一种基于ZYNQ平台的光纤纵联通道检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于ZYNQ平台的光纤纵联通道检测装置，包括：机箱和显示面板，机箱内的总线板通过串口电缆与显示面板进行连接，为两者信息交互提供传输通道；机箱内设置有一总线板，总线板连接电源插件、CPU插件、光纤接口插件、IO插件和通信插件；显示面板上设置有液晶显示屏，显示光纤通道监视信息，提供键盘供用户进行参数设置操作。本发明专利技术支持国内主流保护厂家的线路编码格式，具备通道实时监控、通道测试等功能，为光纤纵联通道的检测提供了第三方解决方案，适用于光纤纵联保护的开发、检测、故障排查等场合。故障排查等场合。故障排查等场合。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZYNQ平台的光纤纵联通道检测装置


[0001]本专利技术涉及继电保护检测领域，尤其是一种基于ZYNQ平台的光纤纵联通道检测装置。

技术介绍

[0002]ZYNQ是Xilinx公司推出的一种可扩展的硬件平台，该平台将业界标准的ARM双核Cortex-A9处理系统与Xilinx可扩展的FPGA整合在一起，在单一芯片上集成了“嵌入式处理器+FPGA”等性能。由图1可知，该平台采用PS(Processing System)+PL(Programmable Logic)两部分组成。其中PS部分采用双ARM Cortex-A9内核，可以作为通用的ARM处理器使用；PL部分就是传统意义的FPGA，可以方便地定制相关外设IP。该平台具有数据传输容量大、实时性强、功耗低、接口扩展灵活等优点，在工业控制领域得到了广泛应用。
[0003]在高压、超高压输电线路上，普遍采用光纤纵联保护作为主保护。作为两侧保护装置信息交换的载体，光纤纵联通道(以下简称“光纤通道”)的可靠工作是保护装置稳定可靠运行的关键。常见的通道故障有：通道延时、通道误码、通道中断、通道自环。快速准确获取光纤通道的运行工况，验证通道故障下的保护动作行为，对于光纤纵联保护的开发、运行维护、现场故障排查等工作具有较大的工程实用价值。
[0004]目前，对于光纤通道的检测手段较为有限，主要依靠保护装置监视、仪器检测两种模式。前者由保护装置实时监视光纤通道运行参数(如光发功率、光收功率、通道误码率等)，并执行通道自检程序，在通道异常时给出告警信息；后者由相关人员利用光功率计、光衰耗仪等仪器，记录通道的各相参数，然后与相应的运行规程指标进行比较，从而判断通道是否正常。
[0005]上述两种检测手段均存在一定的弊端，前者完全依赖于保护装置的运行状态，只能定性地反映光纤通道的好坏，无法定量地考核光纤通道故障的阈值；后者虽然可以精确地测试出通道参数，但存在检测设备多、过程复杂、自动化水平低的缺点。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于ZYNQ平台的光纤纵联通道检测装置，支持国内主流保护厂家的线路编码格式(CMI编码、HDB3编码、1B4B编码等)，具备通道实时监控、通道测试等功能，为光纤纵联通道的检测提供了第三方解决方案，适用于光纤纵联保护的开发、检测、故障排查等场合。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于ZYNQ平台的光纤纵联通道检测装置，包括：机箱和显示面板，机箱内的总线板通过串口电缆与显示面板进行连接，为两者信息交互提供传输通道；
[0008]机箱内设置有一总线板，总线板连接电源插件、CPU插件、光纤接口插件、IO插件和通信插件；
[0009]显示面板上设置有液晶显示屏，显示光纤通道监视信息，提供键盘供用户进行参
数设置操作。
[0010]优选的，电源插件给装置提供电源。
[0011]优选的，光纤接口插件包含2路FC接口的一体化光纤收发模块，连接待测设备的光纤通信口。
[0012]优选的，CPU插件采用基于ZYNQ的可扩展平台，集成光纤通道工况监视、通道故障模拟、上位机通信功能。
[0013]优选的，通信插件提供2路以太网口、1个串口、1个对时接口，与上位机、授时装置进行连接。
[0014]优选的，IO插件提供4路开关量输入和8路开关量输出，实现测试过程中与录波器、保护装置的信息反馈。
[0015]优选的，显示面板包含1块320*240分辨率的全中文液晶显示屏、6个双色LED状态指示灯、1个工业键盘，上述模块可以实现人机交互功能。
[0016]本专利技术的有益效果为：本专利技术可扩展性强、灵活度高，支持国内主流保护厂家的光纤纵保护通道测试；数据传输实时性好、吞吐量大，满足光纤通信的高实时性需求；与传统DSP/ARM+FPGA的架构相比，装置CPU板在尺寸、功耗上均有明显下降，实现了装置的低功耗和高集成度。
附图说明
[0017]图1为ZYNQ平台的内部结构示意图。
[0018]图2为本专利技术的装置结构示意图。
[0019]图3为本专利技术的光纤纵联通道测试连接示意图。
[0020]图4为本专利技术的光纤纵联通道检测流程示意图。
具体实施方式
[0021]如图2所示，一种基于ZYNQ平台的光纤纵联通道检测装置，包括：机箱和显示面板，机箱内的总线板通过串口电缆与显示面板进行连接，为两者信息交互提供传输通道；
[0022]机箱内设置有一总线板，总线板连接电源插件、CPU插件、光纤接口插件、IO插件和通信插件；
[0023]显示面板包含1块320*240分辨率的全中文液晶显示屏、6个双色LED状态指示灯、1个工业键盘，上述模块可以显示光纤通道实时信息(如光功率、数据丢帧数)、通道状态(如通道中断告警)，同时支持用户设置测试参数，实现人机交互。
[0024]电源插件给装置提供电源。光纤接口插件包含2路FC接口的一体化光纤收发模块，连接待测设备的光纤通信口。CPU插件上的控制单元采用基于ZYNQ的可扩展平台，集成光纤通道工况监视、通道故障模拟、上位机通信功能。通信插件提供2路以太网口、1个串口、1个对时接口，与上位机、授时装置进行连接。IO插件提供4路开关量输入和8路开关量输出，实现测试过程中与录波器、保护装置的信息反馈。
[0025]光纤接口插件上的光纤收发模块选用成都宇光通信技术有限公司的GTL9-1301-40-GIPF2一体化光纤收发模块，上述光模块除了具备常规的光纤收发功能外，还能够以I2C总线对外输出光发功率、光收功率等通道信息。采用上述模块后，无需专门设计光功率检测
电路，提高了系统集成度。
[0026]CPU插件上的控制单元采用基于ZYNQ-7000的可扩展平台，其中PL侧为可编程的逻辑单元，包含各内部通信模块，如线路码型变换模块、同步传输模块、通信故障仿真模块等；PS侧为应用处理单元，连接有DDR3 SDRAM芯片、FALSH存储器等，主要实现通道状态监视、数据存储、HMI交互、与上位机通信等功能。上述PL侧和PS侧通过内部AXI总线进行通信，确保了两者之间的数据高吞吐率和高实时性。
[0027]利用FPGA扩展性强、灵活度高的特点，装置内部集成了多种光纤线路传输码型，如CMI编码、HDB3编码、1B4B编码等，可以测试国内主流保护厂家的光纤纵联保护，并能根据用户需求定制私有的编码格式。
[0028]装置配置了1路以太网RJ45接口，用于实现装置与上位机的通信，借助PC机的资源优势，可以实现光纤通道的数据存储及离线分析，同时还可以实现PC机的远程调试功能。
[0029]实际测试系统的连接关系如图3所示，从图可知：光纤纵联通道检测装置分别通过光纤接口连接至两侧光纤纵联保护，从而构成一个完整的光纤测试通道，同时保护装置将通道告警接点连接至检测装置的开关量输入，作为检测通道状态的反馈信息；光纤纵联通道检测装置通过RJ45接口电缆与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ZYNQ平台的光纤纵联通道检测装置，其特征在于，包括：机箱和显示面板，机箱内的总线板通过串口电缆与显示面板进行连接，为两者信息交互提供传输通道；机箱内设置有一总线板，总线板连接电源插件、CPU插件、光纤接口插件、IO插件和通信插件；显示面板上设置有液晶显示屏，显示光纤通道监视信息，提供键盘供用户进行参数设置操作。2.如权利要求1所述的基于ZYNQ平台的光纤纵联通道检测装置，其特征在于，电源插件给装置提供电源。3.如权利要求1所述的基于ZYNQ平台的光纤纵联通道检测装置，其特征在于，光纤接口插件包含2路FC接口的一体化...

【专利技术属性】
技术研发人员：石文国，朱建红，饶剑波，张毅，
申请(专利权)人：积成软件有限公司，
类型：新型
国别省市：