一种基于Linux系统的电能数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于Linux系统的电能数据采集系统，涉及电力系统数据采集技术领域。该系统中，互感器装置采集三相电流及电压信号，并传输至数据采集装置；数据采集装置对三相电流及电压信号进行处理，得到智能电表的电能数据，并通过第一串行外设接口采用串行外设接口总线将电能数据传输至第二串行外设接口；电能采集终端中的智能控制模块通过第二串行外设接口获得电能数据。串行外设接口和串行外设接口总线采用的是SPI接口技术，具有高速、全双工及数据同步的特点。相比于通过RS485口将电能数据传送到电能采集终端，本实用新型专利技术方案对电能数据的采集较为快速，能够满足对用电负荷信息快速响应的场合，可以满足高速交流测量的要求。

A power data acquisition system based on Linux system

The utility model provides a power data acquisition system based on Linux system, which relates to the technical field of power system data acquisition. In the system, the transformer device collects the three-phase current and voltage signals and transmits them to the data acquisition device; the data acquisition device processes the three-phase current and voltage signals to obtain the energy data of the intelligent meter, and then transmits the energy data to the second serial through the first serial peripheral interface using the serial peripheral interface bus. The intelligent control module in the power acquisition terminal obtains the power data through the second serial peripheral interface. Serial peripheral interface and serial peripheral interface bus adopt SPI interface technology, which has the characteristics of high speed, full duplex and data synchronization. Compared with transmitting the electric energy data to the electric energy acquisition terminal through RS485 port, the electric energy data acquisition scheme of the utility model is faster, and can satisfy the occasion of fast response to the electric load information, and can meet the requirements of high-speed AC measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种基于Linux系统的电能数据采集系统
本技术涉及电力系统数据采集
，尤其涉及一种基于Linux系统的电能数据采集系统。
技术介绍
当前，智能电网的用电信息采集是智能电表基础建设(AdvancedMeteringInfrastructure，简称AMI)的重要环节，也是实现智能电网的四个主要里程碑中的第一个。一般需要通过电能采集终端来完成上述的用电信息采集，该电能采集终端功能主要包括数据采集、数据处理、数据传输三个方面，主要工作过程是将采集智能电表的电能表数据、状态量、脉冲量、交流模拟量、非电信号数据，完成数据统计、处理和存储，并根据既定的规则和主站的指令上送至主站。目前的基于Linux的电能采集终端的电能采集主要是通过RS485接口通过通信方式与电能采集模块进行通信，采集电能数据，三相电流电压信号通过AD转换、傅里叶变换、功率计算后，再对得到的电能数据进行通信规约协议封装，通过RS485口传送到电能采集终端，这种电能采集方式，可以满足大多数电能采集终端对电能量采集速度的要求，但是对于一些需要对用电负荷信息快速响应的场合，达不到高速交流测量的要求。
技术实现思路
本技术的实施例提供一种基于Linux系统的电能数据采集系统，以解决通过RS485口将电能数据传送到电能采集终端，需要额外的通信规约协议封装，且对电能数据的采集速度相对较慢，对于一些需要对用电负荷信息快速响应的场合，达不到高速交流测量的要求。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于Linux系统的电能数据采集系统，包括电能采集终端、数据采集装置及互感器装置；所述电能采集终端包括设置有中央处理器的智能控制模块；所述互感器装置与所述数据采集装置连接；所述数据采集装置设置有第一串行外设接口；所述电能采集终端设置有第二串行外设接口；所述智能控制模块通过第二串行外设接口采用串行外设接口总线与所述第一串行外设接口连接；所述互感器装置用于采集三相电流及电压信号，并将所述三相电流及电压信号传输至数据采集装置；所述数据采集装置用于对所述三相电流及电压信号进行处理，得到智能电表的电能数据，并通过第一串行外设接口采用所述串行外设接口总线将所述电能数据传输至第二串行外设接口；所述电能采集终端中的智能控制模块通过所述第二串行外设接口获得所述电能数据。具体的，所述互感器装置包括三路电流互感器和三路电压互感器；其中三路电流互感器和三路电压互感器中的每一路分别用于测量三相电中一相的电流信号和电压信号。具体的，所述数据采集装置包括多路信号调理电路、多路模数转换器以及高速电能计算芯片电路；所述多路信号调理电路依次对应连接三路电流互感器和三路电压互感器；所述多路信号调理电路还分别对应连接多路模数转换器；所述多路模数转换器与所述高速电能计算芯片电路连接；所述高速电能计算芯片电路与所述第一串行外设接口连接；所述多路信号调理电路用于将三路电流互感器和三路电压互感器分别提供的电流信号和电压信号进行信号调理，生成电压检测信号；所述多路模数转换器用于将所述电压检测信号转换为数字信号；所述高速电能计算芯片电路用于采用所述数字信号计算智能电表的电能数据；所述电能数据包括：瞬时电压数据、瞬时电流数据、功率采样数据、有功能量、电流均方根值数据以及电压均方根值数据。具体的，所述数据采集装置集成设置与智能电表中。本技术实施例提供的一种基于Linux系统的电能数据采集系统，由互感器装置采集三相电流及电压信号，并将所述三相电流及电压信号传输至数据采集装置；而后数据采集装置对所述三相电流及电压信号进行处理，得到智能电表的电能数据，并通过第一串行外设接口采用所述串行外设接口总线将所述电能数据传输至第二串行外设接口；电能采集终端中的智能控制模块通过所述第二串行外设接口获得所述电能数据。其中，串行外设接口及串行外设接口总线采用的是SPI接口技术，具有高速、全双工及数据同步的特点。相比于通过RS485口将电能数据传送到电能采集终端，本技术方案无需额外的通信规约协议封装，即无需封装为RS485需要的通信规约协议数据包，因此也无需通信规约协议封装相关的结构装置，对电能数据的采集较为快速，能够满足对用电负荷信息快速响应的场合，可以满足高速交流测量的要求。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种基于Linux系统的电能数据采集系统的结构示意图一；图2为本技术实施例提供一种基于Linux系统的电能数据采集系统的结构示意图二。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术实施例提供一种基于Linux系统的电能数据采集系统10，包括电能采集终端11、数据采集装置12及互感器装置13；所述电能采集终端11包括设置有中央处理器110的智能控制模块111；所述互感器装置13与所述数据采集装置12连接；所述数据采集装置12设置有第一串行外设接口120；所述电能采集终端11设置有第二串行外设接口112；所述智能控制模块111通过第二串行外设接口112采用串行外设接口总线14与所述第一串行外设接口120连接。串行外设接口(即SerialPeripheralInterface，简称SPI)，此处的串行外设接口及串行外设接口总线采用的是SPI接口技术，具有高速、全双工及数据同步的特点。此处的中央处理器110可以采用ARM平台的Cortex-A8处理器，其可以采用Linux-3.2.0系统为运行平台，但不仅局限于此。所述互感器装置13用于采集三相电流及电压信号，并将所述三相电流及电压信号传输至数据采集装置12。所述数据采集装置12用于对所述三相电流及电压信号进行处理，得到智能电表的电能数据，并通过第一串行外设接口120采用所述串行外设接口总线14将所述电能数据传输至第二串行外设接口112。所述电能采集终端11中的智能控制模块111通过所述第二串行外设接口112获得所述电能数据。具体的，如图2所示，该互感器装置13包括三路电流互感器131(即CurrentTransformer，简称CT)和三路电压互感器132(即PotentialTransformer，简称PT)；其中三路电流互感器131和三路电压互感器132中的每一路分别用于测量三相电中一相的电流信号和电压信号。对于380V以上的测量环境，该互感器装置13可以是在智能电表外部设置，而在380V一下的测量环境中，该互感器装置13可以集成设置与智能电表内部。具体的，如图2所示，所述数据采集装置12包括多路信号调理电路121、多路模数转换器122(Analog-to-DigitalConverter，简称ADC)以及高速电能计算芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Linux系统的电能数据采集系统，其特征在于，包括电能采集终端、数据采集装置及互感器装置；所述电能采集终端包括设置有中央处理器的智能控制模块；所述互感器装置与所述数据采集装置连接；所述数据采集装置设置有第一串行外设接口；所述电能采集终端设置有第二串行外设接口；所述智能控制模块通过第二串行外设接口采用串行外设接口总线与所述第一串行外设接口连接；所述互感器装置用于采集三相电流及电压信号，并将所述三相电流及电压信号传输至数据采集装置；所述数据采集装置用于对所述三相电流及电压信号进行处理，得到智能电表的电能数据，并通过第一串行外设接口采用所述串行外设接口总线将所述电能数据传输至第二串行外设接口；所述电能采集终端中的智能控制模块通过所述第二串行外设接口获得所述电能数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于Linux系统的电能数据采集系统，其特征在于，包括电能采集终端、数据采集装置及互感器装置；所述电能采集终端包括设置有中央处理器的智能控制模块；所述互感器装置与所述数据采集装置连接；所述数据采集装置设置有第一串行外设接口；所述电能采集终端设置有第二串行外设接口；所述智能控制模块通过第二串行外设接口采用串行外设接口总线与所述第一串行外设接口连接；所述互感器装置用于采集三相电流及电压信号，并将所述三相电流及电压信号传输至数据采集装置；所述数据采集装置用于对所述三相电流及电压信号进行处理，得到智能电表的电能数据，并通过第一串行外设接口采用所述串行外设接口总线将所述电能数据传输至第二串行外设接口；所述电能采集终端中的智能控制模块通过所述第二串行外设接口获得所述电能数据。2.根据权利要求1所述的基于Linux系统的电能数据采集系统，其特征在于，所述互感器装置包括三路电流互感器和三路电压互感器；其中三路电流互感器和三路电压互感器中的每一路分别用于测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑鹏超，高方玉，倪康婷，解玉文，余兴辉，赵坚均，朗庆凯，贺晓宇，王威，张逸娲，高安洁，于洪亮，魏雷，李睿，陈雅群，赵睿，曹向勇，蔡光柱，赵建豪，
申请(专利权)人：北京国网富达科技发展有限责任公司，山东电工电气集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11