Ad同步采樣取值的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于信號(hào)采集處理領(lǐng)域，具體涉及一種AD同步采樣取值的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力計(jì)量裝置是收取電費(fèi)的依據(jù)，它的精確度直接關(guān)系到電力部分和用戶的利益，電能計(jì)量裝置誤差過大，直接影響電力部分各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和用戶電費(fèi)的公正計(jì)收。電力計(jì)量裝置的誤差主要包括電壓互感器(PT)和電流互感器(CT)的合成誤差、電能表的誤差和PT 二次壓降回路引起的誤差。其中PT 二次壓降回路的誤差是最大的，測(cè)量PT端的誤差和消除或減小二次壓降是不容忽視的，為此PT端的數(shù)據(jù)同步取值是最關(guān)鍵的步驟。
[0003]目前AD采樣取值方法主要包括有線方式和無線方式。有線方式同時(shí)取值兩端的AD采樣值，其常采用測(cè)差原理來實(shí)現(xiàn)。測(cè)差原理具有準(zhǔn)確度高、易于實(shí)現(xiàn)，但是存在嚴(yán)重缺陷是臨時(shí)鋪線、工作效率低下等問題。而無線方式通常采用一些無線電通信方式來間接測(cè)量來獲得取值，其雖然不用長(zhǎng)距離鋪設(shè)電纜，避免了直接測(cè)量中的諸多問題，但是在實(shí)際應(yīng)用中有許多場(chǎng)所如發(fā)電廠等禁用無線電設(shè)備，所以其使用范圍也受到了限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種了無線的AD同步采樣取值方法，可以有效解決上述問題。
[0005]具體地，本發(fā)明提供了一種AD同步采樣取值的方法，該方法應(yīng)用于包括主機(jī)和從機(jī)的主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，該方法包括以下步驟:
[0006]主機(jī)和從機(jī)分別產(chǎn)生秒脈沖和提供時(shí)間信息；
[0007]所述主機(jī)和從機(jī)分別利用各自產(chǎn)生的秒脈沖控制采樣啟動(dòng)信號(hào)來進(jìn)行AD數(shù)據(jù)采樣；
[0008]解析所述主機(jī)和從機(jī)提供的時(shí)間信息已獲得時(shí)間數(shù)據(jù)；
[0009]所述主機(jī)和從機(jī)分別利用解析出的時(shí)間數(shù)據(jù)來使所述主機(jī)和從機(jī)同步讀取數(shù)據(jù)；
[0010]所述主機(jī)和從機(jī)在預(yù)定時(shí)間到達(dá)時(shí)讀取采樣值；以及
[0011]所述從機(jī)將讀取的采樣值傳送到所述主機(jī)中，與所述主機(jī)讀取的采樣值一起進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例提供的AD同步采樣取值的方法，可針對(duì)需要對(duì)信號(hào)在本地或遠(yuǎn)程進(jìn)行高精度測(cè)量的裝置或系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無需布線即可人工或遠(yuǎn)程測(cè)量的目的，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的直接測(cè)量法極大的提高了工作效率和成本。而且不受傳統(tǒng)無線通信方式限制，從而能在電力計(jì)量裝置中的PT 二次壓降測(cè)量起到顯著作用，大大提高了測(cè)量精度。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的AD同步采樣取值方法的流程圖。
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的AD同步采樣取值方法適用的主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的功能框圖。
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的利用秒脈沖信號(hào)控制AD數(shù)據(jù)采樣的時(shí)序圖。
[0016]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的在秒脈沖的上升沿去同時(shí)啟動(dòng)AD的CNV信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換時(shí)序不意圖。
[0017]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1提供的主機(jī)或從機(jī)AD同步采樣取值的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0019]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供了一種AD同步采樣取值的方法，該方法應(yīng)用于包括主機(jī)和從機(jī)的主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，該方法包括以下步驟:
[0020]S1，主機(jī)和從機(jī)分別產(chǎn)生秒脈沖和提供時(shí)間信息；
[0021]S2，所述主機(jī)和從機(jī)分別利用各自產(chǎn)生的秒脈沖控制采樣啟動(dòng)信號(hào)來進(jìn)行AD數(shù)據(jù)采樣；
[0022]S3，解析所述主機(jī)和從機(jī)提供的時(shí)間信息已獲得時(shí)間數(shù)據(jù)；
[0023]S4，所述主機(jī)和從機(jī)分別利用解析出的時(shí)間數(shù)據(jù)來使所述主機(jī)和從機(jī)同步讀取數(shù)據(jù)；
[0024]S5，所述主機(jī)和從機(jī)在預(yù)定時(shí)間到達(dá)時(shí)讀取采樣值；以及
[0025]S6，所述從機(jī)將讀取的采樣值傳送到所述主機(jī)中，與所述主機(jī)讀取的采樣值一起進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例提供的AD同步采樣取值的方法適用于各種需要時(shí)鐘同步取值的系統(tǒng)和裝置中。如電力計(jì)量裝置。優(yōu)選地，該類系統(tǒng)和裝置采用所述主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。所述主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括主機(jī)和從機(jī)。所述主機(jī)和從機(jī)均進(jìn)行信號(hào)或數(shù)據(jù)檢測(cè)，且從機(jī)將檢測(cè)到的信號(hào)或數(shù)據(jù)傳回到所述主機(jī)中已進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0027]在上述步驟S1中，所述主機(jī)和從機(jī)可包括GPS模塊，分別通過各自的GPS模塊來產(chǎn)生秒脈沖(PPS)和時(shí)間信息。所述GPS模塊提供的秒脈沖(PPS信號(hào))的時(shí)鐘精度可達(dá)ns級(jí)。由于所述主機(jī)和從機(jī)均包括GPS模塊，從而所述主機(jī)和從機(jī)可通過GPS信號(hào)實(shí)現(xiàn)同步。具體地，主機(jī)和從機(jī)可分別通過與衛(wèi)星同步從而實(shí)現(xiàn)它們之間的時(shí)鐘同步。
[0028]所述時(shí)間信息為遵循NMEA0183協(xié)議的時(shí)間格式?？衫盟雒朊}沖來控制AD數(shù)據(jù)采樣。
[0029]具體地，在所述步驟S2中，可采用所述秒脈沖作為基準(zhǔn)參考信號(hào)來控制AD數(shù)據(jù)采樣。更進(jìn)一步地，主機(jī)和從機(jī)分別以所述GPS模塊產(chǎn)生的秒脈沖作時(shí)間點(diǎn)來控制AD采樣信號(hào)的時(shí)序，從而達(dá)到同步采樣的控制。更為優(yōu)選地，在所述秒脈沖的上升沿開始進(jìn)行AD數(shù)據(jù)采樣。此外，還可同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。，本發(fā)明實(shí)施例中可在PPS秒脈沖的上升沿去同時(shí)啟動(dòng)AD的CNV信號(hào)，實(shí)現(xiàn)同時(shí)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。
[0030]在上述步驟S3中，可通過軟件中斷秒脈沖以及解析GPS的NMEA 0183協(xié)議得到時(shí)間數(shù)據(jù)，所述時(shí)間數(shù)據(jù)為世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(UTC)。跟隨所述秒脈沖得出采樣過程中的所有時(shí)間數(shù)據(jù)，以便后續(xù)以時(shí)鐘同步的方式對(duì)獲得的采樣值進(jìn)行處理。[0031 ] 在上訴步驟S4中，如上所述，所述主機(jī)和從機(jī)采用GPS同步的方式，從而利用世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得主、從機(jī)的同步。此外，由于主機(jī)端和從機(jī)端均有GPS的同步功能，實(shí)現(xiàn)了在GPS的秒脈沖下異地同步采樣，從而實(shí)現(xiàn)了高精度采樣取值。
[0032]在上述步驟S5中，所述主機(jī)和從機(jī)均在預(yù)定時(shí)間到達(dá)時(shí)讀取當(dāng)前的采樣值。所授予預(yù)定時(shí)間優(yōu)選可以為1PPS(整秒脈沖)。即所述主機(jī)和從機(jī)每次均在1個(gè)整秒脈沖開始讀取采樣值。本發(fā)明實(shí)施例中，所述1PPS的脈沖寬度為500ms。因此，本發(fā)明實(shí)施例所述預(yù)定時(shí)間為500ms。進(jìn)一步地，利用所述時(shí)間數(shù)據(jù)獲得該采樣值對(duì)應(yīng)的世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，以便后續(xù)主機(jī)和從機(jī)對(duì)同步時(shí)刻的采樣值進(jìn)行處理。
[0033]在上述步驟S6中，所述從機(jī)可將與所述主機(jī)時(shí)鐘同步時(shí)刻的采樣值傳回所述主機(jī)中，以便對(duì)對(duì)應(yīng)同步時(shí)刻的主、從機(jī)采樣值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。所述數(shù)據(jù)處理可根據(jù)所述主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景的需要來進(jìn)行不同的處理。如當(dāng)該主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)用于電力計(jì)量裝置中時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理可以為電壓互感器二次壓降計(jì)算或誤差的計(jì)算。
[0034]本發(fā)明實(shí)施例提供的AD同步采樣取值的方法，可針對(duì)需要對(duì)信號(hào)在本地貨遠(yuǎn)程進(jìn)行高精度測(cè)量的裝置或系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無需布線即可人工貨遠(yuǎn)程測(cè)量的目的，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的直接測(cè)量法極大的提高了工作效率和成本。從而在電力計(jì)量裝置中的PT 二次壓降測(cè)量起到顯著作用，大大提高了測(cè)量精度。
[0035]實(shí)施例1
[0036]本實(shí)施例1中采用所述AD同步采樣取值方法應(yīng)用于電力計(jì)量裝置中的PT 二次壓降測(cè)量。請(qǐng)參閱圖2，電力計(jì)量裝置包括所述主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括主機(jī)10和從機(jī)20。所述主機(jī)10和從機(jī)20分別測(cè)量電壓數(shù)據(jù)，且所述從機(jī)20將測(cè)量到的電壓數(shù)據(jù)返回到所述主機(jī)10中，與所述主機(jī)10測(cè)量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行PT 二次壓降測(cè)量。所述主機(jī)10和從機(jī)20分別產(chǎn)生秒脈沖，并利用秒脈沖作時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行AD數(shù)據(jù)采樣。請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖3-4，通過PPS脈沖控制AD的CNV信號(hào)，并且在PPS秒脈沖的上升沿去同時(shí)啟動(dòng)AD的CNV信號(hào)，實(shí)現(xiàn)同時(shí)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。請(qǐng)參閱圖5，主機(jī)和從機(jī)的GPS模塊在產(chǎn)生秒脈沖后，利用秒脈沖作為時(shí)間點(diǎn)啟動(dòng)AD數(shù)據(jù)采樣，并且在到達(dá)lPPS(500ms)的時(shí)間讀取當(dāng)前的采樣值。最后，從機(jī)20同時(shí)將采樣值傳回到所述主機(jī)10中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后計(jì)算PT 二次壓降。
[0037]注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種AD同步采樣取值的方法，該方法應(yīng)用于包括主機(jī)和從機(jī)的主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，該方法包括以下步驟: 主機(jī)和從機(jī)分別產(chǎn)生秒脈沖和提供時(shí)間信息； 所述主機(jī)和從機(jī)分別利用各自產(chǎn)生的秒脈沖控制采樣啟動(dòng)信號(hào)來進(jìn)行AD數(shù)據(jù)采樣； 解析所述主機(jī)和從機(jī)提供的時(shí)間信息已獲得時(shí)間數(shù)據(jù)； 所述主機(jī)和從機(jī)分別利用解析出的時(shí)間數(shù)據(jù)來使所述主機(jī)和從機(jī)同步讀取數(shù)據(jù)； 所述主機(jī)和從機(jī)在預(yù)定時(shí)間到達(dá)時(shí)讀取各自當(dāng)前的采樣值；以及 所述從機(jī)將讀取的采樣值傳送到所述主機(jī)中，與所述主機(jī)讀取的采樣值一起進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2.如權(quán)利要求1所述的AD同步采樣取值的方法，其特征在于，所述主機(jī)和從機(jī)均具有GPS模塊，所述主機(jī)和從機(jī)通過所述GPS模塊產(chǎn)生所述秒脈沖和時(shí)間信息。3.如權(quán)利要求1所述的AD同步采樣取值的方法，其特征在于，所述主機(jī)和從機(jī)分別在各自秒脈沖上升沿開始啟動(dòng)AD數(shù)據(jù)采樣同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。4.如權(quán)利要求1所述的AD同步采樣取值的方法，其特征在于，通過軟件做秒脈沖中斷處理并解析所述時(shí)間信息以獲得所述時(shí)間數(shù)據(jù)，所述時(shí)間數(shù)據(jù)為世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。5.如權(quán)利要求1所述的AD同步采樣取值的方法，其特征在于，根據(jù)解析獲得的所述主機(jī)和從機(jī)的時(shí)間數(shù)據(jù)使主機(jī)與從機(jī)之間實(shí)現(xiàn)GPS同步。6.如權(quán)利要求1所述的AD同步采樣取值的方法，其特征在于，所述預(yù)定時(shí)間為整秒脈沖。7.如權(quán)利要求1所述的AD同步采樣取值的方法，其特征在于，所述主機(jī)對(duì)時(shí)鐘同步時(shí)刻的主機(jī)和從機(jī)的采樣值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種AD同步采樣取值方法，該方法應(yīng)用于包括主機(jī)和從機(jī)的主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括以下步驟：主機(jī)和從機(jī)分別產(chǎn)生秒脈沖和提供時(shí)間信息；所述主機(jī)和從機(jī)分別利用各自產(chǎn)生的秒脈沖控制采樣啟動(dòng)信號(hào)來進(jìn)行AD數(shù)據(jù)采樣；解析所述主機(jī)和從機(jī)提供的時(shí)間信息已獲得時(shí)間數(shù)據(jù)；所述主機(jī)和從機(jī)分別利用解析出的時(shí)間數(shù)據(jù)來使所述主機(jī)和從機(jī)同步讀取數(shù)據(jù)；所述主機(jī)和從機(jī)在預(yù)定時(shí)間到達(dá)時(shí)讀取各自當(dāng)前的采樣值；以及所述從機(jī)將讀取的采樣值傳送到所述主機(jī)中，與所述主機(jī)讀取的采樣值一起進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
【IPC分類】G04R20/02, G05B19/042
【公開號(hào)】CN105425688
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511030441
【發(fā)明人】錢亮
【申請(qǐng)人】深圳市科陸電子科技股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日