CN116995624A - 一种单相重合器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单相重合器及其控制方法，包括：步骤1，单相重合器判断线路是否有电流，线路无电流且无电流时间满足设定值则进入步骤2；步骤2，单相重合器进入低功耗模式；步骤3，周期性唤醒单相重合器，并打开通信模块监听模式；步骤4，判断是否监听到有效唤醒报文，未监听到有效唤醒报文则执行步骤2，监听到有效唤醒报文则退出低功耗模式，单相重合器恢复正常运行状态。本方法能够进一步降低单相重合器等待来电期间的功耗，保证通信唤醒的成功率。
Description
技术领域
本发明涉及一种重合器，尤其涉及一种单相重合器及其控制方法。
背景技术
随着技术水平的快速提升，配网自动化应用不断加强。单相重合器可以实现线路故障判断、保护，根据设定的序列进行开断或重合动作，实现故障的隔离，确保非故障线路正常运行。当出现线路保护跳闸时，线路断电，重合器供电由线路取电转为备用电池供电。此时为了减轻备用电池损耗，断电一段时间设备会进入低功耗状态以等待线路来电或通讯操作，唤醒后需要保证设备进行可靠的合闸充电操作，因此对设备的功耗有更高的要求。
为了实现降低重合器在等待来电期间的功耗，现有技术存在两种方案：第一种是让设备直接进入低功耗状态但需要一直打开通讯模块，第二种则是周期性唤醒打开通讯模块。在第一种方案下，当线路停电后原先设备采用直接进入低功耗的模式，通过线路来电或直接手动合闸操作、通讯唤醒。这种方式需要在进入低功耗之前打开通讯模块接收模式，以便接收到退出低功耗模式的唤醒报文信号。但是通信接收模式功耗较大，接收模式一直打开会导致功耗较高且无法处理喂狗任务，因此该方案中的设备功耗只能降低到一定程度。在第二种方案下，通过周期性唤醒设备，唤醒状态下处理喂狗任务并打开通信接收模式，以便接收到退出低功耗模式的信号。由于通信接收模式功耗较大，想要降低功耗到一定程度，就要尽可能减少设备处于唤醒状态的时间。又由于接收模式与唤醒报文的时间匹配度要求较高，导致这种方案的实际通信唤醒成功率不高。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明提出一种单相重合器及其控制方法，能够进一步降低单相重合器等待来电与通讯唤醒期间的功耗，保证通信唤醒的成功率。
技术方案：本发明所采用的技术方案是一种单相重合器的控制方法，包括应用于含微控制器的单相重合器中，当线路停电或装置跳闸保护后，通过备用电池为单相重合器供电，该方法包括以下步骤：
步骤1，单相重合器判断线路是否有电流，线路无电流且无电流时间满足设定值则进入步骤2；
步骤2，单相重合器进入低功耗模式；
步骤3，周期性唤醒单相重合器，并打开通信模块监听模式；
步骤4，判断是否监听到有效唤醒报文，未监听到有效唤醒报文则执行步骤2，监听到有效唤醒报文则退出低功耗模式，单相重合器恢复正常运行状态。
低功耗模式下，系统关闭除来电、合闸操作唤醒相关的外设、引脚、时钟，且微控制器设为停止模式。
所述的周期性唤醒单相重合器，通过配置微控制器自身低功耗定时器时间t1用于唤醒系统；低功耗定时器在微控制器停止模式下维持工作。
若(0-t1)期间微控制器被唤醒，则判断来电或合闸唤醒标志位，确定唤醒原因并退出低功耗模式；若t1时刻芯片被唤醒，则为低功耗定时器唤醒，并执行以下操作：配置自身唤醒标志位，初始化看门狗进行喂狗操作，配置通信模块参数，开启通信模块监听模式，对设定信道频段进行扫描；其中t1应小于系统看门狗最大喂狗时间。
所述通信模块采用LORA模块，监听模式采用LORA模块的CAD监听模式。
判断是否监听到唤醒报文，是将LORA设为接收模式，判断接收到的报文是否为本装置的唤醒报文。
判断是否监听到唤醒报文包括以下过程：监听唤醒报文中的前导码，当监测到前导码时将LORA设为接收模式，判断接收到的报文是否为本装置的唤醒报文。
LORA唤醒报文前导码时间配置应大于t1+2*t2，其中t2为LORA模块通信参数与CAD模式配置时间加上CAD模式监听时间。
本发明还提出一种单相重合器，包括微处理器，所述微处理器的功能包括停止模式与定时器唤醒功能，所述微处理器执行所述计算机程序时实现所述单相重合器的控制方法中的步骤。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述单相重合器的控制方法中的步骤。
有益效果：相比于现有技术，本发明提供了一种低功耗的单相重合器通信方法，设备在低功耗状态下周期性唤醒，处理喂狗操作并打开通讯模块监听模式，监测唤醒报文。相比现有的两种常用方案，该方案能够进一步降低等待来电期间的单相重合器功耗，同时保证通信唤醒的成功率。与一般系统持续低功耗或间歇低功耗等待唤醒方法相比，本发明方法通过周期唤醒检测对应信道频段的唤醒信号，解决了系统长时间或间歇处于信号接收状态功耗高的问题，提高了低功耗状态的通信效率。目前，本发明专利在实际验证测试中系统的整体功耗小于1mA，解决了单相重合器在极低功耗下的唤醒问题，能够在大大降低单相重合器等待来电期间功耗的同时，保证通信唤醒的成功率。
附图说明
图1是本发明所述的单相重合器的控制方法的流程图；
图2是实施例所述的单相重合器的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明所述的单相重合器的控制方法，其流程图如图1所示。当线路停电或装置跳闸保护后装置无法取电时，通过备用电池供电，当一定时间线路无流时系统进入低功耗状态，等待线路来电、合闸操作、通信唤醒。设备在低功耗状态下周期性唤醒，处理喂狗操作并打开通讯模块监听模式，当判断监听到唤醒报文时退出低功耗模式并打开通信接收模式进行唤醒处理。具体的，单相重合器初始化后正常运行，当线路停电或装置跳闸保护后装置无法取电时，通过备用电池供电，并进行如下控制，如图2所示：
步骤1：单相重合器判断线路是否有电流，线路有电流则设备正常运行，线路无电流且无电流时间满足设定值则进入步骤2。
步骤2：单相重合器进入低功耗模式。
低功耗模式下，系统关闭除来电、合闸操作唤醒相关的外设、引脚、时钟，且芯片设为停止模式，此时系统功耗最低。配置芯片自身低功耗定时器时间t1用于唤醒系统。低功耗定时器在芯片睡眠或停机模式下依然可以低功耗工作。上述芯片不限于STM32L系列，所用芯片功能包括低功耗停止模式与定时器唤醒即可。
步骤3：周期性唤醒单相重合器，并打开通讯模块监听模式。在唤醒状态下监听报文。
本实施例中优选LORA监听。LoRa是创建长距离通讯连接的物理层或无线调制，相较于传统的FSK技术以及稳定性和安全性不足的短距离射频技术，LoRa基于CSS调制技术(Chirp Spread Spectrum)在保持低功耗的同时极大地增加了通讯范围，具有传输距离远、抗干扰性强等特点。
若0-t1芯片被唤醒，则系统判断来电或合闸唤醒标志位，确定唤醒原因并退出低功耗模式；若t1时芯片被唤醒，则为低功耗定时器唤醒，配置自身唤醒标志位，此时先初始化看门狗进行喂狗操作，配置LORA模块通信参数，开启CAD监听模式，对设定信道频段进行扫描。
上述时间t1应小于系统看门狗最大喂狗时间。
步骤4：判断是否监听到有效唤醒报文，未监听到唤醒报文则执行步骤3，监听到唤醒报文则退出低功耗模式，单相重合器恢复正常运行状态。
判断是否监听到唤醒报文，是将LORA设为接收模式，判断接收到的报文是否为本装置的唤醒报文。
为进一步降低功耗，优选的，判断是否监听到唤醒报文包括以下过程：采用监测唤醒报文的前导码，监测模式功耗较低，前导码有效才打开接收模式，进行进一步的唤醒报文处理。即，监听唤醒报文中的前导码，当监测到前导码时将LORA设为接收模式，若接收到本装置的唤醒报文，系统退出低功耗模式，若唤醒报文不正确，则执行步骤2。LORA唤醒报文前导码时间配置应大于t1+2*t2，其中t2为LORA模块通信参数与CAD模式配置时间+CAD模式监听时间。
Claims (10)
1.一种单相重合器的控制方法，应用于含微控制器的单相重合器中，当线路停电或装置跳闸保护后，通过备用电池为单相重合器供电，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，单相重合器判断线路是否有电流，线路无电流且无电流时间满足设定值则进入步骤2；
步骤2，单相重合器进入低功耗模式；
步骤3，周期性唤醒单相重合器，并在唤醒状态下打开通信模块监听模式；
步骤4，判断是否监听到有效唤醒报文，未监听到有效唤醒报文则执行步骤2，监听到有效唤醒报文则退出低功耗模式，单相重合器恢复正常运行状态。
2.根据权利要求1所述的单相重合器的控制方法，其特征在于：低功耗模式下，系统关闭除来电、合闸操作唤醒相关的外设、引脚、时钟，且微控制器设为停止模式。
3.根据权利要求1所述的单相重合器的控制方法，其特征在于：所述的周期性唤醒单相重合器，通过配置微控制器自身低功耗定时器时间t1用于唤醒系统；低功耗定时器在微控制器停止模式下维持工作。
4.根据权利要求3所述的单相重合器的控制方法，其特征在于：若(0-t1)期间微控制器被唤醒，则判断来电或合闸唤醒标志位，确定唤醒原因并退出低功耗模式；若t1时刻芯片被唤醒，则为低功耗定时器唤醒，并执行以下操作：配置自身唤醒标志位，初始化看门狗进行喂狗操作，配置通信模块参数，开启通信模块监听模式，对设定信道频段进行扫描；其中t1应小于系统看门狗最大喂狗时间。
5.根据权利要求4所述的单相重合器的控制方法，其特征在于：所述通信模块采用LORA模块，监听模式采用LORA模块的CAD监听模式。
6.根据权利要求5所述的单相重合器的控制方法，其特征在于：判断是否监听到唤醒报文，是将LORA设为接收模式，判断接收到的报文是否为本装置的唤醒报文。
7.根据权利要求5所述的单相重合器的控制方法，其特征在于：判断是否监听到唤醒报文包括以下过程：监听唤醒报文中的前导码，当监测到前导码时将LORA设为接收模式，判断接收到的报文是否为本装置的唤醒报文。
8.根据权利要求7所述的单相重合器的控制方法，其特征在于：LORA唤醒报文前导码时间配置为大于t1+2*t2，其中t2为LORA模块通信参数与CAD模式配置时间加上CAD模式监听时间。
9.一种单相重合器，其特征在于：包括微处理器，所述微处理器的功能包括停止模式与定时器唤醒功能，所述微处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述单相重合器的控制方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述单相重合器的控制方法中的步骤。
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