专利名称：一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及电力系统测试计量领域，特别涉及一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统。
背景技术：
应用于电网中的电力信息采集系统，其通信方式包括低压电力线载波、微功率无线等方式，而电力用户用电信息采集系统的通信模块包括集中器载波通信模块、采集器载波通信模块及电能表载波通信模块，这些通信模块分别安装于信息采集系统的集中器、采集器及电能表中，通过这些通信模块组成了用电信息采集系统的本地信道，实现用电信息的可靠采集。通信模块的工作状态主要包括两种，一种是载波通信发射状态，一种是载波通信静止状态。而通信模块的产品种类繁多、质量参差不齐，处于不同工作状态时消耗的功率各不相同。国家电网在检测标准中，已经对用电信息采集系统的通信模块的载波通信发射状态功耗和载波通信静止状态功耗做了明确规定，但现有技术下无法实现准确地测量出所述通信模块的电流、电压在上述两种工作状态下的实时数据，获取其功耗值，从而无法为电力行业研究载波芯片性能及评估提供准确地数据支持和科学依据。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统，用以解决无法准确测量用电信息采集系统通信模块在载波通信发射状态机载波通信静止状态下的功耗值的技术问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统，包括测量模块及控制模块，其中所述测量模块，用于分别对需要进行功耗测试的被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的电流值、电压值进行数据采样；所述控制模块，用于接收用户输入的交互指令，依据所述交互指令对所述测量模块进行数据采样的测量控制，读取所述测量模块测量的被测通信模块的在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的采样数据，并依据所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的采样数据计算获得所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的功耗值。上述系统，优选地，所述系统还包括电源模块所述电源模块用于为所述测量模块及所述控制模块提供工作电源。上述系统，优选地，所述系统还包括应用模块所述应用模块，用于接收用户输入的交互指令，并将所述交互指令传送至所述控制模块实现对所述测量模块进行数据采样的测量控制，接收所述控制模块发送的采样数据及功耗值。上述系统，优选地，所述系统还包括存储模块；所述存储模块，用于将所述控制模块获取被测通信模块的采样数据及功耗值进行存储。上述系统，优选地，所述系统还包括电位器所述电位器，用于调节所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的工作电压。经上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统，该系统接收用户输入的交换指令，通过对被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的电流值及电压值进行数据采样，获取采样数据，并依据所述采样获取被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的功耗值。由此通过本发明提供的功耗测试系统能够准确地测量出所述通信模块的电流、电压在上述两种工作状态下的实时数据，获取其功耗值，从而无法为电力行业研究载波芯片性能及评估提供准确地数据支持和科学依据。当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例一结构示意图；图2为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例二结构示意图；图3为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例三结构示意图；图4为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例四在实际应用中的系统框架图；图5为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例四在数据采样过程中的CS5550任务加中断的控制流程图；图6为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例四在数据采样过程中的中断中读取采样数据的控制流程图；图7为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例四的PC交互任务流程图；图8为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例四的中断过程中采样数据发送的控制流程图。
具体实施例方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。实施例一参考图1所示为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例一结构示意图，所述系统包括测量模块101及控制模块102，其中所述测量模块101，用于分别对需要进行功耗测试的被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的电流值、电压值进行数据采样。其中，所述被测通信模块可以设置为需要进行测试的用电信息采集系统的通信模块中集中器载波通信模块、采集器载波通信模块及电能表载波通信模块任意一个通信模块。所述控制模块102，用于接收用户输入的交互指令，依据所述交互指令对所述测量模块101进行数据采样的测量控制，读取所述测量模块101测量的被测通信模块的在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的采样数据，并依据所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的采样数据计算获得所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的功耗值。有上述可知，本发明提供了一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例，该系统实施例接收用户输入的交换指令，通过对集中器载波通信模块、采集器载波通信模块或电能表载波通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的电流值及电压值进行数据采样，获取采样数据，并依据所述采样获取被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的功耗值。由此通过本发明提供的功耗测试系统能够准确地测量出集中器载波通信模块、采集器载波通信模块及电能表载波通信模块的电流、电压在上述两种工作状态下的实时数据，获取其功耗值，从而为电力行业研究载波芯片性能及评估提供准确地数据支持和科学依据。实施例二参考图2所示为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例二，所述系统包括测量模块101、控制模块102、应用模块103及电源模块104，其中所述测量模块101，用于分别对需要进行功耗测试的被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的电流值、电压值进行数据采样。其中，所述被测通信模块可以设置为需要进行测试的用电信息采集系统的通信模块中集中器载波通信模块、采集器载波通信模块及电能表载波通信模块任意一个通信模块。所述测量模块101可以设置有模数转换器，所述模数转换器可以选择芯片 CS5550。CS5550是一款包含两个模数转换器(ADC)和一个串行接口的高度集成的模数转换器。CS5550的一路ADC接口用于测量被测通信的电流值，连接到模拟开关的输出端，另外一路ADC接口用于测量被测通信模块的电压值，通过分压电阻的方式连接到被测通信模块的电源电压上。CS5550的串行接口连接到所述控制模块102的接口上。所述测量模块101还可以设置有模拟开关，所述模拟开关可以选择74HC4052D，它是一款4选1的模拟开关，采用士 5V供电，具有低至60欧姆的导通电阻。当所述测量模块101进行多个被测通信模块测量时，74HC4052D在所述控制模块102的控制下，分时切换多路被测通信模块的电流信号(已转换为电压)到CS5550进行电流值及电压值数据测量。所述测量模块101还可以设置有电压基准源，所述电压基准源可以选择 ADR431BR，它是一款高精度2. 5V电压基准源，具有低噪声、高精度和低温度漂移性能。 ADR431输出的2. 5V基准为CS5550的高精度测量提供保证。所述控制模块102，用于接收用户输入的交互指令，依据所述交互指令对所述测量模块101进行数据采样的测量控制，读取所述测量模块101测量的被测通信模块的在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的采样数据，并依据所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的采样数据计算获得所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的功耗值。所述应用模块103，用于接收用户输入的交互指令，并将所述交互指令传送至所述控制模块实现对所述测量模块进行数据采样的测量控制，接收所述控制模块发送的采样数据及功耗值进行分析并根据所述分析数据获得功耗曲线图。其中，所述应用模块103可以通过PC (Personal Computer，个人电脑)，实现其功能。所述控制模块102可以设置中央处理器，所述中央处理器可以选择使用LPC2378， LPC2378 带有 4 个 UART (Universal AsynchronousReceiver/Transmitter,通用异步接收 / 发送装置)接口、两个SSP((Synchr0n0us Serial Port，同步串行协议)接口等。当所述测量模块101进行多个被测通信模块测量时，4个UART接口可以同时分别连接到3个被测通信模块和所述应用模块103 连接到所述集中器载波模块的UART接口用于模拟所述集中器载波通信的通信协议，连接到所述采集器载波模块的UART接口用于模拟所述采集器载波通信模块的通信协议，连接到所述电能表载波通信模块的UART接口用于模拟所述电能表载波通信模块的通信协议，从而达到控制所述被测通信模块模拟收发数据。连接到所述应用模块103的UART接口接收所述应用模块103的指令交互，达到控制测量和读取测量数据的目的。LPC2378的一个SSP接口连接到CS5550，控制测量的时序和读取测量结果。所述电源模块104，用于为所述测量模块101及所述控制模块102提供工作电源。 同时所述电源模块还包括为所述应用模块103提供工作电源。其中，所述电压模块104还可以调节出所述功耗测量系统需要的8 18V、5V、 3. 3V、_5V的电压，并保证足够的电流输出。由上述可知，本发明提供了一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例，该系统实施例接收用户输入的交换指令，经过LPC2378的测量控制，通过高精度的处理器CS5550对集中器载波通信模块、采集器载波通信模块或电能表载波通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的电流值及电压值进行数据采样，获取采样数据，并依据所述采样获取被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的功耗值，将所述采样数据及功耗值发送给应用模块进行分析，还可以根据所述分析数据获得功耗曲线图，由此通过本发明提供的功耗测试系统能够准确地测量出集中器载波通信模块、采集器载波通信模块及电能表载波通信模块的电流、电压在上述两种工作状态下的实时数据，获取其功耗值，从而为电力行业研究载波芯片性能及评估提供准确地数据支持和科学依据。实施例三
参考图3所示为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例三，基于本发明实施例二，所述系统还包括电位器105及存储模块，其中所述电位器105，用于调节所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的工作电压。其中，所述电位器105对工作电压的调节范围是8 18V。所述存储模块106，用于将所述控制模块102获取被测通信模块的采样数据及功耗值进行存储。其中，所述存储模块106可以选择IS63WVU88，它是128Kbyte的SRAM^tatic Random Access Memory，静止随机存储器)，连接到LPC2378的8位的异步存储器接口，用于保存测量过程中的采样数据及获取的功耗值。由上述可知，本发明提供了一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例，该系统实施例接收用户输入的交换指令，经过LPC2378的测量控制，由电位器调节被测通信模块的工作电压，通过高精度的处理器CS5550对集中器载波通信模块、采集器载波通信模块或电能表载波通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的多个工作电压下的电流值及电压值进行数据采样，获取采样数据，并依据所述采样获取被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的功耗值，将所述采样数据及功耗值进行存储并发送给应用模块进行存储并分析，还可以根据所述分析数据获得功耗曲线图。由此通过本发明提供的功耗测试系统能够准确地测量出集中器载波通信模块、采集器载波通信模块及电能表载波通信模块的电流、电压在上述两种工作状态下的实时数据，获取其功耗值，从而为电力行业研究载波芯片性能及评估提供准确地数据支持和科学依据。实施例四参考图4所示为本发明提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例四，基于实施例三在实际应用中的系统框架图。本实施例四是将集中器载波通信模块、采集器载波通信模块及电能表载波通信模块同时放于测试环境下，在测量过程中通过模拟开关74HC4052D在所述控制模块102的控制下，分时切换三路被测通信模块的电流信号(已转换为电压)到CS5550进行电流值及电压值数据测量。所述控制模块102 可以采用 uC/OS II (Micro Control Operation Systemll，微控操作系统II)作为操作系统，它是一个可以基于ROM (Read OnlyMemory，只读存储)运行的、可裁减的、抢占式实时多任务内核，具有高度可移植性，特别适合于微处理器和控制器， 是和很多商业操作系统性能相当的实时操作系统。为实现所述控制模块的功能，所述操作系统可以设置5个任务，包括CS5550测量控制任务、PC交互任务、集中器载波通信模块模拟任务、采集器载波通信模块模拟任务和电能表载波通信模块模拟任务，其中CS5550测量控制任务考虑到要实时准确的获得电压、电流的瞬态数据，采样速率需达到1kHz，且要连续采样15S。在进行IkHz采样读取数据的同时，又要保证串口在正常工作，所以必须采用中断的方式，在中断中读取采样数据。为真实的反应被测通信模块的功率特性，本发明实施例将采样频率设置为1KHZ， 测量精度达到0.1%。 本实施例对被测通信模块进行数据采样过程包括
所述应用模块103接收用户输入的测试信息，转化为交互指令发送给所述控制模块102，所述交互指令中包括被测通信模块的类型、当前测试状态等信息；所述控制模块102接收到所述交互指令后，根据所述交互指令信息启动所述测量模块101对被测通信模块进行数据采样、数据更新等操作，还可以通过设置于内部的计数器来控制采样是否停止，当计数器判定采样结束后，所述控制模块102读取所述采样数据， 并获取功耗值，返回至所述应用模块103，所述应用模块103根据接收到的数据进行分析， 还可以绘制成功耗曲线图，方便使用者的观看。其中，在进行数据采样过程中，CS5550测量控制任务通过任务加终端的方式进行采样数据的获取，参考图5为任务加中断的控制流程图CS5550测量控制任务首先将CS5550配置为一秒采样一次，以保证每秒更新一次电压的数据，又可给所述控制模块102减负。在得到高速采样的信号量时，将CS5550配置为一秒采样1000次，并启动采样、中断。这时起，读取采用数据的任务全部交给了中断，在中断里读取数据并存入外存，如图6所示，在采样次数达到指定数量时，停止中断，发送测量结束信号。CS5550任务在启动高速采样后，就一直等待结束信号量，在得到该信号量后，通知 PC，并将CS5550重新配置为一秒采样一次，保证读取到电压。在在得到校正信号量时，停止中断，并启动校准。读取校准后的数据进行存储，同时通知即PC，最后将CS5550重新配置为一秒采样一次，保证读取到电压。参考图7所示，为本发明实施例的PC交互任务流程图 PC交互任务在初始化串口后，就以阻塞的方式等待收数据邮箱。PC交互任务接收到邮箱后，首先进行循环冗余校验，然后解析命令字，最后给出响应，发送到PC。参考图8所示，为本发明实施例的中断中采样数据发送的流程图在执行中断过程中，在接收到每一个数据后，判断是否为帧头、帧尾标志，由此组合为一个完整的数据包。在接收到一个完整的数据包后，发送接收数据邮箱到PC。综上可知，本发明提供了一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统实施例，该系统实施例接收用户输入的交换指令，经过LPC2378的测量控制，由电位器调节被测通信模块的工作电压，通过高精度的处理器CS5550对集中器载波通信模块、采集器载波通信模块或电能表载波通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的多个工作电压下的电流值及电压值进行数据采样，通过中断方式获取采样数据，并依据所述采样获取被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的功耗值，将所述采样数据及功耗值进行存储并发送给应用模块进行存储并分析，还可以根据所述分析数据获得功耗曲线图。由此通过本发明提供的功耗测试系统能够准确地测量出集中器载波通信模块、采集器载波通信模块及电能表载波通信模块的电流、电压在上述两种工作状态下的实时数据，获取其功耗值，从而为电力行业研究载波芯片性能及评估提供准确地数据支持和科学依据。以上对本申请所提供的一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
权利要求
1.一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统，其特征在于，所述系统包括测量模块及控制模块，其中所述测量模块，用于分别对需要进行功耗测试的被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的电流值、电压值进行数据采样；所述控制模块，用于接收用户输入的交互指令，依据所述交互指令对所述测量模块进行数据采样的测量控制，读取所述测量模块测量的被测通信模块的在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的采样数据，并依据所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的采样数据计算获得所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的功耗值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电源模块 所述电源模块用于为所述测量模块及所述控制模块提供工作电源。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括应用模块所述应用模块，用于接收用户输入的交互指令，并将所述交互指令传送至所述控制模块实现对所述测量模块进行数据采样的测量控制，接收所述控制模块发送的采样数据及功耗值进行分析并根据所述分析数据获得功耗曲线图。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括存储模块；所述存储模块，用于将所述控制模块获取被测通信模块的采样数据及功耗值进行存储。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电位器所述电位器，用于调节所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的工作电压。
全文摘要
本申请提供了一种用电信息采集系统通信模块的功耗测试系统，包括测量模块及控制模块，其中所述测量模块，用于分别对需要进行功耗测试的被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的电流值、电压值进行数据采样；所述控制模块，用于接收用户输入的交互指令，依据所述交互指令对所述测量模块进行数据采样的测量控制，读取所述测量模块测量的被测通信模块的在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的采样数据，并依据所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的采样数据计算获得所述被测通信模块在载波通信发射状态及载波通信静止状态下的功耗值。
文档编号G01R19/25GK102520239SQ201210002080
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者孙洪亮, 程小明, 郑可 申请人:重庆市电力公司电力科学研究院