CN104020372B - 带通信模块的采集终端设备通信接口带载能力测试仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能电网常用的带通信模块的终端设备的通信接口带载能力测试设备，具体为带通信模块的采集终端设备通信接口带载能力测试仪。解决现有人工测试采集终端设备通信接口带载能力的方法繁琐、容易出错的问题。由壳体和壳体内的测试电路构成，所述的测试电路包括选择切换控制电路、控制MCU电路、信号驱动电路、继电器控制电路、负载切换电路、直流电压测量显示电路、电压信号测试接口、负载切换指示电路；本发明专门为通信接口带载能力测试的要求设计，测量对象全面，囊括了智能电网常用的带通信模块的终端设备，以满足现场对多种通信接口带载能力测试的需要，测试过程自动化，操作简单，提高了测试的工作效率。

Description

带通信模块的采集终端设备通信接口带载能力测试仪
技术领域
本发明涉及智能电网常用的带通信模块的终端设备（如专变采集终端、集中器和电能表等）的通信接口带载能力测试设备，具体为带通信模块的采集终端设备通信接口带载能力测试仪。
背景技术
在现场运行中发现，带通信模块的采集终端设备（如电能表等表计）的通信模块互换性较差，A厂生产的采集终端设备只能使用B模块厂家生产的模块进行通信，如果更换为C厂生产的模块，因模块通信状态功耗与采集终端设备通信接口电源输出能力不匹配或者模块与采集终端设备通讯速率容差不一致造成无法正常通讯，甚至影响到计量准确性。采集终端设备和通信模块两者结合在一起使用存在匹配问题，如载波模块通信时功率较大，将采集终端设备电源拉跨，致使采集终端设备不工作；采集终端设备通信接口带载能力不足，无法驱动通信模块正常工作等，为解决此类问题，用电信息采集系列标准规定了通信模块各项技术指标和功耗要求，对采集终端设备通信接口进行规范统一，增加通信接口带载能力要求，并制定相应的试验方法进行考核，进一步保障采集终端或电能表的通信模块的互换性。
传统的测量方法是先找到采集终端设备通信接口定义的第几脚是电源，把对应模块要求的负载电阻接上去，再用万用表测试端口的电压值，这种方法需要人工去找电源接口，容易出错，不同的测试对象需要手工接入不同的电阻负载，电阻负载一般零散放置，比较繁琐。
发明内容
本发明解决现有人工测试采集终端设备通信接口带载能力的方法繁琐、容易出错的问题，提供一种带通信模块的采集终端设备通信接口带载能力测试仪。
本发明是采用如下技术方案实现的：带通信模块的采集终端设备通信接口带载能力测试仪，由壳体和壳体内的测试电路构成，所述的测试电路包括选择切换控制电路、控制MCU电路、信号驱动电路、继电器控制电路、负载切换电路、直流电压测量显示电路、电压信号测试接口、负载切换指示电路；
所述的控制MCU电路含有STM32F103芯片；
所述的选择切换控制电路是一个自复按键（AN1），其一端与STM32F103芯片信号输入端相连，另一端接地，并置于壳体的面板上；
所述的信号驱动电路由ULN2003芯片构成，其输入总线与STM32F103芯片的输出总线（PC0-PC9）相连；
所述的继电器控制电路包括多个继电器，各继电器的一端都与电源相连，各继电器的另一端分别与ULN2003芯片的输出总线的各线端相连；
所述的负载切换电路由数量与继电器数量相同的并联支路构成，每个并联支路由一个继电器的常开触点和一个负载电阻串联而成；
直流电压测量显示电路是一个连接于负载切换电路的并联支路两端的电压表，其置于壳体的面板上；
所述的电压信号测试接口包括与采集终端设备通信接口对应的仿真模块接线盒，仿真模块接线盒用导线引出壳体，导线的一端与负载切换电路的并联支路两端相连，另一端与仿真模块接线盒上的电源脚相连；
所述的负载切换指示电路包含数量与负载切换电路中的并联支路数相同的多个发光二极管，各发光二极管的一端都与电源相连，各发光二极管的另一端分别与ULN2003芯片的输出总线的各线端相连；各发光二极管置于壳体的面板上。
将被测采集终端设备上的通信模块从表计上拆下，把对应仿真模块接线盒接入其通信接口。测试仪开机时，控制MCU程序默认档位在第一档，第一档位继电器吸合，第一档位的负载电阻投入，其他单位的负载电阻断开，第一档位的指示灯（发光二极管）闪亮；当选择切换控制电路的按键按下后，发出一个低电平信号给控制MCU，控制MCU接收到控制信号后，内部程序判断后执行命令换到第二个档位，第二档位继电器吸合，第二档位的负载电阻投入，其他单位的负载电阻断开，第二档位的指示灯闪亮；连续按下选择切换控制电路的按键，各个档位继电器轮换吸合，各个档位负载电阻轮换投入，对应档位的指示灯闪亮。直流电压表头上会自动显示不同负载电阻下的电压测量值，根据电压测量值可判断通信接口的带载能力。
本发明专门为通信接口带载能力测试的要求设计，测量对象全面，囊括了智能电网常用的带通信模块的终端设备，以满足现场对多种通信接口带载能力测试的需要，测试过程自动化，操作简单，提高了现场和试验室测试的工作效率。电压信号测试接口采用仿真模块接线盒，选择对应的仿真模块接线盒对应其电源接口插入，无需人工查找模块电源接口在排插的具体孔位，方便快捷。直接从表计电压进线取电（100-380V宽范围输入），无需另接供电电源和电池充电，方便工作开展。
附图说明
图1是本发明测试电路的原理方框图；
图2是控制MCU电路的原理图；
图3是驱动电路的原理图；
图4是继电器控制电路的原理图；
图5是负载切换电路的原理图；
图6是负载切换指示电路的原理图；
图7是本发明的操作面板图。
具体实施方式
带通信模块的采集终端设备通信接口带载能力测试仪，由壳体和壳体内的测试电路构成，所述的测试电路包括选择切换控制电路1、控制MCU电路2、信号驱动电路3、继电器控制电路4、负载切换电路5、直流电压测量显示电路6、电压信号测试接口7、负载切换指示电路8；
所述的控制MCU电路2含有STM32F103芯片；具体实施时，芯片需配置相应的外围电路，外围电路的配置是本领域技术人员容易实现的。
所述的选择切换控制电路1是一个自复按键（AN1），其一端与STM32F103芯片信号输入端相连，另一端接地，并置于壳体的面板上；
所述的信号驱动电路3由ULN2003芯片构成，其输入总线与STM32F103芯片的输出总线（PC0-PC9）相连；
所述的继电器控制电路4包括多个继电器，各继电器的一端都与电源相连，各继电器的另一端分别与ULN2003芯片的输出总线的各线端相连；
所述的负载切换电路5由数量与继电器数量相同的并联支路构成，每个并联支路由一个继电器的常开触点和一个负载电阻串联而成；
直流电压测量显示电路6是一个连接于负载切换电路的并联支路两端的电压表，其置于壳体的面板上；
所述的电压信号测试接口7包括与采集终端设备通信接口对应的仿真模块接线盒，仿真模块接线盒用导线引出壳体，导线的一端与负载切换电路的并联支路两端相连，另一端与仿真模块接线盒上的电源脚相连；
所述的负载切换指示电路8包含数量与负载切换电路5中的并联支路数相同的多个发光二极管，各发光二极管的一端都与电源相连，各发光二极管的另一端分别与ULN2003芯片的输出总线的各线端相连；各发光二极管置于壳体的面板上。
具体实施时，根据测试对象（专变终端、集中器、电能表的远程通信接口或本地通信接口）选择所需负载阻值。作为一种实例，负载电阻的数量（也即继电器的数量或并联支路数）为五个，五个负载电阻的阻值分别为空载电阻、8Ω、30Ω、96Ω及空电阻（没有电阻）。
在第一档位时，负载电阻为空载，操作者可对电源接口进行空载时的电源电压值测量，将被测模块从表计上拆下，把对应模块的测试接口盒接入其插口，带载能力测试模块的直流电压表头上会自动显示电压测量值。
在第二档位时，负载电阻为8Ω纯阻性负载，操作者可对集中器或专变终端的远程通信电源接口进行电压值测量。
在第三档位时，负载电阻为30Ω纯阻性负载，操作者可对集中器本地通信电源接口或三相智能电能表的通信单元电源接口进行电压值测量。
在第四档位时，负载电阻为96Ω纯阻性负载，操作者可对采集器的本地通信电源接口或单相智能电能表的通信单元电源接口进行电压值测量。
在第五档位为预留档位，内部负载电阻为空。

Claims (1)

1.一种带通信模块的采集终端设备通信接口带载能力测试仪，其特征在于，由壳体和壳体内的测试电路构成，所述的测试电路包括选择切换控制电路（1）、控制 MCU 电路（2）、信号驱动电路（3）、继电器控制电路（4）、负载切换电路（5）、直流电压测量显示电路（6）、电压信号测试接口（7）、负载切换指示电路（8）；
所述的控制 MCU 电路（2）含有 STM32F103 芯片 ；
所述的选择切换控制电路（1）是一个自复按键（AN1），其一端与 STM32F103 芯片信号输入端相连，另一端接地，并置于壳体的面板上 ；
所述的信号驱动电路（3）由 ULN2003 芯片构成，其输入总线与 STM32F103 芯片的输出总线（PC0-PC9）相连 ；
所述的继电器控制电路（4）包括多个继电器，各继电器的一端都与电源相连，各继电器的另一端分别与 ULN2003 芯片的输出总线的各线端相连 ；
所述的负载切换电路（5）由数量与继电器数量相同的并联支路构成，每个并联支路由一个继电器的常开触点和一个负载电阻串联而成 ；负载电阻的数量即继电器或并联支路数为五个，五个负载电阻的阻值分别为空载电阻、8Ω、30Ω、96Ω 及空电阻；在第一档位时，负载电阻为空载电阻，用于对电源接口进行空载时的电源电压值测量；第二档位时，负载电阻为8Ω纯阻性负载，用于对集中器或专变终端的远程通信电源接口进行电压值测量；第三档时，负载电阻为30Ω纯阻性负载，用于对集中器本地通信电源接口或三相智能电能表的通信单元电源接口进行电压值测量；第四档位时，负载电阻为96Ω纯阻性负载，用于对采集器的本地通信电源接口或单相智能电能表的通信单元电源接口进行电压值测量；第五档为预留档位，内部负载电阻为空；
直流电压测量显示电路（6）是一个连接于负载切换电路的并联支路两端的电压表，其置于壳体的面板上 ；
所述的电压信号测试接口（7）包括与采集终端设备通信接口对应的仿真模块接线盒，仿真模块接线盒用导线引出壳体，导线的一端与负载切换电路的并联支路两端相连，另一端与仿真模块接线盒上的电源脚相连；
所述的负载切换指示电路（8）包含数量与负载切换电路（5）中的并联支路数相同的多个发光二极管，各发光二极管的一端都与电源相连，各发光二极管的另一端分别与ULN2003 芯片的输出总线的各线端相连 ；各发光二极管置于壳体的面板上。
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