電能質量監測方法和在線電能質量監測儀的製作方法

2023-12-11 23:11:52

專利名稱：電能質量監測方法和在線電能質量監測儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及電力系統電能質量監測領域，具體涉及一種電能質量監測方法和在線
電能質量監測儀。
背景技術：
在線電能質量監測儀是一種進行電能質量實時監測的設備，在很多場景下都需要使用到。 數位訊號處理(DSP， Digital Signal Processing)晶片，DSP晶片也稱數位訊號處理器，是一種適合進行數位訊號處理運算的微處理器，能夠實時快速地實現各種數位訊號處理算法。 現有的在線電能監測儀所採用的硬體平臺大多基於DSP處理器，通常沒有內置作業系統，其電能質量的監測主要依賴於直接內置的電信號處理程序的循環運行來實現。
在實現本發明的過程中，發明人發現，現有的在線電能監測儀並沒有內置適宜的作業系統，其軟體平臺擴展性較差，且無法支持多任務、多線程、以及複雜的人機互動等操作，不利於滿足用戶靈活多變的應用需要。

發明內容
本發明實施例提供一種電能質量監測方法和在線電能質量監測儀，有利於提高在
線電能質量監測儀的軟體平臺的擴展性，滿足用戶靈活多變的應用需要，提升用戶體驗。 為解決上述技術問題，本發明實施例提供以下技術方案 —種電能質量監測方法，包括 第一作業系統向第二作業系統發送使能信號； 接收到所述使能信號的第二作業系統調用電信號處理程序，處理信號採集裝置採樣到的電信號，並緩存電信號處理結果； 第一作業系統讀取所述緩存的電信號處理結果，並調用相應的應用程式處理並顯示讀取的電信號處理結果。
優選的，所述第一作業系統讀取所述緩存的電信號處理結果具體為 第一作業系統監測是否接收到第二作業系統發送的讀取中斷信號； 第一作業系統在接收到第二作業系統發送的讀取中斷信號後，讀取所述緩存的電
信號處理結果。
優選的，所述方法還包括 第一作業系統通過圖形用戶界面應用程式接收用戶指令，並按照接收的用戶指令執行相應的操作。
優選的，所述方法還包括 第二作業系統監測是否接收到第一作業系統發送的指令中斷信號； 第二作業系統在接收到第一作業系統發送的指令中斷信號後，讀取第一作業系統
3緩存的操作指令，並按照讀取的操作指令執行相應的操作。 優選的，所述調用相應的應用程式處理並顯示讀取的電信號處理結果，包括調用相應的圖形用戶界面應用程式處理並顯示讀取的電信號處理結果。
優選的，第一作業系統為嵌入式Li皿X作業系統，第二作業系統為數位訊號處理/
基本輸入輸出實時作業系統。
—種在線電能質量監測儀，包括 第二作業系統，用於接收第一作業系統發送的使能信號；調用電信號處理程序處理信號採集裝置採樣到的電信號，並緩存電信號處理結果； 第一作業系統，用於向第二作業系統發送使能信號；讀取所述緩存的電信號處理
結果，並調用第一應用程式處理顯示讀取的電信號處理結果； 第一應用程式，用於處理並顯示第一作業系統讀取的電信號處理結果。 優選的，第一作業系統還用於，通過圖形用戶界面應用程式接收用戶指令，並按照
接收的用戶指令執行相應的操作。 優選的，第二作業系統還用於，監測是否接收到第一作業系統發送的指令中斷信號；在接收到第一作業系統發送的指令中斷信號後，讀取第一作業系統緩存的操作指令，並按照讀取的操作指令執行相應的操作。 優選的，第一作業系統為嵌入式Li皿x作業系統，第二作業系統為數位訊號處理/基本輸入輸出實時作業系統。 由上可見，本發明實施例採用的技術方案具有如下有益效果本發明實施例中在線電能監測儀採用雙作業系統作為軟體平臺，通過靈活巧妙的設計雙作業系統間的交互方式，可以很好的實現電能質量監控；同時，以雙作業系統作為其軟體平臺，有利於提高其軟體平臺的擴展性；滿足用戶靈活多變的應用需要，提升用戶體驗。


為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明實施例提供的一種在線電能質量監測儀硬體結構示意 圖2是本發明實施例一提供的一種電能質量監測方法流程示意 圖3是本發明實施例二提供的一種電能質量監測方法流程示意 圖4是本發明實施例提供的一種在線電能質量監測儀示意圖。
具體實施例方式
本發明實施例提供一種電能質量監測方法和在線電能質量監測儀，有利於提高在線電能質量監測儀的軟體平臺的擴展性，滿足用戶靈活多變的應用需要，提升用戶體驗。
為使得本發明的發明目的、特徵、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。 本發明實施例在線電能質量監測儀採用DSP處理器+通用處理器的雙核架構作為硬體平臺，其中，在線電能質量監測儀選用的通用處理器例如可以是ARM處理器、Power PC或其它類型的32位微處理晶片。 下面以在線電能質量監測儀選用DSP處理器+ARM處理器的雙核架構作為硬體平臺為例進行說明，參見圖1，本發明實施例在線電能質量監測儀可以包括信號採集裝置、信號處理裝置和數據應用裝置等三個硬體部分。 其中，本發明實施例的信號採集裝置主要用於採樣電信號；信號處理裝置主要用於選擇相應的電信號處理算法處理信號採集裝置採樣的電信號，信號處理裝置選用DSP處理器構建硬體平臺；數據應用裝置主要用於對信號處理裝置的電信號處理結果進行進一步處理和顯示等操作，數據應用裝置可選用ARM處理器構建硬體平臺。 本發明實施例中，基於DSP處理器構建硬體平臺的信號處理裝置和基於ARM處理
器構建硬體平臺的數據應用裝置，選用不同的作業系統作為其軟體平臺，整個在線電能質
量監測儀的軟體平臺至少包括上述兩個作業系統構成的雙作業系統軟體平臺。 下面通過在線電能質量監測儀的兩個作業系統間交互，實現電能質量監測的過程
為例，進行進一步的說明。 請參見圖2，本發明實施例一的一種電能質量監測方法，可以包括
210、第一作業系統向第二作業系統發送使能信號。 其中，第一作業系統為基於ARM處理器構建硬體平臺的數據應用裝置的作業系統，第二作業系統為基於DSP處理器構建硬體平臺的信號處理裝置的作業系統。第一作業系統可以控制第二作業系統的運行，即信號處理裝置可以在數據應用裝置的控制下工作。
220、接收到上述使能信號後的第二作業系統調用電信號處理程序，處理信號採集裝置採樣到的電信號，並緩存電信號處理結果。 在一種應用場景下，第二作業系統下可以安裝一個或多個電信號處理程序，每個電信號處理程序可以基於不同的電信號處理算法，用於實現電信號的不同處理監測電能質量，獲得相應的電信號處理結果。 接收到上述使能信號的第二作業系統可以調用相應的電信號處理程序，處理信號採集裝置採樣到的電信號，並進一步緩存電信號處理結果。 230、第一作業系統讀取上述緩存的電信號處理結果，並調用相應的應用程式處理並顯示讀取的電信號處理結果。 在一種應用場景下，第一作業系統可以周期性的主動讀取第二作業系統緩存的電信號處理結果、也可以是在接收到第二作業系統發送的讀取中斷信號後，讀取第二作業系統緩存的電信號處理結果。 第一作業系統下也可以安裝一個或多個應用程式，第一作業系統可以調用相應的應用程式處理並顯示讀取的電信號處理結果。 由上可以看出，本發明實施例中在線電能監測儀採用雙作業系統作為軟體平臺，通過靈活巧妙的設計雙作業系統間的交互方式，可以很好的實現電能質量監控；同時，以雙作業系統作為其軟體平臺，有利於提高其軟體平臺的擴展性；滿足用戶靈活多變的應用需
5要，提升用戶體驗。 為便於更好的理解本發明的技術方案，下面以基於DSP處理器構建硬體平臺的信 號處理裝置選用數位訊號處理/基本輸入輸出(DSP/BI0S， Digital SignalProcessing/ Basic Input Output System)實時作業系統作為其軟體平臺；基於ARM處理器構建硬體平 臺的數據應用裝置選用嵌入式Li皿x作業系統作為其軟體平臺，整個在線電能質量監測儀 的軟體平臺包括嵌入式Li皿x作業系統和DSP/BIOS實時作業系統構成的雙作業系統軟體 平臺為例，對本發明實施例的技術方案進行進一步詳細的說明。
參見圖3，本發明實施例二的一種電能質量監測方法，可以包括
301、 Linux作業系統啟動應用程式Nl進程. 在一種應用場景下，Li皿x作業系統下安裝的應用程式Nl可以是圖形用戶界面 (GUI, Graphical User Interface)應用程式，GUI應用程式可以較大的方便用戶查看和操 作，其中，應用程式Nl用於處理和顯示信號處理裝置的信號處理結果。
開機上電後，Linux作業系統和DSP/BIOS實時作業系統開始初始化，初始化完成 後的Li皿x作業系統可啟動應用程式Nl進程。 302、 Linux作業系統向DSP/BIOS實時作業系統發送使能信號。 在一種應用場景下，DSP/BIOS實時作業系統可以接收Li皿x作業系統發送的使能
信號，並開始啟動信號處理流程。 303、 Linux作業系統接收應用程式N2發送的用戶指令。 其中，應用程式N2可以是圖形用戶界面應用程式，且設計有良好的人機互動界 面，用戶可以通過應用程式N2向Li皿x作業系統發送例如重啟、密碼設置等操作指令，也 可以利用Linux作業系統向DSP/BIOS實時作業系統發送例如參數配置，自動校準等操作指 令。 在一種應用場景下，若Li皿x作業系統接收到例如重啟、密碼設置等操作指令， Li皿x作業系統執行例如重啟、密碼設置等相應的操作；若Li皿x作業系統接收到例如參數 配置(其中可以包含用戶配置的監測相關參數)或自動校準等操作指令，Li皿x作業系統 將其緩存，並向DSP/BIOS實時作業系統發送指令中斷信號，指示DSP/BIOS實時作業系統讀 取其緩存的例如參數配置或自動校準等操作指令。 304、 DSP/BIOS實時作業系統監測是否接收到Linux作業系統發送的指令中斷信 號，若接收到Linux作業系統發送的指令中斷信號，則讀取Linux作業系統緩存的操作指 令，並按照讀取的操作指令執行相應的操作。 在一種應用場景下，若DSP/BIOS實時作業系統讀取到Linux作業系統緩存的例如 參數配置或自動校準等操作指令，DSP/BIOS實時作業系統按照讀取到的操作指令，執行參 數配置或自動校準等相應的操作。 當然，DSP/BI0S實時作業系統也可以直接按照默認的監測相關參數進行初始參數 配置，此時用戶可以不對其進行配置，DSP/BIOS實時作業系統可以直接執行信號處理流程。
305、DSP/BI0S實時作業系統調用電信號處理程序，處理信號採集裝置採樣到的電 信號，並緩存電信號處理結果。 在一種應用場景下，DSP/BIOS實時作業系統下可以安裝一個或多個電信號處理程 序，每個電信號處理程序可以基於不同的電信號處理算法，用於實現電信號的不同處理來監測電能質量，獲得相應的電信號處理結果。 DSP/BI0S實時作業系統可以根據需要調用相應電信號處理程序，在接收到信號 採集裝置採樣到的電信號後，利用相應的電信號處理程序處理信號採集裝置採樣到的電信 號，並緩存電信號處理結果。 在一種應用場景下，DSP/BI0S實時作業系統緩存一定量的電信號處理結果後，可 以向Li皿x作業系統發送讀取中斷信號，指示Li皿x作業系統讀取其緩存的電信號處理結 果。 306、 Linux作業系統監測是否接收到DSP/BIOS實時作業系統發送的讀取中斷信 號，若接收到Linux作業系統發送的讀取中斷信號，則讀取DSP/BIOS實時作業系統緩存的 電信號處理結果。 在一種應用場景下，Linux作業系統也可以選擇周期性的讀取DSP/BIOS實時操作 系統緩存的電信號處理結果，此時當然可以不需要Li皿x作業系統發送讀取中斷信號來指 示Li皿x作業系統讀取其緩存的電信號處理結果。 307、在讀取到DSP/BIOS實時作業系統緩存的電信號處理結果後，Linux作業系統 調用應用程式Nl，處理並顯示其讀取到的電信號處理結果。 在一種應用場景下，Li皿x作業系統可以將讀取到的電信號處理結果發送給應用 程序N1，應用程式N1可以利用圖表、圖像、波形的多個方式顯示電信號處理結果，以便用戶查看。 在穩定運行後，循環執行步驟305 307， Linux作業系統和DSP/BIOS實時操作系 統進行交互，應用程式N1利用Li皿x作業系統讀取的電信號處理結果不斷的更新之前的視 圖，可以實時的顯示電能質量變化情況。 可以理解，上述是以基於DSP處理器構建硬體平臺的信號處理裝置選用DSP/BIOS 實時作業系統作為其軟體平臺、基於ARM處理器構建硬體平臺的數據應用裝置選用嵌入式 Li皿x作業系統作為其軟體平臺為例進行說明的，當然信號處理裝置和數據應用裝置也可 以選用其它作業系統來實現電能質量的監測，此處不做限制。 由上可以看出，本實施例中在線電能監測儀採用嵌入式Linux作業系統加DSP/ BIOS實時作業系統的雙作業系統作為軟體平臺，通過靈活巧妙的設計嵌入式Li皿x操作系 統和DSP/BIOS實時作業系統的交互方式，可以很好的實現電能質量監控；同時，以雙操作 系統作為其軟體平臺，有利於提高其軟體平臺的擴展性；滿足用戶靈活多變的應用需要，提 升用戶體驗。 為便於更好的實時本發明實施例的技術方案，本發明實施例中還提供一種線電能 質量監測儀。 參見圖4，本發明實施例的一種線電能質量監測儀400，可以包括第一作業系統 410、第二作業系統420和第一應用程式430。 其中，第一作業系統410為基於ARM處理器構建硬體平臺的數據應用裝置的操作 系統，第二作業系統420為基於DSP處理器構建硬體平臺的信號處理裝置的作業系統。第 一作業系統410可以控制第二作業系統420的運行，即信號處理裝置可以在數據應用裝置 的控制下工作。 第二作業系統420，用於接收第一作業系統410發送的使能信號；調用電信號處理程序處理信號採集裝置採樣到的電信號，並緩存電信號處理結果。 在一種應用場景下，第二作業系統420下可以安裝一個或多個電信號處理程序， 每個電信號處理程序可以基於不同的電信號處理算法，用於實現電信號的不同處理監測電 能質量，獲得相應的電信號處理結果。 第一作業系統410，用於向第二作業系統420發送使能信號；讀取第二作業系統 420緩存的電信號處理結果，並調用第一應用程式430處理顯示讀取的電信號處理結果。
第一作業系統410下也可以安裝一個或多個應用程式，第一作業系統410可以調 用相應的應用程式處理並顯示讀取的電信號處理結果。 第一應用程式430，用於處理並顯示第一作業系統410讀取的電信號處理結果，其 中，第一應用程式430可以是圖形用戶界面應用程式。 在一種應用場景下，第一作業系統410還可以用於，通過圖形用戶界面應用程式 接收用戶指令，並按照接收的用戶指令執行相應的操作。 在一種應用場景下，第二作業系統420還可以用於，監測是否接收到第一操作系
統410發送的指令中斷信號；在接收到第一作業系統410發送的指令中斷信號後，讀取第一
作業系統410緩存的操作指令，並按照讀取的操作指令執行相應的操作。 在一種應用場景下，第一作業系統410可以監測是否接收到第二作業系統420發
送的讀取中斷信號；第一作業系統410可以在接收到第二作業系統420發送的讀取中斷信
號後，讀取第二作業系統420緩存的電信號處理結果。 在一種應用場景下，第一作業系統410可以為嵌入式Li皿x作業系統，第二操作系 統420可以為數位訊號處理/基本輸入輸出實時作業系統。 可以理解，本實施例的線電能質量監測儀400可以如上述方法實施例中的電能質 量監測儀，其可以用於實現上述方法實施例中的全部技術方案，其各個功能模塊的功能可 以根據上述方法實施例中的方法具體實現，其具體實現過程可參照上述實施例中的相關描 述，此處不再贅述。 需要說明的是，對於前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列 的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明並不受所描述的動作順序的限制，因為 依據本發明，某些步驟可以採用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知 悉，說明書中所描述的實施例均屬於優選實施例，所涉及的動作和模塊並不一定是本發明 所必須的。 在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部 分，可以參見其他實施例的相關描述。 綜上，本發明實施例中在線電能監測儀主要採用嵌入式Li皿x作業系統加DSP/ BIOS實時作業系統的雙作業系統作為軟體平臺，通過靈活巧妙的設計嵌入式Li皿x操作系 統和DSP/BIOS實時作業系統的交互方式，可以很好的實現電能質量監控；同時，以雙操作 系統作為其軟體平臺，有利於提高其軟體平臺的擴展性；滿足用戶靈活多變的應用需要，提 升用戶體驗。 本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可 以通過程序來指令相關的硬體來完成，該程序可以存儲於一計算機可讀存儲介質中，存儲 介質可以包括只讀存儲記憶體(ROM, Read-Only Memory)或隨機存儲記憶體(RAM, RandomAccess Memory)、磁碟或光碟等。 以上對本發明實施例所提供的一種電能質量監測方法和在線電能質量監測儀進 行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施 例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人 員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上，本說明書內 容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
一種電能質量監測方法，其特徵在於，包括第一作業系統向第二作業系統發送使能信號；接收到所述使能信號的第二作業系統調用電信號處理程序，處理信號採集裝置採樣到的電信號，並緩存電信號處理結果；第一作業系統讀取所述緩存的電信號處理結果，並調用相應的應用程式處理並顯示讀取的電信號處理結果。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第一作業系統讀取所述緩存的電信 號處理結果具體為第一作業系統監測是否接收到第二作業系統發送的讀取中斷信號； 第一作業系統在接收到第二作業系統發送的讀取中斷信號後，讀取所述緩存的電信號 處理結果。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括 第一作業系統通過圖形用戶界面應用程式接收用戶指令，並按照接收的用戶指令執行相應的操作。
4. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括 第二作業系統監測是否接收到第一作業系統發送的指令中斷信號； 第二作業系統在接收到第一作業系統發送的指令中斷信號後，讀取第一作業系統緩存的操作指令，並按照讀取的操作指令執行相應的操作。
5. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述調用相應的應用程式處理並顯示讀取的電信號處理結果，包括調用相應的圖形用戶界面應用程式處理並顯示讀取的電信號處理結果。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，第一作業系統為嵌入式Li皿x作業系統， 第二作業系統為數位訊號處理/基本輸入輸出實時作業系統。
7. —種在線電能質量監測儀，其特徵在於，包括第二作業系統，用於接收第一作業系統發送的使能信號；調用電信號處理程序處理信 號採集裝置採樣到的電信號，並緩存電信號處理結果；第一作業系統，用於向第二作業系統發送使能信號；讀取所述緩存的電信號處理結果， 並調用第一應用程式處理顯示讀取的電信號處理結果；第一應用程式，用於處理並顯示第一作業系統讀取的電信號處理結果。
8. 根據權利要求7所述的在線電能質量監測儀，其特徵在於，第一作業系統還用於，通過圖形用戶界面應用程式接收用戶指令，並按照接收的用戶 指令執行相應的操作。
9. 根據權利要求7或8所述的在線電能質量監測儀，其特徵在於， 第二作業系統還用於，監測是否接收到第一作業系統發送的指令中斷信號；在接收到第一作業系統發送的指令中斷信號後，讀取第一作業系統緩存的操作指令，並按照讀取的 操作指令執行相應的操作。
10. 根據權利要求7所述的在線電能質量監測儀，其特徵在於，第一作業系統為嵌入式 Li皿x作業系統，第二作業系統為數位訊號處理/基本輸入輸出實時作業系統。
全文摘要
本發明實施例公開了一種電能質量監測方法和在線電能質量監測儀。其中的一種電能質量監測方法，包括第一作業系統向第二作業系統發送使能信號；接收到所述使能信號的第二作業系統調用電信號處理程序，處理信號採集裝置採樣到的電信號，並緩存電信號處理結果；第一作業系統讀取所述緩存的電信號處理結果，並調用相應的應用程式處理並顯示讀取的電信號處理結果。本發明實施例的技術方案有利於提高在線電能質量監測儀的軟體平臺的擴展性，滿足用戶靈活多變的應用需要，提升用戶體驗。
文檔編號G06F9/46GK101706539SQ20091021229
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月16日 優先權日2009年11月16日
發明者張應榜, 梁羽生, 董金髮, 黃磊 申請人:深圳市華力特電氣股份有限公司