[发明专利]一种电力系统数据传输装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统控制数据的传输装置。

背景技术

目前，数字通信方式多种多样，我们常用的通信接口有IIC，SPI，RS-485等，其中IIC总线的优点是接线少，只用两根线就能完成数据的同步传送，但受制于总线电容最大允许是400pF的限制，其最大的传输线距离为10ft(1ft＝0.3408m)，在高速传送模式下其传输速率能达到3.4Mbit/s；SPI虽然是一种高速(3Mbit/s)、全双工和同步的通信总线，但是其采用的也是单端传送，有效传输距离与采用差分方式传送数据时相比较短；RS485虽然采用了差分传送的方式传输数据，抗共膜干扰能力和抗噪性大大增强，传输速率也可以达到10Mbit/s，最大传输距离可达3Km；但是RS485属于异步数据传输，以字符为单位进行传输，没有同步数据传输的效率高；分析可知上述通信总线都存在各自的不足。

高压直流输电系统中，我们采用无功补偿装置对系统的无功进行补偿，在控制策略的实施过程中我们有大量的数据需要处理，不同控制单元关注的具体数据及采用的计算方法也不尽相同，如果这些计算都用同一个单元的MCU进行计算的话，当计算量比较大时势必带来系统数据传输的问题，由此带来基于计算结果与各开关输入量进行的逻辑判断和控制策略的实施不能及时有效进行，为系统安全、可靠、经济运行带来隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种抗共膜干扰能力和抗噪性强，从而增加数据的有效传送距离，同时组网方便的电力系统数据传输装置。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种电力系统数据传输装置，包括一个主通信部分和若干个结构相同的从通信部分组成的传输网络；所述的主通信部分包括一个同步数据发送模块及与其双向信号连接的DSP处理器，所述的同步数据发送模块的输入连接多个A/D采集器的信号输出线和数据线，A/D采集器的输入连接模拟信号；同步数据发送模块的输出连接到A/D采集器的信号输入线和发送差分模块，发送差分模块分为时钟差分发送电路和数据差分发送电路；所述的从通信部分包括一个同步数据接收模块及与其双向信号连接的ARM处理器，所述的同步数据接收模块的输入连接接收差分模块，接收差分模块分为时钟差分接收电路和数据差分接收电路；时钟差分接收电路通过时钟线连接主通信部分的时钟差分发送电路；数据差分接收电路通过数据线连接主通信部分的数据差分发送电路。

上述方案中，发送差分模块的时钟差分发送电路和数据差分发送电路的输出均可设置有第一电阻匹配电路；接收差分模块的时钟差分接收电路和数据差分接收电路的输入均可相应设置有第二电阻匹配电路；时钟差分发送电路与时钟差分接收电路是通过第一电阻匹配电路和第二电阻匹配电路由时钟线连接起来；数据差分发送电路与数据差分接收电路也是通过第一电阻匹配电路和第二电阻匹配电路由数据线连接起来。

所述的同步数据发送模块包括接有晶振时钟输出的时钟锁相环，其输出分别连接A/D时序管理模块和总线传送速率选择模块；总线传送速率选择模块的输出连接同步时序发送模块；A/D时序管理模块与多个A/D采集器双向信号连接；A/D时序管理模块的输出与第一数据缓冲池和第二数据缓冲池的输入相连接；第一数据缓冲池与第二数据缓冲池通过双向数据总线与各A/D采集器连接，第一数据缓冲池同时与DSP处理器双向信号连接；第二数据缓冲池的输出通过一个发送启动检测模块连接同步时序发送模块，同步时序发送模块的输出分别连接发送差分模块的时钟差分发送电路、并串转换模块、发送结束检测复位模块；并串转换模块与第二数据缓冲池双向信号连接，并串转换模块的输出连接至发送差分模块的数据差分发送电路；发送结束检测复位模块的输出连接第二数据缓冲池和并串转换模块。

所述的同步数据接收模块包括与接收差分模块输出连接的接收管理模块和同步时序检测模块，同步时序检测模块的输出连接接收管理模块，接接收管理模块的输出分别连接一个串并转换模块、一个接收结束检测复位模块；串并转换模块与一个第三数据缓冲池双向信号连接；第三数据缓冲池的输出连接接收管理模块；接收结束检测复位模块的输出连接同步时序检测模块、串并转换模块和第三数据缓冲池；其中接收管理模块和第三数据缓冲池通过双向信号线与ARM处理器连接。

本发明发送差分模块的输出和接收差分模块的输入设置电阻匹配电路所带来的技术效果是发送差分模块输出端的第一电阻匹配电路是为了与线路自身的阻抗进行阻抗匹配；而接收差分模块输入端的第二电阻匹配电路除了产生接收差分模块输入端所需要的电压信号外，还可以增加电路的噪声容限。