本發(fā)明涉及一種智能變電站繼電保護現(xiàn)場調(diào)試移動終端。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有智能變電站現(xiàn)場調(diào)試工作流程較為復(fù)雜，所使用到的各類用于繼電保護現(xiàn)場調(diào)試的裝置種類較多，調(diào)試過程中，因試驗流程環(huán)環(huán)相扣，試驗內(nèi)容造成設(shè)備需求種類過多，平凡倒用裝置進行試驗工作，給現(xiàn)場工作人員帶來極大不便。如果智能化變電站工程調(diào)試過程中所遇到的設(shè)計問題不能及時進行技術(shù)交流，會嚴重影響工程進度。另外因工程開展過程中，各個專業(yè)施工進度互相制約、技術(shù)標準執(zhí)行力不夠等所導(dǎo)致現(xiàn)場工作協(xié)調(diào)會議較多，重要會議精神無法及時下達及上報問題，影響工程調(diào)試質(zhì)量。而技術(shù)宣貫、技術(shù)交流、技術(shù)學(xué)習(xí)不及時不到位，導(dǎo)致的工學(xué)矛盾問題突出。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種攜帶和現(xiàn)場使用都很方便并且功能齊全的智能變電站繼電保護現(xiàn)場調(diào)試移動終端。
一種智能變電站繼電保護現(xiàn)場調(diào)試移動終端，其特別之處在于：包括外殼，在該外殼內(nèi)固定安裝有終端集成底板和主板，在該主板上安裝有微處理器，在該外殼上安裝有與該終端集成底板固定連接的觸摸屏，該觸摸屏與前述的微處理器連接；其中在該外殼內(nèi)還固定安裝有與該微處理器連接的開關(guān)量板、集成式光功率測試及顯示模塊、集成式電源板卡和存儲卡卡槽。
其中還包括與微處理器連接的hdmi高清數(shù)據(jù)接口模塊和充電模塊。
其中還包括與微處理器連接的嵌入式高清攝像頭、藍牙模塊、無線wifi模塊、usb接口模塊、rj45模塊、內(nèi)存模塊和硬盤。
其中在該外殼上分別設(shè)有手持把手和防盜鎖孔位。
其中存儲卡卡槽采用sdxc卡槽。
其中開關(guān)量板采用基于sfpci-6311pci總線的開關(guān)量輸入輸出接口卡。
其中集成式光功率測試及顯示模塊采用tam8701系列光功率計專用模塊。
其中集成式電源板卡采用dc-dc降壓電源模塊。
本發(fā)明解決了因智能化變電站調(diào)試的繼電保護試驗設(shè)備過多，攜帶不方便等問題，集多種技術(shù)應(yīng)用功能為一體，并在設(shè)備外觀上做了人體工學(xué)設(shè)計。解決了智能變電站核心配置描述文本“scd”管理混亂問題，保證智能變電站scd文本的唯一性，杜絕多版本問題的出現(xiàn)，從而保證工程調(diào)試質(zhì)量。可以快速便捷的獲取智能變電站典型報文，即mms、goose、smv報文，從而更快分析現(xiàn)場技術(shù)故障，加快故障處理能力?？梢詫崿F(xiàn)快速便捷的進行光功率測試工作，對繼電保護裝置、測控裝置、合并單元、智能終端等二次設(shè)備進行光口功率收發(fā)檢測。
解決了原始試驗報告整理不規(guī)范問題，將電力公司正式標準文件《智能變電站繼電保護標準化試驗報告范本》作為模板嵌入，使得現(xiàn)場原始記錄得以規(guī)范保存，為后期調(diào)試依據(jù)提供便利?？梢钥焖俦憬莸倪M行試驗所需數(shù)字量(電壓、電流、功率、相位)輸出問題，從而快速完成試驗調(diào)試項目，提高工作效率，解決了工程進度上報、工程會議紀要、工程日志、工作筆記統(tǒng)一匯總及整理問題。解決了工學(xué)矛盾突出問題，隨時隨地播放視頻課件進行學(xué)習(xí)，隨時隨地進行技術(shù)宣貫工作。
解決了工程技術(shù)資料調(diào)閱不方便，重要標準規(guī)范、參考文獻不完整、搜集工作不到位等問題。解決了現(xiàn)場核查二次圖紙時，發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題不能直接進行標注，不能直接進行反饋等問題。解決了現(xiàn)場環(huán)境干擾、噪音大，不利于技術(shù)學(xué)習(xí)和試驗工作等問題，還解決了項目部提供自檢驗收報告時所附加的工作流程，造成時間、精力、紙張浪費等問題。解決了現(xiàn)場工作方案編寫、表格繪制、匯報工作ppt制作不方便等問題，解決了重要電子郵件不能及時發(fā)送問題，解決了現(xiàn)場設(shè)備容易損壞或丟失問題。
附圖說明
附圖1為本發(fā)明的邏輯原理框圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種智能變電站繼電保護現(xiàn)場調(diào)試移動終端，包括外殼，在該外殼內(nèi)固定安裝有終端集成底板和主板，在該主板上安裝有微處理器cpu，在該外殼上安裝有與該終端集成底板固定連接的觸摸屏，該觸摸屏與前述的微處理器連接；其中在該外殼內(nèi)還固定安裝有與該微處理器連接的開關(guān)量板、集成式光功率測試及顯示模塊、集成式電源板卡和存儲卡卡槽。
其中還包括與微處理器連接的hdmi高清數(shù)據(jù)接口模塊和充電模塊。其中還包括與微處理器連接的嵌入式高清攝像頭、藍牙模塊、無線wifi模塊、usb接口模塊、rj45模塊、內(nèi)存模塊和硬盤。其中在該外殼上分別設(shè)有手持把手和防盜鎖孔位。其中存儲卡卡槽采用sdxc卡槽。其中開關(guān)量板采用基于sfpci-6311pci總線的開關(guān)量輸入輸出接口卡。其中集成式光功率測試及顯示模塊采用tam8701系列光功率計專用模塊。其中集成式電源板卡采用dc-dc降壓電源模塊。
本發(fā)明終端中采用的軟件及其實現(xiàn)的功能均為現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)。
實施例1：
考慮到終端集成空間有限，故將底板、主板以及開關(guān)量板進行了組合設(shè)計，即第一層底板，第二層主板，第三層開關(guān)量板。因考慮到現(xiàn)場工作環(huán)境復(fù)雜，裝置會受到震蕩或碰撞，所以為使接觸牢固，防止接觸扭曲變形，在底板、主板、開關(guān)量板周邊特設(shè)計了固定插槽。
固定插槽點焊在底板、主板、開關(guān)量板周邊，純物理連接?？紤]到靜電影響，故采用橡皮墊作為插槽母體，插針使用塑料長柱體，完成三板固定。
底板、主板與開關(guān)量板均采用現(xiàn)有常規(guī)產(chǎn)品。
終端集成底板主要作用為10寸電子觸屏固定、光功率電子顯示器固定、usb數(shù)據(jù)口固定、電池及電源輸入外圍接口等。
主板是保證cpu正常運行的物理平臺，負責數(shù)據(jù)運算、信息處理與信號接收與發(fā)送。光功率校驗功能集成于主板中，延伸光纖借口等。另外，主板集成sdxc卡槽，任意更換存儲卡，解決系統(tǒng)及數(shù)據(jù)空間不足問題?？ú奂捎谥靼逯希芘csdxc卡進行通信，此卡不但擁有超大的容量，而且其數(shù)據(jù)傳輸速度也不俗，其最大的傳輸速度預(yù)期能夠達到300mb/s。
開關(guān)量板核心技術(shù)為基于sfpci-6311pci總線的開關(guān)量輸入輸出接口卡，可以方便應(yīng)用于pci總線插槽的微機。輸出、輸入通道分別有128路。安裝和使用均很方便，程序編制也相對簡單。使用時只需將接口卡插入主板總線插槽中即可。輸入輸出信號由卡上的37芯d型插座和40芯插座與外部設(shè)備的信號連接。開關(guān)量主要負責硬接點的輸入與輸出。它與底板、主板物理組合，共同嵌入至終端機箱內(nèi)。
集成式光功率測試及顯示模塊采用tam8701系列光功率計專用模塊，獨到的通用接口設(shè)計，使得fc/sc/st等接口通用，無需復(fù)雜轉(zhuǎn)換。通過測量發(fā)射端機或光網(wǎng)絡(luò)的絕對功率，就能夠?qū)崿F(xiàn)評價光端設(shè)備的性能。如能夠測量連接損耗、檢驗連續(xù)性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。該模塊與主板連接，由主板對其進行供電。
集成式電源板卡采用集成電源模塊即dc-dc降壓電源模塊，主要功能為利用主板提供的+5v電源供電完成usb充電及數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?a的輸出電流能力，足夠滿足各種usb設(shè)備，電壓非常穩(wěn)定。本模塊默認d+d-短接，，預(yù)留了各種設(shè)備識別電阻安裝位置，如果需要加入識別電阻，只需將連接d+d-的導(dǎo)線切斷，自行加入即可。
另外，hdmi高清數(shù)據(jù)接口模塊為主板自帶。用于連接投影儀進行ppt預(yù)覽、演練。
本發(fā)明運行所需的軟件部分主要分為兩個系統(tǒng)，freertos系統(tǒng)平臺和xp系統(tǒng)平臺。其中freertos系統(tǒng)平臺相關(guān)軟件為各類專業(yè)軟件功能整合。細節(jié)如下。均為現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)手段。
a、scd組態(tài)管理工具(scd管理、scd可視化、虛端子可視化)；
b、報文分析工具(mms、goose、smv報文獲取與分析)；
c、光功率測試工具；
d、電流、電壓量采集工具(9-2\ft3、波形分析、一、二次值轉(zhuǎn)換)；
e、試驗報告生成工具(原始試驗報告整理及自檢報告自動生成)；
f、瀏覽工具(標準、規(guī)范、參考文獻及施工圖紙)。
另外，考慮到現(xiàn)場工作的方便，決定將xp系統(tǒng)作為移動終端的輔助系統(tǒng)。xp系統(tǒng)平臺下所對應(yīng)的功能應(yīng)用軟件細節(jié)如下。
a、scd組態(tài)工具(scd管理與分析)；
b、報文獲取及分析工具(mms、goose、smv報文獲取與分析)；
c、工程日志(工程會議紀要、工程日志、工作筆記整理)；
d、現(xiàn)場方案(現(xiàn)場調(diào)試方案模板)；
e、ppt制作與匯報；
f、電子郵件。
其中工程日志、現(xiàn)場方案、ppt制作與匯報、電子郵件等軟件均可利用現(xiàn)有軟件，如word。scd組態(tài)工具、報文獲取分析工具則集成現(xiàn)有專業(yè)軟件即可實現(xiàn)。
實施例2：
本發(fā)明的智能變電站繼電保護現(xiàn)場調(diào)試移動終端主要分硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分。硬件設(shè)計主要包括設(shè)備外觀、終端設(shè)備機身硬件功能及分布設(shè)計、終端設(shè)備集成底板、主板、開關(guān)量板、集成光功率測試及顯示插件、集成式電源板卡、感應(yīng)電容式觸摸電子屏、sdxc插槽、高清數(shù)據(jù)接口、充電系統(tǒng)、終端設(shè)備三角支架等組成。軟件設(shè)計主要分兩個系統(tǒng)平臺，包括freertos系統(tǒng)平臺和xp系統(tǒng)平臺下所開發(fā)的功能應(yīng)用軟件。下面結(jié)合附圖和具體實施實例對本發(fā)明進行詳細說明。
本發(fā)明的智能變電站繼電保護現(xiàn)場調(diào)試移動終端機箱尺寸為30cmx25cm，正面主要由人性化手持把手以及10寸液晶顯示屏組成。人性化手持把手尺寸為7cmx3cm，顯示屏幕為電子觸屏，尺寸為25.4cmx20.3cm。整體機身厚2.5cm。
本發(fā)明的智能變電站繼電保護現(xiàn)場調(diào)試移動終端機身硬件功能細節(jié)如下：
⑴人性化手持把手：
此設(shè)計理念，使得現(xiàn)場工作時不宜脫手，攜帶方便；
⑵防盜鎖孔位：
防盜鎖孔位預(yù)留便于現(xiàn)場隨時進行設(shè)備防盜處理，避免因現(xiàn)場工作環(huán)節(jié)較多，思維混亂時造成設(shè)備丟失問題；
⑶嵌入式高清攝像頭：
便于開展二次設(shè)備監(jiān)護，工程進度照片采集、定值清單采集工作。
⑷防反光屏幕：
因戶外工作頻繁，造成日照光纖強烈，反光問題影響對設(shè)備的使用及技術(shù)參數(shù)的讀取。
⑸電源插板及充電電池兩路供電系統(tǒng)：
大容量電池使得不間斷工作待機時間達到3小時以上。
⑹藍牙功能：
增加藍牙功能，佩戴藍牙，解決現(xiàn)場工作環(huán)境嘈雜，噪音過大影響視頻課件學(xué)習(xí)。
⑺無線wifi：
解決重要工作任務(wù)下達、重要會議、工作方案的上報及審批、電子郵件發(fā)送等問題。
⑻復(fù)位按鈕：
防止死機。
⑼usb2.0數(shù)據(jù)通信：
隨時上傳或下載技術(shù)資料、學(xué)習(xí)資料、自檢驗收報告等文件。
⑽rj45網(wǎng)口：
典型報文獲取專用接口。
⑾hdmi多媒體高清數(shù)據(jù)接口：
實現(xiàn)高清電視、顯示器播放功能。附帶hdmi轉(zhuǎn)vga轉(zhuǎn)接線，滿足投影儀鏈接。
⑿128g硬盤、4g內(nèi)存：
處理速度較快，足夠大的存儲空間。
⒀光功率校驗：
隨時進行光功率校驗，并配有液晶顯示面板，便于讀取。
⒁觸屏筆：
用于電子觸屏操作，靈敏度較高，操作方便。
⒂散熱孔：
降低cpu熱量，保護設(shè)備。
重要硬件設(shè)計細節(jié)如下：
⑴終端集成底板：
終端集成底板主要作用為10寸電子觸屏固定、光功率電子顯示器固定、usb數(shù)據(jù)口固定、電池及電源輸入外圍接口等。
⑵主板：
主板是保證微處理器(cpu)正常運行的物理平臺，負責數(shù)據(jù)運算、信息處理與信號接收與發(fā)送。光功率校驗功能集成于主板中，延伸光纖借口等。另外，主板集成sdxc卡槽，任意更換存儲卡，解決系統(tǒng)及數(shù)據(jù)空間不足問題。
⑶開關(guān)量板：
開關(guān)量板核心技術(shù)為基于sfpci-6311pci總線的開關(guān)量輸入輸出接口卡，可以方便應(yīng)用于pci總線插槽的微機。輸出、輸入通道分別有128路。安裝和使用均很方便，程序編制也相對簡單。使用時只需將接口卡插入主板總線插槽中即可。輸入輸出信號由卡上的37芯d型插座和40芯插座與外部設(shè)備的信號連接。開關(guān)量主要負責硬接點的輸入與輸出。它與底板、主板物理組合，共同嵌入至終端機箱內(nèi)。
⑷其他主要硬件：
集成式光功率測試及顯示插件。
②集成電源模塊
集成電源模塊dc-dc卡降壓電源模塊，主要功能為利用主板提供的+5v電源供電完成usb充電及數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?a的輸出電流能力，足夠滿足各種usb設(shè)備，電壓非常穩(wěn)定。本模塊默認d+d-短接，，預(yù)留了各種設(shè)備識別電阻安裝位置，如果需要加入識別電阻，只需將連接d+d-的導(dǎo)線切斷，自行加入即可。
③感應(yīng)電容式觸摸式電子屏。
感應(yīng)電容式觸摸屏的原理主要是通過測量各電極之間的電容量的變化來確定觸控點的位置，當手指觸摸到屏?xí)r，手指和屏表面之間形成耦合電容，這時手指從接觸點吸走一部分電流，通過檢測電路來測量電流的變化，以確定感觸手指的位置。屏幕主要材質(zhì)為玻璃。
④適應(yīng)插接sdxc存儲卡卡槽。
卡槽集成于主板之上，能與sdxc卡進行通信，此卡不但擁有超大的容量，而且其數(shù)據(jù)傳輸速度也不俗，其最大的傳輸速度預(yù)期能夠達到300mb/s。
⑤hdmi高清數(shù)據(jù)接口插件。
⑥充電系統(tǒng)：
考慮到持久性工作，終端設(shè)備采用了電源供電及電池供電兩個系統(tǒng)。充電系統(tǒng)主要是由cpu、led指示燈、max1898充電芯片、蜂鳴器等及部分組成。
電源供電系統(tǒng)采用220v交流電對系統(tǒng)直接供電，先使用交流變壓器將220v交流電轉(zhuǎn)換成12v的交流電，通過橋式整流電路進行整流后，接1只1000微伏/25伏的電解電容和一個104的陶瓷電容，再經(jīng)過濾波后的輸出直接接到7805集成穩(wěn)壓電路，為系統(tǒng)提供電源。
充電控制電路采用美信半導(dǎo)體單個鋰電池，充電芯片為max1898。充電時間和定時電容的關(guān)系式滿足：c(nf)＝34.33xt(充電時間，單位小時)。
充電原理為：終端設(shè)備充電系統(tǒng)使用了max1898和89c51，直接控制電池的充電過程。當沒有電源和電池輸入時max1898的chg引腳為高電平，將chg引腳連接到外部終端into，監(jiān)測chg的輸出信號。當充電開始時，單片機的into引腳接收到中斷信息，產(chǎn)生中斷并使單片機的t1計數(shù)器進行計數(shù)，如果預(yù)充出錯則將max1898的en/ok引腳置低停止充電并驅(qū)動蜂鳴器報警。
考慮到終端設(shè)備的體積問題，上述硬件均進行改良，目前全部嵌入至終端設(shè)備機殼之內(nèi)。
具體如下：
移動終端主要由兩個系統(tǒng)平臺支持，分別為嵌入式實時操作系統(tǒng)freertos和嵌入式xp系統(tǒng)。
考慮到系統(tǒng)內(nèi)核資源問題、系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性，移動終端設(shè)備主要應(yīng)用軟件使用rtos，即實時操作系統(tǒng)。使用rtos的最大好處在于驅(qū)動程序的可互操作性，可重復(fù)利用性和可移植性。基于上述技術(shù)，freertos平臺下所開發(fā)的功能應(yīng)用軟件細節(jié)如下。
a、scd組態(tài)管理工具(scd管理、scd可視化、虛端子可視化)；
b、報文分析工具(mms、goose、smv報文獲取與分析)；
c、光功率測試工具；
d、電流、電壓量采集工具(9-2\ft3、波形分析、一、二次值轉(zhuǎn)換)；
e、試驗報告生成工具(原始試驗報告整理及自檢報告自動生成)；
f、瀏覽工具(標準、規(guī)范、參考文獻及施工圖紙)；
考慮到現(xiàn)場工作的方便，決定將xp系統(tǒng)作為移動終端的輔助系統(tǒng)。xp系統(tǒng)平臺下所對應(yīng)的功能應(yīng)用軟件細節(jié)如下。
a、scd組態(tài)工具(scd管理與分析)；
b、報文獲取及分析工具(mms、goose、smv報文獲取與分析)；
c、工程日志(工程會議紀要、工程日志、工作筆記整理)；
d、現(xiàn)場方案(現(xiàn)場調(diào)試方案模板)；
e、ppt制作與匯報；
f、電子郵件。