一種用于數(shù)字化電能表通訊規(guī)約測(cè)試的smv報(bào)文發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對(duì)數(shù)字化電能表進(jìn)行通訊規(guī)約測(cè)試的SMV報(bào)文發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家電力“十二五”發(fā)展規(guī)劃的不斷深入，有數(shù)據(jù)稱國(guó)內(nèi)智能變電站將達(dá)5000多座，作為智能變電站中關(guān)鍵技術(shù)之一的符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的數(shù)字化電能表也隨即得到廣泛應(yīng)用，它的應(yīng)用給智能變電站過(guò)程層設(shè)備的智能化和站控層客戶端帶來(lái)了深刻變革。
[0003]與傳統(tǒng)電能表有很大不同，數(shù)字化電能表直接通過(guò)光纖接收來(lái)自合并單元的符合IEC61850-9-1/2協(xié)議的數(shù)字量電壓電流以計(jì)算電能，然后通過(guò)MMS通訊規(guī)約向客戶端傳輸數(shù)據(jù)結(jié)果。但是各電能表生產(chǎn)廠家對(duì)規(guī)約理解難免會(huì)有出入。因此，對(duì)數(shù)字化電能表的測(cè)試關(guān)鍵項(xiàng)目之一就是對(duì)其通訊規(guī)約的測(cè)試。這項(xiàng)測(cè)試少不了要有標(biāo)準(zhǔn)IEC61850-9-1/2協(xié)議報(bào)文(下稱SMV報(bào)文)作為輸入，報(bào)文質(zhì)量的好壞會(huì)對(duì)數(shù)字電能表的輸出結(jié)果產(chǎn)生一定影響。
[0004]但是，目前暫無(wú)對(duì)同步時(shí)間延時(shí)、離散度和采樣率自由、靈活可控的SMV報(bào)文發(fā)送儀器或設(shè)備用以對(duì)這種影響進(jìn)行定性定量的研宄測(cè)試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就在于提供一種可滿足用于數(shù)字化電能表通訊規(guī)約測(cè)試、且在同步時(shí)間延時(shí)、離散度和采樣率等技術(shù)參數(shù)上可靈活控制的SMV報(bào)文發(fā)生器，能夠在數(shù)字化電能表的通訊規(guī)約測(cè)試過(guò)程中按要求模擬各種情況的SMV報(bào)文輸出，方便用戶對(duì)數(shù)字化電能表通訊規(guī)約的測(cè)試，以及輸出異常時(shí)進(jìn)行現(xiàn)象復(fù)制和研宄。
[0006]解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
一種用于數(shù)字化電能表通訊規(guī)約測(cè)試的SMV報(bào)文發(fā)生器，其特征在于包括:
一人機(jī)交互系統(tǒng)，為一分別外接第一 DDR2、DOM、輸入鍵盤(pán)、液晶顯不器和第一以太網(wǎng)模塊的工控機(jī)；
一嵌入式DSP系統(tǒng)，為一分別外接第二 DDR2、FLASH和第二以太網(wǎng)模塊的BF609模塊；一對(duì)時(shí)模塊，為依次連接的天線、GPS接收器、時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)器和比較器，所述比較器輸出接嵌入式DSP系統(tǒng)，所述時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)器還同時(shí)外接脈沖輸入模塊和時(shí)鐘振蕩器；和:
一電源模塊，為所述人機(jī)交互系統(tǒng)、嵌入式DSP系統(tǒng)、對(duì)時(shí)模塊和第一第二以太網(wǎng)模塊提供穩(wěn)定的工作電壓源，每一個(gè)模塊單獨(dú)供電；
所述的第一第二以太網(wǎng)模塊均設(shè)有兩路以太網(wǎng)接口，所述的人機(jī)交互系統(tǒng)、嵌入式DSP系統(tǒng)和所述數(shù)字化電能表相互之間通過(guò)以太網(wǎng)分別通信連接。
[0007]所述的第二以太網(wǎng)模塊兩路以太網(wǎng)接口由DSP獨(dú)立控制互不影響。
[0008]所述的對(duì)時(shí)模塊為系統(tǒng)提供同步、對(duì)時(shí)信號(hào)，校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)鐘，控制同步報(bào)文輸出；所述的電源模塊為所述人機(jī)交互系統(tǒng)、嵌入式DSP系統(tǒng)、對(duì)時(shí)模塊和以太網(wǎng)模塊提供穩(wěn)定的工作電壓源；所述的以太網(wǎng)模塊用于人機(jī)交互通信和發(fā)送SMV報(bào)文，為數(shù)字化電能表提供協(xié)議測(cè)試報(bào)文。
[0009]本發(fā)明的人機(jī)交互系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)與嵌入DSP系統(tǒng)連接進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)SMV報(bào)文發(fā)生器的控制功能；用戶可以通過(guò)上位機(jī)靈活設(shè)置SMV報(bào)文的同步時(shí)間延時(shí)、離散度、采樣率、ASDU個(gè)數(shù)、通道值等各種參數(shù)，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向DSP系統(tǒng)下發(fā)控制指令，并實(shí)時(shí)顯示SMV報(bào)文的發(fā)送狀態(tài)。
[0010]當(dāng)嵌入式DSP系統(tǒng)接收到來(lái)自人機(jī)交互系統(tǒng)的控制指令后，根據(jù)上層所設(shè)置的參數(shù)，內(nèi)置的程序算法會(huì)自動(dòng)生成SMV報(bào)文，并準(zhǔn)確控制報(bào)文輸出的時(shí)間間隔及離散度，向數(shù)字化電表發(fā)送SMV報(bào)文，以滿足用戶測(cè)試需要。
[0011]本發(fā)明的以太網(wǎng)模塊為裝置提供了兩路100M標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互系統(tǒng)與DSP系統(tǒng)之間的控制指令通信和對(duì)數(shù)字電能表規(guī)約測(cè)試的SMV協(xié)議通信，兩路以太網(wǎng)由DSP獨(dú)立控制，互不影響。
[0012]本發(fā)明的對(duì)時(shí)模塊采用GPS對(duì)時(shí)模塊，另外還包含一個(gè)脈沖輸入接口，接收來(lái)自外部輸入的PPS對(duì)時(shí)信號(hào)，對(duì)時(shí)模塊主要是為嵌入DSP系統(tǒng)提供精確的時(shí)鐘，從而精準(zhǔn)控制SMV報(bào)文同步輸出。
[0013]本發(fā)明的電源模塊為人機(jī)交互系統(tǒng)、嵌入式DSP系統(tǒng)、對(duì)時(shí)模塊和以太網(wǎng)模塊，每一個(gè)模塊單獨(dú)供電，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著的效果:
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了為數(shù)字化電能表通訊規(guī)約測(cè)試提供標(biāo)準(zhǔn)的IEC61850-9-1/2/2LE協(xié)議SMV報(bào)文，并在同步時(shí)間延時(shí)、離散度和采樣率等技術(shù)參數(shù)上靈活精確可控的；本發(fā)明作為一種SMV報(bào)文的多樣性靈活性發(fā)送工具，除了滿足為數(shù)字化電能表通訊規(guī)約測(cè)試提供標(biāo)準(zhǔn)的SMV報(bào)文外，還可模擬其他應(yīng)用場(chǎng)合所需的報(bào)文，適用性更廣。
【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例子對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]圖1是本發(fā)明的總體硬件框圖；
圖2是本發(fā)明用于數(shù)字化電能表規(guī)約測(cè)試實(shí)例的連接原理圖。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，是本發(fā)明一種用于對(duì)數(shù)字化電能表進(jìn)行通訊規(guī)約測(cè)試的SMV報(bào)文發(fā)生器總體硬件框圖，它包括人機(jī)交互系統(tǒng)、嵌入式DSP系統(tǒng)、以太網(wǎng)模塊、對(duì)時(shí)模塊和電源模塊。
[0019]人機(jī)交互系統(tǒng):人機(jī)交互系統(tǒng)采用上海思泰基的ST906高性能工控機(jī)，CPU主頻高達(dá)1.6GHz，外擴(kuò)IG DDR2內(nèi)存，8G DOM (Disk On Module);內(nèi)置工業(yè)上廣泛使用的嵌入式windows操作系統(tǒng)，具有友好美觀的人機(jī)操作界面和用戶體驗(yàn)，具有鍵盤(pán)輸入接口與LVDS工業(yè)液晶顯示輸出接口，采用10.4寸帶觸摸工業(yè)屏，便于用戶操作控制和測(cè)試狀態(tài)及結(jié)果查看。用戶通過(guò)安裝在系統(tǒng)里的上位機(jī)軟件設(shè)置SMV報(bào)文參數(shù)并下發(fā)給底層DSP系統(tǒng)，控制SMV報(bào)文的輸出。
[0020]嵌入DSP系統(tǒng):嵌入DSP系統(tǒng)采用ADI公司的雙核DSP高性能處理器BF609，其最高頻率可達(dá)500MHz，并擴(kuò)展128M的DDR2同步內(nèi)存和32M的異步存取Flash，為裝置提供強(qiáng)大的信號(hào)處理能力，保證在SMV報(bào)文發(fā)送時(shí)間控制上有足夠的速度和精度。嵌入式DSP系統(tǒng)接收來(lái)自上位機(jī)的控制指令，通過(guò)算法生成所需的SMV報(bào)文并打包，并按照上層下發(fā)的時(shí)標(biāo)精確控制SMV報(bào)文輸出時(shí)間間隔。DSP系統(tǒng)采用的是20MHz高精度的恒溫時(shí)鐘振蕩器，穩(wěn)定度為0.02個(gè)PPM，確保發(fā)送時(shí)間的精準(zhǔn)和穩(wěn)定。
[0021]以太網(wǎng)模塊:采用兩片物理芯片KS8721通過(guò)RMII接口對(duì)BF609自帶的兩個(gè)MAC控制器進(jìn)行擴(kuò)展，再連接兩個(gè)AFBR-5803快速以太網(wǎng)光電轉(zhuǎn)換器以實(shí)現(xiàn)兩路100M以太網(wǎng)接口，其中一路用于上位機(jī)與DSP的指令通信，另外一路作為SMV報(bào)文輸出給數(shù)字化電能表。
[0022]對(duì)時(shí)模塊:對(duì)時(shí)模塊是在BF609的硬件時(shí)標(biāo)接口上擴(kuò)展GPS輸入和外部PPS輸入。GPS模塊采用北京衛(wèi)信杰的M12MT，定時(shí)精度小于10ns。也可通過(guò)預(yù)留的PPS脈沖輸入口接收外部PPS對(duì)時(shí)。當(dāng)對(duì)時(shí)模塊接收到對(duì)時(shí)脈沖PPS時(shí)，通過(guò)計(jì)數(shù)器同時(shí)記錄外部精準(zhǔn)時(shí)鐘和裝置本地時(shí)鐘，并通過(guò)比較器比較得出誤差后反饋給DSP系統(tǒng)，DSP系統(tǒng)根據(jù)誤差對(duì)本地時(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，從而調(diào)整控制SMV報(bào)文發(fā)送的時(shí)間，確保時(shí)間的精確度。此兩種對(duì)時(shí)方式可以靈活切換，滿足更多應(yīng)用場(chǎng)合。
[0023]電源模塊:所述嵌入式DSP系統(tǒng)、以太網(wǎng)模塊、對(duì)時(shí)模塊所需的3.3V、2.5V、1.25V等電壓均采用線性穩(wěn)壓電源獨(dú)立供電，以減少干擾，穩(wěn)壓芯片采用TI公司的REG1117，確保系統(tǒng)有一個(gè)穩(wěn)定可靠的工作電源環(huán)境。
[0024]如圖2所示，其為本發(fā)明一種用于對(duì)數(shù)字化電能表進(jìn)行通訊規(guī)約測(cè)試的SMV報(bào)文發(fā)生器在數(shù)字化電能表通訊規(guī)約測(cè)試裝置使用實(shí)例中的接線原理圖，其中人機(jī)交互系統(tǒng)自帶的以太網(wǎng)接口 I與SMV報(bào)文發(fā)生器的以太網(wǎng)接口 I連接，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)軟件與DSP(BF609)的控制指令通信，用戶可以實(shí)時(shí)設(shè)置和查看SMV報(bào)文的參數(shù)與狀態(tài)；
SMV報(bào)文發(fā)生器的以太網(wǎng)接口 2與數(shù)字化電能表的以太網(wǎng)接口 2連接，實(shí)現(xiàn)SMV報(bào)文發(fā)生器與數(shù)字化電能表之間的IEC61850-9-1/2協(xié)議通信，此時(shí)DSP (BF609)向數(shù)字化電能表發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)SMV報(bào)文進(jìn)行測(cè)試；
最后，數(shù)字化電能表的以太網(wǎng)接口 I與人機(jī)交互系統(tǒng)自帶的以太網(wǎng)接口2連接，實(shí)現(xiàn)用戶端上位機(jī)軟件與數(shù)字化電能表之間的MMS協(xié)議通信，用戶可以通過(guò)上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)查看包括電能參數(shù)在內(nèi)的各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)及事件結(jié)果，其使用非常簡(jiǎn)便快捷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于數(shù)字化電能表通訊規(guī)約測(cè)試的SMV報(bào)文發(fā)生器，其特征在于包括: 一人機(jī)交互系統(tǒng)，為一分別外接第一 DDR2、D0M、輸入鍵盤(pán)、液晶顯不器和第一以太網(wǎng)模塊的工控機(jī)； 一嵌入式DSP系統(tǒng)，為一分別外接第二 DDR2、FLASH和第二以太網(wǎng)模塊的BF609模塊；一對(duì)時(shí)模塊，為依次連接的天線、GPS接收器、時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)器和比較器，所述比較器輸出接嵌入式DSP系統(tǒng)，所述時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)器還同時(shí)外接脈沖輸入模塊和時(shí)鐘振蕩器；和: 一電源模塊，為所述人機(jī)交互系統(tǒng)、嵌入式DSP系統(tǒng)、對(duì)時(shí)模塊和第一第二以太網(wǎng)模塊提供穩(wěn)定的工作電壓源，每一個(gè)模塊單獨(dú)供電； 所述的第一第二以太網(wǎng)模塊均設(shè)有兩路以太網(wǎng)接口，所述的人機(jī)交互系統(tǒng)、嵌入式DSP系統(tǒng)和所述數(shù)字化電能表相互之間通過(guò)以太網(wǎng)分別通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于數(shù)字化電能表通訊規(guī)約測(cè)試的SMV報(bào)文發(fā)生器，其特征在于:所述的第二以太網(wǎng)模塊兩路以太網(wǎng)接口由DSP獨(dú)立控制互不影響。
【專利摘要】一種用于數(shù)字化電能表通訊規(guī)約測(cè)試的SMV報(bào)文發(fā)生器，包括：一人機(jī)交互系統(tǒng)，為一分別外接第一DDR2、DOM、輸入鍵盤(pán)、液晶顯示器和第一以太網(wǎng)模塊的工控機(jī)；一嵌入式DSP系統(tǒng)，為一分別外接第二DDR2、FLASH和第二以太網(wǎng)模塊的BF609模塊；一對(duì)時(shí)模塊，為依次連接的天線、GPS接收器、時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)器和比較器，比較器輸出接嵌入式DSP系統(tǒng)，時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)器還同時(shí)外接脈沖輸入模塊和時(shí)鐘振蕩器；和一電源模塊；第一第二以太網(wǎng)模塊均設(shè)有兩路以太網(wǎng)接口，人機(jī)交互系統(tǒng)、嵌入式DSP系統(tǒng)和所述數(shù)字化電能表相互之間通過(guò)以太網(wǎng)分別通信連接。本發(fā)明可滿足用于數(shù)字化電能表通訊規(guī)約測(cè)試、且在同步時(shí)間延時(shí)、離散度和采樣率等技術(shù)參數(shù)上可靈活控制。
【IPC分類】H04L12-26
【公開(kāi)號(hào)】CN104836706
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510255574
【發(fā)明人】林國(guó)營(yíng), 潘峰, 肖勇, 趙偉, 宋強(qiáng), 張鼎衢, 孟慶亮, 胡嘉, 孫衛(wèi)明
【申請(qǐng)人】廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月19日