基于电量备份机制的终端电量计算方法优化分析

引言

近年来,采集终端得到了快速发展。采集终端是一种嵌入式的计算机系统设备,它的基本要求包括:高性能、高集成度和低功耗。采集终端可以实现智能抄表,并将抄表数据存储在EEPR0M中,定期上报给主站,节约人工成本,减少相应的人力、物力需求。

然而,终端在实际工作环境中有时会出现掉电情况,掉电时会产生丢失脉冲的现象。因此,如何尽可能准确存储脉冲,是本文研究的重点。

1终端电能量存储机制

1.1电能量存储环境

采集终端的电能量脉冲数据统一存储在EEPR0M中,EEPR0M可以支持400万次擦写,数据保持在200万年以上。8PIN的I2C接口EEPR0M兼容所有的I2C总线,内存大小为512kBit(64kB）,页面大小为128字节。

一般来讲,EEPR0M适用于存储器如初始化配置数据、存储重要信息等场合,这种场合要求数据存储量比较少、访问速率要求不高、掉电后数据不丢失。电能量脉冲是重要的电能量数据,因而保存在EEPR0M中。

1﹒2脉冲采集和存储优化算法

准确采集脉冲数据关系到电能量计算的准确性。脉冲采集过程为:终端上电之后,判断检测时间是否到480ms,进入读取电能脉冲函数。读取计量芯片脉冲,判断读取的脉冲是否合法,若合法,根据功率方向和费率计算各模块脉冲。

脉冲采集流程图如图1所示。

脉冲备份要求尽可能减少掉电过程中丢失的脉冲,确保计算电量的精确性。终端上电之后,读取计量芯片脉冲数据(有功、无功、视在）,上电的前2min每1s刷新一次脉冲,上电2min之后变为每5s刷新一次。

接下来判断是否已经执行均衡电量存储机制,若执行该存储机制,清除内存bak数据,存储偏移至下一块:否则,存储脉冲备份数据至EEPR0M区。

脉冲存储流程图如图2所示。

1﹒3电能量存储机制分析

终端上电之后,首先判断是否满足电量清零条件,若上述条件成立,则执行电量模块清零函数,进行电量清零,否则进入脉冲转换为电量存储函数,进行电量存储。若CRC校验当前电量false,执行电量数据恢复函数,否则直接执行脉冲转换为电量存储(0.01kw·h积累）。若积累的电量满足1kw·h,将整度电写入EEPR0M中。对于小数部分电量(保存电量十分位和百分位）,每10s刷新一次,分配32个备份区,保存在EEPR0M中。

实践中存在脉冲尾数的情况,即小于0.01kw·h的情况,该部分通过余脉冲处理函数进行处理,将剩余的余脉冲转化为电量进行组合电量处理,此时组合之后的电量即为最终的总电量。

电量数据作为终端采集数据中的关键数据,其可靠性至关重要,因此电量数据除了存储在EEPR0M之外,还会在Flash中进行存储,每小时存储一次,存储到F1ash一aM中。电能量存储机制如图3所示。

2存储机制优化验证

原先存储机制每次掉电会丢失0～5s的电量,新脉冲备份机制由于上电的前2<mi每ls刷新一次脉冲,最多丢失0nls的电量。例如:假设现场使用环境为l～2Ui,I<a.x6A,则每1s将会产生脉冲[（3×1.2×220×6）/1000]×6400/3600≈9个,故每次掉电在电池不工作的情况下最多丢失9个脉冲,优化之后电量计算更精确,满足了实际需求和寿命使用情况。

3结语

总之,基于新电量备份机制的终端电量计算方法优化,可以保证终端掉电时精确保存电量数据,确保主站精确地收到终端抄读的电表电量数据,具有一定的应用价值和工程实际意义。