数据内容”的方式，能通过EEPROM中的头尾指针辅助信息找到对应的负荷记录数据。多分配的空间理论计算如下：
1扇区能存储“总”负荷记录数据块辅助信息条数为4096/8＝512.当负荷记录模式为所有六类数据时，这样一个扇区能存储4096/87＝47.08条数据。则1扇区的辅助信息存储条数要对应512/47.08＝10.875个扇区的存储内容。另外，负荷记录时每个扇区存储整数条信息，即1个扇区最多存储(47.08取整)47条数据。也就是说，如果6类数据都要存储记录，则6个扇区能存储47*5＝235条所有六类负荷记录数据，其中1个扇区用以存储辅助信息。
表1-3为本实施例的负荷记录数据块辅助信息与数据内容信息表。
表1“总”负荷记录数据块辅助信息表(NORFLASH)
表2“分类”负荷记录数据块辅助信息表(NORFLASH)
表3负荷记录内容(NORFLASH)列表
表4-5为本发明的EEPROM指针数据块辅助信息表。
表4“总”负荷记录指针数据块辅助信息表(EEPROM)
表5“分类’负荷记录指针数据块辅助信息表(EEPROM)
以上为本发明的优选实施方式，并不限定本发明的保护范围，对于本领域技术人员根据本发明的设计思路做出的变形及改进，都应当视为本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，包括以下步骤：
步骤S1.确定需要存储的负荷记录模式字；
步骤S2.将存储区域根据负荷记录模式字的动态变化划分为负荷记录数据块辅助信息区与负荷记录数据内容区；
步骤S3.将负荷记录数据存入负荷记录数据内容区，将数据块辅助信息存入负荷记录数据块辅助信息区。
2.根据权利要求1所述的一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，其特征在于，所述步骤S1中确定需要存储的负荷记录模式字这一参变量具体为，确定需要记录的数据块的字节数。
3.根据权利要求1所述的一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，其特征在于，所述步骤S2中在根据动态划分存储区域之前还包括，确定存储区域的空间动态分配记录的空间大小。
4.根据权利要求1所述的一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，其特征在于，所述步骤S2中根据负荷记录模式字的动态变化的采用以负荷记录数据块时间间隔相同为优先进行分配。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，其特征在于，所述步骤S2中存储区域包括闪存NORFLASH和电可擦可编程只读存储器EEPROM。
6.根据权利要求5述的一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，其特征在于，所述闪存NORFLASH中的负荷记录数据块辅助信息区存储总负荷记录数据块辅助信息与每类负荷记录辅助信息空间。
7.根据权利要求6所述的一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，其特征在于，所述总负荷记录数据块辅助信息包括当前块负荷记录模式字、当前块存储起始地址及当前块存储时间；和/或，所述每类负荷记录辅助信息空间包括当前类负荷记录数据块辅助信息序号；和/或，所述闪存NORFLASH中负荷记录数据内容存储空间存储记录条数及负荷记录数据。
8.根据权利要求5所述的一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，其特征在于，所述电可擦可编程只读存储器EEPROM的总负荷记录数据块辅助信息存储空间和分类负荷记录数据块辅助信息存储空间。
9.根据权利要求5所述的一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，其特征在于，所述电可擦可编程只读存储器EEPROM的总负荷记录数据块辅助信息存储空间存储数据块头指针Head、数据块尾指针Tail与最新数据存储时间；和/或，所述电可擦可编程只读存储器EEPROM的分类负荷记录数据块辅助信息存储空间存储每类数据块头指针Head、每类数据块尾指针Tail与每类最新数据存储时间。
10.根据权利要求9所述的一种基于动态分配的智能电能表负荷记录实现的方法，其特征在于，所述EEPROM中的头指针、尾指针指向NORFLASH存储的对应的数据块辅助信息数据的序号与存储地址。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: No. 1818, Xingping 1st Road, Pinghu Economic Development Zone, Jiaxing City, Zhejiang Province, 314200 Applicant after: Zhejiang Hengye Electronics Co.,Ltd. Address before: No. 1818, Xingping 1st Road, Pinghu Economic Development Zone, Jiaxing City, Zhejiang Province, 314200 Applicant before: ZHEJIANG HENGYE ELECTRONIC Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |