一种基于故障指示器的低功耗ad数据采样方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气设备领域，特备涉及一种基于故障指示器的低功耗AD数据采样方法。
【背景技术】
[0002]故障指示器作为配电自动化终端中的一种，目前已经在国家电网及南方电网中开始得到了应用。由于设备电源消耗的原因，导致了大部分厂家的设备都无法长时间正常运行，这也导致了故障指示器无法准确判断配电线路的故障问题。
[0003]目前国内大部分的厂家对故障指示器电源问题的解决方式主要有以下2种:一种是在故障指示器的外壳加装太阳能板取电，另一种是通过内部CT线圈进行取电；但是这两种取电方式都无法在根本上解决故障指示器的寿命问题，太阳能板取电的方式只能在白天且光线充足的情况下才能让故障指示器正常运行，而CT取电的方式在线路正常负荷、电流1A以下的情况基本无效。
[0004]在解决功耗方面问题，目前国内有少部分厂家采用休眠核心处理器的方式，采样间隔为1ms，同时实时开启内部采样参考电压；例如，申请号为:201410548225.1，申请日为:2014.10.16的中国发明专利公开了一种用于故障指示器的低功耗的电流计算方法。这种采用休眠核心处理器的方式虽然能够较大地降低运行功耗，但其运行功耗仍在400uA以上。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于故障指示器的低功耗AD数据采样方法，通过该方法来降低故障指示器的功耗，提高故障指示器的使用寿命。
[0006]本发明是这样实现的:一种基于故障指示器的低功耗AD数据采样方法，具体包括如下步骤:
[0007]步骤1、运行故障指示器主程序执行初始化操作，在完成初始化操作后进入休眠模式，并关闭采样的内部参考电压；
[0008]步骤2、开启毫秒级定时器中断，执行毫秒级定时器的定时任务；
[0009]步骤3、执行完定时任务后，开启AD采样，同时开启采样的内部参考电压，并逐一对N个采样通道的AD值进行数据采样，其中，N为正整数；
[0010]步骤4、完成本次数据采样后，关闭采样的内部参考电压，并在休眠模式下将采样的数据发送出去；
[0011]步骤5、等待下一个毫秒级定时器中断的开启，重复以上步骤2至步骤4。
[0012]进一步地，所述毫秒级定时器中断为15毫秒定时器中断。
[0013]进一步地，所述采样的数据通过串口中断的方式发送出去。
[0014]进一步地，所述内部参考电压为2.5V参考电压。
[0015]进一步地，所述N的取值为1，2，3，4，5中的任意一个。
[0016]本发明具有如下优点:
[0017]1、可以使故障指示器的运行功耗降低到40uA以下，在标配4.8AH的高性能锂亚电池的情况下，可以保证故障指示器的理论寿命在10年以上；
[0018]2、采用15毫秒进行一次采样，能够有效地控制内部参考电压的开关，由于我国电力系统的频率为50Hz，意味着一个周波的时间为20毫秒，采用15毫秒进行一次采样能够有效避免线路数据采集的丢失，保证每个周波都能采集到数据；
[0019]3、通过降低故障指示器的整机功耗来提高设备的使用寿命，这有助于提高设备的绝缘水平，降低设备在室外环境下的运行风险；
[0020]4、本发明方法在仅仅依靠内部电池供电的情况下使产品的寿命达到了 10年以上，这为产品的小型化提供了有效的保证，也降低了设备的生产成本。
【附图说明】
[0021]下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0022]图1为本发明基于故障指示器的低功耗AD数据采样方法的一较佳实施例的执行流程图。
【具体实施方式】
[0023]请参阅图1所示，一种基于故障指示器的低功耗AD数据采样方法，具体包括如下步骤:
[0024]步骤1、运行故障指示器主程序执行初始化操作，在完成初始化操作后进入休眠模式LPM3，此时故障指示器的功耗在400uA以上，并关闭采样的内部参考电压(在实施时，可以通过指令的形式来控制CPU对内部参考电压进行开启或者关闭)；所述内部参考电压为2.5V参考电压，在关闭该2.5V参考电压后，故障指示器的功耗将降低到40uA以下。
[0025]步骤2、开启毫秒级定时器中断，执行毫秒级定时器的定时任务；所述毫秒级定时器中断为15毫秒定时器中断，由于我国电力系统的频率为50Hz，因此一个周波的时间为20毫秒；采用15毫秒定时器中断，即每个15毫秒采样一次数据，可以确保数据采集不丢失。当然，在开启毫秒级定时器中断的同时，还开启了秒级定时器中断(用于执行秒级定时任务)、串口中断(用于执行串口任务)等。
[0026]步骤3、执行完定时任务后，开启AD采样，同时开启采样的内部参考电压(即2.5V参考电压)，并逐一对N个采样通道的AD值进行数据采样，其中，N为正整数，且通常对N个采样通道进行采样的耗时都在I毫秒以内。
[0027]所述N的取值为1，2，3，4，5中的任意一个，这是因为受现有技术的限制，故障指示器目前最多只设置有5个采样通道。下面以N的取值为3来对AD值的采样过程做进一步说明(N取其它值时，采样过程都跟以下过程类似):
[0028]a、内部参考电压开启后，开启采样通道I进行采样，并记录通道I的AD采样值；
[0029]b、通道I采样结束后，开启采样通道2进行采样，并记录通道2的AD采样值；
[0030]c、通道2采样结束后，开启采样通道3进行采样，并记录通道3的AD采样值；
[0031]步骤4、完成本次数据采样后，关闭采样的内部参考电压(即2.5V参考电压)，以使故障指示器的功耗将降低到40uA以下，并在休眠模式LPM3下将采样的数据发送出去；其中，所述采样的数据通过串口中断的方式发送出去。
[0032]步骤5、等待下一个毫秒级定时器中断的开启，重复以上步骤2至步骤4。
[0033]在实际应用时，通过将上述方法应用到故障指示器的MSP430系列芯片中，能够有效地降低故障指示器的整机功耗，因为在整个工作的过程中，故障指示器始终处于休眠模式LPM3，而内部的参考电压仅在进行AD米样时才开启，且每次开启的时间通常都在I晕秒以内，所以故障指示器的整机功耗可以达到40uA以下，相当于现有运行功耗的十分之一；这也使得故障指示器在寿命周期内仅依靠后备高性能锂亚电池就能满足取电需求，而无需再进行额外取电。
[0034]总之，本发明具有如下优点:
[0035]1、可以使故障指示器的运行功耗降低到40uA以下，在标配4.8AH的高性能锂亚电池的情况下，可以保证故障指示器的理论寿命在10年以上；
[0036]2、采用15毫秒进行一次采样，能够有效地控制内部参考电压的开关，由于我国电力系统的频率为50Hz，意味着一个周波的时间为20毫秒，采用15毫秒进行一次采样能够有效避免线路数据采集的丢失，保证每个周波都能采集到数据；
[0037]3、通过降低故障指示器的整机功耗来提高设备的使用寿命，这有助于提高设备的绝缘水平，降低设备在室外环境下的运行风险；
[0038]4、本发明方法在仅仅依靠内部电池供电的情况下使产品的寿命达到了 10年以上，这为产品的小型化提供了有效的保证。
[0039]虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
【主权项】
1.一种基于故障指示器的低功耗AD数据采样方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1、运行故障指示器主程序执行初始化操作，在完成初始化操作后进入休眠模式，并关闭采样的内部参考电压； 步骤2、开启毫秒级定时器中断，执行毫秒级定时器的定时任务； 步骤3、执行完定时任务后，开启AD采样，同时开启采样的内部参考电压，并逐一对N个采样通道的AD值进行数据采样，其中，N为正整数； 步骤4、完成本次数据采样后，关闭采样的内部参考电压，并在休眠模式下将采样的数据发送出去； 步骤5、等待下一个毫秒级定时器中断的开启，重复以上步骤2至步骤4。2.根据权利要求1所述的一种基于故障指示器的低功耗AD数据采样方法，其特征在于:所述毫秒级定时器中断为15毫秒定时器中断。3.根据权利要求1所述的一种基于故障指示器的低功耗AD数据采样方法，其特征在于:所述采样的数据通过串口中断的方式发送出去。4.根据权利要求1所述的一种基于故障指示器的低功耗AD数据采样方法，其特征在于:所述内部参考电压为2.5V参考电压。5.根据权利要求1所述的一种基于故障指示器的低功耗AD数据采样方法，其特征在于:所述N的取值为1，2，3，4，5中的任意一个。
【专利摘要】本发明提供一种基于故障指示器的低功耗AD数据采样方法，包括运行故障指示器主程序执行初始化操作，在完成初始化操作后进入休眠模式，并关闭采样的内部参考电压；开启毫秒级定时器中断，执行毫秒级定时器的定时任务；执行完定时任务后，开启AD采样，同时开启采样的内部参考电压，并逐一对N个采样通道的AD值进行数据采样，其中，N为正整数；完成本次数据采样后，关闭采样的内部参考电压，并在休眠模式下将采样的数据发送出去。本发明具有如下优点：可以保证故障指示器的理论寿命在10年以上；能够有效避免线路数据采集的丢失，保证每个周波都能采集到数据；可以为产品的小型化提供了有效的保证。
【IPC分类】G01R31/08, G01R19/25
【公开号】CN105182188
【申请号】CN201510639462
【发明人】许为钤, 翁长进, 梁安韬, 徐士华, 赵晖, 吴孝彬, 倪桂江, 王军锋, 许为松, 沈忠福
【申请人】福建奥通迈胜电力科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月30日