CN214175360U - 一种电缆故障培训及评测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种电缆故障培训及评测系统，其特征在于，所述电缆故障检测技术领域，所述系统包括：服务器、控制板卡、FPGA卡、供电模块、附件装置；其中，所述FPGA卡通过总线控制器控制的高速总线与所述控制板卡连接；所述附件装置与所述服务器进行连接，所述服务器的通信控制信号输出端与所述控制板卡的通信控制信号输入端电连接；所述服务器的附件控制信号输出端与所述附件装置的控制信号输入端进行电连接；所述供电模块与所述控制板卡电源端、FPGA卡的电源端及服务器的电源端连接。

Description

一种电缆故障培训及评测系统

技术领域

本实用新型提出了一种电缆故障培训及评测系统，属于电缆故障技术领域。

背景技术

电缆在工业上和生活当中都发挥着重要的作用，广泛应用于各行各业中，比如：铁路，航天，通信，电力系统等。与此同时，电缆的铺设方式不同就会带来不同的问题，会产生一些人为的或者非人为的损坏，或是由外部原因导致电缆中的导线断裂或者导线接触不良等问题，比如绝缘老化变质、绝缘受潮、机械损伤等。种种的问题导致了很难确定金属导线的断裂和损坏位置，给电缆的日常检修工作带来了很大的困难。传统的电缆检测方法多是采用电桥方法，在测量后还要进行人工校准，自动化程度偏低。应用传统的检测方法导致的检测速度慢，造价而且错检率高，工作效率低。

因此，有必要设计一种电缆故障培训及评测系统，对传统的电缆检测方法进行改进，从而进行系统的分析电缆故障，进行对电缆故障的培训学习，以便之后能够在实际环境中快速有效地对电缆故障进行准确定位成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电缆故障培训及评测系统，用以解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：

本实用新型提出一种电缆故障培训及评测系统，所述系统包括：服务器、控制板卡、 FPGA卡、供电模块、附件装置；其中，所述FPGA卡通过总线控制器控制的高速总线与所述控制板卡连接；所述附件装置与所述服务器进行连接，所述服务器的通信控制信号输出端与所述控制板卡的通信控制信号输入端电连接；所述服务器的附件控制信号输出端与所述附件装置的控制信号输入端进行电连接；所述供电模块与所述控制板卡电源端、FPGA卡的电源端及服务器的电源端连接。

进一步地，所述附件装置包括鼠标和显示屏；所述鼠标的按键的控制信号输入端与所述服务器的按键控制信号输出端相连；所述显示屏的显示信号输入端与所述服务器的显示控制信号输出端相连；所述鼠标的按键的控制信号输入端和显示屏的显示信号输入端即为所述附件装置的控制信号输入端；所述服务器的按键控制信号输出端和显示控制信号输出端即为所述服务器的附件控制信号输出端。

进一步地，还包括：校验卡；

所述校验卡包括总线接口模块、接收模块、发送模块、自检测模块和连接各模块的内部总线，所述总线接口模块分别与所述控制板卡、所述接收模块和所述发送模块连接，且所述接收模块、所述发送模块和所述自检测模块相互连接。

进一步地，所述供电模块包括输出接口单元、输入接口单元、电压转换单元和总线接口，所述FPGA卡的数据端口与所述总线接口的数据端口连接，所述输入接口单元、所述电压转换单元和所述输出接口单元依次连接后分别与所述控制板卡和所述FPGA卡连接。

进一步地，所述控制板卡由四层印刷电路板构成，包括一次连接的检测接口、脉冲发生器、数模转换单元和输出接口。

进一步地，所述脉冲发生器进行故障电缆的脉冲异常情况确定的预设脉冲频率阈值为： C＝10Hz，其中，C表示测频异常情况对应的脉冲频率阈值。

进一步地，所述供电模块包括电源管理装置、电池和USB接口；所述电源管理装置与所述电池进行电连接，并且所述电源管理装置与所述USB接口进行电连接。

进一步地，所述电源管理装置的电源控制信号输入端与服务器的电源控制信号输出端相连；所述电源管理装置的电源控制信号输入端即为所述服务器与所述供电模块进行电连接的信号端。

进一步地，所述服务器还包括核心处理器和硬盘及桥接芯片，所述核心处理器通过桥接芯片与所述硬盘进行连接。

本实用新型有益效果：本实用新型提出的电缆故障培训及评测系统通过使用服务器使其计算具有极高的计算精度和极高的计算速度。

附图说明

图1为本实用新型所述系统的系统框图；

图2为图1所示控制板卡的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提出本实用新型提出一种电缆故障培训及评测系统，如图1、2所示，所述系统包括：服务器、控制板卡、FPGA卡、供电模块、附件装置；其中，所述FPGA 卡通过总线控制器控制的高速总线与所述控制板卡连接；所述附件装置与所述服务器进行连接，所述服务器的通信控制信号输出端与所述控制板卡的通信控制信号输入端电连接；所述服务器的附件控制信号输出端与所述附件装置的控制信号输入端进行电连接；所述供电模块与所述控制板卡电源端、FPGA卡的电源端及服务器的电源端连接。

其中，所述附件装置包括鼠标和显示屏；所述鼠标的按键的控制信号输入端与所述服务器的按键控制信号输出端相连；所述显示屏的显示信号输入端与所述服务器的显示控制信号输出端相连；所述鼠标的按键的控制信号输入端和显示屏的显示信号输入端即为所述附件装置的控制信号输入端；所述服务器的按键控制信号输出端和显示控制信号输出端即为所述服务器的附件控制信号输出端。

其中，所述供电模块包括输出接口单元、输入接口单元、电压转换单元和总线接口，所述FPGA卡的数据端口与所述总线接口的数据端口连接，所述输入接口单元、所述电压转换单元和所述输出接口单元依次连接后分别与所述控制板卡和所述FPGA卡连接。

所述控制板卡由四层印刷电路板构成，包括一次连接的检测接口、脉冲发生器、数模转换单元和输出接口。

进一步地，服务器还包括核心处理器和硬盘及桥接芯片，核心处理器通过桥接芯片与所述硬盘进行连接。

本实施例提出的系统为硬件系统，还需在服务器上部署嵌入式软件操作系统，它集合了多种现场各种真实的电缆故障波形(如：全长、断线、低阻、中间接头、穿管故障、疑难超高阻、稳定型高阻、近端故障、未击穿波形等)及电缆故障测试原理知识、教学视频、现场经典案例、波形考试等，整合了大数据，丰富了教学内容。系统采取计算机题库型模式设计，按波形难易程度分为入门级和专家级。学员判断完毕，可按校验，系统自动判断所卡波形是否正确，正确则系统显示：“答对”，故障类型选择错误或波形位置选择不对，则系统显示：“错误”提示，且光标自动弹出正确位置，考生可根据自身学习的程度自行设置考题数量、考试时间、进行模拟考试，考官可任意设置练习和考试的时间、题量、难易程度及题库类型，通过上机考试对学员进行综合测评，了解学员学习情况，对学员薄弱的知识点重点突击，使学员得到丰富实效的培训，此外还可以通过远程协助，帮助您解答疑难问题，系统备用的扩展端口可根据客户需求增加模块，实现个性化定制，为您快速掌握故障测试技巧提供了最快捷，最有效的帮助，所述嵌入式软件操作系统为现有技术，通过部署至服务器上，从而使系统更好的完成电缆故障的培训学习。

在实施例中所述嵌入式软件操作系统还设置电缆故障检测方式、配置检测参数、发送检测命令、介绍并分析处理检测数据，实现了故障检测的智能化与可视化，方便了用户操作及识别电缆故障类型；数模转换单元，在FPGA卡的控制下，以数字锁相环PLL输出频率对电缆反射脉冲进行采样转换，转换结果存储于FPGA卡内部存储器中，FPGA卡访问将该数据并通过系统总线发送给控制板卡；脉冲发生器包括直流高压产生电路和脉冲发送电路两部分，直流高压产生电路由FPGA卡控制通过高频变压器和整流电路实现，在电路板中可产生200V直流电压。脉冲发送电路由FPGA卡根据故障检测方式控制发送。控制板卡作为电缆故障检测的移动设备的主要部件，完成故障检测的主要功能，包括脉冲发送和 AD转换和信号分析、处理及结果输出。该附件装置包括与控制板卡连接的鼠标和显示屏；触摸式显示屏可以采用真彩色液晶显示触摸屏，便于用户设置参数，输入指令和查看检测结果，鼠标为用户提供了便捷的交互操作方式。该供电模块为控制板卡和FPGA卡及服务器提供指定电压。

工作时，控制板卡完成发送检测命令、分析处理检测数据的作用，显示屏及鼠标主要用于输入命令并以波形图及文字相结合的方式显示检测分析结果。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，该系统还包括校验卡，包括总线接口模块、接收模块、发送模块、自检测模块和连接各模块的内部总线。其中，总线接口模块分别与控制板卡、接收模块和发送模块连接，且接收模块、发送模块和自检测模块相互连接，该总线接口模块由缓冲芯片和编程芯片构成，利用硬件描述语言进行逻辑编程。通过地址译码与读写控制产生校验卡的控制信号；该接收模块由总线接口芯片构成，完成数据通道，接收数据；发送模块主要由先进先出存贮器和时序电路组成。总线模块通过地址线、控制线和数据线与控制板卡相连。通过地址总线译码及一些门电路产生接收模块的所有控制信号。接收模块的数据线通过数据总线缓冲与控制板卡的数据线相连，完成数据通道。发送模块可以为总线接口模块提供驱动电路。发送数据流程；接收模块输出的数据直接接到发送模块，接收模块产生的信号也接到控制板卡的中断输入端。控制板卡根据接收的信息根据预设脉冲频率阈值进行判断后产生相应的信号再发送到接收模块中，所述脉冲发生器进行故障电缆的脉冲异常情况确定的预设脉冲频率阈值为：C＝10Hz，其中，C表示测频异常情况对应的预设脉冲频率阈值，接收模块和发送模块相配合后把数据自动发出去，整个过程对于用户来说可以减少很多不必要的中断，进一步提高系统的实时性及可靠性。自检测模块由可编程芯片组成，并根据中断源的数量设置一个中断源识别器和中断逻辑译码电路，当自检测模块接收中断时,其通过软件检测方式判别是哪一个接收器引起的中断,再进行相关的数据接收处理。中断接收数据首先存放在缓冲区内,再由主程序读取。在处理机产生中断后，再读一次中断源，便可知道是那一个中断源产生的中断。本实施例可大大节省硬件资源，同时也节省板卡上的可利用空间，简化了系统结构，缩短了设计周期，提高了系统的可靠性。

进一步地，在本实用新型的一个进一步实施例中，供电模块包括输出接口单元、输入接口单元、电压转换单元和总线接口，所述FPGA卡的数据端口与所述总线接口的数据端口连接，所述输入接口单元、所述电压转换单元和所述输出接口单元依次连接后分别与所述控制板卡和所述FPGA卡连接，FPGA卡的数据端口与总线接口的数据端口连接，输入接口单元、电压转换单元和输出接口单元依次连接后分别与控制板卡和FPGA卡连接，输入输出端口并联在一起，当板卡输出脉冲时，板卡可以检测输出脉冲的脉冲频率值，并记录上升沿与下降沿的系统时间。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种电缆故障培训及评测系统，其特征在于，所述系统包括：服务器、控制板卡、FPGA卡、供电模块、附件装置；其中，所述FPGA卡通过总线控制器控制的高速总线与所述控制板卡连接；所述附件装置与所述服务器进行连接，所述服务器的通信控制信号输出端与所述控制板卡的通信控制信号输入端电连接；所述服务器的附件控制信号输出端与所述附件装置的控制信号输入端进行电连接；所述供电模块与所述控制板卡电源端、FPGA卡的电源端及服务器的电源端连接。

2.根据权利要求1所述的一种电缆故障培训及评测系统，其特征在于，所述附件装置包括鼠标和显示屏；所述鼠标的按键的控制信号输入端与所述服务器的按键控制信号输出端相连；所述显示屏的显示信号输入端与所述服务器的显示控制信号输出端相连；所述鼠标的按键的控制信号输入端和显示屏的显示信号输入端即为所述附件装置的控制信号输入端；所述服务器的按键控制信号输出端和显示控制信号输出端即为所述服务器的附件控制信号输出端。

3.根据权利要求1所述的一种电缆故障培训及评测系统，其特征在于，还包括：校验卡；

所述校验卡包括总线接口模块、接收模块、发送模块、自检测模块和连接各模块的内部总线，所述总线接口模块分别与所述控制板卡、所述接收模块和所述发送模块连接，且所述接收模块、所述发送模块和所述自检测模块相互连接。

4.根据权利要求1所述的一种电缆故障培训及评测系统，其特征在于，所述供电模块包括输出接口单元、输入接口单元、电压转换单元和总线接口，所述FPGA卡的数据端口与所述总线接口的数据端口连接，所述输入接口单元、所述电压转换单元和所述输出接口单元依次连接后分别与所述控制板卡和所述FPGA卡连接。

5.根据权利要求1所述的一种电缆故障培训及评测系统，其特征在于，所述控制板卡由四层印刷电路板构成，包括一次连接的检测接口、脉冲发生器、数模转换单元和输出接口。

6.根据权利要求5所述的一种电缆故障培训及评测系统，其特征在于，所述脉冲发生器进行故障电缆的脉冲异常情况确定的预设脉冲频率阈值为：C＝10Hz，其中，C表示测频异常情况对应的预设脉冲频率阈值。

7.根据权利要求1所述的一种电缆故障培训及评测系统，其特征在于，所述供电模块还包括电源管理装置、电池和USB接口；所述电源管理装置与所述电池进行电连接，并且所述电源管理装置与所述USB接口进行电连接。

8.根据权利要求7所述的一种电缆故障培训及评测系统，其特征在于，所述电源管理装置的电源控制信号输入端与服务器的电源控制信号输出端相连；所述电源管理装置的电源控制信号输入端即为所述服务器与所述供电模块进行电连接的信号端。

9.根据权利要求1所述的一种电缆故障培训及评测系统，其特征在于，所述服务器还包括核心处理器和硬盘及桥接芯片，所述核心处理器通过桥接芯片与所述硬盘进行连接。

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