一种带停复电上报的分支识别设备及方法与流程

1.本发明属于分支识别技术领域，尤其涉及一种带停复电上报的分支识别设备及方法。


背景技术：

2.因低压台区拓扑网络的复杂性，电力局需要花费大量的时间和精力去排查一个变压器下的所属台区拓扑结构，运用何种手段能实现低压台区的拓扑结构的一次性识别，以及拓扑变换感知已经是电力运维人员迫切需要。
3.市面上现有的分支识别设备在实际使用过程中有诸多问题，因多数设备并非针对低压拓扑识别而开发，所以对拓扑识别的流程控制不友好，控制畸变信号会产生混乱；同时集中器无法与发射末端设备通讯，导致无法获取设备运行信息，末端设备有突发事件也无法上送。现有的低压拓扑识别技术是在户表端挂接一个调制信号设备加一个电流畸变发生设备，在其拓扑结构上如节点或互变处挂接一个解调设备加一个分析仪器，户表处产生信号，互变处接收信号就可以判断其拓扑从属关系，然后此种方法需要的设备众多，而且无法一次性形成低压拓扑图形，如果人为的多挂接畸变发生设备又会导致多个畸变设备同时产生信号，使得信号相互干扰以致无法接收。
4.因此，如何提供一种畸变信号错误率低且末端设备能与集中器通讯的分支识别设备是本技术领域人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种带停复电上报的分支识别设备，以解决现有技术中畸变信号错误率高且不能与外部设备通讯的问题；此外本发明还提供了一种带停复电上报的分支识别方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
7.第一方面，本发明提供了一种带停复电上报的分支识别设备，包括：
8.mcu模块，用于控制整个设备，包括程序流程控制和设备控制；电压检测/过零点检测模块，电压检测模块通过io口反馈给所述mcu模块户变检测识别信号，过零点检测模块通过io口将信号传输给所述mcu模块；无线通讯模块，通过无线方式与远程的集中器通讯，收发各类报文；发射芯片模块，当接收到所述mcu模块畸变信号产生命令以及内容时，发送带有特殊编码方式的电流畸变信号；电源模块，用于为所述分支识别设备提供电源；所述电源模块、所述电压检测/过零点检测模块、所述mcu模块、所述无线通讯模块依次连接，所述发射芯片模块与所述mcu模块连接。
9.进一步的，所述mcu模块还与rs485总线连接，通过所述rs485总线与外部实现数据交换。
10.进一步的，所述无线通讯模块还连接有天线。
11.进一步的，所述mcu模块为瑞萨mcu。
12.进一步的，所述无线通讯模块为lora无线模块。
13.进一步的，所述发射芯片模块的芯片型号为sy4420。
14.第二方面，本发明还提供一种带停复电上报的分支识别方法，其采用了上述带停复电上报的分支识别设备，包括以下步骤：
15.s10、初始化发射芯片模块、无线通讯模块和设备地址；
16.s20、判断mcu模块是否接受到rs485指令，若是，则通过电路检测电压的过零点时间并由mcu模块记录，执行s30；若否，则不断检测电压值并判断是否为0；
17.s30、所述mcu模块记录完毕后在下一个电压过零点或之后任意一个电压过零点控制所述发射芯片模块产生并发送电流畸变信号；
18.s40、所述发射芯片模块发送电流畸变信号后，所述mcu模块等待10s后查询接受外部设备的帧，通过帧里的内容识别设备是否在同一分支上。
19.进一步的，所述步骤s20中，若检测电压值为0，则认定该末端为停电状态，通过所述无线通讯模块将停电状态上报给外部设备；若检测电压值不为0，则认定该末端为复电状态，通过所述无线通讯模块将复电状态上报给外部设备。
20.本发明提供的一种带停复电上报的分支识别设备及方法与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
21.本发明对设备接收命令时进行选择性处理，只相应与设备本身地址一致的命令，可减少畸变信号的错误率；停电状态和复电状态能通过无线通讯模块上报给集中器。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的图作一个简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明实施例提供的一种带停复电上报的分支识别设备的结构示意图；
24.图2为本发明实施例提供的一种带停复电上报的分支识别设备中mcu模块的定时器工作示意图；
25.图3为本发明实施例提供的一种带停复电上报的分支识别设备的数据透传示意图；
26.图4为本发明实施例提供的一种带停复电上报的分支识别方法的流程图；
27.图5为本发明实施例提供的一种带停复电上报的分支识别设备畸变信号产生时的电压波形图；
28.图6为本发明实施例提供的一种带停复电上报的分支识别设备畸变信号产生时的电压畸变处的电流波形图；
29.图7为本发明实施例提供的一种带停复电上报的分支识别设备的电压过零检测电路；
30.图8为本发明实施例提供的一种带停复电上报的分支识别设备的畸变信号产生电路；
31.图9为本发明实施例提供的一种带停复电上报的分支识别设备的电路。
具体实施方式
32.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
33.本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。
34.此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
35.本发明提供了一种带停复电上报的分支识别设备，包括：
36.mcu模块，用于控制整个设备，包括程序流程控制和设备控制；电压检测/过零点检测模块，电压检测模块通过io口反馈给mcu模块户变检测识别信号，过零点检测模块通过io口将信号传输给mcu模块；无线通讯模块，通过无线方式与远程的集中器通讯，收发各类报文；发射芯片模块，当接收到mcu模块畸变信号产生命令以及内容时，发送带有特殊编码方式的电流畸变信号；电源模块，用于为分支识别设备提供电源；电源模块、电压检测/过零点检测模块、mcu模块、无线通讯模块依次连接，发射芯片模块与mcu模块连接。
37.本发明对设备接收命令时进行选择性处理，只相应与设备本身地址一致的命令，可减少畸变信号的错误率；停电状态和复电状态能通过无线通讯模块上报给集中器。
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方法，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
39.本发明提供了一种带停复电上报的分支识别设备，用于低压台区拓扑网络中，如图1所示，所述带停复电上报的分支识别设备包括：mcu模块，用于控制整个设备，包括程序流程控制和设备控制，mcu模块采用瑞萨mcu，瑞萨mcu模块与上行户表等设备通讯，接收命令与反馈，实现畸变信号的控制发送与发送完成回复，控制无线通讯模块给集中器发送信息，本地地址设置，本地升级等；电压检测/过零点检测模块，电压检测模块通过io口反馈给瑞萨mcu模块户变检测识别信号，过零点检测模块通过io口将信号传输给瑞萨mcu模块；无线通讯模块，通过无线方式与远程的集中器通讯，收发各类报文，无线通讯模块采用lora无线模块，通过spi方式与瑞萨mcu模块通信；发射芯片模块，当接收到瑞萨mcu模块畸变信号产生命令以及内容时，发送带有特殊编码方式的电流畸变信号，发射芯片模块型号为sy4420，sy4420芯片对外通过uart与瑞萨mcu模块通信；电源模块，用于为分支识别设备提供电源，其中的电源控制部分是把变压器整流出来的12v转变为给瑞萨mcu模块、sy4420芯片、lora无线通讯模块和rs485通信芯片供电的3.3v；电源模块、电压检测/过零点检测模
块、瑞萨mcu模块、lora无线通讯模块依次连接，发射芯片模块与瑞萨mcu模块连接。
40.进一步的，本实施例中，如图2所示，mcu模块的定时器的时间为1s中断，中断中做停复电检测，运行灯闪烁，检测掉电管脚，持续10s时间作为判断依据，若存在掉电，则上报掉电事件，若不存在掉电，则上报复电事件，掉电或复电都是隔30s上传一次，总共上传三次。
41.进一步的，本实施例中，如图3所示，mcu模块有两路串口，一路接rs485总线，一路接sy4420芯片，两路串口的作用主要是数据透传；rs485出来的通信参数为：2400bps、8位数据位、1停止位，偶校验，升级用时参数为9600bps、8位数据、1停止、无校验；另一路串口连sy4420芯片的参数是9600bps、8数据位、1停止位、偶校验；rs485总线的串口若收到分支的报文，则通过sy4420芯片的串口下发，若rs485总线的串口没有收到分支的报文，则看rs485总线是否收到sy4420芯片的回复645报文，若是，通过rs485总线串口上传。
42.上述实施例中所述的带停复电上报的分支识别设备，电压检测/过零点检测模块检测电压值及过零点时间并与mcu模块通讯，sy4420芯片发送带有特殊编码方式的电流畸变信号并与mcu模块通讯，mcu模块控制lora无线通讯模块与外部设备通讯反馈停复电情况，整个设备结构简单，操作方便，集成了畸变信号的调制和发生，使用绑定设备地址的方式只响应本机设备地址的畸变信号产生要求，能将末端设备发生的停复电情况上报给外部设备。
43.本发明实施例还提供了一种带停复电上报的分支识别方法，应用于带停复电上报的分支识别设备中，如图4所示，包括以下步骤：
44.s10、初始化发射芯片模块、无线通讯模块和设备地址；
45.s20、判断mcu模块是否接受到rs485指令，若是，则通过电路检测电压的过零点时间并由mcu模块记录，执行s30；若否，则不断检测电压值并判断是否为0，若检测电压值为0，则认定该末端为停电状态，通过所述无线通讯模块将停电状态上报给外部设备；若检测电压值不为0，则认定该末端为复电状态，通过所述无线通讯模块将复电状态上报给外部设备；
46.s30、所述mcu模块记录完毕后在下一个电压过零点或之后任意一个电压过零点控制所述发射芯片模块产生并发送电流畸变信号；
47.s40、所述发射芯片模块发送电流畸变信号后，所述mcu模块等待10s后查询接受外部设备的帧，通过帧里的内容识别设备是否在同一分支上。
48.进一步的，本实施例中，结合图5、图6和图7，通过电路检测到电压的过零点时间，mcu模块记录，在下一个过零点或后面任意一个过零点控制sy4420芯片产生电流畸变信号，图5中上部分为电压检测过零点信号，并未产生电流畸变信号时的图形，下图为畸变信号产生时的电压波形，图6为图5中电压畸变处的电流畸变波形图，图7为此部分电压过零检测原理图，具体地，电压从左侧ac_l/ac_n输入，经过d2单通整流，电阻分压，经滤波与钳压成5v直流电，使用光耦隔离强电与检测电源，在ac_l有输入电压且为正电压的情况下，三极管d1基极与发射极间获得一个电流，导通集电极与发射极，拉低zct处的电压，zct输出给单片机检测io管脚，单片机检测管脚下降沿突变即可获得输入电源过零时刻。
49.进一步的，本实施例中，如图8所示为为畸变电路原理图，具体地，单片机通过send管脚输出产生畸变信号，三极管v2在r7、v5的作用下会振荡导通，并使变压器初级跟随此频
率产生电流，次级线圈产生感应电流，并经d3整流，c4滤波后，控制可控硅v1的导通，控制原理：在正弦电压的适当位置控制产生send信号，可控硅导通，产生短路电流，当正弦电压变小到不能维持可控硅导通时，可控硅自己关断短路电流。
50.进一步的，本实施例中，如图9所示，通过掉电检测电路可获知末端设备是否掉电，具体地，当外部电压正常时，v1栅极处有正向偏压，因此v12p_lost处无电压，当失去外部电压时，场效应管关闭，电容经r25给v12p_lost一个正向偏置电压，单片机由此正向电压可以检测出一个上升突变沿，通过lora无线通讯模块发送掉电信号给lora主机。
51.上述实施例中所述的带停复电上报的分支识别方法，，电压检测/过零点检测模块检测电压值及过零点时间并与mcu模块通讯，sy4420芯片发送带有特殊编码方式的电流畸变信号并与mcu模块通讯，mcu模块控制lora无线通讯模块与外部设备通讯反馈停复电情况，整个方法步骤简单，操作方便，集成了畸变信号的调制和发生，使用绑定设备地址的方式只响应本机设备地址的畸变信号产生要求，能将末端设备发生的停复电情况上报给外部设备，提高了拓扑识别效率。
52.显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明较佳实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。