CN109633507A - 具有自诊断功能的电压监测仪 - Google Patents

Abstract

一种具有自诊断功能的电压监测仪，包括采集模块、控制模块、电源模块、存储模块、通讯定位模块及自检模块；所述自检模块配置为对所述采集模块、所述控制模块、所述电源模块、存储模块以及参数配置进行自检得到各个模块的运行工况；所述通讯定位模块配置为将各个模块的运行工况以及与位置信息关联的采集数据传输至电压管理系统。在电压监测仪中增加自诊断功能模块，自我检测电压监测仪的的运行工况，一旦发现病态运维模块及时修理、更换，从而预防或消除故障，保证电压监测仪安全可靠运行。

Description

具有自诊断功能的电压监测仪

技术领域

本发明属于仪器仪表技术领域，尤其涉及一种具有自诊断功能的电压监测仪。

背景技术

目前，供电电压合格率是评价电力企业对用户供电质量是否合格的重要指标，也是政府部门对供电企业进行监管的重要内容，是客户能用电、用好电的关键指标。在当前电力体制深化改革的大环境下，电力企业更应该将做好电压监测、提高供电质量作为企业的生命线，电压监测终端是按国家标准对电压合格率进行监测与统计的手段，是政府部门认可的有效的监测装置，因此供电企业要做好电压监测仪的运行维护，为持续改进供电质量提供数据支持。

供电电压监测点分为：A类电压监测点设置变电站10(20)kV各段母线；B类电压监测点设置在35kV专线供电和110kV及以上供电的用户端；C类电压监测点设置在10(20)kV供电和35kV非专线供电的用户端；以及，D类电压监测点设置在380/220V低压网络和用户端。可见，因电压监测仪安装位置分散、多样，很难安排定期运维，因而管理困难，运维困难。

目前，并没有一套可靠的管理系统方法对终端进行管理与运维，而是以被动式进行粗放式管理，通过数据传输的连续性、异常性分析推断现场终端运行情况，容易导致大概率因终端病态运行导致数据中断、数据错误等，在发现时可能故障已出现一周甚至一个月，导致终端数据不能连续，错过最佳运维时机且因事先并未指导终端异常原因导致一次运维成功率。另外，终端分布地域广、多样，制定定期巡维的计划势必增加大量工作，且效率低下，增加企业成本。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种具有自诊断功能的电压监测仪，旨在解决传统的电压监测仪中以被动式粗放管理，容易出现运维延迟和可靠性低下的问题。

本发明实施例提供了一种具有自诊断功能的电压监测仪，包括采集模块、控制模块、电源模块、存储模块、通讯定位模块和自检模块；

所述自检模块配置为对所述采集模块、所述控制模块、所述电源模块、存储模块以及参数配置进行自检得到各个模块的运行工况；

所述通讯定位模块配置为将各个模块的运行工况以及与位置信息关联的采集数据传输至电压管理系统。

上述的具有自诊断功能的电压监测仪增加自检信息，自我检测电压监测仪的运行工况并上传至管理系统，达到冗余通讯的目的，可以使得操作人员一旦发现病态运维模块及时修理、更换，保证运维的可靠性。另外，使用通讯定位模块传输电压监测仪自检信息，能保证管理人员实时掌握终端的运行状况，是一种较为可靠的终端改进，运维模式改进。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的具有自诊断功能的电压监测仪结构示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明实施例提供的具有自诊断功能的电压监测仪包括的采集模块、控制模块、电源模块、存储模块、通讯定位模块及自检模块；

自检模块配置为对采集模块、控制模块、电源模块、存储模块以及参数配置进行自检得到各个模块的运行工况；通讯定位模块配置为将各个模块的运行工况以及与位置信息关联的采集数据传输至电压管理系统。

本例中，采集模块用于采集电压信息，控制模块包括CPU或MCU等，用于控制电压监测仪的整体工作，并参与采集数据和运行工况的运算，电源模块用于给电压监测仪提供工作电压，存储模块可以为独立的存储器和嵌入在控制模块的存储器中的至少一种，包括RAM(random access memory，随机存取存储器)、FRAM(Ferromagnetic Random AccessMemory，铁电存储器)及FLASH(闪存)。自检模块与采集模块、控制模块、电源模块、存储模块及通讯定位模块连接，自检模块可以为独立的检测电路或者MCU实现。

在一个实施例中，自检模块对参数配置进行自检包括：

每间隔第一预设时间从RAM中读取参数和RAM检验码(即RAM内存储的检验码)，计算RAM中参数的检验码并与RAM检验码对比，若不一致，则通过通讯定位模块上报RAM参数错误；若一致则不上报。第一预设时间可以是30分钟、一个小时等。

进一步地，每间隔第二预设时间从FRAM中读取参数和FRAM校验码(即FRAM内存储的检验码)，计算FRAM中参数的检验码并与FRAM校验码对比；若不一致，则通过通讯定位模块上报FRAM参数错误；若一致则不上报。第二预设时间可以是30分钟、一个小时等。

在进一步地，每间隔第三预设时间从FLASH中读取备份的参数和FLASH校验码，并计算FLASH中参数的检验码与FLASH校验码对比；若不一致，则通过通讯定位模块上报FLASH参数错误；若一致则不上报。第二预设时间可以是30分钟、一个小时等。

上述对RAM、FRAM及FLASH中的参数配置的自检不限定于都要执行，也不限定都需要根据上述顺序执行，具体可以按照不同配置其中一种或多种。

在一个实施例中，自检模块对存储模块进行自检包括：每间隔第四预设时间重复向FALSH和/或FRAM的自检区域中任意一个地址写入随机数再读取多次，若读取数和写入数连续不一致超过预设次，则过通讯定位模块上报FALSH和/或FRAM故障。

具体地，每24小时自检一次FLASH。FALSH最后4k为自检区域，每次自检，、从此4k中随机选取一个地址，向此地址写入随机数，再读取，若读取的和写入的不一致，则重复上述步骤，直到连续三次不一致，报FLASH故障。每小时自检一次FRAM，FRAM最后100字节为自检区域，每次自检，从此100字节中随机取一个地址，向此地址写入随机数，再读取，若读取的和写入的不一致，则重复上述步骤，直到连续三次不一致，报FRAM故障；

在一个实施例中，自检模块对电源模块进行自检包括：每间隔第五预设时间对时钟电池电压进行检测，当检测到时钟电池电压低于预设电压时，通过通讯定位模块上报时钟电池电压过低故障。

具体地，连接时钟电池的比较器将输出高电平到CPU(控制模块)外部引脚，每秒(第五预设时间)检测一次此引脚状态，检测到高电平认为时钟电池电压低。

在一个实施例中，自检模块对电源模块进行自检包括：每间隔第六预设时间对外部接入电源进行检测，当检测到外部接入电源失电时，控制模块控制电源模块进入电池供电模式。

具体地，通过比较器输出高电平到CPU外部引脚，每秒(第六预设时间)检测一次此引脚状态，检测到高电平认为外部交流(外部接入电源)失电，此时进入电池供电模式。

在一个实施例中，自检模块对采集模块进行自检包括：对每个电压窗口的所有采样值进行求和得到求和值将求和值的绝对值sum与阈值进行比较，在求和值sum的绝对值大于阈值时，通过通讯定位模块上报采集模块故障。求和值sum的绝对值大于阈值，说明采集模块中的采样电路及A/D转换器可能存在异常，在计算任务中是计算大于阀值的窗口值次数，而在统计任务中判断一分内的异常次数大于某个值(如50)则认为A/D转换器异常；小于某个值(50)则认为A/D转换器正常。

本例中，定位通讯模块包括GPRS模块、以太网模块及北斗模块中的至少一种。

自检模块还可以对对定位通讯模块进行自检，其中：若检测到GPRS模块和以太网模块均无法与电压管理系统通讯时，则启动北斗模块与电压管理系统通讯。具体地，当GPRS模块或以太网模块可正常通讯时，基于此两种方式传输采集数据和运行工况，当这两个模块无法与电压管理系统通讯时，则改用北斗模块传输，自检模块关于运行工况的数据编码尽可能简单以实现北斗模块一次传输全部信息。

电压监测仪自诊断功能需嵌入到某个软件程序中使用，能够及时、正确地对电压监测仪各种异常状态或故障状态给出诊断，一旦发现病态运维模块及时修理、更换，从而预防或消除故障，保证电压监测仪安全可靠运行。

电压管理系统可以是运行在桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备的软件系统。

存储单元可以是控制模块的内部存储单元，也可以是控制模块的外部存储设备，例如电压监测仪上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储单元还可以既包括控制模块的内部存储单元也包括外部存储设备。控制模块用于存储计算机程序以及自诊断功能所需的其他程序和数据。存储单元还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

Claims (10)

1.一种具有自诊断功能的电压监测仪，包括采集模块、控制模块、电源模块及存储模块，其特征在于，还包括通讯定位模块和自检模块；

所述自检模块配置为对所述采集模块、所述控制模块、所述电源模块、存储模块以及参数配置进行自检得到各个模块的运行工况；

所述通讯定位模块配置为将各个模块的运行工况以及与位置信息关联的采集数据传输至电压管理系统。

2.如权利要求1所述的具有自诊断功能的电压监测仪，其特征在于，所述自检模块对参数配置进行自检包括：

每间隔第一预设时间从RAM中读取参数和RAM检验码，计算RAM中参数的检验码并与RAM检验码对比，若不一致，则通过所述通讯定位模块上报RAM参数错误。

3.如权利要求2所述的具有自诊断功能的电压监测仪，其特征在于，所述自检模块对参数配置进行自检还包括：

每间隔第二预设时间从FRAM中读取参数和FRAM校验码，计算FRAM中参数的检验码并与FRAM校验码对比；若不一致，则通过所述通讯定位模块上报FRAM参数错误。

4.如权利要求3所述的具有自诊断功能的电压监测仪，其特征在于，所述自检模块对参数配置进行自检还包括：

每间隔第三预设时间从FLASH中读取备份的参数和FLASH校验码，并计算FLASH中参数的检验码与FLASH校验码对比；若不一致，则通过所述通讯定位模块上报FLASH参数错误。

5.如权利要求1所述的具有自诊断功能的电压监测仪，其特征在于，所述自检模块对存储模块进行自检包括：

每间隔第四预设时间重复向FALSH和/或FRAM的自检区域中任意一个地址写入随机数再读取多次，若读取数和写入数连续不一致超过预设次，则过所述通讯定位模块上报FALSH和/或FRAM故障。

6.如权利要求1所述的具有自诊断功能的电压监测仪，其特征在于，所述自检模块对电源模块进行自检包括：

每间隔第五预设时间对时钟电池电压进行检测，当检测到时钟电池电压低于预设电压时，通过所述通讯定位模块上报时钟电池电压过低故障。

7.如权利要求1所述的具有自诊断功能的电压监测仪，其特征在于，所述自检模块对电源模块进行自检包括：

每间隔第六预设时间对外部接入电源进行检测，当检测到外部接入电源失电时，所述控制模块控制电源模块进入电池供电模式。

8.如权利要求1所述的具有自诊断功能的电压监测仪，其特征在于，所述自检模块对采集模块进行自检包括：

对每个电压窗口的所有采样值进行求和得到求和值；

将所述求和值的绝对值与阈值进行比较，在所述求和值的绝对值大于所述阈值时，通过所述通讯定位模块上报采集模块故障。

9.如权利要求1至8任一项所述的具有自诊断功能的电压监测仪，其特征在于，所述定位通讯模块包括GPRS模块、以太网模块及北斗模块中的至少一种。

10.如权利要求9所述的具有自诊断功能的电压监测仪，其特征在于，还包括所述自检模块对所述定位通讯模块进行自检，其中：

若检测到GPRS模块和以太网模块均无法与所述电压管理系统通讯时，则启动所述北斗模块与所述电压管理系统通讯。