一种计量芯片及其波形数据输出方法与流程

本发明属于电能计量，具体涉及一种计量芯片及其波形数据输出方法。

背景技术：

1、在简单单相电能计量芯片中，需要两路模数转换采样通道，分别采样电流和电压；在单相双电流电能计量芯片中，需要三路模数转换采样通道，分别采样火线电流、零线电流和电压；在三相电能计量芯片中，需要六路模数转换采样通道，分别采样各分相的电流、电压，或者增加一路数模转换采样通道用来采样中线电流，每一分相的计量按照电能计量实现结构得到分相的计量值，再加上计算合相的结构，即可。电能计量主要是将采样的电流和电压信号通过各种信号处理，有选择的得到电流电压有效值、有功功率、无功功率、视在功率、功率因子以及有功无功视在能量等电能计量值，以及相关的波形数据。

2、波形数据是计量芯片中的很重要的数据，用户可以通过对波形数据的监测和分析，一方面可以用于辅助分析计量芯片实际应用中出现的相关问题，另一方面也可以用于分析电压闪变、谐波分析、三相不平衡度等电能质量相关指标，实现对电能质量的监控。因此，如何将计量芯片里的波形数据输送出来，就显得尤为重要。

3、现有的波形数据输出的方法，波形数据输出节点较少，输出方式单一，无法满足越来越多的应用要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种计量芯片波形数据输出方法，以解决现有技术中的波形数据输出节点较少，输出方式单一的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种计量芯片波形数据输出方法，包括如下步骤：

3、1)对计量芯片得到的离散数字信号数据进行下采、滤波处理，输出采样率为设定频率下的下采滤波数据；

4、2)对下采滤波数据进行各种不同方式的处理，得到经过不同方式处理后的波形数据；

5、3)从不同方式处理后的波形数据中选择要输出的波形数据，并选择波形数据输出方式进行数据传输。

6、其有益效果为：对输入的数据进行模数转换后的离散数字信号数据下采滤波，使所需的波形数据不失真，保证最终输出波形数据的质量；下采滤波后的波形数据经过不同模块处理产生不同节点的波形数据，提供多种波形数据输出源头，并提供多种输出方式可供选择，根据实际需求选择需要的波形数据和合适的输出方式将波形数据输出到相应的位置，波形数据输出节点多，满足不同要求的波形数据输出。

7、进一步地，各种不同方式的处理方式包括如下处理方式中的至少两种处理方式：

8、方式1：下采滤波数据经过rc补偿滤波器处理，输出rc补偿输出数据；

9、方式2：下采滤波数据依次经过rc补偿滤波器处理、去直流处理，输出去直流输出数据；

10、方式3：下采滤波数据依次经过rc补偿滤波器处理、去直流处理、温度补偿处理，输出基波滤波器输入数据；

11、方式4：下采滤波数据依次经过rc补偿滤波器处理、去直流处理、温度补偿处理、基波滤波器处理，输出基波滤波器输出数据；

12、方式5：下采滤波数据经过工频同步模块处理，输出工频同步数据；

13、方式6：下采滤波数据依次经过工频同步模块处理、goertzel模块处理，输出基波实部虚部数据；

14、方式7：下采滤波数据经过rc补偿滤波器处理，得到的rc补偿输出数据平方，再经过闪变加速模块处理，输出闪变数据。

15、其有益效果为：经过不同的模块对波形数据进行处理，得到多种形式的波形数据，使波形数据选择具有多样性，提高波形数据源头的选择性。

16、进一步地，选择的输出方式为dma搬运数据输出方式，所述dma搬运数据输出方式为：将波形数据缓存到fifo，当fifo缓存到一定深度的时候，会发起dma读取请求，dma接到请求后会从固定的地址连续读取数据，将波形数据搬移到计量芯片内部的ram。

17、其有益效果为：根据实际要求选择通过dma将波形数据输出到芯片内部ram，供数据分析，不占用cpu内存，提高了数据传输方式的选择性，提高了传输效率。

18、进一步地，选择的输出方式为数据打包spi输出方式，所述数据打包spi输出方式为：使波形数据进入数据打包模块，数据打包模块自动读取波形数据并按照规定的帧格式进行组包，组包后再通过spi发送到计量芯片的外部。

19、其有益效果为：将波形数据进行组包并通过spi将波形输出到芯片外部，供数据分析，软件配置简单化，数据传输更为灵活，提高了传输效率。

20、进一步地，规定的帧格式为：首先是帧头；帧头后面是帧id；帧id后面是要打包发送的波形数据，按照设置的排列顺序为一个采样组，将波形数据按照顺序进行填充；波形数据后面是校验字；校验字后面是帧尾。

21、其有益效果为：使需要打包的波形数据按照规定格式进行打包，加快传输效率。

22、进一步地，离散数字信号数据包括三相四线的电压和电流。

23、进一步地，若dma没有及时将fifo里的数据读走导致fifo存满时，上报错误中断，产生错误中断后将dma模块复位，重新开始。

24、其有益效果为：防止dma传输数据不及时，保证后续数据传输的稳定性和正确性。

25、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计量芯片，所述计量芯片用于采用上述介绍的计量芯片波形数据输出方法进行波形输出。

技术特征：

1.一种计量芯片波形数据输出方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的计量芯片波形数据输出方法，其特征在于，各种不同方式的处理方式包括如下处理方式中的至少两种处理方式：

3.根据权利要求1所述的计量芯片波形数据输出方法，其特征在于，步骤3)中选择的输出方式为dma搬运数据输出方式，所述dma搬运数据输出方式为：将波形数据缓存到fifo，当fifo缓存到一定深度的时候，会发起dma读取请求，dma接到请求后会从固定的地址连续读取数据，将波形数据搬移到计量芯片内部的ram。

4.根据权利要求1所述的计量芯片波形数据输出方法，其特征在于，步骤3)中选择的输出方式为数据打包spi输出方式，所述数据打包spi输出方式为：使波形数据进入数据打包模块，数据打包模块自动读取波形数据并按照规定的帧格式进行组包，组包后再通过spi发送到计量芯片的外部。

5.根据权利要求4所述的计量芯片波形数据输出方法，其特征在于，规定的帧格式为：首先是帧头；帧头后面是帧id；帧id后面是要打包发送的波形数据，按照设置的排列顺序为一个采样组，将波形数据按照顺序进行填充；波形数据后面是校验字；校验字后面是帧尾。

6.根据权利要求1所述的计量芯片波形数据输出方法，其特征在于，离散数字信号数据包括三相四线的电压和电流。

7.根据权利要求3所述的计量芯片波形数据输出方法，其特征在于，若dma没有及时将fifo里的数据读走导致fifo存满时，上报错误中断，产生错误中断后将dma模块复位，重新开始。

8.一种计量芯片，其特征在于，所述计量芯片用于采用如权利要求1～7任一项所述的计量芯片波形数据输出方法进行波形输出。

技术总结
本发明属于电能计量技术领域，具体涉及一种计量芯片及其波形数据输出方法。该方法包括如下步骤：输入数据的ADC模数转换后的离散数字信号数据进行下采、滤波处理，输出采样率为设定频率下的下采滤波数据，全波数据信号下采滤波数据经过设定模块的处理，得到全波数据信号经过相应处理后每个节点的波形数据，选择要输出的波形数据，并选择波形数据输出方式进行数据传输，最终得到相应的波形数据，供数据分析。提供多种波形数据输出源头，并提供多种输出方式可供选择，根据实际需求选择需要的波形数据和合适的输出方式将波形数据输出到相应的位置，输出方式不再单一，波形数据输出节点多，满足不同要求的波形数据输出。

技术研发人员：陈晓杰
受保护的技术使用者：深圳智微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13