申请/专利权人：广东电网有限责任公司;广东电网有限责任公司计量中心

申请日：2019-01-17

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN109507936B

主分类号：G05B19/042

分类号：G05B19/042;G04R20/02;G01R35/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2019.04.16#实质审查的生效;2019.03.22#公开

摘要：本发明提供了一种综合式处理单元，包括：DSP处理器、嵌入式工控机、通信拓展模块和时钟同步与授时模块；DSP处理器与嵌入式工控机通信连接；通信拓展模块与嵌入式工控机通信连接；时钟同步与授时模块与DSP处理器的定时器接口连接，时钟同步与授时模块用于对DSP处理器以及与DSP处理器连接的外部设备进行时钟同步，通过DSP处理器对时钟同步与授时模块发送的同步信号进行处理，能够实现DSP处理器的时钟同步，还可以通过时钟同步与授时模块实现与DSP处理器连接的外部设备的时钟同步，同时可通过嵌入式工控机外接各种设备实现数据的显示和数据的上传等，解决了由于目前的集中器的功能性不足，无法满足关口电能计量装置在线监测与校验配置的需求的技术问题。

主权项：1.一种综合式处理单元，其特征在于，包括：DSP处理器、嵌入式工控机、通信拓展模块和时钟同步与授时模块；所述DSP处理器与所述嵌入式工控机通信连接；所述通信拓展模块与所述嵌入式工控机通信连接；所述时钟同步与授时模块与所述DSP处理器的定时器接口连接，所述时钟同步与授时模块用于对所述DSP处理器以及与所述DSP处理器连接的外部设备进行时钟同步；所述时钟同步与授时模块包括内部高稳时钟电路和光脉冲输出模块；所述内部高稳时钟电路与所述DSP处理器连接；所述内部高稳时钟电路用于为所述DSP处理器提供系统时钟；所述光脉冲输出模块与所述DSP处理器连接；所述光脉冲输出模块用于将所述DSP处理器发送的时钟同步后的系统时钟对外输出至其他设备；所述所述光脉冲输出模块用于将所述DSP处理器发送的时钟同步后的系统时钟对外输出至其他设备，具体包括：当在所述DSP处理器上电后，默认采用所述内部高稳时钟电路为系统时钟；根据参数设定选择对应的系统的时钟源；若不选用所述内部高稳时钟电路的系统时钟作为时钟源，则通过定时器外设，接收外部光纤接口输入的PPS同步信号；将PPS同步信号进行测量、锁相输出内部时钟信号，进而确定系统时钟；通过所述光脉冲输出模块将同步后的系统时钟对外输出至其他设备。

全文数据：一种综合式处理单元技术领域本发明涉及电能计量技术领域，尤其涉及一种综合式处理单元。背景技术在电信息采集系统中，通过集中器将电能表的数据集中采集后，再上传到主站，其功能相对简单，存储空间较小，其设计基本上都是基于低成本的嵌入式处理器，外扩相应通信模块来进行设计。而在对关口电能计量装置在线监测与校验配置过程中，需要用到类似的设备作为主站与多路模拟采集器、PT监测模块、CT监测模块以及电能表之间的用来进行通信与数据采集的综合式处理单元，由于目前的集中器的功能性不足，无法满足关口电能计量装置在线监测与校验配置的需求。发明内容本发明提供了一种综合式处理单元，解决了由于目前的集中器的功能性不足，无法满足关口电能计量装置在线监测与校验配置的需求的技术问题。本发明提供了一种综合式处理单元，包括：DSP处理器、嵌入式工控机、通信拓展模块和时钟同步与授时模块；所述DSP处理器与所述嵌入式工控机通信连接；所述通信拓展模块与所述嵌入式工控机通信连接；所述时钟同步与授时模块与所述DSP处理器的定时器接口连接，所述时钟同步与授时模块用于对所述DSP处理器以及与所述DSP处理器连接的外部设备进行时钟同步。可选地，所述时钟同步与授时模块包括脉冲采集电路；所述脉冲采集电路与所述DSP处理器的定时器接口连接，所述脉冲采集电路用于采集电能表的有功脉冲输入信号、无功脉冲输入信号和秒脉冲输入信号。可选地，所述时钟同步与授时模块还包括对时电路；所述对时电路与所述DSP处理器连接；所述对时电路用于将PPS同步信号发送至所述DSP处理器进行时钟同步。可选地，所述时钟同步与授时模块还包括内部高稳时钟电路；所述内部高稳时钟电路与所述DSP处理器连接；所述内部高稳时钟电路用于为所述DSP处理器提供系统时钟。可选地，所述时钟同步与授时模块还包括光脉冲输出模块；所述光脉冲输出模块与所述DSP处理器连接；所述光脉冲输出模块用于将所述DSP处理器发送的时钟同步后的系统时钟对外输出其他设备。可选地，还包括GPS模块；所述GPS模块与所述DSP处理器连接。可选地，还包括拓展存储器；所述拓展存储器与所述嵌入式工控机连接。可选地，还包括网络交换机；所述网络交换机分别与所述DSP处理器和所述嵌入式工控机连接。可选地，还包括宽带载波模块；所述宽带载波模块与所述嵌入式工控机连接；或所述宽带载波模块与所述网络交换机连接。可选地，还包括电源模块；所述电源模块的输出端与所述嵌入式工控机的受电端连接；所述电源模块的输出端与所述DSP处理器的受电端连接。从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明提供了一种综合式处理单元，包括：DSP处理器、嵌入式工控机、通信拓展模块和时钟同步与授时模块；所述DSP处理器与所述嵌入式工控机通信连接；所述通信拓展模块与所述嵌入式工控机通信连接；所述时钟同步与授时模块与所述DSP处理器的定时器接口连接，所述时钟同步与授时模块用于对所述DSP处理器以及与所述DSP处理器连接的外部设备进行时钟同步。本发明通过DSP处理器对时钟同步与授时模块发送的同步信号进行处理，能够实现DSP处理器的时钟同步，还可以通过时钟同步与授时模块实现与DSP处理器连接的外部设备的时钟同步，同时可通过嵌入式工控机外接各种设备实现数据的显示和数据的上传等，解决了由于目前的集中器的功能性不足，无法满足关口电能计量装置在线监测与校验配置的需求的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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它的附图。图1为本发明实施例提供的一种综合式处理单元的结构示意图；其中，附图标记为：1、电源模块；2、DSP处理器；3、嵌入式工控机；4、通信拓展模块；5、脉冲采集电路；6、对时电路；7、GPS模块；8、内部高稳时钟电路；9、拓展存储器；10、网络交换机；11、宽带载波模块；12、光脉冲输出模块。具体实施方式本发明实施例提供了一种综合式处理单元，解决了由于目前的集中器的功能性不足，无法满足关口电能计量装置在线监测与校验配置的需求的技术问题。为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供了一种综合式处理单元，包括：DSP处理器2、嵌入式工控机3、通信拓展模块4和时钟同步与授时模块；DSP处理器2与嵌入式工控机3通信连接；通信拓展模块4与嵌入式工控机3通信连接；时钟同步与授时模块与DSP处理器2的定时器接口连接，时钟同步与授时模块用于对DSP处理器2以及与DSP处理器2连接的外部设备进行时钟同步。需要说明的是，本申请实施例中嵌入式工控机3可提供多个USB接口，可方便地拓展外设，也可通过显示接口连接显示器；嵌入式工控机3可提供多个RS232接口，通过通信拓展模块4，利用光耦隔离电路实现隔离电压4000V的隔离后，可转换成相应的RS232或RS485接口，以连接智能设备，作为抄表口或维护口。本发明通过DSP处理器2对时钟同步与授时模块发送的同步信号进行处理，能够实现DSP处理器2的时钟同步，还可以通过时钟同步与授时模块实现与DSP处理器2连接的外部设备的时钟同步，同时可通过嵌入式工控机3外接各种设备实现数据的显示和数据的上传等，解决了由于目前的集中器的功能性不足，无法满足关口电能计量装置在线监测与校验配置的需求的技术问题。进一步地，时钟同步与授时模块包括脉冲采集电路5；脉冲采集电路5与DSP处理器2的定时器接口连接，脉冲采集电路5用于采集电能表的有功脉冲输入信号、无功脉冲输入信号和秒脉冲输入信号。进一步地，时钟同步与授时模块还包括对时电路6；对时电路6与DSP处理器2连接；对时电路6用于将PPS同步信号发送至DSP处理器2进行时钟同步。需要说明的是，DSP处理器2可通过对时电路6接收外部光纤接口输入的PPS同步信号，以实现时钟同步。进一步地，时钟同步与授时模块还包括内部高稳时钟电路8；内部高稳时钟电路8与DSP处理器2连接；内部高稳时钟电路8用于为DSP处理器2提供系统时钟。需要说明的是，在DSP处理器2上电后，内部高稳时钟电路8为DSP处理器2提供系统时钟，本申请实施例中，采用高精度低温漂的时钟晶振组成的时钟源，精度可达0.1ppm。进一步地，时钟同步与授时模块还包括光脉冲输出模块12；光脉冲输出模块12与DSP处理器2连接；光脉冲输出模块12用于将DSP处理器2发送的时钟同步后的系统时钟对外输出其他设备。需要说明的是，在DSP处理器2上电后，首先默认采用内部高稳时钟电路8为系统时钟，然后再根据参数设定来具体选择以哪个时钟为系统的时钟源，若不选用内部高稳时钟电路8的系统时钟作为时钟源，则先通过定时器外设，接收外部光纤接口输入的PPS同步信号，将PPS同步信号进行测量、锁相输出一个内部时钟信号，进而决定系统时钟。最后，通过光脉冲输出模块12将同步后的系统时钟对外输出至其他设备。进一步地，还包括GPS模块7；GPS模块7与DSP处理器2连接。需要说明的是，DSP处理器2可通过GPS模块7外接高增益的有源GPS天线，以保证综合式处理单元在室内使用时的效果。进一步地，还包括拓展存储器9；拓展存储器9与嵌入式工控机3连接。需要说明的是，拓展存储器9可对嵌入式工控机3的存储内存进行拓展，以保存更多数据。进一步地，还包括网络交换机10；网络交换机10分别与DSP处理器2和嵌入式工控机3连接。需要说明的是，DSP处理器2和嵌入式工控机3的以太网接口均可通过网络交换机10实现对智能采集终端的数据进行采集。进一步地，还包括宽带载波模块11；宽带载波模块11与嵌入式工控机3连接；或宽带载波模块11与网络交换机10连接。需要说明的是，宽带载波模块11可满足综合式处理单元在有需求的应用场合使用。进一步地，还包括电源模块1；电源模块1的输出端与嵌入式工控机3的受电端连接；电源模块1的输出端与DSP处理器2的受电端连接。需要说明的是，综合式处理单元内的所有用电器件的供电皆由电源模块1进行供电，供电的方式可以选择电源模块1为嵌入式工控机3和DSP处理器2供电，嵌入式工控机3和DSP处理器2通过电连接关系为其他用电器件供电，也可以电源直接与各个用电器件电连接进行供电；例如，电源模块1将220V转换成两路直流电源，第一路电压为5V4A电源为本实施例中DSP处理器2供电，第二路电压为12V1.5A电源为本实施例中嵌入式工控机3供电，而通信拓展模块4的电源由5V4A电源通过通信拓展模块4中的5V转5V隔离电源模块转换后提供。进一步地，DSP处理器2具体为ADSP-BF609处理器；嵌入式工控机3具体为基于IntelAtom平台开发的低功耗嵌入式主板。本申请的综合式处理单元的主要功能是管理与控制功能，按其功能需求，设置有多种通信接口，其数据采集均来自于其它设备，例如多路模拟量采集器、PT监测模块、CT监测模块以及电能表，再利用采集的数据实现PT二次回路压降、CT二次负载和电能表误差等分析，并转发数据至主站完成通信，是满足厂站电能量采集终端所有功能的综合式处理单元。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器ROM，Read-OnlyMemory、随机存取存储器RAM，RandomAccessMemory、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

权利要求：1.一种综合式处理单元，其特征在于，包括：DSP处理器、嵌入式工控机、通信拓展模块和时钟同步与授时模块；所述DSP处理器与所述嵌入式工控机通信连接；所述通信拓展模块与所述嵌入式工控机通信连接；所述时钟同步与授时模块与所述DSP处理器的定时器接口连接，所述时钟同步与授时模块用于对所述DSP处理器以及与所述DSP处理器连接的外部设备进行时钟同步。2.根据权利要求1所述的综合式处理单元，其特征在于，所述时钟同步与授时模块包括脉冲采集电路；所述脉冲采集电路与所述DSP处理器的定时器接口连接，所述脉冲采集电路用于采集电能表的有功脉冲输入信号、无功脉冲输入信号和秒脉冲输入信号。3.根据权利要求2所述的综合式处理单元，其特征在于，所述时钟同步与授时模块还包括对时电路；所述对时电路与所述DSP处理器连接；所述对时电路用于将PPS同步信号发送至所述DSP处理器进行时钟同步。4.根据权利要求3所述的综合式处理单元，其特征在于，所述时钟同步与授时模块还包括内部高稳时钟电路；所述内部高稳时钟电路与所述DSP处理器连接；所述内部高稳时钟电路用于为所述DSP处理器提供系统时钟。5.根据权利要求4所述的综合式处理单元，其特征在于，所述时钟同步与授时模块还包括光脉冲输出模块；所述光脉冲输出模块与所述DSP处理器连接；所述光脉冲输出模块用于将所述DSP处理器发送的时钟同步后的系统时钟对外输出其他设备。6.根据权利要求1所述的综合式处理单元，其特征在于，还包括GPS模块；所述GPS模块与所述DSP处理器连接。7.根据权利要求1所述的综合式处理单元，其特征在于，还包括拓展存储器；所述拓展存储器与所述嵌入式工控机连接。8.根据权利要求7所述的综合式处理单元，其特征在于，还包括网络交换机；所述网络交换机分别与所述DSP处理器和所述嵌入式工控机连接。9.根据权利要求8所述的综合式处理单元，其特征在于，还包括宽带载波模块；所述宽带载波模块与所述嵌入式工控机连接；或所述宽带载波模块与所述网络交换机连接。10.根据权利要求1所述的综合式处理单元，其特征在于，还包括电源模块；所述电源模块的输出端与所述嵌入式工控机的受电端连接；所述电源模块的输出端与所述DSP处理器的受电端连接。

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