一种用于互感器二次多点接地测试系统的制作方法

1.本发明涉及互感器技术领域，尤其涉及一种用于互感器二次多点接地测试系统。


背景技术：

2.互感器二次多点接地测试系统在使用过程中由于操作人员的专业水平各不相同，另外现场测试环境复杂，各变电站的二次回路走线网络布局各不相同，因此常常在测试现场遇到系统无法测试或者测试异常的问题，这些问题可能是由于系统参数设置不正确，接线方法不正确，接线位置不正确等等。另外设备返厂维修时，判定设备故障时需要设备在现场的使用详细信息，然后当设备出现故障时，往往常规的日志文件信息无法及时的保留下来，例如设备使用中突然断电，设备异常保护，设备cpu死机等情况。为了远程解决现场遇到的问题以及装置返厂维修，需要了解装置现场使用详细信息，从而准确的判定现场出现的各种状况，因此需要一种可靠的嵌入式日志文件记录测试过程中的各种参数数据，包括测试开始时间，测试结束时间，用户设置参数，测试中间过程，测试结果，测试波形。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种用于互感器二次多点接地测试系统，可实时记录数据，所有的日志文件都可以通过u盘导出。
4.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.本发明提供了一种用于互感器二次多点接地测试系统，包括二层日志文件，分别为：
6.由日志概要信息和测试过程及结果信息构成第一层，后续以.csv的文件格式导出到u盘；
7.由测试波形数据构成第二层，后续以comtradea文件格式导出到u盘，通过电脑端的工具软件读取。
8.进一步，所述日志概要信息包括：总的日志文件数、每条日志当前状态值。
9.进一步，每条所述日志对应的测试过程及结果信息保存在mx25l3206的一个256字节的页空间中，不需要循环写。
10.进一步，所述测试过程及结果信息包括：用户设定参数、用户测试中间数据和用户测试结果；
11.测试的波形数据保存的起始地址以及波形数据的字节数保存在mx25l3206的一个64k的块空间，当所述64k的块空间写满后，系统从所述64k的块空间的第一个扇区开始，擦除掉原有的数据，并写入新的测试过程及结果信息，如此循环往复。
12.进一步，所述测试波形数据保存在mx25l3206的一个2m字节空间中，当所述2m字节空间都写满后，系统从所述2m字节空间的第一个块开始，擦除原有的波形数据，并写入新的波形数据，如此循环往复。
13.进一步，还包括在内存中建立用于处理因某条日志文件删除后，造成的扇区地址
不连续问题的mx25l3206空闲扇区链表，并将所述mx25l3206空闲扇区链表的crc8校验后的结果保存到所述mx25l3206空闲扇区链表的最后一个字节。
14.还包括在内存中建立一个4k byte大小的写入缓冲区映像，以写入mx25l3206芯片的数据，除概要信息是按页编程的模式外，其它的数据写入都是按照扇区编程的方式写入。
15.进一步，采用stm32u585vi芯片的dma通道5，将每次待写入的数据，通过dma的方式写入到spi2接口，从而将数据写入到所述mx25l3206中。
16.进一步，所述mx25l3206程序过程为：
17.s81、当前是否有新的数据要写入，若没有则继续等待，若有，则进入s82；
18.s82、计算内存中的写所述缓冲区映象的crc8校验，和保存在所述内存中的保存数据，被异常状况破坏后，数据不会被写入所述mx25l3206芯片中；
19.s83、判断此次的所述crc8校验和上次计算结果是否相等，若不相等，则表示写所述缓冲区映象的数据被破坏，丢弃所述缓冲区映象中的所有数据，若结果相等，则进入s84；
20.s84、判断写入字节数是否超过写所述缓冲区映象的空闲字节数，若是超过了，则将本次代写入字节保存到写所述缓冲区映象中，剩余的待写入字节，留待下次再写入，接着调用dma写入函数，将写所述缓冲区映象的内容写入所述mx25l3206芯片中；接着回到s81去，若是没有超过，则进入s85；
21.s86、将本次待写入的字节内容保存到写所述缓冲区映象当前空闲的地址中，进入s86；
22.s87、重新计算写所述缓冲区映象的crc8校验和，并保存，然后回到s81。
23.进一步，电池备份区域的高可靠测试过程数据保存过程为：
24.s91、判断测试是否开始，若没有，则继续等待，若开始，则进入s92；
25.s92、测试过程保存标志，保存到所述电池备份区域的bkp dr1地址处，然后进入s93；
26.s93、测试开始时间保存到所述电池备份区域的bkp dp2地址处，然后进入s94；
27.s94、判断测试过程数据是否有更新，若没有则调到s99，若有更新则进入s95；
28.s95、将最大输出电压保存到所述电池备份区域的bkp dr3地址处，然后进入s96；
29.s96、将最大输出电流保存到所述电池备份区域的bkp dr4地址处，然后进入s97；
30.s97、将当前输出电压保存到所述电池备份区域的bkp dr5地址处，然后进入s98；
31.s98、将当前输出电流保存到所述电池备份区域的bkp dr6地址处，然后进入s99；
32.s99、判断本次测试是否结束，若测试未结束，则返回到所述s91，若测试结束，进入下一步。
33.进一步，所述dma数据存储配置程序的过程为：
34.s101、复位所述stm32u585vi芯片dma1的channel5；
35.s102、设置所述dma1的channel5外设基地址为spi-》dr；
36.s103、设置所述dma1的channel5内存基地址为写缓冲区映象首地址；
37.s104、设置所述dma1的channel5数据传输方向为内存到外设；
38.s105、设置所述dma1的channel5数据传输字节数为4096；
39.s106、设置所述dma1的channel5数据传输过程外设地址不自增；
40.s107、设置所述dma1的channel5外设数据单位为1字节；
41.s108、设置所述dma1的channel5内存数据单位为1字节；
42.s109、设置所述dma1的channel5为标准传输方式；
43.s1010、设置所述dma1的channel5传输方式为高优先级；
44.s1011、设置所述dma1的channel5为非内存对内存间的数据传输。
45.本发明的有益效果为：该系统高效率，高可靠性的日志记录，既能够详细，完整的保存装置现场运行状况信息，又不占用很多的cpu资源，并且所有日志文件都可以通过u盘导出；
46.采用该2层3块的日志文件，通过bkp电池备份区域存储技术和高速写算法，dma直接存储器访问技术，可以快速，完整的记录装置现场使用的状况，可以完全复现，回放整个过程，为远程指导现场客户使用问题以及装置返厂维修提供了强大，且直观的数据支持。
附图说明
47.图1为本发明一种用于互感器二次多点接地测试系统的结构示意图；
48.图2为mx25l3206写程序流程图；
49.图3为基于电池备份区域的高可靠测试过程数据保存程序流程图；
50.图4为dma直接存储器访问)数据存储配置程序流程图。
具体实施方式
51.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
52.现场遇到的问题无法再次复现，例如不是每次测试都能够出现异常状况，另外如果测试是破坏性的，也是不允许多次测试，再一个测试需要停电或者需要上级开出工作票时也不是轻易的就能够再次测试。
53.受限于现场条件以及现场测试人员的水平乘次不齐，有时无法提供准确可靠的数据；
54.在装置具备简单记录日志文件的情况下，如果出现操作不当的情况，比如接线错误，参数设置错误，可能会造成装置异常关机或者退出，此时日志文件无法记录装置的运行状况；
55.日志文件中完整记录装置的工作状况，需要保存大量的数据，常规的日志保存方法，占用了许多cpu资源，从而影响到装置正常的测试测量工作；
56.因此需要采用一种高效率，高可靠性的日志记录方法，既能够详细，完整的保存装置现场运行状况信息，又不占用很多的cpu资源，并且所有日志文件都可以通过u盘导出。
57.请参阅图1，一种用于互感器二次多点接地测试系统，包括二层日志文件，分别为：
58.由日志概要信息和测试过程及结果信息构成第一层，后续以.csv的文件格式导出到u盘；
59.由测试波形数据构成第二层，后续以comtradea文件格式导出到u盘，通过电脑端的工具软件读取。
60.采用该2层3块的日志文件，通过bkp电池备份区域存储技术和高速写算法，dma直
接存储器访问技术，可以快速，完整的记录装置现场使用的状况，可以完全复现，回放整个过程，为远程指导现场客户使用问题以及装置返厂维修提供了强大，且直观的数据支持。
61.所述日志概要信息包括：总的日志文件数、每条日志当前状态值。
62.此日志文件具有以下特点：
63.记录用户设定参数，如设定输出电压高低，设定输出频率，设定输出时间，
64.记录用户测试中间数据，如：实际输出最大值电压，实际输出最大电流值，当前输出电压值，当前输出电流值，测试开始时间，测试结束时间
65.记录用户测试结果，信号探测器与信号发生器采样到的两组数据的互相关系数，判定是否存在多点接地的结论
66.记录测试过程中信号发生器与信号探测器的采样波形数据，波形数据文件以comtrade(电力系统暂态数据交换通用格式)格式保存，便于后期的使用标准工具软件分析。
67.测试中间过程数据保存在stm32u585vi的电池备份区域(bkp)，即使在测试过程出现异常关机和非法退出时，当下次开机，这些中间过程数据不会丢失，仍然可以保存到日志文件中
68.按照两层，3块的结构来组织整个日志文件，分别是：日志概要信息，测试过程及结果信息，它们构成一层，后续以.csv文件格式导出到u盘，测试波形数据构成一层，后续以comtrade(电力系统暂态数据交换通用格式)文件格式导出到u盘，它可以直接通过电脑端通用的工具软件caap2008x读取；
69.每条所述日志对应的测试过程及结果信息保存在mx25l3206的一个256字节的页空间中，不需要循环写。
70.所述测试过程及结果信息包括：用户设定参数、用户测试中间数据和用户测试结果；
71.测试的波形数据保存的起始地址以及波形数据的字节数保存在mx25l3206的一个64k的块空间，当所述64k的块空间写满后，系统从所述64k的块空间的第一个扇区开始，擦除掉原有的数据，并写入新的测试过程及结果信息，如此循环往复。
72.程序上用结构体组织和管理用户设定参数。用该结构体指针给读写函数赋值，一条代码即可完成读写过程。
73.程序上用结构体组织和管理测试中间数据即测试过程及本次测试波形数据保存的地址以及波形数据的字节数。用该结构体指针给读写函数赋值，一条代码即可完成读写过程。
74.所述测试波形数据保存在mx25l3206的一个2m字节空间中，当所述2m字节空间都写满后，系统从所述2m字节空间的第一个块开始，擦除原有的波形数据，并写入新的波形数据，如此循环往复。
75.还包括在内存中建立用于处理因某条日志文件删除后，造成的扇区地址不连续问题的mx25l3206空闲扇区链表，同时，可以加快数据保存的速度，为了避免异常情况造成的内存中的空闲扇区链表丢失或者错误；
76.并将所述mx25l3206空闲扇区链表的crc8校验后的结果保存到所述mx25l3206空闲扇区链表的最后一个字节。
77.每次使用前都检测该内存中的空闲扇区链表的crc8校验结果是否与之前保存的结果一样，如果是一样，则使用。如果不一样则丢弃。
78.还包括在内存中建立一个4k byte大小的写入缓冲区映像，以写入mx25l3206芯片的数据，除概要信息是按页编程的模式外，其它的数据写入都是按照扇区编程的方式写入。
79.这样可以极大提高数据写入的效率，避免数据跨扇区时，频繁的扇区读操作，扇区擦除操作，扇区写操作。为了保证内存中的写入缓冲区“映像”内容丢失或者错误，计算该“映像”的crc8校验结果，并保存到该区域的最后一个字节中，在写入之前计算该“映像”的crc8校验结果是否与之前保存的结果一致。若一致，则继续写入，若不一致，则丢弃该“映像”，该方法极大提高了装置的可靠性，保证写入数据的绝对正确。
80.采用stm32u585vi芯片的dma通道5，将每次待写入的数据，通过dma的方式写入到spi2接口，从而将数据写入到所述mx25l3206中。整个写的过程，无须cpu参与，彻底释放cpu(整个过程cpu占用率低于1％)，从而不影响到装置的正常测试过程。
81.请参阅图2，所述mx25l3206程序过程为：
82.s81、当前是否有新的数据要写入，若没有则继续等待，若有，则进入s82；
83.s82、计算内存中的写所述缓冲区映象的crc8校验，和保存在所述内存中的保存数据，被异常状况破坏后，数据不会被写入所述mx25l3206芯片中；
84.s83、判断此次的所述crc8校验和上次计算结果是否相等，若不相等，则表示写所述缓冲区映象的数据被破坏，丢弃所述缓冲区映象中的所有数据，若结果相等，则进入s84；
85.s84、判断写入字节数是否超过写所述缓冲区映象的空闲字节数，若是超过了，则将本次代写入字节保存到写所述缓冲区映象中，剩余的待写入字节，留待下次再写入，接着调用dma写入函数，将写所述缓冲区映象的内容写入所述mx25l3206芯片中；接着回到s81去，若是没有超过，则进入s85；
86.s86、将本次待写入的字节内容保存到写所述缓冲区映象当前空闲的地址中，进入s86；
87.s87、重新计算写所述缓冲区映象的crc8校验和，并保存，然后回到s81。
88.请查阅图3，电池备份区域的高可靠测试过程数据保存过程为：
89.s91、判断测试是否开始，若没有，则继续等待，若开始，则进入s92；
90.s92、测试过程保存标志，保存到所述电池备份区域的bkp dr1地址处，然后进入s93；
91.s93、测试开始时间保存到所述电池备份区域的bkp dp2地址处，然后进入s94；
92.s94、判断测试过程数据是否有更新，若没有则调到s99，若有更新则进入s95；
93.s95、将最大输出电压保存到所述电池备份区域的bkp dr3地址处，然后进入s96；
94.s96、将最大输出电流保存到所述电池备份区域的bkp dr4地址处，然后进入s97；
95.s97、将当前输出电压保存到所述电池备份区域的bkp dr5地址处，然后进入s98；
96.s98、将当前输出电流保存到所述电池备份区域的bkp dr6地址处，然后进入s99；
97.s99、判断本次测试是否结束，若测试未结束，则返回到所述s91，若测试结束，进入下一步。
98.请参阅图4，所述dma数据存储配置程序的过程为：
99.s101、复位所述stm32u585vi芯片dma1的channel5；
100.s102、设置所述dma1的channel5外设基地址为spi-》dr；
101.s103、设置所述dma1的channel5内存基地址为写缓冲区映象首地址；
102.s104、设置所述dma1的channel5数据传输方向为内存到外设；
103.s105、设置所述dma1的channel5数据传输字节数为4096；
104.s106、设置所述dma1的channel5数据传输过程外设地址不自增；
105.s107、设置所述dma1的channel5外设数据单位为1字节；
106.s108、设置所述dma1的channel5内存数据单位为1字节；
107.s109、设置所述dma1的channel5为标准传输方式；
108.s1010、设置所述dma1的channel5传输方式为高优先级；
109.s1011、设置所述dma1的channel5为非内存对内存间的数据传输。
110.为了解决日志信息保存的两大难题：异常关机或者异常退出情况下会导致日志信息无法保存，大量的日志信息会严重影响到装置的正常工作，经过研究分析，我们采用了两种主要措施来解决：参数设置值，测试中间值及测试结果值保存到stm32u585vi芯片的电池备份区域(bkp)中，该区域的内容不会电源掉电或者芯片重启丢失。采用高效写算法以及dma直接数据存储的方法，以很小的cpu占用率来实现大批量日志信息的保存。具体方案如下：
111.概要信息在测试开始的时候，通过调用nor flash页编程函数写入，初始化完成后，采用dma(直接数据存储)方式.概要信息不超过256byte.因此不需要循环写。
112.参数设置值，测试中间值及测试结果值暂时保存在stm32u585vi芯片的电池备份区域(bkp)中，当操作不当或者现场接线错误时，造成的测试系统异常关机或者退出，在下次开机时，自动保存这些中间结果到日志文件中，并且所有日志文件都可以通过u盘导出。从stm32u585vi芯片的内存将日志文件信息写入mx25l3206存储器采用的是dma直接存储器访问的功能，并且一次写入4096字节(即mx25l3206芯片一个扇区的空间大小)，这样操作可以减少写过程中的mx25l3206芯片跨扇区写判断，以及跨扇区写时，数据扇区划分处理，扇区擦除操作执行的过程。整扇区写入及dma直接存储器访问，可以大幅度提高写入的速度，并且不影响测试仪的正常工作过程(一次写入过程stm32u585vi的cpu占用率不到1％),概要信息及参数设置值，测试中间值，测试结果值导出的是.csv文件，可以通过电脑端的excel软件直接打开。
113.详细测试波形数据先暂存到stm32u585vi芯片的内存中，并且一次写入4096字节(即mx25l3206芯片一个扇区的空间大小)，这样操作可以减少写过程中的mx25l3206芯片跨扇区写判断，以及跨扇区写时，数据扇区划分处理，扇区擦除操作执行的过程。一次写入一个扇区可以极大提高写入效率。写入过程采用dma直接存储器访问，可以大幅度提高写入的速度，并且不影响测试仪的正常工作过程(一次写入过程stm32u585vi的cpu占用率不到1％)。详细测试波形数据导出的是comtrade(电力系统暂态数据交换通用格式)格式文件，可以使用通用的comtrade工具软件打开。为测试仪的现场使用提供全面，准确，细致的记录，便于远程指导和解决系统现场使用过程中各种问题的功能。
114.以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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。

技术特征：
1.一种用于互感器二次多点接地测试系统，其特征在于：包括二层日志文件，分别为：由日志概要信息和测试过程及结果信息构成第一层，后续以.csv的文件格式导出到u盘；由测试波形数据构成第二层，后续以comtradea文件格式导出到u盘，通过电脑端的工具软件读取。2.根据权利要求1所述的一种用于互感器二次多点接地测试系统，其特征在于，所述日志概要信息包括：总的日志文件数、每条日志当前状态值。3.根据权利要求2所述的一种用于互感器二次多点接地测试系统，其特征在于：每条所述日志对应的测试过程及结果信息保存在mx25l3206的一个256字节的页空间中，不需要循环写。4.根据权利要求1所述的一种用于互感器二次多点接地测试系统，其特征在于，所述测试过程及结果信息包括：用户设定参数、用户测试中间数据和用户测试结果；测试的波形数据保存的起始地址以及波形数据的字节数保存在mx25l3206的一个64k的块空间，当所述64k的块空间写满后，系统从所述64k的块空间的第一个扇区开始，擦除掉原有的数据，并写入新的测试过程及结果信息，如此循环往复。5.根据权利要求1所述的一种用于互感器二次多点接地测试系统，其特征在于：所述测试波形数据保存在mx25l3206的一个2m字节空间中，当所述2m字节空间都写满后，系统从所述2m字节空间的第一个块开始，擦除原有的波形数据，并写入新的波形数据，如此循环往复。6.根据权利要求1所述的一种用于互感器二次多点接地测试系统，其特征在于：还包括在内存中建立用于处理因某条日志文件删除后，造成的扇区地址不连续问题的mx25l3206空闲扇区链表，并将所述mx25l3206空闲扇区链表的crc8校验后的结果保存到所述mx25l3206空闲扇区链表的最后一个字节。还包括在内存中建立一个4k byte大小的写入缓冲区映像，以写入mx25l3206芯片的数据，除概要信息是按页编程的模式外，其它的数据写入都是按照扇区编程的方式写入。7.根据权利要求6所述的一种用于互感器二次多点接地测试系统，其特征在于：采用stm32u585vi芯片的dma通道5，将每次待写入的数据，通过dma的方式写入到spi2接口，从而将数据写入到所述mx25l3206中。8.根据权利要求7所述的一种用于互感器二次多点接地测试系统，其特征在于，所述mx25l3206程序过程为：s81、当前是否有新的数据要写入，若没有则继续等待，若有，则进入s82；s82、计算内存中的写所述缓冲区映象的crc8校验，和保存在所述内存中的保存数据，被异常状况破坏后，数据不会被写入所述mx25l3206芯片中；s83、判断此次的所述crc8校验和上次计算结果是否相等，若不相等，则表示写所述缓冲区映象的数据被破坏，丢弃所述缓冲区映象中的所有数据，若结果相等，则进入s84；s84、判断写入字节数是否超过写所述缓冲区映象的空闲字节数，若是超过了，则将本次代写入字节保存到写所述缓冲区映象中，剩余的待写入字节，留待下次再写入，接着调用dma写入函数，将写所述缓冲区映象的内容写入所述mx25l3206芯片中；接着回到s81去，若是没有超过，则进入s85；
s86、将本次待写入的字节内容保存到写所述缓冲区映象当前空闲的地址中，进入s86；s87、重新计算写所述缓冲区映象的crc8校验和，并保存，然后回到s81。9.根据权利要求7所述的一种用于互感器二次多点接地测试系统，其特征在于，电池备份区域的高可靠测试过程数据保存过程为：s91、判断测试是否开始，若没有，则继续等待，若开始，则进入s92；s92、测试过程保存标志，保存到所述电池备份区域的bkp dr1地址处，然后进入s93；s93、测试开始时间保存到所述电池备份区域的bkp dp2地址处，然后进入s94；s94、判断测试过程数据是否有更新，若没有则调到s99，若有更新则进入s95；s95、将最大输出电压保存到所述电池备份区域的bkp dr3地址处，然后进入s96；s96、将最大输出电流保存到所述电池备份区域的bkp dr4地址处，然后进入s97；s97、将当前输出电压保存到所述电池备份区域的bkp dr5地址处，然后进入s98；s98、将当前输出电流保存到所述电池备份区域的bkp dr6地址处，然后进入s99；s99、判断本次测试是否结束，若测试未结束，则返回到所述s91，若测试结束，进入下一步。10.根据权利要求7所述的一种用于互感器二次多点接地测试系统，其特征在于，所述dma数据存储配置程序的过程为：s101、复位所述stm32u585vi芯片dma1的channel5；s102、设置所述dma1的channel5外设基地址为spi->dr；s103、设置所述dma1的channel5内存基地址为写缓冲区映象首地址；s104、设置所述dma1的channel5数据传输方向为内存到外设；s105、设置所述dma1的channel5数据传输字节数为4096；s106、设置所述dma1的channel5数据传输过程外设地址不自增；s107、设置所述dma1的channel5外设数据单位为1字节；s108、设置所述dma1的channel5内存数据单位为1字节；s109、设置所述dma1的channel5为标准传输方式；s1010、设置所述dma1的channel5传输方式为高优先级；s1011、设置所述dma1的channel5为非内存对内存间的数据传输。

技术总结
本发明提供一种用于互感器二次多点接地测试系统，包括二层日志文件，分别为：由日志概要信息和测试过程及结果信息构成第一层，后续以.CSV的文件格式导出到U盘，由测试波形数据构成第二层，后续以COMTRADEA文件格式导出到U盘，通过电脑端的工具软件读取；该系统高效率，高可靠性的日志记录，既能够详细，完整的保存装置现场运行状况信息，又不占用很多的CPU资源，并且所有日志文件都可以通过U盘导出。并且所有日志文件都可以通过U盘导出。并且所有日志文件都可以通过U盘导出。


技术研发人员：覃宗树 黄延成 刘骥 黄卫东 张华 章勇 刘波 覃睿 覃经纬 张亮 郑文立 郭樱 田波 李晓东 崔远国 覃宗清 黄显华 向旭东
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司恩施供电公司
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2022/5/25