一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法，基于一种数据采集处理传输装置，包括以下步骤：A、传感器板的传感器采集的信号经过模数转换、数据编码后同步传递给FPGA；B、数据进入FPGA后依次进行数据解码、数据源同步和协议组帧后，存入FIFO模块，并通知通信模块；C、通信模块从FPGA中读取组帧数据，并传递给上位机。本发明专利技术的数据采集处理传输方法基于的装置的成本较低，功能冗余度低，数据传输的可靠性较高；另外，本发明专利技术的传输方法中将采集的模拟信号转换为数字信号进行传输，具有较强的抗干扰性，提升了数据采集传输处理的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法
本专利技术属于变电站噪声测试
，特别涉及一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法。
技术介绍
变电站内部噪声的准确分离和测量，是进行变电站环境噪声控制和防治的关键。但是变电站噪声的测量受到外界环境因素的影响，这其中有背景噪声和天气的影响。在实际测量时，除了有被测声源所产生的噪声外，还会有其他噪声的存在，如变电站周围的人流、车流等生活工作背景的噪声影响，以及狗叫、摩托车声等瞬态噪声，这些噪声之和称为背景噪声，背景噪声会影响到测量的准确性。通常测量某机器的噪声，当机器未开时测量背景噪声，开动机器时测量总噪声，然后进行修正得出机器的噪声。而投运的变电站不能随便因为测量其环境噪声而停止运行，因此利用单一声级计测量的噪声，是变电站自身噪声和其它环境噪声的叠加。利用单一的声级计，难以区分出变电站内部噪声的来源、分布、大小、频谱特征等参量，不利于变电站设备噪声的责任区分，给变电站环境噪声的治理带来不便。现有的体积阵测试装置需要进行较多测点的检测，有大量的数据需要处理和传输，由于需要进行图像叠加，对数据传输的可靠性有较高要求，现有的体积阵测试装置的数据采集与传输方法大多基于通用的数据采集仪，直接将采集的模拟信号进行传输，传递给数采仪中的上位机，其普遍存在的问题是：所用设备价格昂贵导致测试成本较高；传统数采仪器冗余功能多，无用功能损坏后也会影响数采仪器整机的使用，导致数据传输的可靠性较差；变电站内电磁环境复杂，信号易受干扰，会影响测量结果的精确性和可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法，以解决上述存在的技术问题。本专利技术的数据采集处理传输方法基于的装置的成本较低，功能冗余度低，数据传输的可靠性较高；另外，本专利技术的传输方法中将采集的模拟信号转换为数字信号进行传输，具有较强的抗干扰性，提升了数据采集传输处理的可靠性和稳定性。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法，基于的数据采集处理传输装置包括：传感器板、FPGA、电源及上位机；电源与FPGA相连接，FPGA与上位机相连接；FPGA包括数据解码模块、数据同步模块、数据处理模块、FIFO模块和通信模块，数据解码模块通过外部接口与传感器板相连接，数据解码模块接收的数据依次经过数据处理模块、FIFO模块和通信模块传递给上位机；所述数据采集处理传输方法包括以下步骤：A、传感器板的传感器采集的信号经过模数转换、数据编码后同步传递给FPGA；B、数据进入FPGA后依次进行数据解码、数据源同步和协议组帧后，存入FIFO模块，并通知通信模块；C、通信模块从FPGA中读取组帧数据，并传递给上位机。进一步的，步骤A中，外部接口的时钟信号经过缓冲和多路同步后送给各个传感器，传感器采集的数据依次进行信号调理、同步和信号增强后传递给FPGA。进一步的，步骤B中，以中断的形式通知通信模块。进一步的，步骤C中，通过千兆以太网模块或USB模块传递给上位机，通讯速度不小于100兆比特每秒。进一步的，步骤C中的通信模块包括千兆以太网模块，千兆以太网模块包括ARM模块、MAC模块和以太网口；ARM模块包括DMA模块与TCP/IP协议栈，DMA模块的数据接收端与FIFO模块的数据输出端连接，DMA模块的数据输出端与TCP/IP协议栈的数据接收端相连接，TCP/IP协议栈的数据输出端与MAC模块的数据接收端连接，MAC模块的数据输出端通过以太网口与上位机相连接。进一步的，步骤A中的传感器板包括：电源转换模块、时钟同步模块、信号同步模块、信号调理模块、信号增强模块和若干传感器；电源转换模块的电源输入端与电源连接，电源转换模块的电源输出端与每个传感器的电源接收端连接；时钟同步模块的信号输出端与每个传感器的时钟信号接收端连接；每个传感器采集的信号依次经过信号同步模块、信号调理模块和信号增强模块输入FPGA。进一步的，传感器板还包括：时钟缓冲模块；时钟缓冲模块的信号接收端与时钟信号连接，时钟缓冲模块的信号输出端与时钟同步模块的信号接收端相连接。进一步的，传感器板上的传感器数量为9个。进一步的，传感器为数字式传感器或模拟式传感器。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法专门针对于噪声云图测试设计，所基于的数据采集处理传输装置无传统数采仪的冗余功能，数据采集传输的可靠性高；可降低测试成本，相较于目前使用数采仪的成本能够降低30％左右；系统开机速度快，数采效率较高，传统数采仪使用的是windows操作系统，功能冗余，系统启动慢，开机至能够开始测试需要近3分钟左右，本专利技术的方法基于的装置从开机至能够开始测试只需要30秒左右，可提高数据采集传输的效率。通过设置数据同步模块，能够进一步确保数据的同步性，能够降低因数据同步性差导致的计算结果偏差。现有的采集传输方法中，大多将传感器采集到的模拟数据直接由同轴电缆发送给数采主机，模拟信号数据线长2米左右，变电站内电磁环境复杂，信号易受干扰，会影响测量结果的精确性和可靠性；本专利技术的传输方法中传输的是数字信号，数字信号抗干扰能力强。目前的采集传输方法中，传感器数据进入数采，数采内有上位机，上位机就是一台PC机，可想而知数采很大很重，不方便携带。本专利技术的FPGA模块很小，使用方便，开机快速，通过千兆以太网传输给上位机，上位机不受限制，可以千兆无线以太网传输给笔记本电脑(笔记本作为上位机)，使用更加便捷，可知本专利技术的数采传输方法使用更加灵活。进一步的，所有传感器共用一个时钟信号，可保证多个传感器严格同步采集，保证了数据采集的准确可靠。进一步的，以中断的形式通知通信模块，进一步确保数据传递的可靠性。进一步的，考虑到传输控制位等信息，通信速度至少达到100M，才能保证数据链路不会堵塞。进一步的，通过设置时钟缓冲模块能够使时钟信号更加稳定，可使采样数据更稳定，最终能在一定程度上减少测量误差。进一步的，使用数字式传感器或模拟传感器就近进行AD转换，通过数字式传感器-调理电路或模拟式传感器-AD模块-调理电路实现，传输线传输数字信号可进一步避免模拟信号在变电站中受到电磁干扰，进一步提升采集到的数据在传输过程中的可靠性。附图说明图1是本专利技术的一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法基于的数据采集处理传输装置的连接结构示意框图；图2是本专利技术的一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法基于的数据采集处理传输装置的主控板的结构示意框图；图3是本专利技术的一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法基于的数据采集处理传输装置的传感器板的结构示意框图；图4是图3中传感器板的数据传输示意框图；图5是本专利技术的一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法基于的数据采集处理传输装置中主控板与传感器板的数据传输示意框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。参考图1和图2，本专利技术的一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法基于的装置包括：传感器板、现场可编程逻辑阵列FPGA、电源及上位机；电源与主控板通过DC-0005接头连接，电源为主控板提供供电电源，FPGA与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法，其特征在于，基于一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输装置，包括：传感器板、FPGA、电源及上位机；电源与FPGA相连接，FPGA与上位机相连接；FPGA包括数据解码模块、数据同步模块、数据处理模块、FIFO模块和通信模块，数据解码模块通过外部接口与传感器板相连接，数据解码模块接收的数据依次经过数据处理模块、FIFO模块和通信模块传递给上位机；所述数据采集处理传输方法包括以下步骤：A、传感器板的传感器采集的信号经过模数转换、数据编码后同步传递给FPGA；B、数据进入FPGA后依次进行数据解码、数据源同步和协议组帧后，存入FIFO模块，并通知通信模块；C、通信模块从FPGA中读取组帧数据，并传递给上位机。

【技术特征摘要】
1.一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法，其特征在于，基于一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输装置，包括：传感器板、FPGA、电源及上位机；电源与FPGA相连接，FPGA与上位机相连接；FPGA包括数据解码模块、数据同步模块、数据处理模块、FIFO模块和通信模块，数据解码模块通过外部接口与传感器板相连接，数据解码模块接收的数据依次经过数据处理模块、FIFO模块和通信模块传递给上位机；所述数据采集处理传输方法包括以下步骤：A、传感器板的传感器采集的信号经过模数转换、数据编码后同步传递给FPGA；B、数据进入FPGA后依次进行数据解码、数据源同步和协议组帧后，存入FIFO模块，并通知通信模块；C、通信模块从FPGA中读取组帧数据，并传递给上位机。2.根据权利1要求所述的一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法，其特征在于，步骤A中，外部接口的时钟信号经过缓冲和多路同步后送给各个传感器，传感器采集的数据依次进行信号调理、同步和信号增强后传递给FPGA。3.根据权利要求1所述的一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法，其特征在于，步骤B中，以中断的形式通知通信模块。4.根据权利要求1所述的一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方法，其特征在于，步骤C中，通过千兆以太网模块或USB模块传递给上位机，通讯速度不小于100兆比特每秒。5.根据权利要求1所述的一种变电站噪声云图测试装置的数据采集处理传输方...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿明昕，吴健，申晨，白晓春，吕平海，景龑，鱼小兵，鞠学良，樊创，王辰曦，
申请(专利权)人：西安输变电工程环境影响控制技术中心有限公司，国网陕西省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61