基于電量備份機(jī)制的終端電量計(jì)算方法優(yōu)化分析

引言

近年來,采集終端得到了快速發(fā)展。采集終端是一種嵌入式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備,它的基本要求包括:高性能、高集成度和低功耗。采集終端可以實(shí)現(xiàn)智能抄表,并將抄表數(shù)據(jù)存儲在EEPR0M中,定期上報(bào)給主站,節(jié)約人工成本,減少相應(yīng)的人力、物力需求。

然而,終端在實(shí)際工作環(huán)境中有時(shí)會出現(xiàn)掉電情況,掉電時(shí)會產(chǎn)生丟失脈沖的現(xiàn)象。因此,如何盡可能準(zhǔn)確存儲脈沖,是本文研究的重點(diǎn)。

1終端電能量存儲機(jī)制

1.1電能量存儲環(huán)境

采集終端的電能量脈沖數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在EEPR0M中,EEPR0M可以支持400萬次擦寫,數(shù)據(jù)保持在200萬年以上。8PIN的I2C接口EEPR0M兼容所有的I2C總線,內(nèi)存大小為512kBit(64kB）,頁面大小為128字節(jié)。

一般來講,EEPR0M適用于存儲器如初始化配置數(shù)據(jù)、存儲重要信息等場合,這種場合要求數(shù)據(jù)存儲量比較少、訪問速率要求不高、掉電后數(shù)據(jù)不丟失。電能量脈沖是重要的電能量數(shù)據(jù),因而保存在EEPR0M中。

1﹒2脈沖采集和存儲優(yōu)化算法

準(zhǔn)確采集脈沖數(shù)據(jù)關(guān)系到電能量計(jì)算的準(zhǔn)確性。脈沖采集過程為:終端上電之后,判斷檢測時(shí)間是否到480ms,進(jìn)入讀取電能脈沖函數(shù)。讀取計(jì)量芯片脈沖,判斷讀取的脈沖是否合法,若合法,根據(jù)功率方向和費(fèi)率計(jì)算各模塊脈沖。

脈沖采集流程圖如圖1所示。

脈沖備份要求盡可能減少掉電過程中丟失的脈沖,確保計(jì)算電量的精確性。終端上電之后,讀取計(jì)量芯片脈沖數(shù)據(jù)(有功、無功、視在）,上電的前2min每1s刷新一次脈沖,上電2min之后變?yōu)槊?s刷新一次。

接下來判斷是否已經(jīng)執(zhí)行均衡電量存儲機(jī)制,若執(zhí)行該存儲機(jī)制,清除內(nèi)存bak數(shù)據(jù),存儲偏移至下一塊:否則,存儲脈沖備份數(shù)據(jù)至EEPR0M區(qū)。

脈沖存儲流程圖如圖2所示。

1﹒3電能量存儲機(jī)制分析

終端上電之后,首先判斷是否滿足電量清零條件,若上述條件成立,則執(zhí)行電量模塊清零函數(shù),進(jìn)行電量清零,否則進(jìn)入脈沖轉(zhuǎn)換為電量存儲函數(shù),進(jìn)行電量存儲。若CRC校驗(yàn)當(dāng)前電量false,執(zhí)行電量數(shù)據(jù)恢復(fù)函數(shù),否則直接執(zhí)行脈沖轉(zhuǎn)換為電量存儲(0.01kw·h積累）。若積累的電量滿足1kw·h,將整度電寫入EEPR0M中。對于小數(shù)部分電量(保存電量十分位和百分位）,每10s刷新一次,分配32個備份區(qū),保存在EEPR0M中。

實(shí)踐中存在脈沖尾數(shù)的情況,即小于0.01kw·h的情況,該部分通過余脈沖處理函數(shù)進(jìn)行處理,將剩余的余脈沖轉(zhuǎn)化為電量進(jìn)行組合電量處理,此時(shí)組合之后的電量即為最終的總電量。

電量數(shù)據(jù)作為終端采集數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù),其可靠性至關(guān)重要,因此電量數(shù)據(jù)除了存儲在EEPR0M之外,還會在Flash中進(jìn)行存儲,每小時(shí)存儲一次,存儲到F1ash一aM中。電能量存儲機(jī)制如圖3所示。

2存儲機(jī)制優(yōu)化驗(yàn)證

原先存儲機(jī)制每次掉電會丟失0～5s的電量,新脈沖備份機(jī)制由于上電的前2<mi每ls刷新一次脈沖,最多丟失0nls的電量。例如:假設(shè)現(xiàn)場使用環(huán)境為l～2Ui,I<a.x6A,則每1s將會產(chǎn)生脈沖[（3×1.2×220×6）/1000]×6400/3600≈9個,故每次掉電在電池不工作的情況下最多丟失9個脈沖,優(yōu)化之后電量計(jì)算更精確,滿足了實(shí)際需求和壽命使用情況。

3結(jié)語

總之,基于新電量備份機(jī)制的終端電量計(jì)算方法優(yōu)化,可以保證終端掉電時(shí)精確保存電量數(shù)據(jù),確保主站精確地收到終端抄讀的電表電量數(shù)據(jù),具有一定的應(yīng)用價(jià)值和工程實(shí)際意義。