手持式光数字信号分析仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种手持式光数字信号分析仪，由上位机和下位机组成，上位机与下位机之间通过无线网口交互，下位机进行收发报文和初步处理工作，上位机进行控制和显示。实现以下功能：支持发送与接收IEC61850-9-2、IEC60044-8或FT3、GOOSE光数字报文，接收IRIG-B码报文；支持网络报文侦听，拥有IEC61850-9-2报文波形显示、谐波分析、报文的时间离散度统计、丢帧或错序报警和GOOSE报文变位提示、变位报文时间间隔统计；支持核相功能；支持多个状态按预先设定序列输出测试；图形化SCD文件，支持变电站全站系统配置文件导入并以拓扑图方式呈现，直接进行收发报文的配置；支持采样值极性测试、光功率检测、下位机电量读取。上位机数据显示清晰度高，响应速度快，操作简洁、流畅。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于手持式测试仪器
，尤其涉及一种用于电力行业测试的手持式光数字信号分析仪。
技术介绍
智能变电站/数字化变电站数据从源头实现数字化，真正实现了信息集成、网络通信及数据共享。智能变电站中电压、电流在采集模块中进行AD采样，通过光纤将采集量传送至合并单元(MU)，合并单元将合并后的信号按IEC61850-9-2、IEC60044-8规约传送至光数字继电保护装置，此外，智能变电站采用GOOSE报文通过网络传输开关量信号，通过智能终端操作断路器，对断路器进行跳合闸操作。由此看来，智能变电站与传统变电站有着极大的差异，继电保护装置、合并单元及智能终端的测试与监测都是新的重要的发展方向。手持式光数字信号分析仪是基于数字化变电站IEC61850标准开发的，广泛适用于IlOkV?750kV智能变电站/数字化变电站光数字继电保护装置的快速简捷测试、MU输出信息快捷监测以及遥测、遥信量快捷监测。
技术实现思路
鉴于上述问题，本技术的目的在于提供一种手持式光数字信号分析仪，用于智能变电站系统联调、安装调试、故障检修、IEC61850体系及相关技能培训。手持式光数字信号分析仪，由上位机和下位机组成，其特征在于:上位机与下位机之间通过无线网口交互，下位机进行收发报文和初步处理工作，上位机进行控制和显示。所述下位机包括DSP主控模块、FPGA模块、两个光以太网口收发模块、光功率检测模块、无线网口通讯模块，下位机外置接口:两对光以太网口、一对光串口和一个光功率探测接口，两对光以太网口分别与同一个光以太网口收发模块相连，一对光串口分别与FPGA模块的光串口接收端和发送端相连，一个光功率探测接口与光功率检测模块的光电探测器相连，DSP主控模块分别与FPGA模块、两个光以太网口收发模块、光功率检测模块相连，无线网口通讯模块与另一个光以太网口收发模块相连。所述下位机根据数据流走向分为:光串口接收:光接收串口选用850nm接收光模块，FT3和B码报文经过光串口接收转换为电信号，到达运算放大器，将弱信号放大，而后经过比较器，将模拟信号转变为数字信号，将数字信号送入Xilinx Spatan6系列FPGA，经FPGA做串并行数据转换后转给ADI双核 DSP ;光串口发送:FT3报文由DSP产生，经过FPGA、驱动芯片、光串口发送模块，转换为850nm的光发出；光以太网口收发:光以太网模块将接收的IEC61850-9-2或GOOSE报文转化为电信号，发给光以太网物理层芯片，将串行数据转换为并行数据发送到DSP，光以太网口发送过程与这相反；无线网收发:下位机通过天线接收上位机发送的数据，由WIFI模块接收，WIFI模块将数据转发给PHY，PHY组帧后发给DSP，WIFI发送过程与其相反；光功率检测:被测光信号经光电探测器转换为光电流，经对数放大器，放大为电压信号，后经14位AD芯片转换为数字信号，发送到DSP。所述DSP主控模块用到的DSP为双核DSP。两个核分配不同的任务，协调工作，极大地提高了工作效率。一个核主要负责各接口报文的收发、数据解析，另一个核主要负责与上位机通讯及上位机命令的解析。光以太网口用于收发IEC61850-9-2和GOOSE报文，光串口用于收发IEC60044-8报文或FT3报文、接收IRIG-B码报文，光功率探测接口用于检测850nm波长或FT3通讯协议波长和1310nm波长或9_2、G00SE通讯协议波长的光功率；上位机采用ARM系列4核CPU作为控制芯片，在安卓系统上安装对应的应用软件，并用快捷的触屏操作方式，上下位机通过无线网口通讯。此种应用为业界首创，极具实用性，通过无线网口与下位机交互。所述FPGA模块，其对FT3报文和IRIG-B码报文的接收采用电路复用的方案，只用一个光串口接收头，就可实现两种协议报文的接收。此复用方案的实现借助于FT3和IRIG-B码报文传输的信号频段不同。本技术支持发送与接收IEC61850-9-2、IEC60044-8或FT3、GOOSE光数字报文，可接收IRIG-B码报文，完成对光数字继电保护和测控装置的测试；支持网络报文侦听，拥有IEC61850-9-2报文波形显示、谐波分析、报文的时间离散度统计、丢帧或错序报警和GOOSE报文变位提示、变位报文时间间隔统计等功能；支持核相功能，可实现同一光口接收的不同APPID报文的核相和不同光口接收的不同APPID报文的核相；支持单光纤收发IEC61850-9-2报文和GOOSE报文，满足电力系统光数字保护单收单发的需求；支持多个状态按预先设定序列输出测试，可选手动、限时和开入量三种切换方式，同时可记录开入GOOSE的动作、返回时间；支持变电站全站系统配置文件(SCD文件)导入并以拓扑图方式呈现，拓扑图将全站系统中包含的IEC61850-9-2、GOOSE报文，IEC61850-9-2报文中包含的采样通道含义及各报文的数据流向全部列出，可直接依照拓扑图选取试验将要发送和接收的报文，使试验中报文的选取变得清晰明了；支持采样值极性测试，将IEC61850-9-2报文的采样值以正负极的图形化方式直观表示。支持接收光功率检测，测试范围_60dBm到OdBm、可检测单根光纤通断情况。支持下位机电池电量读取功能，本设备电量低时及时报警，以免因电量不足而影响测试。上位机借助成熟的安卓操作系统，直接安装本设备适用的应用程序，稳定性高。选用8寸电容式多点触控显示屏PAD，显示清晰度高，操作简洁、流畅。此种应用为业界首创。【附图说明】图1是本技术的整体结构图。图2是本技术的下位机所用元器件架构图。图3是本技术的下位机收发报文电路示意图。图4是本技术的下位机光功率检测电路示意图。【具体实施方式】为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。为了说明本技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。如图1所示，本技术由上位机和下位机组成，上位机与下位机之间通过无线网口交互，下位机进行收发报文和初步处理工作，上位机进行控制和显示。如图2、图3、图4所示，所述下位机包括DSP主控模块、FPGA模块、两个光以太网口收发模块、光功率检测模块、无线网口通讯模块，下位机外置接口:两对光以太网口、一对光串口和一个光功率探测接口，两对光以太网口分别与同一个光以太网口收发模块相连，一对光串口分别与FPGA模块的光串口接收端和发送端相连，一个光功率探测接口与光功率检测模块的光电探测器相连，DSP主控模块分别与FPGA模块、两个光以太网口收发模块、光功率检测模块相连，无线网口通讯模块与另一个光以太网口收发模块相连；所述下位机根据数据流走向分为:光串口接收:光接收串口选用安华高厂家的850nm接收光模块，FT3和B码报文经过光串口接收转换为电信号，到达运算放大器，将弱信号放大，而后经过比较器，将模拟信号转变为数字信号，将数字信号送入Xilinx Spatan6系列FPGA，经FPGA做串并行数据转换后转给ADI双核DSP ;光串口发送:FT3报文由DSP产生，经过FPGA、驱动芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
手持式光数字信号分析仪，由上位机和下位机组成，其特征在于：上位机与下位机之间通过无线网口交互，下位机进行收发报文和初步处理工作，上位机进行控制和显示；所述下位机包括DSP主控模块、FPGA模块、两个光以太网口收发模块、光功率检测模块、无线网口通讯模块，下位机外置接口：两对光以太网口、一对光串口和一个光功率探测接口，两对光以太网口分别与同一个光以太网口收发模块相连，一对光串口分别与FPGA模块的光串口接收端和发送端相连，一个光功率探测接口与光功率检测模块的光电探测器相连，DSP主控模块分别与FPGA模块、两个光以太网口收发模块、光功率检测模块相连，无线网口通讯模块与另一个光以太网口收发模块相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈前臣，石旭刚，
申请(专利权)人：武汉市豪迈电力自动化技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42