[发明专利]基于STM32L433低功耗控制器的故障指示器采集单元及控制方法

说明书

本发明公开了基于STM32L433低功耗控制器的故障指示器采集单元，包括STM32L433低功耗控制器，以及分别与所述STM32L433低功耗控制器电性连接的电流互感器、电压互感器、RF无线射频通信模块、存储器和电源，所述电源为STM32L433低功耗控制器、电流互感器、电压互感器、RF无线射频通信模块、存储器供电。本发明采用STM32L433低功耗微控制器作为故障指示器采集单元MCU，不仅能够降低功耗，而且能够简化程序设计，实现相关功能更加方便，由于该芯片价格比也相对较高，大大降低故障指示器的成本。由于所需能效低，续航能力强，维护成本也就降低。

技术领域

本发明涉及故障指示器采集单元，特别是基于STM32L433低功耗控制器的故障指示器采集单元及控制方法。

背景技术

目前的低功耗设计主要从芯片设计和系统设计两个方面考虑。随着半导体工艺的飞速发展和芯片工作频率的提高，芯片的功耗迅速增加，而功耗增加又将导致芯片发热量的增大和可靠性的下降。因此，功耗已经成为深亚微米集成电路设计中的一个重要考虑因素。为了使产品更具竞争力，工业界对芯片设计的要求已从单纯追求高性能、小面积转为对性能、面积、功耗的综合要求。而微处理器作为数字系统的核心部件，其低功耗设计对降低整个系统的功耗具有重要的意义。

在嵌入式系统的设计中，低功耗设计(Low-Power Design)是许多设计人员必须面对的问题，其原因在于嵌入式系统被广泛应用于便携式和移动性较强的产品中去，而这些产品不是一直都有充足的电源供应，往往是靠电池来供电，所以设计人员从每一个细节来考虑降低功率消耗，从而尽可能地延长电池使用时间。事实上，从全局来考虑低功耗设计已经成为了一个越来越迫切的问题。

微处理器的低功耗设计技术，首先必须了解它的功耗来源。其中时钟单元(Clock)功耗最高，因为时钟单元有时钟发生器、时钟驱动、时钟树和钟控单元的时钟负载；数据通路(Datapath)是仅次于时钟单元的部分，其功耗主要来自运算单元、总线和寄存器堆。除了上述两部分，还有存储单元(Memory)，控制部分和输入/输出 (Control，I/O)。存储单元的功耗与容量相关。

为了实现配网自动化，国内研发许多配网自动化产品，其中应用最为广泛的就是故障指示器，国内出现许多品牌故障指示器，产品质量良莠不齐，而故障指示器的好坏主要还是取决于续航能力，由于故障指示器采用主要供电方式为蓄电池供电，所以实现产品超低功耗运行是故障指示器最为关键的一项指标。要实现低功耗又要能够实现高性能，需要在芯片的选用以及程序的设计作出改进。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供基于STM32L433低功耗控制器的故障指示器采集单元及控制方法，以实现故障指示器的低功耗高性能运行。

本发明采用的技术方案是：

基于STM32L433低功耗控制器的故障指示器采集单元，包括 STM32L433低功耗控制器，以及分别与所述STM32L433低功耗控制器电性连接的电流互感器、电压互感器、RF无线射频通信模块、存储器和电源，所述电源为STM32L433低功耗控制器、电流互感器、电压互感器、RF无线射频通信模块、存储器供电，所述电流互感器、电压互感器分别用于采集电流信号、电压信号，所述RF无线射频通信模块用于上传故障信息，所述存储器用于存储故障信息。

优选的，所述电源采用3.7V锂电池。

基于STM32L433低功耗控制器的故障指示器采集单元控制方法，选用STM32L433控制器作为故障指示器采集单元的处理器，所述控制方法包括以下步骤(1)初始化自检；(2)配置参数并执行数据采集程序；(3)等候上位机召测命令，并对所采集的信息进行故障判断；(4)若没有上位机召测命令或没有故障发生，处理器进入睡眠模式；(5)若有上位机召测命令或有故障发生，则唤醒处理器进入低功耗运行模式；(6)上传故障信息并存储故障数据；(7)完成之后返回睡眠模式。