CN107067701A - 一种载波模块检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载波模块检测仪，涉及电力检测技术领域。包括箱体和位于箱体内部的载波测试模块、表址设置模块、控制模块、电源模块和人机交互模块，表址设置模块通过人机交互模块连接到控制模块的信号输入端上，用于向载波模块检测仪输入待检测的表址，载波测试模块与所述控制模块的信号输入端连接，用于测试装置的载波信息，控制模块的信号输出端连接着人机交互模块，用于显示载波模块检测仪的检测结果，控制模块上连接着电源模块，为载波模块检测仪提供电能。采用上述结构后，使得本发明能检测所有配置不同厂家载波模块的智能电表，快速确定故障点，调高工作人员的工作效率和积极性，节约资源。

Description

一种载波模块检测仪

技术领域

本发明涉及电力检测技术领域，特别是涉及一种电力载波故障检测。

背景技术

随着智能电网的发展，智能电表应用越来越广泛。市场上生产智能电表的厂家增多的同时，使得各自使用的载波通信模块及其调制方式各有千秋。在同一台区下的智能电表如果要正常通讯就必须使用同一厂家的载波模块，就需要更换为和集中器同一厂家的载波模块。但在实际的分配工作中，时常会出现载波模块型号不一致的情况，在安装、检修、维护环节就带来了很多麻烦，增加了不少的工作量。而且随着智能电表的普及，不可避免有一定数量的智能表因为各种各样的问题脱离于整个计量系统之外，通讯中断，但是检测手段比较单一而且有些暴力，经常是强行换表或者根本就不知道是哪的原因而就此搁置，造成资源浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种载波模块检测仪，能检测所有配置不同厂家载波模块的智能电表，快速确定故障点，调高工作人员的工作效率和积极性，节约资源。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种载波模块检测仪，包括：

箱体和位于箱体内部的载波测试模块、表址设置模块、控制模块、电源模块和人机交互模块，表址设置模块通过人机交互模块连接到控制模块的信号输入端上，用于向载波模块检测仪输入待检测的表址，载波测试模块与所述控制模块的信号输入端连接，用于测试装置的载波信息，控制模块的信号输出端连接着人机交互模块，用于显示载波模块检测仪的检测结果，控制模块上连接着电源模块，为载波模块检测仪提供电能，电源模块包括普通接电电源和UPS不间断电源。

作为进一步的技术方案，所述人机交互模块包括按键模块和显示模块，用于输入检测表址和输出检测结果。

作为进一步的技术方案，所述载波测试模块包括单项载波测试模式和三项载波测试模式。

作为进一步的技术方案，所述表址设置模块包括一维码扫描和表址填写两种方式。

作为进一步的技术方案，所述载波模块检测仪包括物理取电接口，在电池馈电的情况下，直接从电力线侧取电。

作为进一步的技术方案，所述箱体上包括红外接口，支持载波和红外两种通讯方式。

作为进一步的技术方案，所述各模块电路之间设有固定面板。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明提供一种载波模块检测仪，能检测所有配置不同厂家载波模块的智能电表，快速确定故障点，调高工作人员的工作效率和积极性，节约资源。

附图说明

图1是本发明的模块功能图；

图2是本发明CPU电路原理图；

图3是本发明CPU外围电路原理图；

图4是本发明CPU外围电路可读写存储器芯片原理图；

图5是本发明不间断电源电路原理图。

图中：1、箱体；2、载波测试模块；3、表址设置模块；4、控制模块；5、电源模块；6、人机交互模块；51、普通接电电源；52、UPS不间断电源；61、按键模块；62、显示模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，为本发明一种载波模块检测仪的一个实施例，

包括箱体1和位于箱体1内部的载波测试模块2、表址设置模块3、控制模块4、电源模块5和人机交互模块6，表址设置模块3通过人机交互模块6连接到控制模块4的信号输入端上，用于向载波模块检测仪输入待检测的表址，载波测试模块2与所述控制模块4的信号输入端连接，用于测试装置的载波信息，控制模块4的信号输出端连接着人机交互模块6，用于显示载波模块检测仪的检测结果，控制模块4上连接着电源模块5，为载波模块检测仪提供电能，电源模块5包括普通接电电源51和UPS不间断电源52，控制模块4包括CPU芯片和存储器。

人机交互模块6包括按键模块61和显示模块62，用于输入检测表址和输出检测结果。按键模块61包括0-9数字键盘，确认键和取消键；显示模块62是触摸液晶屏，操作者可以直接在液晶屏上根据指示操作，也可以是普通的屏幕，根据指示按按键模块进行相应的操作处理。

触摸显示屏让操作人员只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，这样摆脱了键盘和鼠标操作，使人机交互更为直截了当，产品主要分为电容式触控屏、电阻式触控屏和表面声波触摸屏三类。

如图2所示为控制模块4中的CPU电路原理图，所述的CPU芯片采用 STM32F103RBT6单片机。STM32F103RBT6 是整个系统的核心，是微处理器；在电路设计方面使用STM32F103RBT6 作为 CPU，此 CPU 属于增强型、中等容量并且集成了串口、I2C、SPI 等多种通讯方式，为载波模块检测仪的设计提供了丰富的资源。

如图3所示，为本发明CPU外围电路原理图，该原理图还包括JTAG接口，JTAG最初是用来对芯片进行测试的，JTAG的基本原理是在器件内部定义一个TAP(Test Access Port;测试访问口)通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试。JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起，形成一个JTAG链，能实现对各个器件分别测试。如今，JTAG接口还常用于实现ISP对FLASH等器件进行编程。JTAG有10pin的、14pin的和20pin的，尽管引脚数和引脚的排列顺序不同，但是其中有一些引脚是一样的，该芯片采用的是20pin的。

如图4所示，为本发明CPU外围电路可读写存储器芯片原理图，M24C32芯片为串行接口电可擦写存储器，采用SO-8(MN)、TSSOP8(DM)、UFDFPN8(MB)和PDIP8(BN)八脚封装。工作电压=4.5~5.5V,存储容量=32Kbit。两线I2C串行接口，支持400 kHz的协议单电源电压:2.5 V至5.5 V(M24C32-W)；1.8 V至5.5 V(M24C32-R)；1.7 V至5.5 V(M24C32-F)，写控制输入、字节和页写、随机和顺序读模式、自定时编程周期、地址自动递增、增强的ESD /闭锁保护、超过1000000写周期、超过40年的数据保留。

如图5所示，是本发明不间断电源电路原理图，电源模块5包括普通接电电源51和UPS不间断电源52，内部配置UPS不间断电源52,采用LH15-10B12芯片，输出标准正弦波供检测模块使用，在有外部电源输入的情况下优先使用外部电源，当按下UPS开关时，本装置自动切换至内部UPS不间断电源52。UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器（REC），进行DC/AC变换的逆变器（INV），逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就像接了一只大容量电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。

在电网电压工作正常时，给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池供给负载所需电源，维持正常的生产；当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电。便携逆变电源减少现场检测取电工作，提高工作安全性。

所述载波测试模块2包括单项载波测试模式和三项载波测试模式。

所述表址设置模块3包括一维码扫描和表址填写两种方式。

表址设置模块3可以实现在线测试智能电表，将故障智能表的表址输入到载波模块检测仪中或使用一维码扫描技术扫描进入本装置，模拟集中器点抄的原理向故障智能表发出数据请求，如果故障智能表回复数据，在触摸显示屏将显示当前电量数据，证明故障智能表实际运行正常。可排除智能表及载波模块故障。可向智能表上端查询（如集中器无索要数据，线缆松动，VPN设置错误等原因）；如果故障智能表无数据回复，可再拆下载波模块，单独检测载波模块通讯是否正常。如果载波模块通讯正常，可确定智能表装置本体存在故障。

载波模块检测仪通电后，操作人员用手触摸屏幕开始检测，根据检测仪在触摸屏上的显示结果，点击相应的选项进行下一步的操作，直到检测出故障所在为止。

便携逆变电源减少现场检测取电工作，提高工作安全性，载波模块检测仪还包括物理取电接口，在电池馈电的情况下，直接从电力线侧取电，，增加灵活性，能及时为装置补充电量，防止装置临时电量不足耽误电表故障检测，影响电力运行。

载波模块检测仪支持检测任意厂家、型号载波模块；判定载波模块在通电运行状态下是否通讯正常；对于单相载波模块的检测，通过三相载波模块模拟集中器和智能电表的实际运行方式来判断模块是否正常运行。仪器支持集中器三相载波模块2009版和2013版两种。

所述箱体1上包括红外接口，支持载波和红外两种通讯方式。可以非常方便的与检测故障电表连接，方便工作人员的故障检测。

红外线是波长在750mm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。由于红外线的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以更适合应用在需要短距离无线通讯的场合，进行点对点的直线数据传输。红外接口是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持;通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发。

载波通信是基于频分复用技术的电话多路通信体制，属于经典模拟通信的制式。在工程上，一路电话的电信号频谱被限制在300 ~3400赫的范围;考虑到保护性的频率间隔，一路电话所占的频带宽度为4千赫。因此，根据实用信道的不同频带宽度，就可以在一个信道的频带宽度内复用不同路数的电话信号。例如，架空明线信道典型地可以复用12路电话信号，对称电缆信道典型地可以复用60路电话信号，中同轴电缆信道则可以复用数千路电话信号。

所述模块电路之间有固定面板，能固定电路，方便元器件紧固、更换，避免箱盖对电缆的挤压，防止电路位置移动使检测结果不准确，对检测结果造成不必要的影响。

使用过程：

将故障智能表的表址输入到载波模块检测仪中或使用一维码扫描技术扫描进入本装置，载波模块检测仪将模拟集中器点抄的原理向故障智能表发出数据请求，如果故障智能表回复数据，在触摸显示屏上将显示当前电量数据，证明故障智能表实际运行正常，可排除智能表及载波模块故障，再向智能表上端查询（如集中器无索要数据，线缆松动，VPN设置错误等原因）；如果故障智能表无数据回复，可再拆下载波模块，单独检测载波模块通讯是否正常。如果载波模块通讯正常，可确定智能表装置本体存在故障。

上述所述的三相载波模块对外接口采用Q-GDW376.2规约，单相载波模块对外接口采用DL/T645-2007规约。装置上电后单相载波模块主动申请表址，CPU芯片根据装置设置发送表址给单相载波模块；同时三相载波模块上电主动发送模块信息，CPU芯片根据接收到的报文自动确定三相载波模块载波规约类型。测试开始后，CPU芯片向三相载波模块发送数据申请命令，接收到返回数据后CPU芯片根据返回结果判断三相载波模块与单相载波模块之间通讯是否正常，如通讯正常，则可判断载波模块通讯正常，则智能表装置本体存在故障。

采用上述技术方案后，使得本发明能检测所有配置不同厂家载波模块的智能电表，快速确定故障点，调高工作人员的工作效率和积极性，节约资源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种载波模块检测仪，其特征在于：包括箱体（1）和位于箱体（1）内部的载波测试模块（2）、表址设置模块（3）、控制模块（4）、电源模块（5）和人机交互模块（6），表址设置模块（3）通过人机交互模块（6）连接到控制模块（4）的信号输入端上，用于向载波模块检测仪输入待检测的表址，载波测试模块（2）与所述控制模块（4）的信号输入端连接，用于测试装置的载波信息，控制模块（4）的信号输出端连接着人机交互模块（6），用于显示载波模块检测仪的检测结果，控制模块（4）上连接着电源模块（5），为载波模块检测仪提供电能，电源模块（5）包括普通接电电源（51）和UPS不间断电源（52）。

2.根据权利要求１所述的一种载波模块检测仪，其特征在于所述人机交互模块（6）包括按键模块（61）和显示模块（62），用于输入检测表址和输出检测结果。

3.根据权利要求１所述的一种载波模块检测仪，其特征在于所述载波测试模块（2）包括单项载波测试模式和三项载波测试模式。

4.根据权利要求１所述的一种载波模块检测仪，其特征在于所述表址设置模块（3）包括一维码扫描和表址填写两种方式。

5.根据权利要求１所述的一种载波模块检测仪，其特征在于所述载波模块检测仪包括物理取电接口，在电池馈电的情况下，直接从电力线侧取电。

6.根据权利要求１所述的一种载波模块检测仪，其特征在于所述箱体（1）上包括红外接口，支持载波和红外两种通讯方式。

7.根据权利要求１所述的一种载波模块检测仪，其特征在于各模块电路之间设有固定面板。