一種基于故障指示器的低功耗ad數(shù)據(jù)采樣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣設(shè)備領(lǐng)域，特備涉及一種基于故障指示器的低功耗AD數(shù)據(jù)采樣方法。
【背景技術(shù)】
[0002]故障指示器作為配電自動化終端中的一種，目前已經(jīng)在國家電網(wǎng)及南方電網(wǎng)中開始得到了應(yīng)用。由于設(shè)備電源消耗的原因，導(dǎo)致了大部分廠家的設(shè)備都無法長時間正常運(yùn)行，這也導(dǎo)致了故障指示器無法準(zhǔn)確判斷配電線路的故障問題。
[0003]目前國內(nèi)大部分的廠家對故障指示器電源問題的解決方式主要有以下2種:一種是在故障指示器的外殼加裝太陽能板取電，另一種是通過內(nèi)部CT線圈進(jìn)行取電；但是這兩種取電方式都無法在根本上解決故障指示器的壽命問題，太陽能板取電的方式只能在白天且光線充足的情況下才能讓故障指示器正常運(yùn)行，而CT取電的方式在線路正常負(fù)荷、電流1A以下的情況基本無效。
[0004]在解決功耗方面問題，目前國內(nèi)有少部分廠家采用休眠核心處理器的方式，采樣間隔為1ms，同時實時開啟內(nèi)部采樣參考電壓；例如，申請?zhí)枮?201410548225.1，申請日為:2014.10.16的中國發(fā)明專利公開了一種用于故障指示器的低功耗的電流計算方法。這種采用休眠核心處理器的方式雖然能夠較大地降低運(yùn)行功耗，但其運(yùn)行功耗仍在400uA以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種基于故障指示器的低功耗AD數(shù)據(jù)采樣方法，通過該方法來降低故障指示器的功耗，提高故障指示器的使用壽命。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種基于故障指示器的低功耗AD數(shù)據(jù)采樣方法，具體包括如下步驟:
[0007]步驟1、運(yùn)行故障指示器主程序執(zhí)行初始化操作，在完成初始化操作后進(jìn)入休眠模式，并關(guān)閉采樣的內(nèi)部參考電壓；
[0008]步驟2、開啟毫秒級定時器中斷，執(zhí)行毫秒級定時器的定時任務(wù)；
[0009]步驟3、執(zhí)行完定時任務(wù)后，開啟AD采樣，同時開啟采樣的內(nèi)部參考電壓，并逐一對N個采樣通道的AD值進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，其中，N為正整數(shù)；
[0010]步驟4、完成本次數(shù)據(jù)采樣后，關(guān)閉采樣的內(nèi)部參考電壓，并在休眠模式下將采樣的數(shù)據(jù)發(fā)送出去；
[0011]步驟5、等待下一個毫秒級定時器中斷的開啟，重復(fù)以上步驟2至步驟4。
[0012]進(jìn)一步地，所述毫秒級定時器中斷為15毫秒定時器中斷。
[0013]進(jìn)一步地，所述采樣的數(shù)據(jù)通過串口中斷的方式發(fā)送出去。
[0014]進(jìn)一步地，所述內(nèi)部參考電壓為2.5V參考電壓。
[0015]進(jìn)一步地，所述N的取值為1，2，3，4，5中的任意一個。
[0016]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0017]1、可以使故障指示器的運(yùn)行功耗降低到40uA以下，在標(biāo)配4.8AH的高性能鋰亞電池的情況下，可以保證故障指示器的理論壽命在10年以上；
[0018]2、采用15毫秒進(jìn)行一次采樣，能夠有效地控制內(nèi)部參考電壓的開關(guān)，由于我國電力系統(tǒng)的頻率為50Hz，意味著一個周波的時間為20毫秒，采用15毫秒進(jìn)行一次采樣能夠有效避免線路數(shù)據(jù)采集的丟失，保證每個周波都能采集到數(shù)據(jù)；
[0019]3、通過降低故障指示器的整機(jī)功耗來提高設(shè)備的使用壽命，這有助于提高設(shè)備的絕緣水平，降低設(shè)備在室外環(huán)境下的運(yùn)行風(fēng)險；
[0020]4、本發(fā)明方法在僅僅依靠內(nèi)部電池供電的情況下使產(chǎn)品的壽命達(dá)到了 10年以上，這為產(chǎn)品的小型化提供了有效的保證，也降低了設(shè)備的生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0021]下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0022]圖1為本發(fā)明基于故障指示器的低功耗AD數(shù)據(jù)采樣方法的一較佳實施例的執(zhí)行流程圖。
【具體實施方式】
[0023]請參閱圖1所示，一種基于故障指示器的低功耗AD數(shù)據(jù)采樣方法，具體包括如下步驟:
[0024]步驟1、運(yùn)行故障指示器主程序執(zhí)行初始化操作，在完成初始化操作后進(jìn)入休眠模式LPM3，此時故障指示器的功耗在400uA以上，并關(guān)閉采樣的內(nèi)部參考電壓(在實施時，可以通過指令的形式來控制CPU對內(nèi)部參考電壓進(jìn)行開啟或者關(guān)閉)；所述內(nèi)部參考電壓為2.5V參考電壓，在關(guān)閉該2.5V參考電壓后，故障指示器的功耗將降低到40uA以下。
[0025]步驟2、開啟毫秒級定時器中斷，執(zhí)行毫秒級定時器的定時任務(wù)；所述毫秒級定時器中斷為15毫秒定時器中斷，由于我國電力系統(tǒng)的頻率為50Hz，因此一個周波的時間為20毫秒；采用15毫秒定時器中斷，即每個15毫秒采樣一次數(shù)據(jù)，可以確保數(shù)據(jù)采集不丟失。當(dāng)然，在開啟毫秒級定時器中斷的同時，還開啟了秒級定時器中斷(用于執(zhí)行秒級定時任務(wù))、串口中斷(用于執(zhí)行串口任務(wù))等。
[0026]步驟3、執(zhí)行完定時任務(wù)后，開啟AD采樣，同時開啟采樣的內(nèi)部參考電壓(即2.5V參考電壓)，并逐一對N個采樣通道的AD值進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，其中，N為正整數(shù)，且通常對N個采樣通道進(jìn)行采樣的耗時都在I毫秒以內(nèi)。
[0027]所述N的取值為1，2，3，4，5中的任意一個，這是因為受現(xiàn)有技術(shù)的限制，故障指示器目前最多只設(shè)置有5個采樣通道。下面以N的取值為3來對AD值的采樣過程做進(jìn)一步說明(N取其它值時，采樣過程都跟以下過程類似):
[0028]a、內(nèi)部參考電壓開啟后，開啟采樣通道I進(jìn)行采樣，并記錄通道I的AD采樣值；
[0029]b、通道I采樣結(jié)束后，開啟采樣通道2進(jìn)行采樣，并記錄通道2的AD采樣值；
[0030]c、通道2采樣結(jié)束后，開啟采樣通道3進(jìn)行采樣，并記錄通道3的AD采樣值；
[0031]步驟4、完成本次數(shù)據(jù)采樣后，關(guān)閉采樣的內(nèi)部參考電壓(即2.5V參考電壓)，以使故障指示器的功耗將降低到40uA以下，并在休眠模式LPM3下將采樣的數(shù)據(jù)發(fā)送出去；其中，所述采樣的數(shù)據(jù)通過串口中斷的方式發(fā)送出去。
[0032]步驟5、等待下一個毫秒級定時器中斷的開啟，重復(fù)以上步驟2至步驟4。
[0033]在實際應(yīng)用時，通過將上述方法應(yīng)用到故障指示器的MSP430系列芯片中，能夠有效地降低故障指示器的整機(jī)功耗，因為在整個工作的過程中，故障指示器始終處于休眠模式LPM3，而內(nèi)部的參考電壓僅在進(jìn)行AD米樣時才開啟，且每次開啟的時間通常都在I暈秒以內(nèi)，所以故障指示器的整機(jī)功耗可以達(dá)到40uA以下，相當(dāng)于現(xiàn)有運(yùn)行功耗的十分之一；這也使得故障指示器在壽命周期內(nèi)僅依靠后備高性能鋰亞電池就能滿足取電需求，而無需再進(jìn)行額外取電。
[0034]總之，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0035]1、可以使故障指示器的運(yùn)行功耗降低到40uA以下，在標(biāo)配4.8AH的高性能鋰亞電池的情況下，可以保證故障指示器的理論壽命在10年以上；
[0036]2、采用15毫秒進(jìn)行一次采樣，能夠有效地控制內(nèi)部參考電壓的開關(guān)，由于我國電力系統(tǒng)的頻率為50Hz，意味著一個周波的時間為20毫秒，采用15毫秒進(jìn)行一次采樣能夠有效避免線路數(shù)據(jù)采集的丟失，保證每個周波都能采集到數(shù)據(jù)；
[0037]3、通過降低故障指示器的整機(jī)功耗來提高設(shè)備的使用壽命，這有助于提高設(shè)備的絕緣水平，降低設(shè)備在室外環(huán)境下的運(yùn)行風(fēng)險；
[0038]4、本發(fā)明方法在僅僅依靠內(nèi)部電池供電的情況下使產(chǎn)品的壽命達(dá)到了 10年以上，這為產(chǎn)品的小型化提供了有效的保證。
[0039]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實施方式】，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于故障指示器的低功耗AD數(shù)據(jù)采樣方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1、運(yùn)行故障指示器主程序執(zhí)行初始化操作，在完成初始化操作后進(jìn)入休眠模式，并關(guān)閉采樣的內(nèi)部參考電壓； 步驟2、開啟毫秒級定時器中斷，執(zhí)行毫秒級定時器的定時任務(wù)； 步驟3、執(zhí)行完定時任務(wù)后，開啟AD采樣，同時開啟采樣的內(nèi)部參考電壓，并逐一對N個采樣通道的AD值進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，其中，N為正整數(shù)； 步驟4、完成本次數(shù)據(jù)采樣后，關(guān)閉采樣的內(nèi)部參考電壓，并在休眠模式下將采樣的數(shù)據(jù)發(fā)送出去； 步驟5、等待下一個毫秒級定時器中斷的開啟，重復(fù)以上步驟2至步驟4。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于故障指示器的低功耗AD數(shù)據(jù)采樣方法，其特征在于:所述毫秒級定時器中斷為15毫秒定時器中斷。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于故障指示器的低功耗AD數(shù)據(jù)采樣方法，其特征在于:所述采樣的數(shù)據(jù)通過串口中斷的方式發(fā)送出去。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于故障指示器的低功耗AD數(shù)據(jù)采樣方法，其特征在于:所述內(nèi)部參考電壓為2.5V參考電壓。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于故障指示器的低功耗AD數(shù)據(jù)采樣方法，其特征在于:所述N的取值為1，2，3，4，5中的任意一個。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于故障指示器的低功耗AD數(shù)據(jù)采樣方法，包括運(yùn)行故障指示器主程序執(zhí)行初始化操作，在完成初始化操作后進(jìn)入休眠模式，并關(guān)閉采樣的內(nèi)部參考電壓；開啟毫秒級定時器中斷，執(zhí)行毫秒級定時器的定時任務(wù)；執(zhí)行完定時任務(wù)后，開啟AD采樣，同時開啟采樣的內(nèi)部參考電壓，并逐一對N個采樣通道的AD值進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，其中，N為正整數(shù)；完成本次數(shù)據(jù)采樣后，關(guān)閉采樣的內(nèi)部參考電壓，并在休眠模式下將采樣的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。本發(fā)明具有如下優(yōu)點：可以保證故障指示器的理論壽命在10年以上；能夠有效避免線路數(shù)據(jù)采集的丟失，保證每個周波都能采集到數(shù)據(jù)；可以為產(chǎn)品的小型化提供了有效的保證。
【IPC分類】G01R31/08, G01R19/25
【公開號】CN105182188
【申請?zhí)枴緾N201510639462
【發(fā)明人】許為鈐, 翁長進(jìn), 梁安韜, 徐士華, 趙暉, 吳孝彬, 倪桂江, 王軍鋒, 許為松, 沈忠福
【申請人】福建奧通邁勝電力科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月30日