一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型的制作方法

本发明涉及通信传输，尤其涉及一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型。

背景技术：

1、变压器的稳定运行对保障电力系统正常、高效具有重要意义。电力企业人员经常通过传感器来监测变压器绕组的性能，以便及时处理变压器运行过程中有可能会产生的放电和过热故障，因此稳定传输变压器传感器的性能数据就显得尤为重要。在变电站中常用的数据传输方法是有线传输，但目前的有线传输模型随着测试时间的变长，传感器本身会发热导致表面及其周边环境温度升高而影响稳定性，所以，目前的有线传输模型的抗干扰能力弱且稳定性不高。

技术实现思路

1、本发明所述的一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，解决上述背景技术中提出的有线传输模型的抗干扰能力弱且稳定性不高的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，包括编码模块、调制模块、噪声模块、第一加法器和解调模块；所述编码模块输出端连接调制模块，所述调制模块输出端、噪声模块的输出端与第一加法器的输入端连接，所述第一加法器的输出端与所述解调模块的输入端连接；所述调制模块采用qpsk调制器；所述解调模块采用qpsk解调器。

3、优选的，所述qpsk调制器包括串并交换器、载波发生器、90°相移模块、第一乘法器、第二乘法器和第二加法器，所述串并变换器的输出端分别与第一乘法器的输入端和第二乘法器的输入端连接；所述载波发生器的输出端与第一乘法器的输入端连接；所述90°相移模块的输入端与所述载波发生器的输出端连接，所述90°相移模块的输出端与第二乘法器的输入端连接；所述第一乘法器的输出端、第二乘法器的输出端与第二加法器的输入端连接。

4、优选的，所述qpsk解调器包括a/d转换模块、载波恢复模块、低通滤波器1、低通滤波器2、抽样判决1、抽样判决2、串并变换模块、第三乘法器和第四乘法器；所述a/d转换模块的输出端与所述第三乘法器的输入端连接，所述a/d转换模块的输出端与所述第四乘法器的输入端连接；所述载波恢复模块的两个输出端分别于第三乘法器的输入端和第四乘法器的输入端连接；所述第三乘法器的输出端与低通滤波器1的输入端连接，所述低通滤波器1的输出端与抽样判决1的输入端连接，所述抽样判决1的输出端与串并变换模块的输入端连接；所述第四乘法器的输出端与低通滤波器2的输入端连接，所述低通滤波器2的输出端与抽样判决2的输入端连接，所述抽样判决2的输出端与所述串并变换模块的输入端连接。

5、优选的，所述噪声模块加入的噪声为高斯白噪声，表达式如下：

6、

7、式中，α为噪声均值，x为传感器距离变压器器身的距离，σ2为噪声方差，通常信道当中的α＝0时，噪声的平均功率等于噪声的方差。

8、优选的，所述qpsk调制器的输入信号为一串二进制表示的比特序列。

9、优选的，所述qpsk解调器的输出信号为一串二进制表示的比特序列。

10、优选的，所述qpsk的信号功率的数学表达式为：

11、

12、该式展开为：

13、其中信号幅值为a，载波信号频率为ωc，变化的时间为t，相位角为ψk，

14、优选的，经过所述qpsk解调器之后的同相支路ii(t)的表达式为：

15、

16、其中，载波信号频率为ωc，变化的时间为t。

17、优选的，经过所述qpsk解调器之后的正交支路qq(t)的表达式为：

18、

19、其中，载波信号频率为ωc，变化的时间为t。

20、优选的，经过低通滤波之后得到如下表达式：

21、

22、本发明的有益效果为：

23、qpsk调制器的抗干扰能力强，且稳定性高，本发明基于qpsk调制器和解调器搭建了智能通信传输模型，使得因传感器本身会发热导致表面及其周边环境温度升高对稳定性的影响降低，解决了背景技术中提出的问题。

技术特征：

1.一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，其特征在于，包括编码模块、调制模块、噪声模块、第一加法器和解调模块；所述编码模块输出端连接调制模块，所述调制模块输出端、噪声模块的输出端与第一加法器的输入端连接，所述第一加法器的输出端与所述解调模块的输入端连接；所述调制模块采用qpsk调制器；所述解调模块采用qpsk解调器。

2.根据权利要求1所述的一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，其特征在于，所述qpsk调制器包括串并交换器、载波发生器、90°相移模块、第一乘法器、第二乘法器和第二加法器，所述串并变换器的输出端分别与第一乘法器的输入端和第二乘法器的输入端连接；所述载波发生器的输出端与第一乘法器的输入端连接；所述90°相移模块的输入端与所述载波发生器的输出端连接，所述90°相移模块的输出端与第二乘法器的输入端连接；所述第一乘法器的输出端、第二乘法器的输出端与第二加法器的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，其特征在于，所述qpsk解调器包括a/d转换模块、载波恢复模块、低通滤波器1、低通滤波器2、抽样判决1、抽样判决2、串并变换模块、第三乘法器和第四乘法器；所述a/d转换模块的输出端与所述第三乘法器的输入端连接，所述a/d转换模块的输出端与所述第四乘法器的输入端连接；所述载波恢复模块的两个输出端分别于第三乘法器的输入端和第四乘法器的输入端连接；所述第三乘法器的输出端与低通滤波器1的输入端连接，所述低通滤波器1的输出端与抽样判决1的输入端连接，所述抽样判决1的输出端与串并变换模块的输入端连接；所述第四乘法器的输出端与低通滤波器2的输入端连接，所述低通滤波器2的输出端与抽样判决2的输入端连接，所述抽样判决2的输出端与所述串并变换模块的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，其特征在于，所述噪声模块加入的噪声为高斯白噪声，表达式如下：

5.根据权利要求2所述的一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，其特征在于，所述qpsk调制器的输入信号为一串二进制表示的比特序列。

6.根据权利要求3所述的一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，其特征在于，所述qpsk解调器的输出信号为一串二进制表示的比特序列。

7.根据权利要求4所述的一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，其特征在于，所述qpsk的信号功率的数学表达式为：

8.根据权利要求7所述的一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，其特征在于，经过所述qpsk解调器之后的同相支路ii(t)的表达式为：

9.根据权利要求8所述的一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，其特征在于，经过所述qpsk解调器之后的正交支路qq(t)的表达式为：

10.根据权利要求9所述的一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，其特征在于，经过低通滤波之后得到如下表达式：

技术总结
本发明公开了一种基于变压器绕组传感器的智能通信传输模型，包括编码模块、调制模块、噪声模块、第一加法器和解调模块；所述编码模块输出端连接调制模块，所述调制模块输出端、噪声模块的输出端与第一加法器的输入端连接，所述第一加法器的输出端与所述解调模块的输入端连接；所述调制模块采用QPSK调制器；所述解调模块采用QPSK解调器，QPSK调制器的抗干扰能力强，且稳定性高，本发明基于QPSK调制器和解调器搭建了智能通信传输模型，使得因传感器本身会发热导致表面及其周边环境温度升高对稳定性的影响降低，解决了背景技术中提出的问题。

技术研发人员：李锐,张磊,陈梁远,赵坚,韩方源,芦宇峰,马源,黄炜,苏毅,潘绍明
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12