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遠(yuǎn)方手持終端及其電力線識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種遠(yuǎn)方手持終端，該終端包含：信號(hào)捕獲接口，其電性連接電力線，采集電力線載波信號(hào)；信號(hào)處理模塊，其輸入端電路連接信號(hào)捕獲接口的輸出端，接收信號(hào)捕獲接口輸出的電力線載波信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)解調(diào)和解碼后輸出相線識(shí)別碼信息；數(shù)字處理模塊，其輸入端電路連接信號(hào)處理模塊的輸出端，接收相線識(shí)別碼信息記錄該信號(hào)的強(qiáng)度，并對(duì)不同電力線檢測(cè)得出的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比對(duì)，輸出電力線識(shí)別結(jié)果。本發(fā)明通過在電力線上引入電力線載波信號(hào)，由遠(yuǎn)方手持終端進(jìn)行采集和識(shí)別，通過電力線載波信號(hào)的不同，識(shí)別電力線，操作效率高，同時(shí)提高識(shí)別的準(zhǔn)確性。
【專利說明】遠(yuǎn)方手持終端及其電力線識(shí)別方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電氣領(lǐng)域的電力線識(shí)別技術(shù)，具體涉及一種遠(yuǎn)方手持終端及其電力線識(shí)別方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在低壓供電線路中，一般采用架空線和電纜線從變壓器臺(tái)區(qū)向居民和住宅樓供電。在實(shí)際的接進(jìn)戶線操作中，由于城市建筑和市政規(guī)劃緣故，接進(jìn)戶線大多分批次安裝，并且跨越的時(shí)間段較長(zhǎng)。從而造成用戶用電信息和保留的檔案混亂，變壓器臺(tái)區(qū)實(shí)際負(fù)荷的用電客戶與電力營(yíng)銷系統(tǒng)中的用戶信息有出入的現(xiàn)象。從而大大影響了對(duì)單個(gè)臺(tái)區(qū)線損的考核和事故搶修停電操作。但是由于架空線和地下電纜大多被建筑物所遮擋，有些走線凌亂，無法通過觀察確定接進(jìn)戶線所屬變壓器臺(tái)區(qū)，特別是幾個(gè)臺(tái)區(qū)的交界處，存在交叉現(xiàn)象。對(duì)供電企業(yè)營(yíng)銷和電力事故搶修帶來諸多不便，為此，用電管理部門經(jīng)常需要普查各類臺(tái)區(qū)的用戶資料，包括用戶是由哪臺(tái)變壓器供電，由哪個(gè)母線分支供電，由哪相供電，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)精細(xì)化管理，為降耗減損提供真實(shí)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0003]目前，為解決檢測(cè)問題，采用了臺(tái)區(qū)用戶識(shí)別儀、臺(tái)區(qū)用戶查詢儀、營(yíng)業(yè)普查儀等。臺(tái)區(qū)識(shí)別、線路分支識(shí)別采用傳統(tǒng)的“拉閘驗(yàn)電”的方法確定用戶的變壓器臺(tái)區(qū)和相線屬性存在很多弊端，而傳統(tǒng)的臺(tái)區(qū)用戶識(shí)別儀采用電力載波通信方式和工頻通信方式。但是傳統(tǒng)的這兩種方式都有其自身的缺陷，無法準(zhǔn)確識(shí)別臺(tái)區(qū)用戶由哪個(gè)母線分支供電或哪相供電。主要體現(xiàn)如下問題或缺點(diǎn):
I)在共高壓、共地、及共電纜溝情況下會(huì)造成誤判。由于傳統(tǒng)臺(tái)區(qū)識(shí)別儀僅僅采用電力載波信號(hào)進(jìn)行用戶識(shí)別，而載波信號(hào)會(huì)通過變壓器傳輸?shù)礁邏簜?cè)，再通過高壓線傳輸?shù)较噜徸儔浩?，造成“串線”現(xiàn)象既“共高壓串線”。同樣原因，若相鄰變壓器有共地情況，載波信號(hào)也會(huì)串線到相鄰變壓器既“共地串線”。若相鄰變壓器的低壓電纜走同一電纜溝，電力載波信號(hào)會(huì)通過電纜間的耦合電容傳播到其它變壓器上，既“共電纜溝串線”。由于共高壓串線、共地串線、共電纜溝串線等情況的存在，僅僅采用電力載波信號(hào)的傳統(tǒng)臺(tái)區(qū)識(shí)別儀經(jīng)常會(huì)造成誤判。
[0004]2)對(duì)于距離長(zhǎng)、干擾大的線路無法識(shí)別。城區(qū)電力公變臺(tái)區(qū)的供電半徑在500米到2000米之間，所以臺(tái)區(qū)識(shí)別儀測(cè)量距離應(yīng)不小于2000米。電力載波信號(hào)是高頻信號(hào)，衰減嚴(yán)重，無法遠(yuǎn)距離傳輸，使得傳統(tǒng)臺(tái)區(qū)識(shí)別儀無法識(shí)別距離長(zhǎng)、線路干擾大的用戶。
[0005]綜上，單一載波體現(xiàn)或工頻通信方式無法保證準(zhǔn)確識(shí)別。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種遠(yuǎn)方手持終端及其電力線識(shí)別方法，能夠鎖定不通的頻點(diǎn)并且解析出載波通信數(shù)據(jù)，解析出當(dāng)前相線所屬的變電站和相線，方便快捷的測(cè)試出電力用戶所對(duì)應(yīng)的供電變壓器臺(tái)區(qū)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種遠(yuǎn)方手持終端，其特點(diǎn)是，該終端包含: 信號(hào)捕獲接口，其電性連接電力線，采集電力線載波信號(hào)；
信號(hào)處理模塊，其輸入端電路連接信號(hào)捕獲接口的輸出端，接收信號(hào)捕獲接口輸出的電力線載波信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)解調(diào)和解碼后輸出相線識(shí)別碼信息；
數(shù)字處理模塊，其輸入端電路連接信號(hào)處理模塊的輸出端，接收相線識(shí)別碼信息記錄該信號(hào)的強(qiáng)度，并對(duì)不同電力線檢測(cè)得出的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比對(duì)，輸出電力線識(shí)別結(jié)果。
[0008]上述遠(yuǎn)方手持終端還包含有電源管理模塊，其分別電路連接所述信號(hào)處理模塊和數(shù)字處理模塊，并對(duì)信號(hào)處理模塊和數(shù)字處理模塊供電。
[0009]上述信號(hào)處理模塊包含:
一次接收濾波模塊，其輸入端電路連接信號(hào)捕獲接口輸出端；
信號(hào)頻率跟隨模塊，其輸入端電路連接一次接收濾波模塊的輸出端；
高階數(shù)字濾波模塊，其輸入端電路連接信號(hào)頻率跟隨模塊輸出端；
鎖頻鎖相信號(hào)檢測(cè)模塊，其與所述高階數(shù)字濾波模塊輸雙相連接；
數(shù)據(jù)解析與解碼模塊，其輸入端電路連接鎖頻鎖相信號(hào)檢測(cè)模塊的輸出端；輸出端電路連接數(shù)字處理模塊。
[0010]上述遠(yuǎn)方手持終端還包含耦合器，其電路連接所述信號(hào)捕獲接口輸入端，從電力線上捕獲電力線載波信號(hào)。
[0011]上述耦合器采用電容式耦合方式，跨接于相線與地線兩端。
[0012]一種上述的遠(yuǎn)方手持終端的電力線識(shí)別方法，其特點(diǎn)是，該方法包含:
遠(yuǎn)方手持終端分別采集各條電力線中的電力線載波信號(hào)并進(jìn)行信息號(hào)處理；將各條電力線采集的電力線載波信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)強(qiáng)度的不同對(duì)電力線進(jìn)行識(shí)別。
[0013]上述遠(yuǎn)方手持終端采集各條電力線中的電力線載波信號(hào)及信號(hào)處理包含:
信號(hào)捕獲接口通過耦合采集電力線中的電力線載波信號(hào)傳輸至信號(hào)處理模塊；
信號(hào)處理模塊對(duì)電力線載波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)解調(diào)和解碼后得到相線識(shí)別碼信息并輸出。
[0014]上述信號(hào)處理模塊對(duì)電力線載波信號(hào)依次進(jìn)行濾波、鎖頻、鎖相、數(shù)字濾波、解碼、解調(diào)處理。
[0015]上述數(shù)字處理模塊接收到各個(gè)電力線的相線識(shí)別碼信息，分別記錄該相線識(shí)別碼信息的強(qiáng)度并進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)強(qiáng)度判定被測(cè)的各個(gè)電力線所屬的相位。
[0016]上述電力線中的電力線載波信號(hào)，是由外接的臺(tái)區(qū)識(shí)別載波信號(hào)發(fā)送裝置注入電力線，對(duì)不同電力線注入電力線載波信號(hào)的時(shí)間之間設(shè)有一個(gè)間隔時(shí)間。
[0017]本發(fā)明遠(yuǎn)方手持終端及其電力線識(shí)別方法和現(xiàn)有技術(shù)的電力線識(shí)別技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明通過在電力線上引入電力線載波信號(hào)，分別由本發(fā)明的遠(yuǎn)方手持終端進(jìn)行采集和識(shí)別，通過電力線載波信號(hào)的不同，實(shí)現(xiàn)對(duì)雜亂環(huán)境下難以分辨的電力線便捷的進(jìn)行識(shí)別，和現(xiàn)有技術(shù)通過人眼識(shí)別相比，操作效率高，同時(shí)提高識(shí)別的準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明遠(yuǎn)方手持終端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0020]本發(fā)明公開一種用于識(shí)別電力線及相位的遠(yuǎn)方手持終端，遠(yuǎn)方手持終端是部署與相線測(cè)試點(diǎn)的終端設(shè)備，需要根據(jù)站所識(shí)別儀發(fā)送的載波信號(hào)分辨出當(dāng)前測(cè)試點(diǎn)屬于的臺(tái)區(qū)和相線，并準(zhǔn)確的匯報(bào)給操作人員。
[0021]如圖1所示，該遠(yuǎn)方手持終端包含:信號(hào)捕獲接口 1，輸入端電路連接信號(hào)捕獲接口 I輸出端的信號(hào)處理模塊2，輸入端電路連接信號(hào)處理模塊輸出端的數(shù)字處理模塊3，以及分別電路連接信號(hào)處理模塊2和數(shù)字處理模塊3的電源管理模塊4。
[0022]信號(hào)捕獲接口 I電性連接電力線，采集電力線載波信號(hào)，輸出至電源管理模塊2。優(yōu)選的，信號(hào)捕獲接口 I輸入端電路連接有耦合器，通過耦合器采集電力線的電力線載波信號(hào)，耦合器采用電容式耦合方式，跨接于相線與地線兩端。
[0023]信號(hào)處理模塊2接收信號(hào)捕獲接口輸出的電力線載波信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)解調(diào)和解碼后輸出相線識(shí)別碼信息。
[0024]信號(hào)處理模塊2包含:輸入端電路連接信號(hào)捕獲接口 I輸出端的一次接收濾波模塊21，輸入端電路連接一次接收濾波模塊輸出端的信號(hào)頻率跟隨模塊22，輸入端電路連接信號(hào)頻率跟隨模塊輸出端的高階數(shù)字濾波模塊23，與高階數(shù)字濾波模塊雙向連接鎖頻鎖相信號(hào)檢測(cè)模塊24，輸入端電路連接鎖頻鎖相信號(hào)檢測(cè)模塊輸出端的數(shù)據(jù)解析與解碼模塊25，數(shù)據(jù)解析與解碼模塊25的輸出端電路連接數(shù)字處理模塊3。本實(shí)施例中，信號(hào)處理模塊2可采用數(shù)字信號(hào)處理的FPGA芯片，將拾取到的信號(hào)經(jīng)過濾波、鎖頻、鎖相、數(shù)字濾波、解碼、解調(diào)等過程后，輸出當(dāng)前接收信號(hào)的實(shí)際數(shù)據(jù)和信號(hào)、噪音質(zhì)量。
[0025]數(shù)字處理模塊3接收相線識(shí)別碼信息記錄該信號(hào)的強(qiáng)度，并對(duì)不同電力線檢測(cè)得出的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比對(duì)，通過數(shù)據(jù)輸出接口輸出電力線識(shí)別結(jié)果，或者通過運(yùn)行錯(cuò)誤指示接口輸出錯(cuò)誤指示。本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理部分為MCU，對(duì)捕獲到的信號(hào)質(zhì)量和數(shù)據(jù)進(jìn)行解析比對(duì)，分析出當(dāng)前的監(jiān)測(cè)結(jié)果，并通過合適的人機(jī)交互接口輸出到終端的人機(jī)界面上。遠(yuǎn)方手持終端設(shè)有連接數(shù)字處理模塊3輸出端的顯示設(shè)備，作為人機(jī)交互界面，顯示數(shù)字處理模塊3的輸出和比對(duì)結(jié)果。
[0026]遠(yuǎn)方終端的軟件流程部署于FPGA內(nèi)和MCU內(nèi)，其中主要有以下功能模塊:
數(shù)字信號(hào)處理部分內(nèi)包括:數(shù)字信號(hào)濾波、信號(hào)頻率分析、頻點(diǎn)跟蹤和鎖頻鎖相模塊、
解調(diào)解碼算法、EVB信號(hào)噪音強(qiáng)度分析和接收數(shù)據(jù)處理接口等內(nèi)容。
[0027]MCU處理模塊內(nèi)包括:信號(hào)分析與信號(hào)管理模塊、信號(hào)與相信解析比對(duì)算法、信號(hào)與相線特征數(shù)據(jù)庫和人機(jī)管理接口。
[0028]電源管理模塊4用于對(duì)信號(hào)處理模塊和數(shù)字處理模塊供電。
[0029]本發(fā)明還公開了一種遠(yuǎn)方手持終端的電力線識(shí)別方法，該方法包含以下步驟: 步驟1、由外接的臺(tái)區(qū)識(shí)別載波信號(hào)發(fā)送裝置向各條電力線注入電力線載波信號(hào)，對(duì)不同電力線注入電力線載波信號(hào)的時(shí)間之間設(shè)有一個(gè)間隔時(shí)間。
[0030]步驟2、信號(hào)捕獲接口通過耦合采集電力線中的電力線載波信號(hào)傳輸至信號(hào)處理模塊。
[0031]步驟3、信號(hào)處理模塊對(duì)電力線載波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)解調(diào)和解碼后得到相線識(shí)別碼信息并輸出。信號(hào)處理模塊對(duì)電力線載波信號(hào)依次進(jìn)行濾波、鎖頻、鎖相、數(shù)字濾波、解碼、解調(diào)處理。
[0032]步驟4、數(shù)字處理模塊接收到電力線的相線識(shí)別碼信息，記錄該相線識(shí)別碼信息的強(qiáng)度。
[0033]步驟5、重復(fù)上述步驟2至4，分別對(duì)各條電力線進(jìn)行檢測(cè)，數(shù)字處理模塊將各相線識(shí)別碼信息的強(qiáng)度進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)強(qiáng)度判定被測(cè)的各個(gè)電力線所屬的相位。
[0034]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種遠(yuǎn)方手持終端，其特征在于，該終端包含: 信號(hào)捕獲接口，其電性連接電力線，采集電力線載波信號(hào)； 信號(hào)處理模塊，其輸入端電路連接所述信號(hào)捕獲接口的輸出端，接收信號(hào)捕獲接口輸出的電力線載波信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)解調(diào)和解碼后輸出相線識(shí)別碼信息； 數(shù)字處理模塊，其輸入端電路連接所述信號(hào)處理模塊的輸出端，接收相線識(shí)別碼信息記錄該信號(hào)的強(qiáng)度，并對(duì)不同電力線檢測(cè)得出的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比對(duì)，輸出電力線識(shí)別結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)方手持終端，其特征在于，該終端還包含有電源管理模塊，其分別電路連接所述信號(hào)處理模塊和數(shù)字處理模塊，并對(duì)信號(hào)處理模塊和數(shù)字處理模塊供電。
3.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)方手持終端，其特征在于，所述信號(hào)處理模塊包含: 一次接收濾波模塊，其輸入端電路連接所述信號(hào)捕獲接口輸出端； 信號(hào)頻率跟隨模塊，其輸入端電路連接所述一次接收濾波模塊的輸出端； 高階數(shù)字濾波模塊，其輸入端電路連接所述信號(hào)頻率跟隨模塊輸出端； 鎖頻鎖相信號(hào)檢測(cè)模塊，其與所述高階數(shù)字濾波模塊輸雙相連接； 數(shù)據(jù)解析與解碼模塊，其輸入端電路連接所述鎖頻鎖相信號(hào)檢測(cè)模塊的輸出端；輸出端電路連接數(shù)字處理模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)方手持終端，其特征在于，該終端還包含耦合器，其電路連接所述信號(hào)捕獲接口輸入端，從電力線上捕獲電力線載波信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的遠(yuǎn)方手持終端，其特征在于，所述耦合器采用電容式耦合方式，跨接于相線與地線兩端。
6.一種如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的遠(yuǎn)方手持終端的電力線識(shí)別方法，其特征在于，該方法包含: 遠(yuǎn)方手持終端分別采集各條電力線中的電力線載波信號(hào)并進(jìn)行信息號(hào)處理；將各條電力線采集的電力線載波信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)強(qiáng)度的不同對(duì)電力線進(jìn)行識(shí)別。
7.如權(quán)利要求6所述的電力線識(shí)別方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)方手持終端采集各條電力線中的電力線載波信號(hào)及信號(hào)處理包含: 信號(hào)捕獲接口通過耦合采集電力線中的電力線載波信號(hào)傳輸至信號(hào)處理模塊； 信號(hào)處理模塊對(duì)電力線載波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)解調(diào)和解碼后得到相線識(shí)別碼信息并輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的電力線識(shí)別方法，其特征在于，所述信號(hào)處理模塊對(duì)電力線載波信號(hào)依次進(jìn)行濾波、鎖頻、鎖相、數(shù)字濾波、解碼、解調(diào)處理。
9.如權(quán)利要求7所述的電力線識(shí)別方法，其特征在于，所述數(shù)字處理模塊接收到各個(gè)電力線的相線識(shí)別碼信息，分別記錄該相線識(shí)別碼信息的強(qiáng)度并進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)強(qiáng)度判定被測(cè)的各個(gè)電力線所屬的相位。
10.如權(quán)利要求6所述的電力線識(shí)別方法，其特征在于，所述電力線中的電力線載波信號(hào)，是由外接的臺(tái)區(qū)識(shí)別載波信號(hào)發(fā)送裝置注入電力線，對(duì)不同電力線注入電力線載波信號(hào)的時(shí)間之間設(shè)有一個(gè)間隔時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104251946SQ201410384394
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】楊光, 張可, 邱名義, 張鉆, 于盛楠, 謝邦鵬, 沈伊韡, 董逸俊 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)上海市電力公司, 科大智能科技股份有限公司