CN103324188A - 负控现场综合测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负控现场综合测试仪，它包括箱体和位于箱体内的测试仪主体，测试仪主体包括主控单元、输入输出模块、蓄电池、逆变器模块、GPRS测试模块、CDMA1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块、脉冲测试模块和对外接口组成。本测试仪还包括照明装置，蓄电池与照明装置连接。本测试仪能够对电力负荷控制系统台区中常见的各种对外通信接口进行检测，适应性强，且检测高效快捷。本测试仪能够对台区中各装置（如各负控终端和电表）提供临时供电以及现场照明，且供电部分具备充电和用电保护功能。本测试仪设计为手提箱式，便于携带，且操作简单。

Description

负控现场综合测试仪

技术领域

本发明涉及一种电力检测设备，具体指一种用于电力负荷控制系统台区的负控现场综合测试仪，属于电力负荷控制现场测试领域。

 

背景技术

电力负荷控制管理系统主要包括主站、电力负控终端和各类电表（三相四线、三相三线电表和单相电表），主站与负控终端之间主要通信方式为GPRS、CDMA 1X和230MHz电台通信，负控终端与电表之间主要通过RS-485接口和脉冲接口进行通信。上述各部分之间通信正常与否关系到负控管理系统的运转效率，因此对它们之间的通信情况的检测就尤为重要，但是目前对各种通信功能的检测缺乏高效快捷的工具，如果需要对负控台区现场各设备的接口进行全面检查，工作人员需要携带场强仪、示波器、RS-485接口测试仪、万用表等多种测试设备。用场强仪检测无线接口，场强仪设置操作繁琐，需要具备一定的专业知识，而且GPRS、CDMA 1X与230MHz电台由于频段与调制方式不同等原因，一个场强仪不能适应这几种方式，必须根据具体使用情况来选择各自适合的场强仪，更增加了使用者的困难。对RS-485接口和脉冲接口的检测需要用到示波器、RS-485接口测试仪和万用表，需要几种检测工具交替使用，操作流程繁琐，这些都导致系统的检测和测试工作复杂且效果不理想。

另外，在对负控台区进行临时断电维护检修时，基本上是由小型发电机为相关设备和装置提供临时电力支持，这些小型发电机体积巨大，需要车辆等运输工具装运，需要多人配合和操作，极大影响工作效率，非常不便。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种高效快捷、可适用于各种通信接口检测的负控现场综合测试仪。

本发明的技术方案是这样实现的：

负控现场综合测试仪，它包括箱体和位于箱体内的测试仪主体，测试仪主体包括主控单元、输入输出模块、蓄电池、GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块、脉冲测试模块和对外接口组成，蓄电池分别与主控单元、GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块和脉冲测试模块连接以为其提供工作电源；主控单元分别与输入输出模块、GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块和脉冲测试模块双向连接， GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块和脉冲测试模块分别与对外接口双向连接。

所述测试仪主体还包括逆变器模块，主控单元的一路输出接逆变器模块，蓄电池与逆变器模块连接以在主控单元的控制下由逆变器模块输出交流电压为需要的外部设备供电。

所述GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块均由依次连接的天线、可变衰减器、变频器、带通滤波器、信号放大器、低通滤波器、峰值检波器和A/D转换器构成，锁相环的输出接变频器，其中，变频器、锁相环、带通滤波器和信号放大器构成多级变频单元，A/D转换器的输出接主控单元；GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块的多级变频单元与低通滤波器上分别采用不同的参数以适应各自对应的频段、带宽与调制方式。

所述RS-485接口测试模块由接口保护单元和RS-485电平转换单元构成，RS-485接口测试模块对应的对外接口为RS-485接口，RS-485接口依次接接口保护单元和RS-485电平转换单元，RS-485电平转换单元与主控单元连接。

所述脉冲测试模块由接口保护单元和脉冲计数器构成，脉冲测试模块对应的对外接口为脉冲输入接口，脉冲输入接口依次接接口保护单元和脉冲计数器，脉冲计数器与主控单元连接。

本测试仪还包括照明装置，蓄电池与照明装置连接。

相比现有技术，本发明测试仪具有如下优点：

1、本测试仪能够对电力负荷控制系统台区中常见的各种对外通信接口进行检测，适应性强，且检测高效快捷。

2、本测试仪能够对台区中各装置（如各负控终端和电表）提供临时供电以及现场照明，且供电部分具备充电和用电保护功能。

3、本测试仪设计为手提箱式，便于携带，且操作简单。

总之，本测试仪基本满足在负控台区进行检测、维护时可能的各种需求。

 

附图说明

图1-本发明系统框架图。

图2-本发明GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块和230MHz数传电台测试模块的电路方框图。

图3-本发明RS-485接口测试模块和脉冲测试模块的电路方框图。

 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明负控现场综合测试仪，它包括箱体和位于箱体内的测试仪主体，箱体为手提箱形式，便于携带。参见图1，从图上可以看出，测试仪主体采用模块化设计，包括主控单元、输入输出模块、蓄电池、GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块、脉冲测试模块和对外接口组成，蓄电池分别与主控单元、GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块和脉冲测试模块连接以为其提供工作电源。、主控单元分别与输入输出模块、GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块和脉冲测试模块双向连接，GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块和脉冲测试模块分别与对外接口双向连接。本发明输入输出模块实际就是输入模块和输出模块的简称，因为两者集成为一体故为输入输出模块，输入输出模块采用目前常见的液晶显示触摸屏实现输出和输入功能。

为了方便对台区中各装置（如各负控终端和电表）提供临时供电，本发明测试仪主体还包括逆变器模块，主控单元的一路输出接逆变器模块，蓄电池与逆变器模块连接以在主控单元的控制下由逆变器模块输出交流电压为需要的外部设备供电。

本测试仪还包括照明装置，蓄电池与照明装置连接，照明装置可提供现场照明。

以下对构成测试仪的各主要部分的作用、功能分别进行介绍。

主控单元为本发明整个设备的控制核心，而输出显示和输入单元是测试仪的人机交互接口，可以完成对测试仪的操作控制和结果显示、状态指示等，比如通过输入单元可以确定启动哪个测试模块。 

蓄电池为整个设备供电，同时通过逆变器模块输出220V的交流电压为负控终端、电表及其它一些设备供电，输出100V的交流电压为三相三线电表供电。

RS-485接口测试模块主要用于检测负控终端和电表的RS-485接口，通过液晶显示触摸屏输入测试指令，由RS-485接口测试模块发起测试，然后将测试结果通过液晶显示触摸屏进行显示。

脉冲测试模块主要用于检测电表的脉冲输出，电表的脉冲接口正常工作时会一直输出脉冲，测试仪的脉冲检测模块通过检测电表是否有脉冲输出就可以确定电表的脉冲输出接口是否正常。

GPRS测试模块主要用于检测负控终端的GPRS模块工作状态是否正常，当前的信号强度是否处于正常范围内，为分析、判定GPRS模块是否正常提供检测依据。

CDMA 1X测试模块主要用于检测负控终端的CDMA 1X模块工作状态是否正常，当前的信号强度是否处于正常范围内，为分析、判定CDMA 1X模块是否正常提供检测依据。

230MHz数传电台测试模块主要用于检测负控终端的230MHz数传电台模块工作状态是否正常，当前的信号强度是否处于正常范围内，为分析、判定模块是否正常提供检测依据。

GPRS、CDMA 1X和230MHz数传电台的测试模块其作用都是测量其各自频段的无线信号的电平值，虽然三者的调制方式和频段并不相同，但这几种模块的处理流程是非常类似的，三者的电路方框图如图2所示，均由依次连接的天线、可变衰减器、变频器、带通滤波器、信号放大器、低通滤波器、峰值检波器和A/D转换器构成，A/D转换器的输出接主控单元。锁相环的输出接变频器，其中，变频器、锁相环、带通滤波器和信号放大器构成多级变频单元。GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块的多级变频单元与低通滤波器上分别采用不同的参数以适应各自对应的频段、带宽与调制方式。

天线在接收到信号后，根据信号强度的不同，在信号场强值低于80dBuV时，衰减器处于直通状态，当信号场强值大于80dBuV时，衰减器对信号进行衰减，经过衰减器的信号再经过多级变频单元将高频信号转换成中频信号，然后通过低通滤波器滤除高频成分，再经过峰值检波器检出信号峰值作为16bit的A/D转换器的输入，经过A/D转换后再将结果送交主控单元控制显示。三者由于频段、带宽与调制方式的不同，因此在变频单元与低通滤波器上分别采用不同的参数以适应各自的需求即可。

RS-485接口测试模块主要是检测设备的RS-485接口是否能够正常通信，而脉冲测试模块则是检测电表是否能够正常输出脉冲，两者的电路方框图如图3所示。其中，RS-485接口测试模块由接口保护单元和RS-485电平转换单元构成，RS-485接口测试模块对应的对外接口为RS-485接口，RS-485接口依次接接口保护单元和RS-485电平转换单元，RS-485电平转换单元与主控单元连接。所述脉冲测试模块由接口保护单元和脉冲计数器构成，脉冲测试模块对应的对外接口为脉冲输入接口，脉冲输入接口依次接接口保护单元和脉冲计数器，脉冲计数器与主控单元连接。

RS-485接口通信能力的检测是由主控单元通过TTL电平的UART发送消息，经RS-485电平转换单元将TTL电平信号转换为RS-485电平信号，再经过接口保护单元发送到RS-485线路上，如果负控终端或电表的RS-485接口正常，它们将会应答该条消息，主控单元通过在规定时间内是否接收到被测设备的应答消息来确定待测设备的RS-485接口是否正常工作。电表正常工作时其脉冲输出接口会定时输出脉冲，测试仪连接到电表的脉冲输出接口后，脉冲计数器会对接收到的脉冲进行计数，如果在确定的时间内脉冲计数器的计数为0或者没有达到规定的脉冲计数量，由此可判定电表的脉冲接口出现故障。

对外接口主要是上述各部分的实际物理连接接口，通过这些接口与待测设备连接，以保证测试的正常进行。对外接口包括无线接口，无线接口主要是天线接口，其中GPRS和CDMA 1X是采用SMA接口，230MHz数传电台采用TNC接口，主要用于连接对应的天线，设备的RS-485接口与脉冲输入接口则用于连接待测设备的相应接口。

本发明负控现场综合测试仪主要是为了解决电力负荷控制系统台区检测、维护工作中遇到的困难和问题而开发的一种设备，该设备外形为普通的手提箱式样，单人即可方便携带。利用该设备可以对负控台区使用的各种通信接口进行快速检测，对故障点迅速定位，同时也能为负控终端、电表等多种台区设备提供应急供电，另外也可以配备LED光源用于为现场的某些区域提供照明。本综合测试仪在充满电的情况下可以同时为一台负控终端和3～5块电表提供连续五小时以上的电力支持。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.负控现场综合测试仪，其特征在于：它包括箱体和位于箱体内的测试仪主体，测试仪主体包括主控单元、输入输出模块、蓄电池、GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块、脉冲测试模块和对外接口组成，蓄电池分别与主控单元、GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块和脉冲测试模块连接以为其提供工作电源；主控单元分别与输入输出模块、GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块和脉冲测试模块双向连接， GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块、RS-485接口测试模块和脉冲测试模块分别与对外接口双向连接。

2.根据权利要求1所述的负控现场综合测试仪，其特征在于：所述测试仪主体还包括逆变器模块，主控单元的一路输出接逆变器模块，蓄电池与逆变器模块连接以在主控单元的控制下由逆变器模块输出交流电压为需要的外部设备供电。

3.根据权利要求1所述的负控现场综合测试仪，其特征在于：所述GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块均由依次连接的天线、可变衰减器、变频器、带通滤波器、信号放大器、低通滤波器、峰值检波器和A/D转换器构成，锁相环的输出接变频器，其中，变频器、锁相环、带通滤波器和信号放大器构成多级变频单元，A/D转换器的输出接主控单元；GPRS测试模块、CDMA 1X测试模块、230MHz数传电台测试模块的多级变频单元与低通滤波器上分别采用不同的参数以适应各自对应的频段、带宽与调制方式。

4.根据权利要求1所述的负控现场综合测试仪，其特征在于：所述RS-485接口测试模块由接口保护单元和RS-485电平转换单元构成，RS-485接口测试模块对应的对外接口为RS-485接口，RS-485接口依次接接口保护单元和RS-485电平转换单元，RS-485电平转换单元与主控单元连接。

5.根据权利要求1所述的负控现场综合测试仪，其特征在于：所述脉冲测试模块由接口保护单元和脉冲计数器构成，脉冲测试模块对应的对外接口为脉冲输入接口，脉冲输入接口依次接接口保护单元和脉冲计数器，脉冲计数器与主控单元连接。

6.根据权利要求1所述的负控现场综合测试仪，其特征在于：还包括照明装置，蓄电池与照明装置连接。

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