CN112630714A - 智能融合终端误差校准方法及智能融合终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能融合终端领域，特别是涉及智能融合终端误差校准方法，本发明提供的智能融合终端误差校准方法包括以下步骤：关闭占用SPI通道的程序；通过SPI主从通信模式发送主板的校准数据帧至交采底板；解析所述校准数据帧，以获得校准数据；采集所述智能融合终端的样本数据，所述样本数据包括三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率；根据所述校准数据与所述样本数据进行校准计算，以获得校准系数；根据所述校准系数完成校准。本发明提高了智能融合终端误差校准的效率，还方便了产品今后的维护工作。
Description
技术领域
本发明涉及智能融合终端领域，特别是涉及智能融合终端误差校准方法及智能融合终端。
背景技术
智能融合终端作为低压配电物联网的核心，是电力物联网技术架构体系中数量最多的边设备，可与低压智能设备、智能电表等就地组网完成台区智能化改造。智能融合终端通过物联协议接入物联管理平台，可实现台区设备状态全感知、故障主动研判和抢修、改善供电质量等功能。
SPI(Serial Peripheral Interface)串行外设接口,是一种高速的、全双工、同步的通信总线。SPI以主从方式工作，从SPI设备使能信号，由主SPI设备控制。
传统智能融合终端误差校准方法需要将设备拆壳，使用串口线与交采底板连接，通过国网标准645协议帧将校准参数写入到数据存储的EEPROM之中。使用串口设备与交采底板单片机进行通信，一方面受到设备影响，另一方面串口传输速率不高。传统的方案操作繁杂，而且需要拆卸设备，极为不便。对于大批量的生产工作来说，投入的成本特别高。
鉴于此，亟需一种新的智能融合终端误差校准方法来解决上述问题，提高智能融合终端误差校准的效率。
发明内容
基于此，本发明提供一种智能融合终端误差校准方法，以提高智能融合终端误差校准的效率。
为达到上述目的，本发明提供了一种智能融合终端误差校准方法，包括以下步骤：
S11、关闭占用SPI通道的程序；
S12、通过SPI主从通信模式发送主板的校准数据帧至交采底板；
S13、解析所述校准数据帧，以获得校准数据；
S14、采集所述智能融合终端的样本数据，所述样本数据包括三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率；
S15、根据所述校准数据与所述样本数据进行校准计算，以获得校准系数；
S16、根据所述校准系数完成校准。
优选地，所述S11步骤前还包括：
接入三相标准数据源至所述智能融合终端，所述三相标准数据源设置为0.5L功率因素的三相电压、三相电流，所述三相标准数据源与校准配置文件组成所述校准数据帧。
优选地，所述S14步骤前还包括：
进行预判断步骤，若所述校准数据与所述智能融合终端的额定值的第一误差小于第一预设阈值，则执行步骤S14，否则结束。
优选地，所述S14步骤包括：
使用所述校准数据初始化所述智能融合终端；
对所述样本数据进行多次采集；
分别计算每一类别的所述样本数据的平均值；
判断各个所述样本与所述平均值的第二误差是否小于对应的第二预设阈值；
若所述第二误差小于所述第二预设阈值，则使用所述平均值为所述样本数据；否则重新采集样本数据。
优选地，所述智能融合终端误差校准方法还包括：
S17、将所述校准系数写入EEPROM存储装置，以备份所述校准系数。
优选地，所述智能融合终端误差校准方法还包括：
当所述智能融合终端无法接入所述三相标准数据源时，读取备份的所述校准系数；
将备份的所述校准系数组成校准系数数据帧，通过SPI主从通信模式发送至所述交采底板；
解析所述校准系数数据帧，得到所述校准系数，根据所述校准系数完成校准。
优选地，所述智能融合终端误差校准方法还包括：
发送读取校准系数数据帧指令；
将备份的所述校准系数组成校准系数数据帧，对所述指令进行回复；
输出所述校准系数信息，判断所述校准系数是否正常。
优选地，所述智能融合终端误差校准方法还包括：
S18、通过所述交采底板返回状态码，根据所述状态码判断是否操作成功；若操作成功，则输出成功信息；若操作失败，则输出失败信息。
优选地，通过上位机软件启动所述智能融合终端误差校准方法以及输入所述三相标准源数据。
本发明还提供了一种智能融合终端，包括：主板、交采底板、存储装置，所述主板和所述交采底板支持SPI主从通信模式，其中，所述主板为主SPI装置，所述交采底板为从SPI装置；所述存储装置内安装计算机程序，所述计算机程序用于实现上述的智能融合终端误差校准方法。
本发明的有益效果在于：提供了一种智能融合终端误差校准方法，本发明基于SPI主从通信模式，不需要拆卸设备，更快速地实现智能融合终端误差校准，在工业一体化的生产中，大大减小了误差校准的工作量，降低了生产成本。并且在此基础上备份校准成功时的校准系数，在没有外部接入三相标准数据源时，使用备份的校准系数直接进行误差校准，实现精度恢复，方便产品投入市场后维护工作。本方法为纯软件实现，不需要对设备进行硬件升级，提高了智能融合终端误差校准的效率和准确性。
附图说明
图1为本发明实施例智能融合终端误差校准方法流程图；
图2为本发明实施例采集样本数据流程图；
图3为本发明实施例使用备份校准系数进行误差校准流程图；
图4为本发明读取备份校准系数的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请一并参考图1至图4，本发明实施例提供的方法基于SPI主从通信模式，用于实现智能融合终端的误差校准，其中，所述智能融合终端包括：主板、交采底板、存储装置，主板和交采底板支持SPI主从通信模式，具体地，主板为主SPI装置，交采底板为从SPI装置。
本发明实施例的智能融合终端误差校准方法主要通过以下步骤来实现：
在进行校准步骤前，首先执行S10步骤：上位机软件通过智能融合终端外部配套的重载连接器接口接入三相标准数据源至智能融合终端，对智能融合终端上电。所述三相标准数据源设置为220V三相电压、5A三相电流、0.5L功率因素的标准数据，若更改三相标准源设置，则传入的数据也需相应变化。三相标准数据源与校准配置文件组成校准数据帧。其中，校准配置文件为相对固定的数据，此校准配置文件只有涉及到使用另外一种校准的校准操作时才需要修改，所以配置成从主板的配置文件载入。进一步地，本实施例通过上位机软件来代替人工手动启动校准流程及输入标准数据源，提高一体化生产的效率。
S11步骤，主板发送指令，关闭占用SPI通道的程序，在校准过程中，主板会运行容错机制，确保没有其他程序占用SPI通道。
S12步骤：通过SPI主从通信模式发送主板的校准数据帧至交采底板，即将校准数据帧通过SPI主从通信模式从主SPI装置发送到从SPI装置。
S13步骤：解析所述校准数据帧，以获得校准数据。
进一步地，进行S14步骤前，先对获取到的校准数据进行S131预判断步骤，计算校准数据的值与智能融合终端电流、电压的额定值的第一误差，其中使用公式“第一误差＝|(校准数据-额定值)/额定值|”计算第一误差。若校准数据与智能融合终端的额定值的第一误差小于第一预设阈值，则执行步骤S14，否则结束误差校准流程；其中第一预设阈值为0.5％。这一步的主要目的是判定三相标准源输出值与额定值一致，以免校准数据出错导致错误校准。
S14步骤：采集所述智能融合终端的样本数据，所述样本数据包括三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率。
具体地，请参见图2，S14步骤包括：
S141、使用上述预判断合格的校准数据，即设置为0.5L功率因素的标准数据，初始化智能融合终端；
S142、对智能融合终端的样本数据进行多次采集，包括三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率；
S143、分别计算每一类别的样本数据的平均值；
S144、判断各个样本与平均值的第二误差是否小于对应的第二预设阈值，其中使用公式“第二误差＝|(单个样本数据-平均值)/平均值|”计算第二误差；
若第二误差小于第二预设阈值，则使用所述平均值为样本数据；否则重新采集样本数据，若第二误差多次大于等于第二预设阈值，则校准失败，具体的次数可以根据实际情况进行设置；其中限定三相电压、三相电流对应的第二预设阈值为0.2％，限定三相有功功率、三相无功功率对应的第二预设阈值为0.06％。
S15步骤：根据所述校准数据与所述样本数据进行校准计算，以获得校准系数。
具体地，根据公式“校准误差＝(样本平均值-校准数据值)/校准数据值”计算得出校准误差。计算得出的校准误差构成校准系数。
S16步骤：根据所述校准系数完成校准。
S17步骤：将校准系数写入EEPROM存储装置，以备份校准系数。通过此步骤，备份校准成功时的EEPROM校准系数，方便了产品在投入市场后的维护工作，在没有三相标准数据源情况下实现误差校准，也可查询校准精度是否丢失。
进一步地，请参见图3，本发明实施例的智能融合终端误差校准方法在无法接入三相标准数据源时，通过以下步骤来实现误差校准：
S21、当智能融合终端无法接入三相标准数据源时，读取备份的校准系数；
S22、将备份的校准系数组成校准系数数据帧，通过SPI主从通信模式发送至交采底板；
S23、解析校准系数数据帧，得到校准系数，根据校准系数完成校准。
通过上述步骤，在智能融合终端没有外部接入三相标准数据源时，使用备份的校准系数直接进行误差校准，实现精度恢复，方便产品投入市场后维护工作。
进一步地，请参见图4，本发明实施例的智能融合终端误差校准方法还可以通过以下步骤来实现对校准系数的读取，以判断校准系数是否正确：
S31、发送读取校准系数数据帧指令；
S31、将备份的校准系数组成校准系数数据帧，对指令进行回复；
S33、输出校准系数信息，判断校准系数是否正常。
进一步地，本发明实施例的智能终端误差校准方法还包括S18步骤：通过交采底板返回状态码；根据状态码判断是否操作成功；若操作成功，则输出成功信息，重新启动主板交采应用程序；若操作失败，则输出失败信息和失败原因，重新启动流程。其中所述操作具体包括上述的有三相标准数据源接入时的校准步骤、读取备份的校准系数步骤和无法接入三相标准数据源的校准步骤。
本发明基于SPI主从通信模式，不需要拆卸设备，更快速地实现智能融合终端误差校准，在工业一体化的生产中，大大减小了误差校准的工作量，降低了生产成本。并且在此基础上备份校准成功时的校准系数，在没有外部接入三相标准数据源时，使用备份的校准系数直接进行误差校准，实现精度恢复，方便产品投入市场后维护工作。本方法为纯软件实现，不需要对设备进行硬件升级，提高了智能融合终端误差校准的效率和准确性。
本发明还提供一种智能融合终端的实施例，其包括：主板、交采底板、存储装置，主板和交采底板支持SPI主从通信模式，其中，主板为主SPI装置，交采底板为从SPI装置；存储装置内安装计算机程序，计算机程序用于实现上述的智能融合终端误差校准方法。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种智能融合终端误差校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S11、关闭占用SPI通道的程序；
S12、通过SPI主从通信模式发送主板的校准数据帧至交采底板；
S13、解析所述校准数据帧，以获得校准数据；
S14、采集所述智能融合终端的样本数据，所述样本数据包括三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率；
S15、根据所述校准数据与所述样本数据进行校准计算，以获得校准系数；
S16、根据所述校准系数完成校准。
2.根据权利要求1所述的智能融合终端误差校准方法，其特征在于，所述S11步骤前还包括：
接入三相标准数据源至所述智能融合终端，所述三相标准数据源设置为0.5L功率因素的三相电压、三相电流，所述三相标准数据源与校准配置文件组成所述校准数据帧。
3.根据权利要求1所述的智能融合终端误差校准方法，其特征在于，所述S14步骤前还包括：
进行预判断步骤，若所述校准数据与所述智能融合终端的额定值的第一误差小于第一预设阈值，则执行步骤S14，否则结束。
4.根据权利要求1所述的智能融合终端误差校准方法，其特征在于，所述S14步骤包括：
使用所述校准数据初始化所述智能融合终端；
对所述样本数据进行多次采集；
分别计算每一类别的所述样本数据的平均值；
判断各个所述样本与所述平均值的第二误差是否小于对应的第二预设阈值；
若所述第二误差小于所述第二预设阈值，则使用所述平均值为所述样本数据；否则重新采集样本数据。
5.根据权利要求1所述的智能融合终端误差校准方法，其特征在于，所述智能融合终端误差校准方法还包括：
S17、将所述校准系数写入EEPROM存储装置，以备份所述校准系数。
6.根据权利要求5所述的智能融合终端误差校准方法，其特征在于，所述智能融合终端误差校准方法还包括：
当所述智能融合终端无法接入所述三相标准数据源时，读取备份的所述校准系数；
将备份的所述校准系数组成校准系数数据帧，通过SPI主从通信模式发送至所述交采底板；
解析所述校准系数数据帧，得到所述校准系数，根据所述校准系数完成校准。
7.根据权利要求5所述的智能融合终端误差校准方法，其特征在于，所述智能融合终端误差校准方法还包括：
发送读取校准系数数据帧指令；
将备份的所述校准系数组成校准系数数据帧，对所述指令进行回复；
输出所述校准系数信息，判断所述校准系数是否正常。
8.根据权利要求1-7任一项所述的智能融合终端误差校准方法，其特征在于，所述智能融合终端误差校准方法还包括：
S18、通过所述交采底板返回状态码，根据所述状态码判断是否操作成功；若操作成功，则输出成功信息；若操作失败，则输出失败信息。
9.根据权利要求1-7所述的智能融合终端误差校准方法，其特征在于，通过上位机软件启动所述智能融合终端误差校准方法以及输入所述三相标准源数据。
10.一种智能融合终端，包括：主板、交采底板、存储装置，其特征在于，所述主板和所述交采底板支持SPI主从通信模式，其中，所述主板为主SPI装置，所述交采底板为从SPI装置；所述存储装置内安装计算机程序，所述计算机程序用于实现权利要求1-9任一项所述的智能融合终端误差校准方法。
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| 徐景涛等: "基于ARM 和Linux 的计量 终端平台设计", 电力信息与通信技术, vol. 13, no. 6, pages 92 - 96 * |
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