[发明专利]一种基于RFID的继电保护装置状态监测设备和监测方法

权利要求书

1.一种基于RFID的继电保护装置状态监测设备，包括手持设备状态巡检器、继电保护装置液晶面板；其特征为：

所述的继电保护装置液晶面板包括RFID天线、射频匹配电路、RFID芯片、单片机、温湿度传感器、供电电压监测电路、液晶显示电路和通信电路；

所述单片机连接温湿度传感器、供电电压监测电路、液晶显示电路和通信电路，单片机通过所述温湿度传感器周期测量并记录继电保护装置内部运行温度和湿度信息，通过所述供电电压监测电路实时检测继电保护装置的电源电压，通过所述通信电路与继电保护装置中的保护板卡通信获得保护板卡采集到的继电保护装置中所有板卡的自检信息；

所述单片机与RFID芯片相连，并将所述继电保护装置运行状态信息、继电保护装置中所有板卡的硬件状态自检信息、继电保护装置内部运行温湿度信息写入RFID芯片中；

所述RFID芯片、射频匹配电路以及RFID天线顺次相连，所述RFID芯片通过RFID天线与手持设备状态巡检器进行通信，将RFID芯片中存储的信息传输至手持设备状态巡检器。

2.根据权利要求1所述的继电保护装置状态监测设备，其特征在于：所述RFID天线安装在继电保护装置液晶面板周围的液晶显示区与有效显示区之间，所述天线采用70厘米长的环形陶瓷天线。

3.根据权利要求1所述的继电保护装置状态监测设备，其特征在于：所述RFID芯片采用双电源供电方式，即继电保护装置电源和超级电容两种供电方式。

4.根据权利要求1所述的继电保护装置状态监测设备，其特征在于：所述单片机为采用Cortex M4架构处理器的M4单片机。

5.根据权利要求1所述的继电保护装置状态监测设备，其特征在于：所述温湿度传感器采用温湿度合一芯片SHT11，表贴封装，安装在靠近继电保护装置板卡一侧。

6.根据权利要求1所述的继电保护装置状态监测设备，其特征在于：所述液晶面板和继电保护装置保护板卡通过扁平电缆连接，并通过扁平电缆中的RS485接口通信，保护板卡采集继电保护装置中所有板卡自检及故障信息并发送给液晶面板中的单片机。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的继电保护装置状态监测设备，其特征在于：所述继电保护装置液晶面板还进一步包括自检电路，并将自检信息写入RFID芯片；

所述自检电路包括RS485通信端口自检、RFID芯片自检和液晶驱动自检功能；

RS485通信端口自检是通过周期性巡检所述液晶面板是否能正确接收到继电保护装置管理板发送的链路检查报文来确认RS485通信端口是否正常，当误码率到达设定的程度时就确认RS485通信口故障，发出告警并记录到RFID芯片中；

RFID芯片自检由M4单片机先将验证信息写入RFID芯片的特定区域，再将该区域的数据读出来，与之前写入的数据进行对比校验，验证RFID芯片的可读写性；

液晶驱动自检是定期回读液晶屏驱动电压和背光电源电压值确定其是否工作正常。

8.根据权利要求7所述的继电保护装置状态监测设备，其特征在于：所述单片机通过模糊控制算法根据板卡硬件状态自检信息、继电保护装置内部运行温度和湿度信息、继电保护装置的电源电压信息，以及继电保护装置的运行时间和启动次数计算板卡寿命，并将板卡寿命写入RFID芯片。

9.根据权利要求1-8所述的继电保护装置状态监测设备的监测方法，其特征在于：通过所述手持设备状态巡检器读取RFID芯片数据，用户持所述手持设备状态巡检器靠近装置液晶面板，打开电源，所述RFID芯片感应出2.5V以上电压信号，触发单片机外部中断，单片机停止对RFID芯片的所有操作；巡检器获得RFID芯片的ID号，和预先存储在巡检器上的ID号对比，如果不同则停止操作，如果相同，则需要进一步输入用户密码；用户密码不符，停止操作，用户密码正确，则巡检器可以读取RFID芯片中的数据，数据的最后2个字节为CRC校验，如果CRC校验不正确，则重新读取直到正确为止，如果CRC校验正确，则通信成功，巡检器记录从RFID芯片读取的数据信息；当关掉所述手持设备状态巡检器电源时，单片机恢复对RFID芯片的正常操作。

10.根据权利要求1-8所述的继电保护装置状态监测设备的监测方法，其特征在于：通过所述手持设备状态巡检器改写RFID芯片数据，用户持巡检器靠近装置，打开电源，RFID芯片感应出2.5V以上电压信号，触发单片机外部中断，单片机停止对RFID芯片的所有操作；巡检器获得RFID芯片的ID号，和预先存储在巡检器上的ID号对比，如果不同则停止操作，如果相同，则需要进一步输入用户密码；用户密码不符，停止操作，用户密码正确，则进一步解锁RFID芯片中用户数据区锁定状态寄存器后，再向RFID芯片写入数据；数据写完后，对用户区锁定状态寄存器锁定，防止意外改写；然后重新读取前面写入的数据值，和存储在巡检器上的值进行校正，如果不正确，则需要重新写入；关掉巡检器电源时，单片机恢复对RFID芯片的正常操作。