[实用新型]基于双CPU的分布式电能质量在线监测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能质量监控技术，特别是涉及一种基于DSP和ARM双CPU的分布式电能质量在线监测仪设计技术。

背景技术

在电能质量监测仪的设计开发领域，主要存在两类设计方案：一类为基于嵌入式平台的设计方案，包括单片机、DSP以及ARM；另一类为基于工控机的设计方案。基于单片机的监测仪在数据快速分析、管理软件智能化等多方面存在缺陷；基于DSP的监测仪虽具有快速的数据处理能力，但管理软件开发的难度大，效率低；基于ARM的监测仪可以运行嵌入式操作系统，擅长于上层管理软件的开发设计，但数据信号处理能力欠缺；基于工控机的监测仪利用硬盘存储数据，工作可靠性不高，且体积大不易携带，价格较昂贵。

为克服现有技术的上述缺点，中国专利第200720052102.3号公布了一种基于双CPU模式的便携式电能质量监测分析仪，包括数据采集器ADS8364、同步采样锁相环电路、数字信号处理器DSP模块、ARM模块和TFT液晶显示触摸屏；

所述提供6路采样通道，实现对各电能指标的采集的数据采集器ADS8364与同步采样锁相环电路电连接，所述的数据采集器ADS8364通过数据线与数字处理器DSP模块电连接；

所述的数字处理器DSP模块通过串行通讯接口SCI-A与ARM模块连接；

实现对DSP计算结果的分析及显示ARM模块与TFT液晶显示触摸屏电连接，ARM模块把从数字信号处理器DSP中接收到的数据传送给TFT液晶显示触摸屏加以显示，所述TFT液晶显示触摸屏通过鼠标或手触摸操作实现对各电能指标的查看。

但是由于其双CPU间大多采用串口连接，无法实现芯片之间大数据量高速传输，DSP采集的大量电能质量实时数据和计算结果数据无法实时传送到ARM中；

而且只提供以太网通信接口用以远程通信，在用于组建分布式的在线电能质量监测系统时，由于布置的监测仪数量大、分布广，建设通信网络的成本高昂；

再则ARM机一般采用μCOS/II或Lunix作为操作系统管理软件的开发平台，前者过于简单难以实现复杂功能，后者不易操作使系统开发周期延长。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对现有产品和技术中的不足，提供一种能对监测点实施就地或分布式的在线组网监控，能实时提供电压、电流、频率、功率因素、有功功率、无功功率等基本电力参数，能对电力系统的谐波、三相不平衡度、电压波动和闪变等电能质量指标进行精确测量、计算、分析、统计、告警，并具有事件记录、故障录波，远程通信等复杂功能，能将DSP的数据实时传送至ARM中，通信网络成本低廉、操作系统友好的基于DSP和ARM双CPU模式的分布式电能质量监测仪。

基于双CPU的分布式在线电能质量监测仪，包括数据采集模块、DSP数字信号处理模块、ARM模块、TFT液晶显示触摸屏；

所述的数据采集模块有6路采样通道，所述的数据采集模块通过数据线与数字处理模块电连接，所述的数据采集模块采集到的信号通过数据线传送至数字处理模块，所述的数字处理模块发出的控制命令通过控制线传送至数据采集模块中；

实现对数字处理计算结果的分析及显示的ARM模块与TFT液晶显示触摸屏电连接，ARM模块把从数字处理模块中接收到的数据传送给TFT液晶显示触摸屏加以显示，所述TFT液晶显示触摸屏通过鼠标或手触摸操作实现对各电能指标的查看；

其特征在于：所述的数字处理模块通过专用主机并行接口(HPI)与所述的ARM模块连接形成主从式系统，所述的ARM模块通过所述的HPI接口能访问所述的数字处理模块的全部的存储空间及地址空间所映射的外设，进而控制数字处理模块，实现数据交换。

进一步，所述的数据采集模块的输入信号为一信号调理模块的输出信号，所述的信号调理模块包括对电力互感器输出的电压和电流信号进行二次变换的电压、电流传感器，能实现6路信号的低通滤波的滤波单元，以及能将电信号转化为与数据采集模块输入相匹配的电平信号的电压变换单元，所述的电压变换单元能将双极型电压信号变换为幅值范围为0～5V的单极型信号；电力线上的三相电压、电流信号依次经过电压、电流传感器，滤波单元，电压变换单元，所述的电压变换单元的输出信号为信号调理模块的输出信号。

进一步，所述的ARM模块通过一异步串行接口RS-232与电力线载波通信模块连接，所述的电力线载波通信模块采用能以现有的电力线作为通信通道，实现监测仪与远方监控中心的数据通信的IT800D电力线载波通讯专用芯片。