CN107300636B - 一种阻性电流带电测量手持设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于带电测量技术领域，尤其涉及一种新型的阻性电流带电测量手持设备。本发明包括手持设备的壳体、液晶显示屏LCD及按键面板，其中，壳体上设有液晶显示屏LCD和按键面板；还包括显示单元、电池单元、操作单元及中央处理单元。本发明可以节约人力物力成本，且省去现场测试使用的长电缆，减少了现场测试布线的时间，大大提高了工作效率，提高经济效益和测试工作的安全因数，使用非常方便，适宜在电力系统广泛推广和应用。本发明通过LoRa无线网络读取多个地址避雷器的阻性电流信息，省去了传统阻性电流测试仪冗长的测试线，大大减少了工作量，降低了测试成本，提高了现场工作的安全系数，简单方便。
Description
技术领域
本发明属于带电测量技术领域，尤其涉及一种新型的阻性电流带电测量手持设备。
背景技术
无间隙金属氧化物避雷器(MOA)的带电测量已经越来越不可或缺，通过测量漏电流中的阻性电流的变化来诊断避雷器是否完好起到了非常关键的作用。现有的便携式阻性电流测量仪在现场使用时多采用较长的电缆线，距离较远的还需要加延长线，造成测试现场线路杂乱、不便，且测量时需要人工定时巡检监测然后手动去测量记录，费工费时，给作业人员增加了很多的工作量。
目前，测量阻性电流所用的阻性电流测量仪多采用长电缆的测量方法，造成了测量不便，耗时较长，并且不安全的问题，给作业者的人身安全也造成了一定的不安全隐患。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种阻性电流带电测量手持设备，其目的是解决现今阻性电流测量时不便捷，省去电缆长距离连接，减少不安全因素，方便现场测试使用的一种新型的基于LoRa无线网络的阻性电流带电测量手持设备。
为了实现上述发明目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种阻性电流带电测量手持设备，包括手持设备的壳体、液晶显示屏LCD及按键面板，其中，壳体上设有液晶显示屏LCD和按键面板；还包括显示单元、电池单元、操作单元及中央处理单元；其中显示单元包括液晶显示屏LCD和液晶显示屏LCD驱动电路；电池单元包括大容量锂电池组和充放电及保护电路；操作单元包括按键面板、矩阵按键、按键驱动电路；中央处理单元包括中央数据处理器、工业以太网接口、SD卡插槽、433M无线模块、天线口；在壳体外侧设有工业以太网接口、USB接口、电源接口、SD卡插槽、天线口；在壳体内设有大容量锂电池组、电源处理转化电路，液晶显示屏LCD驱动电路，433M无线模块，以太网驱动电路，中央数据处理器，按键驱动电路，USB驱动电路，充放电及保护电路及存储驱动电路；其中，大容量锂电池组通过杜邦线与充放电及保护电路连接在一起，为整个手持设备提供电源；充放电及保护电路与电源处理转化电路通过PCB线路板走线相连；电源处理转化电路通过不同的电压转化芯片为液晶显示屏LCD驱动电路、433M无线模块、以太网驱动电路、中央数据处理器、按键驱动电路、USB驱动电路、存储驱动电路提供工作时所需要的电压，并通过PCB线路板走线相连；中央数据处理器通过PCB线路板走线与液晶显示屏LCD驱动电路、433M无线模块、以太网驱动电路、按键驱动电路、USB驱动电路及存储驱动电路相连接。
所述电池单元是为显示单元、操作单元和中央处理单元进行供电，显示单元、操作单元与中央处理单元都是通过杜邦线相连；中央处理单元通过内部的433M无线模块、工业以太网接口、USB接口与外界进行数据交互、通讯，还可以通过存储器进行数据的存储。
所述电池组为大容量锂电池组，是由多节锂电池并联而成。
所述中央数据处理器、液晶显示屏LCD、按键矩阵、电池组相互之间通过杜邦线相连，且电池组为中央数据处理器、433M无线模块、液晶显示屏LCD、按键驱动电路进行供电；充放电及保护电路通过电源接口给大电池组进行充电。
所述中央数据处理器是基于ARMv7架构的微处理器，所述433M无线模块是烧写完特定固件的工作在特定免费频段的数据发送和接收器；所述工业以太网接口是利用网线通过工业以太网进行数据交互、通讯，工业以太网接口通过以太网线将读取的避雷器阻性电流相关信息远程传递到服务器，以便在后台系统中查看已上传的各个地址避雷器阻性电流的相关信息；所述USB接口用于与规范PC机的连接和通讯，将存储在该阻性电流带电测量手持设备SD卡插槽中的避雷器阻性电流相关数据读取出来，进行避雷器阻性电流相关数据的处理和分析；所述433M无线模块是基于LoRa无线网络的具有低功耗功能的无线模块，在需要时将其唤醒与其他终端设备进行通信读取多地址避雷器阻性电流信息，再将读取到的阻性电流等数据传递给中央数据处理器，中央数据处理器将阻性电流信息处理之后按照时间、地址等有序的存储到SD卡插槽中；当测试工作完成后或者不需要测试时中央数据处理器通过发送休眠指令将无线模块休眠。
所述矩阵按键是由铜的贴片按键组成的矩阵键盘，所述按键面板上设有电源按键。
所述433M无线模块与天线通过IPEX转SMA相连；IPEX是一种射频连接器，SMA是一种小型螺纹连接的同轴连接器；所述433M无线模块与天线相连是通过LoRa无线网络进行避雷器阻性电流相关数据传输。
所述SD卡插槽存储多地址避雷器的阻性电流相关信息，通过USB接口与PC机相连，将数据导出并对数据进行详细的处理和分析。
所述充放电及保护电路通过电源接口为电池组进行充电；电源处理转化电路将电池组的电量处理转化成手持设备其他部分所需要的电压；中央数据处理器通过液晶显示屏LCD驱动电路控制液晶屏LCD4的显示；433M无线模块通过LoRa网络与现场避雷器阻性电流仪进行数据交互，并将读取到的多个地址的避雷器阻性电流信息传输给中央数据处理器；中央数据处理器通过以太网驱动电路对以太网接口进行数据的交互；中央数据处理器通过按键驱动电路读取按键面板的键值；中央数据处理器通过USB驱动电路控制USB接口与规范PC机的交互；中央数据处理器通过存储驱动电路将避雷器阻性电流信息存储在SD卡中或读取避雷器阻性电流历史信息。
一种阻性电流带电测量手持设备的方法，是通过操作按键面板上的电源按键将手持设备的电源打开，接着设置需要读取的避雷器阻性电流的地址，也可以设置成定时定量读取和保存现场的避雷器阻性电流信息，然后通过LoRa网络进行避雷器阻性电流的读取和保存，可以一次读取一个或者多个避雷器的阻性电流信息，测试完毕后关闭电源即可，必要时利用工业以太网和网线相连将阻性电流信息长传到服务器或者通过USB接口与PC机相连进行数据的统计和分析。
本发明的优点及所产生的有益效果是：
本发明提供一种阻性电流带电测量手持设备，使用基于Long Range(LoRa)网络的无线模块进行避雷器阻性电流相关信息的数据传输，可以定时定量的进行数据读取、上传现场阻性电流的数据，节约了人力物力成本，且省去了现场测试使用的长电缆，减少了现场测试布线的时间，大大提高了工作效率，提高经济效益和测试工作的安全因数，使用非常方便，适宜在电力系统广泛推广和应用。本实用新型通过LoRa无线网络读取多个地址避雷器的阻性电流信息，省去了传统阻性电流测试仪冗长的测试线，大大减少了工作量，降低了测试成本，提高了现场工作的安全系数，简单方便。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明，但不受本实施例所限。
附图说明
图1 是本发明的结构示意图;
图2是图1的侧视图；
图3是图1的仰视图；
图4是本发明内部结构示意图。
图中： 壳体1，工业以太网接口 2，USB接口3， 液晶显示屏LCD4，按键面板5，SD卡插槽6，天线口7，电源接口8，电池组9，电源处理转化电路10，液晶显示屏LCD驱动电路11，433M无线模块12，以太网驱动电路13，中央数据处理器14，按键驱动电路15，USB驱动电路16，充放电及保护电路17，存储驱动电路18。
具体实施方式
本发明是一种阻性电流带电测量手持设备，如图1-图4所示。
图1为本发明的工作原理示意图，图2是图1的侧视图，图3是图1的仰视图。本发明包括手持设备的壳体1、液晶显示屏LCD4、按键面板5、矩阵按键、SD卡插槽 6、天线口 7、电源接口 8以及电池组9，所述电池组9为大容量锂电池组。其中，壳体1上设有液晶显示屏LCD4和按键面板5。壳体1的侧面设有SD卡插槽 6、天线口 7、电源接口 8以及电池组9。壳体1的底部设有工业以太网接口2和USB接口3。
图4是本发明内部结构示意图。本发明是在手持设壳体1内设有大容量锂电池组9、电源处理转化电路10，液晶显示屏LCD驱动电路11，433M无线模块12，以太网驱动电路13，中央数据处理器14，按键驱动电路15，USB驱动电路16，充放电及保护电路17，存储驱动电路18；壳体1外侧设有工业以太网接口2、USB接口3、电源接口8、SD卡插槽6、天线口 7；壳体1的表面设有液晶显示屏LCD4、按键面板5。
充放电及保护电路17通过电源接口8为电池组9进行充电；电源处理转化电路10将电池组9的电量处理转化成手持设备其他部分所需要的电压，保证手持设备的正常运行；中央数据处理器14通过液晶显示屏LCD驱动电路11控制液晶屏LCD4的显示；433M无线模块12通过LoRa网络与现场避雷器阻性电流仪进行数据交互，并将读取到的多个地址的避雷器阻性电流信息传输给中央数据处理器14；中央数据处理器14通过以太网驱动电路13对以太网接口2进行数据的交互；中央数据处理器14通过按键驱动电路15读取按键面板5的键值；中央数据处理器14通过USB驱动电路16控制USB接口3与规范PC机的交互；中央数据处理器14通过存储驱动电路18将避雷器阻性电流信息存储在SD卡中或读取避雷器阻性电流历史信息。
其中，大容量锂电池组9通过杜邦线与充放电及保护电路17连接在一起，为整个手持设备提供电源，并且后者为前者提供一定的保护，防止前者的过充或过放；
充放电及保护电路17与电源处理转化电路10通过PCB线路板走线相连，同时前者将电池的电量以放电的形式提供给后者，以供后者的处理、转化；
电源处理转化电路10利用不同的电压转化芯片为液晶显示屏LCD驱动电路11、433M无线模块12、以太网驱动电路13、中央数据处理器14、按键驱动电路15、USB驱动电路16、存储驱动电路18等7部分提供工作时所需要的电压，并通过PCB线路板走线相连；
中央数据处理器14通过PCB线路板走线与液晶显示屏LCD驱动电路11、433M无线模块12、以太网驱动电路13、按键驱动电路15、USB驱动电路16、存储驱动电路18等6部分相连并进行一定的交互进而实现手持设备的相关功能。
该手持设备通过433M无线模块、工业以太网口、USB口与不同的终端进行数据交互。433M无线模块与天线通过IPEX转SMA相连；IPEX是一种射频连接器，SMA是一种小型螺纹连接的同轴连接器。所述433M无线模块与天线相连是通过LoRa无线网络进行避雷器阻性电流相关数据传输，LoRa是一种可以长距离、低功耗、高灵敏度、低成本的无线网通技术。
中央数据处理器、液晶显示屏LCD4、按键矩阵、电池组9相互之间通过杜邦线相连，且电池组9为中央数据处理器14、433M无线模块12、液晶显示屏LCD4、按键驱动电路15进行供电；充放电及保护电路17通过电源接口8给大电池组9进行充电。所述中央数据处理器14是基于ARM7微处理器的最小系统；大容量锂电池组9是多节锂电池并联而成，具有容量大、放电曲线好、寿命长的特点。
如果将本发明分为四大部分，就是显示单元、电池单元、操作单元及中央处理单元。
其中显示单元包括液晶显示屏LCD4和液晶显示屏LCD驱动电路11。
电池单元包括大容量锂电池组9和充放电及保护电路17。
操作单元包括按键面板5、矩阵按键、按键驱动电路15。所述矩阵按键是由铜的贴片按键组成的矩阵键盘。所述按键面板5上设有电源按键。
中央处理单元包括中央数据处理器14、工业以太网接口 2、SD卡插槽6、433M无线模块12、天线口7，所述中央数据处理器是基于ARMv7架构的微处理器，所述433M无线模块12是烧写完特定固件的工作在特定免费频段的数据发送和接收器，所述工业以太网接口 2是利用网线通过工业以太网进行数据交互、通讯。所述433M无线模块12是基于LoRa无线网络的具有低功耗功能的无线模块，在需要时将其唤醒与其他终端设备进行通信读取多地址避雷器阻性电流信息，再将读取到的阻性电流等数据传递给中央数据处理器14，中央数据处理器14将阻性电流信息处理之后按照时间、地址等有序的存储到SD卡插槽6中 ；当测试工作完成后或者不需要测试时中央数据处理器通过发送休眠指令将无线模块休眠，大大的降低了该手持设备的功耗，增加了待机时长。
所述SD卡插槽6可以存储多地址避雷器的阻性电流相关信息，也可以通过USB接口3与PC机相连，将数据导出并对数据进行详细的处理和分析。
工业以太网接口 2可以通过以太网将数据远程传送至服务器，可以在公司的后台系统中查看已上传的各个地址避雷器阻性电流的相关信息。
电池单元是为显示单元、操作单元和中央处理单元进行供电，显示单元、操作单元与中央处理单元都是通过杜邦线相连。中央处理单元通过内部的433M无线模块12、工业以太网接口2、USB接口3与外界进行数据交互、通讯，还可以通过存储器进行数据的存储。
所述的USB接口 3是用于与规范PC机的连接和通讯，可以将存储在该阻性电流带电测量手持设备SD卡 插槽6中的避雷器阻性电流相关数据读取出来，进行避雷器阻性电流相关数据的处理和分析；所述工业以太网接口2可以利用网线将读取的避雷器阻性电流相关信息远程传递到服务器，以便在后台系统中查看已上传的各个地址避雷器阻性电流的相关信息。
本发明手持设备在使用时，先通过操作按键面板5上的电源按键将手持设备的电源打开，接着设置需要读取的避雷器阻性电流的地址，也可以设置成定时定量读取和保存现场的避雷器阻性电流信息，然后通过LoRa网络进行避雷器阻性电流的读取和保存，可以一次读取一个或者多个避雷器的阻性电流信息，测试完毕后关闭电源即可，必要时可以利用工业以太网和网线相连将阻性电流信息长传到服务器或者通过USB接口3与PC机相连进行数据的统计和分析，操作简单方便，省去了繁冗的测试线，大大简化了工作量。
Claims (1)
1.一种阻性电流带电测量手持设备，包括手持设备的壳体（1）、液晶显示屏LCD（4）及按键面板（5），其中，壳体（1）上设有液晶显示屏LCD4和按键面板（5）；还包括显示单元、电池单元、操作单元及中央处理单元；其中显示单元包括液晶显示屏LCD（4）和液晶显示屏LCD驱动电路（11）；电池单元包括大容量锂电池组（9）和充放电及保护电路（17）；操作单元包括按键面板（5）、矩阵按键、按键驱动电路（15）；中央处理单元包括中央数据处理器（14）、SD卡插槽（6）；在壳体（1）内设有大容量锂电池组（9）、电源处理转化电路（10），按键驱动电路（15），存储驱动电路（18）；电源处理转化电路（10）通过不同的电压转化芯片为液晶显示屏LCD驱动电路（11）提供工作时所需要的电压；中央数据处理器（14）通过PCB线路板走线与液晶显示屏LCD驱动电路（11）、433M无线模块（12）、以太网驱动电路（13）、按键驱动电路（15）、USB驱动电路（16）及存储驱动电路（18）相连接；中央处理单元通过内部的433M无线模块（12）、工业以太网接口（2）、USB接口（3）与外界进行数据交互、通讯，通过存储器进行数据的存储；其特征是：中央处理单元还包括工业以太网接口（2）、433M无线模块（12）、天线口（7）；在壳体（1）外侧设有工业以太网接口（2）、USB接口（3）、电源接口（8）、SD卡插槽（6）、天线口（7）；在壳体（1）内还设有液晶显示屏LCD驱动电路（11），433M无线模块（12），以太网驱动电路（13），中央数据处理器（14），USB驱动电路（16），充放电及保护电路（17）；其中，大容量锂电池组（9）通过杜邦线与充放电及保护电路（17）连接在一起，为整个手持设备提供电源；充放电及保护电路（17）与电源处理转化电路（10）通过PCB线路板走线相连；电源处理转化电路（10）通过不同的电压转化芯片还为433M无线模块（12）、以太网驱动电路（13）、中央数据处理器（14）、按键驱动电路（15）、USB驱动电路（16）、存储驱动电路（18）提供工作时所需要的电压，并通过PCB线路板走线相连；所述电池单元是为显示单元、操作单元和中央处理单元进行供电，显示单元、操作单元与中央处理单元都是通过杜邦线相连；所述大容量锂电池组（9）是由多节锂电池并联而成；所述中央数据处理器（14）、液晶显示屏LCD（4）、按键矩阵、大容量锂电池组（9）相互之间通过杜邦线相连，且大容量锂电池组（9）为中央数据处理器（14）、433M无线模块（12）、液晶显示屏LCD（4）、按键驱动电路（15）进行供电；充放电及保护电路（17）通过电源接口（8）给大容量锂电池组（9）进行充电；所述中央数据处理器（14）是基于ARMv7架构的微处理器，所述433M无线模块（12）是烧写完特定固件的工作在特定免费频段的数据发送和接收器；所述工业以太网接口（2）是利用网线通过工业以太网进行数据交互、通讯，工业以太网接口（2）通过以太网线将读取的避雷器阻性电流相关信息远程传递到服务器，以便在后台系统中查看已上传的各个地址避雷器阻性电流的相关信息；所述USB接口（3）用于与规范PC机的连接和通讯，将存储在该阻性电流带电测量手持设备SD卡插槽（6）中的避雷器阻性电流相关数据读取出来，进行避雷器阻性电流相关数据的处理和分析；所述433M无线模块（12）是基于LoRa无线网络的具有低功耗功能的无线模块，在需要时将其唤醒与其他终端设备进行通信读取多地址避雷器阻性电流信息，再将读取到的阻性电流数据传递给中央数据处理器（14），中央数据处理器（14）将阻性电流信息处理之后按照时间、地址有序的存储到SD卡插槽（6）中；当测试工作完成后或者不需要测试时中央数据处理器（14）通过发送休眠指令将无线模块休眠；所述矩阵按键是由铜的贴片按键组成的矩阵键盘，所述按键面板（5）上设有电源按键；所述433M无线模块（12）与天线通过IPEX转SMA相连；IPEX是一种射频连接器，SMA是一种小型螺纹连接的同轴连接器；所述433M无线模块与天线相连是通过LoRa无线网络进行避雷器阻性电流相关数据传输；所述SD卡插槽（6）存储多地址避雷器的阻性电流相关信息，通过USB接口（3）与PC机相连，将数据导出并对数据进行详细的处理和分析；所述充放电及保护电路（17）通过电源接口（8）为大容量锂电池组（9）进行充电；电源处理转化电路（10）将大容量锂电池组（9）的电量处理转化成手持设备其他部分所需要的电压；中央数据处理器（14）通过液晶显示屏LCD驱动电路（11）控制液晶屏LCD（4）的显示；433M无线模块（12）通过LoRa网络与现场避雷器阻性电流仪进行数据交互，并将读取到的多个地址的避雷器阻性电流信息传输给中央数据处理器（14）；中央数据处理器（14）通过以太网驱动电路（13）对以太网接口（2）进行数据的交互；中央数据处理器（14）通过按键驱动电路（15）读取按键面板（5）的键值；中央数据处理器（14）通过USB驱动电路（16）控制USB接口（3）与规范PC机的交互；中央数据处理器（14）通过存储驱动电路（18）将避雷器阻性电流信息存储在SD卡中或读取避雷器阻性电流历史信息；通过操作按键面板上的电源按键将手持设备的电源打开，接着设置需要读取的避雷器阻性电流的地址，设置成定时定量读取和保存现场的避雷器阻性电流信息，然后通过LoRa网络进行避雷器阻性电流的读取和保存，一次读取一个或者多个避雷器的阻性电流信息，测试完毕后关闭电源，利用工业以太网和网线相连将阻性电流信息长传到服务器或者通过USB接口与PC机相连进行数据的统计和分析。
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