專利名稱：智能脫扣器模塊化查詢方式的通訊裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種帶有通訊功能的智能型斷路器的通訊裝置和方法，特別是涉及其智能 脫扣器模塊化査詢方式的通訊裝置和方法。
背景技術(shù)：
在目前公知的隨著低壓電器向著智能化、可通訊的方向發(fā)展，能夠通過某種協(xié)議傳輸 數(shù)據(jù)，并構(gòu)成智能控制網(wǎng)絡(luò)的低壓斷路器也陸續(xù)出現(xiàn)。這些帶有通訊功能的低壓電器的出 現(xiàn)大大提髙的配電綜合自動(dòng)化的水平，使輸配電系統(tǒng)的技術(shù)裝備和技術(shù)水平都發(fā)生了質(zhì)的 變化。斷路器是配電系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，目前具有先進(jìn)水平的配電系統(tǒng)都裝有帶有通訊功能 的智能型斷路器。智能型斷路器的功能主要靠智能脫扣器實(shí)現(xiàn)，智能脫扣器的核心部件是 單片機(jī)，單片機(jī)的性能在一定程度上影響著智能脫扣器的性能。在現(xiàn)有的帶有通訊功能的 低壓電器中，通訊功能主要靠單片機(jī)的中斷服務(wù)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)需要進(jìn)行通訊時(shí)由硬件產(chǎn)生中 斷，智能脫扣器進(jìn)行通訊操作實(shí)際上是單片機(jī)響應(yīng)中斷進(jìn)行中斷服務(wù)，來執(zhí)行相應(yīng)的軟件 程序。除通訊外，智能脫扣器還要進(jìn)行采樣、計(jì)算、判斷、顯示等其他操作以實(shí)現(xiàn)保護(hù)功 能，這些功能往往也需要單片機(jī)進(jìn)行中斷服務(wù)來實(shí)現(xiàn)。因此這對(duì)于以保護(hù)功能為主的智能 脫扣器來說，重要的采樣和判斷操作將受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種可不影響采樣和計(jì)算精度的智
能脫扣器模塊化查詢方式的通訊裝置和方法。
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題， 一方面提供了一種方法，所采取的技術(shù)方
案是它包括有以下步驟
檢測(cè)采樣次數(shù)是否滿足要求對(duì)采樣值進(jìn)行計(jì)算，得出線路的實(shí)際電流值；按照電流 整定值進(jìn)行比較，判斷實(shí)際電流是否有故障；根據(jù)故障類型采取相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作
檢測(cè)是否有數(shù)據(jù)需要接收/發(fā)送；將接收到的數(shù)據(jù)從專用寄存器中取出或?qū)⒋l(fā)送的 數(shù)據(jù)裝入專用寄存器進(jìn)行發(fā)送；保存接收到或已發(fā)送的數(shù)據(jù)；判斷通訊數(shù)據(jù)是否全部接收 /發(fā)送完畢；對(duì)通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按照通訊內(nèi)容執(zhí)行相關(guān)指令
檢測(cè)鍵盤是否有按鍵被按下；進(jìn)行默認(rèn)顯示或根據(jù)操作人員的按鍵操作進(jìn)行顯示；根
據(jù)操作人員的操作修改各種設(shè)定值；
記錄采樣次數(shù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得采樣值；對(duì)采樣值進(jìn)行初步處理，保存采樣數(shù)據(jù)。 本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題，另一方面提供了一種裝置，所采取的技術(shù)
方案是它包含有
用于進(jìn)行檢測(cè)采樣次數(shù)是否滿足要求對(duì)采樣值進(jìn)行計(jì)算，得出線路的實(shí)際電流值； 按照電流整定值進(jìn)行比較，判斷實(shí)際電流是否有故障；根據(jù)故障類型采取相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作 的保護(hù)模塊；
用于檢測(cè)是否有數(shù)據(jù)需要接收/發(fā)送；將接收到的數(shù)據(jù)從專用寄存器中取出或?qū)⒋l(fā) 送的數(shù)據(jù)裝入專用寄存器進(jìn)行發(fā)送保存接收到或巳發(fā)送的數(shù)據(jù)判斷通訊數(shù)據(jù)是否全部 接粉發(fā)送完畢對(duì)通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按照通訊內(nèi)容執(zhí)行相關(guān)指令的通訊模塊
用于檢測(cè)鍵盤是否有按鍵被按下；進(jìn)行默認(rèn)顯示或根據(jù)操作人員的按鍵操作進(jìn)行顯 示；根據(jù)操作人員的操作修改各種設(shè)定值的人機(jī)交互模塊；
用于記錄采樣次數(shù)；進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得采樣值；對(duì)采樣值進(jìn)行初步處理，保存采樣 數(shù)據(jù)的采樣模塊。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是第一、不占用單片機(jī)中斷資源。由于受到技術(shù)上 的限制，各種單片機(jī)的中斷入口都十分有限，尤其是對(duì)于低端單片機(jī)，開發(fā)人員只能將有 限的中斷資源用在必需使用中斷的情況下，這限制了采用中斷方式通訊的加入。而采用査 詢方式后，只需要添加相應(yīng)的通訊程序代碼即可，對(duì)單片機(jī)的硬件資源沒有特殊要求，因 此，査詢方式通訊可以不受單片機(jī)硬件資源的限制，應(yīng)用范圍廣泛。
第二、減小程序的復(fù)雜程度。單片機(jī)本身作為一種低端的可編成器件，不可能同時(shí)運(yùn) 行多條指令，這就需要針對(duì)不同情況對(duì)中斷進(jìn)行分級(jí)，當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)多于一個(gè)中斷請(qǐng)求時(shí)使 單片機(jī)響應(yīng)級(jí)別最髙的中斷，這樣增加了程序的復(fù)雜程度，也增加了程序的錯(cuò)誤幾率。采 用査詢方式通訊避免了這種中斷的可能性，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來說，這極大的簡(jiǎn)化了程序的 結(jié)構(gòu)，使開發(fā)人員易于控制程序運(yùn)行的流程。
第三、通訊軟件模塊化，易于移植。采用中斷方式通訊，必須在中斷入口進(jìn)行判斷， 來進(jìn)入通訊中斷服務(wù)程序在主程序中，必須在必要的地方對(duì)臨時(shí)寄存器進(jìn)行保存以避免 其中的數(shù)據(jù)被隨時(shí)可能的中斷服務(wù)程序改變，這又增加了程序的移植的難度。采用查詢方 式進(jìn)行操作的通訊程序，入口程序比較簡(jiǎn)單，只需在主程序中加入少量判斷指令即可，不 改變程序結(jié)構(gòu)，具體執(zhí)行通訊操作的指令以子程序的形式可以加入在軟件的任意位置，而
且不影響原有的其他子程序。
第四、提高智能脫扣器性能。進(jìn)行通訊中斷服務(wù)時(shí)，單片機(jī)不能進(jìn)行其他操作，只有 等待中斷返回才能運(yùn)行其他程序，這對(duì)于以保護(hù)功能為主的智能脫扣器來說，重要的采樣 和判斷操作將受到影響。采用査詢方式的通訊程序，只在單片機(jī)的空閑時(shí)間進(jìn)行相關(guān)操作， 這樣不會(huì)影響到采樣和計(jì)算的精度，使智能脫扣器的性能提高。


圖1是本發(fā)明的軟件與硬件聯(lián)系示意圖 圖2是本發(fā)明的程序流程圖。
具體實(shí)施例方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說 明如下
智能脫扣器的軟件模塊與硬件結(jié)構(gòu)之間聯(lián)系圖1所示，其中虛線部分表示軟件模塊， 實(shí)線部分表示硬件電路結(jié)構(gòu)，箭頭表示信號(hào)、數(shù)據(jù)等的流向。單片機(jī)硬件包括有A/D轉(zhuǎn)換 電路、可尋址的通用異步數(shù)據(jù)收發(fā)器，以及I/0端口等。這些硬件模塊分別通過引腳與外 部硬件電子線路相連用于保護(hù)的I/0端口與磁通變換器的驅(qū)動(dòng)電路相連，可控制磁通變 換器動(dòng)作；用于人機(jī)交互的I/0端口與操作面板上的按鍵、數(shù)碼管、發(fā)光二極管等相連， 可對(duì)按鍵進(jìn)行掃描，并控制各種指示元件的亮滅；可尋址通用異步收發(fā)器作為單片機(jī)內(nèi)部 通訊專用的硬件電路可以接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，包括有數(shù)據(jù)緩存器、各種標(biāo)志位等，收發(fā)器外 部與電平轉(zhuǎn)換芯片相連，以方便同其他設(shè)備進(jìn)行電壓匹配A/D轉(zhuǎn)換器與電子線路板的濾 波、整流電路相連，用于將電流的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為可用數(shù)字表示的數(shù)字信號(hào)。
可尋址通用異步收發(fā)器的數(shù)據(jù)緩存器用于暫時(shí)存儲(chǔ)剛接收到或即將發(fā)送的數(shù)據(jù)，每當(dāng) 完成一個(gè)字節(jié)的發(fā)送或接收時(shí)，單片機(jī)硬件自動(dòng)將相應(yīng)的完成標(biāo)志位設(shè)置為高電平。軟件 程序每次進(jìn)入通訊模塊后，先判斷接收完成標(biāo)志位是否為髙電平，如果是髙電平則通訊模 塊進(jìn)行接收數(shù)據(jù)的操作；如果是低電平則表示沒有數(shù)據(jù)接收，通訊模塊判斷發(fā)送計(jì)數(shù)器是 否為零，如果計(jì)數(shù)器為零則退出通訊模塊，如果不為零則表示有數(shù)據(jù)需要發(fā)送，通訊模塊 判斷發(fā)送完成標(biāo)志位是否為高電平，如果為高電平則通訊模塊進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)的操作，如果 為低電平則先退出通訊模塊，等待下次進(jìn)入該模塊后再進(jìn)行發(fā)送。
當(dāng)保護(hù)模塊每次計(jì)算出電流值后，便進(jìn)行各種故障的判斷。各種故障的判斷標(biāo)準(zhǔn)，即 各種保護(hù)動(dòng)作電流值，包括瞬時(shí)保護(hù)動(dòng)作電流、短延時(shí)保護(hù)動(dòng)作電流和長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)動(dòng)作電 流等，已預(yù)先存入單片機(jī)內(nèi)存中。依次將計(jì)算電流值與各種保護(hù)動(dòng)作電流值進(jìn)行比較，如
果小于某保護(hù)電流值則沒有此種故障，如果大于某保護(hù)電流值則判定為該類故障，同時(shí)開
始進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。如果經(jīng)過延時(shí)時(shí)間后故障依然存在，則保護(hù)模塊通過I/0端口控 制磁通變換器驅(qū)動(dòng)電路使磁通變換器動(dòng)作，斷路器故障跳閘如果在延時(shí)時(shí)間內(nèi)故障消失, 并且一段時(shí)間內(nèi)再無故障發(fā)生，則保護(hù)模塊重新按整定值設(shè)置延時(shí)時(shí)間，為下次出現(xiàn)故障 作準(zhǔn)備。
如圖2所示，本發(fā)明的程序流程如下
上電復(fù)位，執(zhí)行初始化操作，對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行清零操作或?qū)π枰募拇嫫髟O(shè)置數(shù)
值；
判斷采樣次數(shù)是否滿足要求，計(jì)算采樣值，得出實(shí)際電流
根據(jù)電流值判斷是否有故障發(fā)生，根據(jù)故障類型采取相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作；
判斷是否需要進(jìn)行通訊，進(jìn)行接粉發(fā)送操作；
保存接收/發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)；
判斷通訊是否完成，對(duì)通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；
檢測(cè)鍵盤是否有變化
進(jìn)行默認(rèn)顯示或根據(jù)按鍵操作進(jìn)行顯示，按要求修改設(shè)定值； 返回第2步循環(huán)執(zhí)行。
當(dāng)單片機(jī)發(fā)生定時(shí)中斷時(shí)，不管主程序執(zhí)行到哪一步，都會(huì)跳轉(zhuǎn)到中斷入口，執(zhí)行 中斷服務(wù)程序
1、 記錄采樣次數(shù)，將釆樣次數(shù)進(jìn)行累加；
2、 模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣操作，獲得采樣值
3、 對(duì)采樣值進(jìn)行初步處理，并保存； 執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后返回主程序，并繼續(xù)執(zhí)行主程序。
權(quán)利要求
1.一種智能脫扣器模塊化查詢方式的通訊方法，它包括有以下步驟檢測(cè)采樣次數(shù)是否滿足要求；對(duì)采樣值進(jìn)行計(jì)算，得出線路的實(shí)際電流值；按照電流整定值進(jìn)行比較，判斷實(shí)際電流是否有故障；根據(jù)故障類型采取相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作；檢測(cè)是否有數(shù)據(jù)需要接收/發(fā)送；將接收到的數(shù)據(jù)從專用寄存器中取出或?qū)⒋l(fā)送的數(shù)據(jù)裝入專用寄存器進(jìn)行發(fā)送；保存接收到或已發(fā)送的數(shù)據(jù)；判斷通訊數(shù)據(jù)是否全部接收/發(fā)送完畢；對(duì)通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按照通訊內(nèi)容執(zhí)行相關(guān)指令；檢測(cè)鍵盤是否有按鍵被按下；進(jìn)行默認(rèn)顯示或根據(jù)操作人員的按鍵操作進(jìn)行顯示；根據(jù)操作人員的操作修改各種設(shè)定值；記錄采樣次數(shù)；進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得采樣值；對(duì)采樣值進(jìn)行初步處理，保存采樣數(shù)據(jù)。
2. —種智能脫扣器模塊化査詢方式的通訊裝置，它包含有用于進(jìn)行檢測(cè)采樣次數(shù)是否滿足要求對(duì)采樣值進(jìn)行計(jì)算，得出線路的實(shí)際電流值； 按照電流整定值進(jìn)行比較，判斷實(shí)際電流是否有故障；根據(jù)故障類型采取相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作 的保護(hù)模塊用于檢測(cè)是否有數(shù)據(jù)需要接收/發(fā)送；將接收到的數(shù)據(jù)從專用寄存器中取出或?qū)⒋l(fā) 送的數(shù)據(jù)裝入專用寄存器進(jìn)行發(fā)送；保存接收到或已發(fā)送的數(shù)據(jù)；判斷通訊數(shù)據(jù)是否全部 接l發(fā)送完畢對(duì)通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按照通訊內(nèi)容執(zhí)行相關(guān)指令的通訊模塊；用于檢測(cè)鍵盤是否有按鍵被按下；進(jìn)行默認(rèn)顯示或根據(jù)操作人員的按鍵操作進(jìn)行顯 示；根據(jù)操作人員的操作修改各種設(shè)定值的人機(jī)交互模塊；用于記錄采樣次數(shù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得采樣值；對(duì)采樣值進(jìn)行初步處理，保存釆樣 數(shù)據(jù)的采樣模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能脫扣器模塊化查詢方式的通訊裝置和方法。包括以下裝置用于進(jìn)行檢測(cè)采樣次數(shù)是否滿足要求，對(duì)采樣值進(jìn)行計(jì)算，判斷實(shí)際電流是否有故障；根據(jù)故障類型采取相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作的保護(hù)模塊；用于檢測(cè)是否有數(shù)據(jù)需要接收/發(fā)送；對(duì)通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并執(zhí)行相關(guān)指令的通訊模塊；用于檢測(cè)鍵盤是否有按鍵被按下，進(jìn)行默認(rèn)顯示或根據(jù)操作人員的按鍵操作進(jìn)行顯示，根據(jù)操作人員的操作修改各種設(shè)定值的人機(jī)交互模塊；用于記錄采樣次數(shù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得采樣值，對(duì)采樣值進(jìn)行初步處理保存采樣數(shù)據(jù)的采樣模塊。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是不占用單片機(jī)中斷資源，減小了程序的復(fù)雜程度，通訊軟件模塊化易于移植和提高了智能脫扣器的性能。
文檔編號(hào)G05B19/048GK101169632SQ200710150119
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者于振國(guó), 蕾 劉, 莉 張, 燕 梁, 郁 董, 輝 高, 高云旭, 黃艷杰 申請(qǐng)人:天津市百利電氣有限公司