專利名稱：一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統的制作方法
技術領域：
本申請涉及電力系統測試計量領域，特別涉及一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統。
背景技術：
應用于電網中的電力信息采集系統，其通信方式包括低壓電力線載波、微功率無線等方式，而電力用戶用電信息采集系統的通信模塊包括集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊及電能表載波通信模塊，這些通信模塊分別安裝于信息采集系統的集中器、采集器及電能表中，通過這些通信模塊組成了用電信息采集系統的本地信道，實現用電信息的可靠采集。通信模塊的工作狀態主要包括兩種，一種是載波通信發射狀態，一種是載波通信靜止狀態。而通信模塊的產品種類繁多、質量參差不齊，處于不同工作狀態時消耗的功率各不相同。國家電網在檢測標準中，已經對用電信息采集系統的通信模塊的載波通信發射狀態功耗和載波通信靜止狀態功耗做了明確規定，但現有技術下無法實現準確地測量出所述通信模塊的電流、電壓在上述兩種工作狀態下的實時數據，獲取其功耗值，從而無法為電力行業研究載波芯片性能及評估提供準確地數據支持和科學依據。

發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統，用以解決無法準確測量用電信息采集系統通信模塊在載波通信發射狀態機載波通信靜止狀態下的功耗值的技術問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統，包括測量模塊及控制模塊，其中所述測量模塊，用于分別對需要進行功耗測試的被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的電流值、電壓值進行數據采樣；所述控制模塊，用于接收用戶輸入的交互指令，依據所述交互指令對所述測量模塊進行數據采樣的測量控制，讀取所述測量模塊測量的被測通信模塊的在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的采樣數據，并依據所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的采樣數據計算獲得所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的功耗值。上述系統，優選地，所述系統還包括電源模塊所述電源模塊用于為所述測量模塊及所述控制模塊提供工作電源。上述系統，優選地，所述系統還包括應用模塊所述應用模塊，用于接收用戶輸入的交互指令，并將所述交互指令傳送至所述控制模塊實現對所述測量模塊進行數據采樣的測量控制，接收所述控制模塊發送的采樣數據及功耗值。上述系統，優選地，所述系統還包括存儲模塊；所述存儲模塊，用于將所述控制模塊獲取被測通信模塊的采樣數據及功耗值進行存儲。上述系統，優選地，所述系統還包括電位器所述電位器，用于調節所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的工作電壓。經上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明提供了一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統，該系統接收用戶輸入的交換指令，通過對被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的電流值及電壓值進行數據采樣，獲取采樣數據，并依據所述采樣獲取被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的功耗值。由此通過本發明提供的功耗測試系統能夠準確地測量出所述通信模塊的電流、電壓在上述兩種工作狀態下的實時數據，獲取其功耗值，從而無法為電力行業研究載波芯片性能及評估提供準確地數據支持和科學依據。當然，實施本申請的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。


為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例一結構示意圖；圖2為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例二結構示意圖；圖3為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例三結構示意圖；圖4為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例四在實際應用中的系統框架圖；圖5為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例四在數據采樣過程中的CS5550任務加中斷的控制流程圖；圖6為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例四在數據采樣過程中的中斷中讀取采樣數據的控制流程圖；圖7為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例四的PC交互任務流程圖；圖8為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例四的中斷過程中采樣數據發送的控制流程圖。
具體實施例方式下面將結合本申請實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。實施例一參考圖1所示為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例一結構示意圖，所述系統包括測量模塊101及控制模塊102，其中所述測量模塊101，用于分別對需要進行功耗測試的被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的電流值、電壓值進行數據采樣。其中，所述被測通信模塊可以設置為需要進行測試的用電信息采集系統的通信模塊中集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊及電能表載波通信模塊任意一個通信模塊。所述控制模塊102，用于接收用戶輸入的交互指令，依據所述交互指令對所述測量模塊101進行數據采樣的測量控制，讀取所述測量模塊101測量的被測通信模塊的在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的采樣數據，并依據所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的采樣數據計算獲得所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的功耗值。有上述可知，本發明提供了一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例，該系統實施例接收用戶輸入的交換指令，通過對集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊或電能表載波通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的電流值及電壓值進行數據采樣，獲取采樣數據，并依據所述采樣獲取被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的功耗值。由此通過本發明提供的功耗測試系統能夠準確地測量出集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊及電能表載波通信模塊的電流、電壓在上述兩種工作狀態下的實時數據，獲取其功耗值，從而為電力行業研究載波芯片性能及評估提供準確地數據支持和科學依據。實施例二參考圖2所示為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例二，所述系統包括測量模塊101、控制模塊102、應用模塊103及電源模塊104，其中所述測量模塊101，用于分別對需要進行功耗測試的被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的電流值、電壓值進行數據采樣。其中，所述被測通信模塊可以設置為需要進行測試的用電信息采集系統的通信模塊中集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊及電能表載波通信模塊任意一個通信模塊。所述測量模塊101可以設置有模數轉換器，所述模數轉換器可以選擇芯片 CS5550。CS5550是一款包含兩個模數轉換器(ADC)和一個串行接口的高度集成的模數轉換器。CS5550的一路ADC接口用于測量被測通信的電流值，連接到模擬開關的輸出端，另外一路ADC接口用于測量被測通信模塊的電壓值，通過分壓電阻的方式連接到被測通信模塊的電源電壓上。CS5550的串行接口連接到所述控制模塊102的接口上。所述測量模塊101還可以設置有模擬開關，所述模擬開關可以選擇74HC4052D，它是一款4選1的模擬開關，采用士 5V供電，具有低至60歐姆的導通電阻。當所述測量模塊101進行多個被測通信模塊測量時，74HC4052D在所述控制模塊102的控制下，分時切換多路被測通信模塊的電流信號(已轉換為電壓)到CS5550進行電流值及電壓值數據測量。所述測量模塊101還可以設置有電壓基準源，所述電壓基準源可以選擇 ADR431BR，它是一款高精度2. 5V電壓基準源，具有低噪聲、高精度和低溫度漂移性能。 ADR431輸出的2. 5V基準為CS5550的高精度測量提供保證。所述控制模塊102，用于接收用戶輸入的交互指令，依據所述交互指令對所述測量模塊101進行數據采樣的測量控制，讀取所述測量模塊101測量的被測通信模塊的在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的采樣數據，并依據所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的采樣數據計算獲得所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的功耗值。所述應用模塊103，用于接收用戶輸入的交互指令，并將所述交互指令傳送至所述控制模塊實現對所述測量模塊進行數據采樣的測量控制，接收所述控制模塊發送的采樣數據及功耗值進行分析并根據所述分析數據獲得功耗曲線圖。其中，所述應用模塊103可以通過PC (Personal Computer，個人電腦)，實現其功能。所述控制模塊102可以設置中央處理器，所述中央處理器可以選擇使用LPC2378， LPC2378 帶有 4 個 UART (Universal AsynchronousReceiver/Transmitter,通用異步接收 / 發送裝置)接口、兩個SSP((Synchr0n0us Serial Port，同步串行協議)接口等。當所述測量模塊101進行多個被測通信模塊測量時，4個UART接口可以同時分別連接到3個被測通信模塊和所述應用模塊103 連接到所述集中器載波模塊的UART接口用于模擬所述集中器載波通信的通信協議，連接到所述采集器載波模塊的UART接口用于模擬所述采集器載波通信模塊的通信協議，連接到所述電能表載波通信模塊的UART接口用于模擬所述電能表載波通信模塊的通信協議，從而達到控制所述被測通信模塊模擬收發數據。連接到所述應用模塊103的UART接口接收所述應用模塊103的指令交互，達到控制測量和讀取測量數據的目的。LPC2378的一個SSP接口連接到CS5550，控制測量的時序和讀取測量結果。所述電源模塊104，用于為所述測量模塊101及所述控制模塊102提供工作電源。 同時所述電源模塊還包括為所述應用模塊103提供工作電源。其中，所述電壓模塊104還可以調節出所述功耗測量系統需要的8 18V、5V、 3. 3V、_5V的電壓，并保證足夠的電流輸出。由上述可知，本發明提供了一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例，該系統實施例接收用戶輸入的交換指令，經過LPC2378的測量控制，通過高精度的處理器CS5550對集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊或電能表載波通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的電流值及電壓值進行數據采樣，獲取采樣數據，并依據所述采樣獲取被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的功耗值，將所述采樣數據及功耗值發送給應用模塊進行分析，還可以根據所述分析數據獲得功耗曲線圖，由此通過本發明提供的功耗測試系統能夠準確地測量出集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊及電能表載波通信模塊的電流、電壓在上述兩種工作狀態下的實時數據，獲取其功耗值，從而為電力行業研究載波芯片性能及評估提供準確地數據支持和科學依據。實施例三
參考圖3所示為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例三，基于本發明實施例二，所述系統還包括電位器105及存儲模塊，其中所述電位器105，用于調節所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的工作電壓。其中，所述電位器105對工作電壓的調節范圍是8 18V。所述存儲模塊106，用于將所述控制模塊102獲取被測通信模塊的采樣數據及功耗值進行存儲。其中，所述存儲模塊106可以選擇IS63WVU88，它是128Kbyte的SRAM^tatic Random Access Memory，靜止隨機存儲器)，連接到LPC2378的8位的異步存儲器接口，用于保存測量過程中的采樣數據及獲取的功耗值。由上述可知，本發明提供了一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例，該系統實施例接收用戶輸入的交換指令，經過LPC2378的測量控制，由電位器調節被測通信模塊的工作電壓，通過高精度的處理器CS5550對集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊或電能表載波通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的多個工作電壓下的電流值及電壓值進行數據采樣，獲取采樣數據，并依據所述采樣獲取被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的功耗值，將所述采樣數據及功耗值進行存儲并發送給應用模塊進行存儲并分析，還可以根據所述分析數據獲得功耗曲線圖。由此通過本發明提供的功耗測試系統能夠準確地測量出集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊及電能表載波通信模塊的電流、電壓在上述兩種工作狀態下的實時數據，獲取其功耗值，從而為電力行業研究載波芯片性能及評估提供準確地數據支持和科學依據。實施例四參考圖4所示為本發明提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例四，基于實施例三在實際應用中的系統框架圖。本實施例四是將集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊及電能表載波通信模塊同時放于測試環境下，在測量過程中通過模擬開關74HC4052D在所述控制模塊102的控制下，分時切換三路被測通信模塊的電流信號(已轉換為電壓)到CS5550進行電流值及電壓值數據測量。所述控制模塊102 可以采用 uC/OS II (Micro Control Operation Systemll，微控操作系統II)作為操作系統，它是一個可以基于ROM (Read OnlyMemory，只讀存儲)運行的、可裁減的、搶占式實時多任務內核，具有高度可移植性，特別適合于微處理器和控制器， 是和很多商業操作系統性能相當的實時操作系統。為實現所述控制模塊的功能，所述操作系統可以設置5個任務，包括CS5550測量控制任務、PC交互任務、集中器載波通信模塊模擬任務、采集器載波通信模塊模擬任務和電能表載波通信模塊模擬任務，其中CS5550測量控制任務考慮到要實時準確的獲得電壓、電流的瞬態數據，采樣速率需達到1kHz，且要連續采樣15S。在進行IkHz采樣讀取數據的同時，又要保證串口在正常工作，所以必須采用中斷的方式，在中斷中讀取采樣數據。為真實的反應被測通信模塊的功率特性，本發明實施例將采樣頻率設置為1KHZ， 測量精度達到0.1%。 本實施例對被測通信模塊進行數據采樣過程包括
所述應用模塊103接收用戶輸入的測試信息，轉化為交互指令發送給所述控制模塊102，所述交互指令中包括被測通信模塊的類型、當前測試狀態等信息；所述控制模塊102接收到所述交互指令后，根據所述交互指令信息啟動所述測量模塊101對被測通信模塊進行數據采樣、數據更新等操作，還可以通過設置于內部的計數器來控制采樣是否停止，當計數器判定采樣結束后，所述控制模塊102讀取所述采樣數據， 并獲取功耗值，返回至所述應用模塊103，所述應用模塊103根據接收到的數據進行分析， 還可以繪制成功耗曲線圖，方便使用者的觀看。其中，在進行數據采樣過程中，CS5550測量控制任務通過任務加終端的方式進行采樣數據的獲取，參考圖5為任務加中斷的控制流程圖CS5550測量控制任務首先將CS5550配置為一秒采樣一次，以保證每秒更新一次電壓的數據，又可給所述控制模塊102減負。在得到高速采樣的信號量時，將CS5550配置為一秒采樣1000次，并啟動采樣、中斷。這時起，讀取采用數據的任務全部交給了中斷，在中斷里讀取數據并存入外存，如圖6所示，在采樣次數達到指定數量時，停止中斷，發送測量結束信號。CS5550任務在啟動高速采樣后，就一直等待結束信號量，在得到該信號量后，通知 PC，并將CS5550重新配置為一秒采樣一次，保證讀取到電壓。在在得到校正信號量時，停止中斷，并啟動校準。讀取校準后的數據進行存儲，同時通知即PC，最后將CS5550重新配置為一秒采樣一次，保證讀取到電壓。參考圖7所示，為本發明實施例的PC交互任務流程圖 PC交互任務在初始化串口后，就以阻塞的方式等待收數據郵箱。PC交互任務接收到郵箱后，首先進行循環冗余校驗，然后解析命令字，最后給出響應，發送到PC。參考圖8所示，為本發明實施例的中斷中采樣數據發送的流程圖在執行中斷過程中，在接收到每一個數據后，判斷是否為幀頭、幀尾標志，由此組合為一個完整的數據包。在接收到一個完整的數據包后，發送接收數據郵箱到PC。綜上可知，本發明提供了一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統實施例，該系統實施例接收用戶輸入的交換指令，經過LPC2378的測量控制，由電位器調節被測通信模塊的工作電壓，通過高精度的處理器CS5550對集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊或電能表載波通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的多個工作電壓下的電流值及電壓值進行數據采樣，通過中斷方式獲取采樣數據，并依據所述采樣獲取被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的功耗值，將所述采樣數據及功耗值進行存儲并發送給應用模塊進行存儲并分析，還可以根據所述分析數據獲得功耗曲線圖。由此通過本發明提供的功耗測試系統能夠準確地測量出集中器載波通信模塊、采集器載波通信模塊及電能表載波通信模塊的電流、電壓在上述兩種工作狀態下的實時數據，獲取其功耗值，從而為電力行業研究載波芯片性能及評估提供準確地數據支持和科學依據。以上對本申請所提供的一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本申請的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本申請的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本申請的限制。
權利要求
1.一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統，其特征在于，所述系統包括測量模塊及控制模塊，其中所述測量模塊，用于分別對需要進行功耗測試的被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的電流值、電壓值進行數據采樣；所述控制模塊，用于接收用戶輸入的交互指令，依據所述交互指令對所述測量模塊進行數據采樣的測量控制，讀取所述測量模塊測量的被測通信模塊的在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的采樣數據，并依據所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的采樣數據計算獲得所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的功耗值。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括電源模塊 所述電源模塊用于為所述測量模塊及所述控制模塊提供工作電源。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括應用模塊所述應用模塊，用于接收用戶輸入的交互指令，并將所述交互指令傳送至所述控制模塊實現對所述測量模塊進行數據采樣的測量控制，接收所述控制模塊發送的采樣數據及功耗值進行分析并根據所述分析數據獲得功耗曲線圖。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括存儲模塊；所述存儲模塊，用于將所述控制模塊獲取被測通信模塊的采樣數據及功耗值進行存儲。
5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括電位器所述電位器，用于調節所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的工作電壓。
全文摘要
本申請提供了一種用電信息采集系統通信模塊的功耗測試系統，包括測量模塊及控制模塊，其中所述測量模塊，用于分別對需要進行功耗測試的被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的電流值、電壓值進行數據采樣；所述控制模塊，用于接收用戶輸入的交互指令，依據所述交互指令對所述測量模塊進行數據采樣的測量控制，讀取所述測量模塊測量的被測通信模塊的在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的采樣數據，并依據所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的采樣數據計算獲得所述被測通信模塊在載波通信發射狀態及載波通信靜止狀態下的功耗值。
文檔編號G01R19/25GK102520239SQ201210002080
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者孫洪亮, 程小明, 鄭可 申請人:重慶市電力公司電力科學研究院