CN109617628A - 一种多表合一采集设备多功能检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多表合一采集设备多功能检测装置及方法，涵盖水气热表计M‑BUS接口电气性能测试、水气热表计通信协议测试、通信接口转换器功能测试、互换性测试、转换器配套通信模块互换性测试、转换器带载能力测试、转换器功耗测试、通信模块功耗测试；可根据不同的仪表、规约配置不同的通信接口和协议，并可进行扩展，各测试单元相互独立，测试时不受其他测试单元测试结果影响，测试方案可随机组合；测试设备类型涵盖不同类型转换器、通信模块和用于多表采集的计量表计，达到多合一的效果，提高设备利用率。

Description

一种多表合一采集设备多功能检测装置及方法

技术领域

本发明属于测量仪表技术领域，涉及一种公共事业数据采集技术领域中多表采集终端检测装置，具体涉及一种多表合一采集设备多功能检测装置及方法。

背景技术

随着相继出台支持电、水、气、热能源数据集抄集采的政策，为保证“多表合一”采集系统采集综合能源数据的准确率与采集成功率，“多表合一”采集系统建设中的智能表计和通信接口转换器的产品质量检测成为一个重要环节，目前现有的采集终端检测设备仅支持为通信接口转换器提供电源，个别检测项目可以通过手动搭建检测环境实现，但是操作复杂、人为干扰因素严重且无法实现对智能表计和转换器的接口电气性能、接口带载能力、通信性能、通信协议等项目的系统全面的检测。

结合现场使用表计种类多、接口和通信信道多样化、通信协议不统一等特点，为保证所有入网设备的兼容性、功能、电气性能等满足要求，减少因产品质量导致表计端口烧损、数据缺项漏项、设备兼容性差、通信不稳定、维护率高等问题。亟需一种能够涵盖水、气、热等智能表计的通信接口(如RS-485、M-Bus接口)电气性能测试、转换器功能测试、转换器通信单元互换性测试、转换器接口带载能力测试、转换器及通信单元功耗测试等综合性测试设备及方法。

发明内容

本申请的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种检测方便、功能全面、完全自动化的多表合一采集设备多功能检测装置及方法，它不仅能够对多表合一采集设备数据通信、参数配置和控制功能，通信协议和硬件功能进行检测，而且检测装置模块化，各个测试单元相互独立，能够测试多种类型被测品，实现RS485/M-BUS接口电气性能测试、水气热表计通信协议测试、转换器功能测试、转换器互换性测试、转换器配套通信模块互换性测试、转换器带载能力测试、转换器功耗测试、通信模块功耗测试等，以提高多表合一采集设备检测效率、保证被测品的产品质量。

为实现上述目的，本申请包括两项发明，其中一项为一种多表合一采集设备多功能检测装置，另一项为一种多表合一采集设备多功能检测方法。

所述一种多表合一采集设备多功能检测装置采用下述技术方案：

一种多表合一采集设备多功能检测装置，包括上位机1、串口服务器2、综合测试单元3、通信模块测试单元4和M-BUS电气性能测试单元5；其特征在于：

所述上位机1通过串口服务器2与综合测试单元3、通信模块测试单元4、M-BUS电气性能测试单元5相连；

所述综合测试单元3采用虚拟通信模块8和虚拟表的方式实现待测转换器15的测试；

所述通信模块测试单元4检测待测无线通信模块的待机、接收及发送状态的功耗，设置抄读频度、报文长短，评测待测无线通信模块的功耗水平及唤醒机制；

所述M-BUS电气性能测试单元5检测被测表计的M-BUS的端子电压和接收电流。

本发明进一步包括以下优选方案：

所述串口服务器2支持16路以上串口接入。

所述综合测试单元实现通信待测转换器15的功能测试，包括数据采集、数据传输、参数设置和查询、本地功能和终端维护。

所述综合测试单元3包括虚拟通信模块8、M-BUS从机模块9、实体有线陪检表计11、测试头16；所述M-BUS从机模块9一端通过M-BUS总线接待测转换器15的主M-BUS端子，另一端通过串口服务器2连接到上位机1；所述的虚拟通信模块8一端与待测接口转换器15 的测试头16相连接，另一端通过串口服务器2连接到上位机1，所述的实体有线陪检表计11 通过M-BUS总线与待测接口转换器15的主M-BUS相连。

上位机1经串口服务器2通过虚拟通信模块8对待测通信接口转换器15进行初始化，并设置抄表参数和抄表任务；待测接口转换器15通过M-BUS通信模块9抄读上位机1上虚拟表计的实时数据和冻结数据；所述待测接口转换器15还通过M-BUS总线抄读实体有线陪检表计 11的表码数据；所述待测接口转换器15通过虚拟通信模块8将所抄读的虚拟表计的实时数据和冻结数据、实体有线陪检表计11的表码数据上传至上位机1，由上位机1根据抄读结果是否正确测试待测接口转换器15的功能(或者说测试待测接口转换器15的数据采集、数据处理、参数设置和查询、数据传输、终端维护等功能)。

其中，所设置的抄表参数包括表地址、波特率、端口号信息。

所抄读的上位机1上虚拟表计的冻结数据包括累计的水气热表示值、水气热表状态字、累计流量、冻结表码。

所述综合测试单元3还包括实体无线陪检表计19，在待测转换器模块仓放入标准无线通信模块即实模块17，所述无线陪检表计19通过微功率无线通信与待测接口转换器15的实模块17相连接，上位机1通过虚拟通信模块8下发实时召测命令，召测实体无线陪检表计19 的实时表码数据，实体无线陪检表计19通过无线通讯将需要召测的表码反馈给待测接口转换器15，待测接口转换器15通过虚拟通信模块8将召测的数据反馈给上位机1，测试待测接口转换器的互换性。

所述综合测试单元3还包括单相源6、功耗仪7；

所述单相源6通过导线与功耗仪7的输入端即电压端子相连接，所述功耗仪7的输出端通过电流互感器与待测接口转换器15的供电回路相连接，待测接口转换器15上电正常工作后，功耗仪7通过电流传感器采集待测接口转换器15的回路电流，并通过导线采集单相源6 的电压，所述功耗仪7利用采集到的电压电流计算被测接口转换器15在非通讯状态下消耗的视在功率和有功功率，并将计算结果通过RS232串口上传至上位机1。

所述单相源6还能够为整个多表合一采集设备多功能检测装置提供所需电源。

所述综合测试单元3还包括误差测量单元10、标准时钟14；所述误差测量单元10经信号线读取待测转换器15的时钟，与标准时钟14的时间进行比对，并将计时误差经串口服务器2传至上位机1。

所述上位机1通过串口服务器2为被测通信接口转换器15对时；

被测接口转换器15对时上电24h后，误差测量单元10测量被测通信接口转换器15的秒脉冲输出，连续测量3次，每次测量时间为2min，取其算术平均值，与标准时钟14进行比较，将得出的日计时误差传送至上位机1。

所述综合测试单元3还包括电子负载12、示波器13；

所述的电子负载12通过M-BUS总线与待测接口转换器15的主M-BUS端子相连，所述示波器13与待测接口转换器15的主M-BUS端子相连，用来监测主M-BUS端子的输出电压。

调节电子负载12的大小，使得负载电路电流为256mA，通过示波器13监测主M-BUS接口在发送报文、接收报文和空闲时电压范围是否满足要求。

所述综合测试单元3还包括带载取样单元18，所述带载取样单元18一端与虚拟通信模块8相连，另一端与示波器13相连；

带载取样单元18接虚拟通信模块8的直流电源引脚，带载取样单元18采集其电源引脚的电压波形，通过示波器13分析其纹波大小，由上位机1判断被测接口转换器15提供的模块电源的纹波是否满足要求。

在所述被测接口转换器15的12V直流电压输出端口接入12Ω纯阻性负载28，并由所述的示波器13监测其电压范围是否满足要求，测试被测接口转换器12V直流输出的带载能力。

所述通信模块测试单元4包括标准测试母版29，在标准测试母版29上设置多个待测模块位，将待测模块对应放置在待测模块位中，其中一个待测模块为上行通信模块20，其余待测模块位下行通信模块21；

所述上行通信模块20通过串口服务器与上位机进行通信，多个下行通信模块21通过微功率无线分别抄读对应的无线实体陪检表计19；

上位机1经串口服务器2通过待测的上行通信模块20对标准测试母版29设置抄表参数和抄表任务，待测的多个下行通信模块21根据抄表参数和任务抄读无线实体陪检表计19 的实时数据和冻结数据，所述实时数据和冻结数据通过待测的上行通信模块20主动上报给上位机1，实时数据由上位机1召测反馈给上位机1，完成待测模块的互换性测试。

设置在标准测试母版29中的待测模块共4个，其中1个为上行通信模块20，其余3个为下行通信模块21。

所述通信模块测试单元4还包括电压取样单元22、电流取样单元23、时间取样单元24，功耗计算单元25；

上位机1经串口服务器2向待测的上行通信模块20发送报文帧，同时，电压取样单元 22、电流取样单元23、时间取样单元24同时采集待测的上行通信模块20和/或下行通信模块21的引脚电压、电流和时间数据，由功耗计算单元25计算出待测上行通信模块20和/或下行通信模块21的动态功耗，并将计算结果反馈给上位机1；

在待测的上行通信模块20和/或下行通信模块21只上电不通信的状态下，电压取样单元22、电流取样单元23、时间取样单元24同时采集待测的上行通信模块20和/或下行通信模块21的引脚电压、电流和时间数据，由功耗计算单元25计算出待测上行通信模块20和/或下行通信模块21的，并将计算结果反馈给上位机1。

所述M-BUS电气性能测试单元5包括标准接口转换器26、示波器13；

所述标准接口转换器26与被测表计27通过M-BUS连接，所述的被测表计27的M-BUS端子与示波器13通过测试线相连，所述的被测表计27的测试回路通过电流钳与示波器13连接，所述的示波器13用来监测被测表计M-BUS端子电压与接收电流的大小，当标准接口转换器26与被测表计27进行通讯时，用示波器1,3检测被测表计27的M-BUS的接收电流，判断其是否符合要求。

所述被测表计27为电、水、气或热表计。

本申请还公开了一种基于前述多功能检测装置的多表合一采集设备的多功能检测方法。技术方案如下：

一种基于前述的多表合一采集设备多功能检测装置的多功能检测方法，其特征在于，所述多功能检测方法包括以下步骤：

步骤一：将被测品放入多功能检测装置中，完成接线；

所述被测品包括待测接口转换器、待测模块、待测表计，其中所述待测模块包括上行通信模块和下行通信模块。

所述综合测试单元测试表位放入待测接口转换器，并将标准通信模块依次放入待测接口转换器实模块仓，连接好电源和M-BUS、RS485通信端子，放入无线实体陪检表计，其中，无线实体表计可以为无线水表或无线气表或无线热表，用于待测接口转换器的下行微功率无线通信方式测试；将有线实体陪检表计与待测接口转换器的主M-BUS连接好；

所述的通信模块测试单元中，将待检模块放入标准测试母板中，待测模块中的上行通信模块通过串口服务器与上位机进行通信，其余待测模块中的下行通信模块通过微功率无线与对应的无线实体陪检表计通信；

待测表计通过标准接口转换器、串口服务器连接至上位机；

步骤二：多功能检测装置上电，上位机配置好待测接口转换器、实体有线陪检表计、实体无线陪检表计以及虚拟表计的的通信地址、波特率、端口号等通信参数；

步骤三：上位机依次启动待测接口转换器的功能测试、互换性测试、带载能力测试、输出电源纹波测试、日计时误差测试；

步骤四：是否进行通信模块测试，否的话到步骤七，是的话进入步骤五；

步骤五：启动通信模块测试单元测试，再次配置无线实体陪检表计地址、波特率等通信参数；

步骤六：上位机依次启动模块待测模块的互换性测试、功耗测试；

步骤七：输出测试结果；

步骤八：测试结束。

由于上述技术方案运用，本申请与现有技术相比具有以下有益的技术效果：

本申请的多表合一采集设备多功能检测装置涵盖水气热表计M-BUS接口电气性能测试、水气热表计通信协议测试、通信接口转换器功能测试、互换性测试、转换器配套通信模块互换性测试、转换器带载能力测试、转换器功耗测试、通信模块功耗测试。具有灵活性，且装置简洁、直观。可根据不同的仪表、规约配置不同的通信接口和协议，并可进行扩展。

本申请的多表合一采集设备多功能检测装置测试设备类型涵盖不同类型转换器、通信模块和用于多表采集的计量表计，达到多合一的效果，提高设备利用率，有较好的应用推广前景。

本申请的多表合一采集设备多功能检测各测试单元相互独立，测试时不受其他测试单元测试结果影响，测试方案可随机组合，提高测试工作效率。

附图说明

图1为多表合一采集设备多功能检测装置的结构框图；

图2为综合测试单元检测原理框图；

图3为通信模块测试单元检测原理框图；

图4为M-BUS电气性能测试单元检测原理框图；

图5为基于所述多功能检测装置的多表合一采集设备的多功能检测方法流程图；

其中，1.上位机，2.串口服务器，3.综合测试单元，4.通信模块测试单元，5.M-BUS电气性能测试单元，6.单相源，7.功耗仪，8.虚拟通信模块，9.M-BUS从机模块，10.误差测量单元，11.实体有线陪检表计，12.电子负载，13.示波器，14.标准时钟，15.待测转换器，16.测试头，17.实模块仓，18.带载取样单元，19.实体无线陪检表计，20.待测模块1，21.待测模块N，22.电压取样，23.电流取样，24.时间取样，25.功耗计算单元，26.标准接口转换器，27.被测表计，28.纯阻性负载，29.标准测试母版。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细介绍。

如附图1所示，为本发明公开的多表合一采集设备多功能检测装置的结构框图；所述多表合一采集设备多功能检测装置包括上位机1、串口服务器2、综合测试单元3、通信模块测试单元4和M-BUS电气性能测试单元5；所述上位机1通过串口服务器2与综合测试单元3、通信模块测试单元4、M-BUS电气性能测试单元5相连。

图2为综合测试单元检测原理框图，所述综合测试采用虚拟通信模块和虚拟表的方式实现待测转换器的测试。多表合一采集设备中的待测转换器15，在应用过程中其上行是连接集中器，下行是连接水表、气表、热表。在本发明中，综合测试单元能够实现接口转换器功能测试、功耗测试、日计时误差测试、互换性测试、带载能力测试和纹波测试等。

所述的接口转换器功能测试包括虚拟通信模块8、M-BUS从机模块9、实体有线陪检表计11,、测试头16、实模块17、实体无线陪检表计19。所述M-BUS从机模块9一端通过M-BUS总线接待测转换器15的主M-BUS端子，另一端通过串口服务器2连接到上位机1；所述的虚拟通信模块8一端与待测接口转换器15的测试头16相连接，另一端通过串口服务器2连接到上位机1；所述的实体有线陪检表计11通过M-BUS总线与待测接口转换器15的主M-BUS 相连，所述的实体无线陪检表计19通过微功率无线与待测接口转换器15的实模块17相连。首先,上位机1经串口服务器2通过虚拟通信模块8对待测通信接口转换器15进行初始化，并设置抄表参数(包括表地址、波特率、端口号等信息)和抄表任务；接着待测转换器15通过M-BUS从机模块9抄读上位机1上虚拟表计的实时数据和冻结数据(包括累计的水气热表示值、水气热表状态字、累计流量、冻结表码等)，待测接口转换器15通过M-BUS抄读实体有线陪检表计11的表码等数据，测试待测接口转换器15的M-BUS通信功能；待测接口转换器15通过微功率无线抄读实体无线陪检表计14的实时表码，测试待测接口转换器的微功率无线通信功能；最后待测接口转换器15将抄读回来的数据通过虚拟通信模块8经串口服务器 2上传给上位机1，由上位机1判断抄读结果是否正确。本过程主要进行通信接口转换器功能测试，功能测试包括数据采集、数据传输、参数设置和查询、本地功能和终端维护等。)

所述的功耗测试包括单相源6、功耗仪7。所述的单相源6为整个测试单元提供电源，所述的单相源6通过导线与功耗仪7的电压端子相连接，所述的功耗仪7的电流传感器与待测接口转换器15的供电回路相连接，待测接口转换器15上电正常工作后，功耗仪7通过电流传感器采集待测接口转换器15的电压回路的电流，由于待测接口转换器15的电压由单相源6提供，因此功耗仪7通过导线采集单相源6的电压，功耗仪7利用采集到的电压电流计算被测接口转换器15在非通讯状态下消耗的视在功率和有功功率，并将计算结果通过RS232串口上传至上位机1。

所述日计时误差测试包括误差测量单元10，标准时钟14。上位机1通过串口服务器2 为被测通信接口转换器15对时，被测通信接口转换器15对时上电24h后，误差测量单元10测量被测通信接口转换器15的秒脉冲输出，连续测量3次，每次测量时间为2min，取其算术平均值，与标准时钟14进行比较，将得出的日计时误差传送至上位机1。

所述的接口转换器互换性测试，虚拟通信模块8插入待测接口转换器15的测试头16，待测接口转换器15的其他模块仓放入标准无线通信模块，标准无线通信模块放入实模块仓 17与实体无线表计19相连接，5分钟后，上位机1通过虚拟通信模块8下发实时召测命令，召测实体无线陪检表计19的实时表码数据，实体无线陪检表计19通过微功率无线将需要召测的表码反馈给待测接口转换器15，待测接口转换器15通过虚拟通信模块8将召测的数据反馈给上位机1，完成数据交互，若数据交互失败，则待测接口转换器互换性不合格。

所述的带载能力测试包含电子负载12、示波器13。所述的电子负载12通过M-BUS总线与待测接口转换器15的主M-BUS端子相连，所述示波器频谱仪13与待测接口转换器15 的主M-BUS端子相连，用来监测主M-BUS端子的输出电压。上位机1通过串口服务器2与虚拟通信模块8进行通信，虚拟通信模块8连接被测接口转换器15的测试头16，实现被测接口转换器15与上位机1的通信，上位机1可以给被测通信接口转换器15发送抄表命令报文帧；待测接口转换器15的M-BUS接口通过M-BUS总线与电子负载12相连接，调节电子负载12的大小，使得负载电路电流为256mA，通过示波器13监测主M-BUS接口在发送报文、接收报文和空闲时电压范围是否满足要求。

所述被测接口转换器15的12V直流电压输出端口接入12Ω纯阻性负载28，并由所述的示波器13监测其电压范围是否满足要求，测试被测接口转换器12V直流输出的带载能力。

纹波测试包括带载取样单元18，所述的带载取样单元18一段与虚拟通信模块8相连，一段与示波器13相连。带载取样单元18接虚拟通信模块8的直流电源引脚，由于虚拟通信模块8和被测接口转换器15的测试头16连接，故其电源引脚的电压为被测接口转换器 15提供，带载取样单元18采集其电源引脚的电压波形，通过示波器13分析其纹波大小，由上位机1判断被测接口转换器15提供的模块电源的纹波是否满足要求。

图3为通信模块测试单元检测原理框图，包括模块互换性测试和功耗测试，模块互换性测试包括待测模块(1)20，待测模块(N)21，实体无线陪检表计19，标准测试母版29。待测模块(1)20至待测模块(N)21接入系统标准测试母版29，所述的标准测试母版29依次有4个待测模块位，待测模块(1)20为上行通信模块，通过串口服务器与上位机进行通信，其余待测模块为下行通信模块，通过微功率无线抄读无线实体陪检表计19。进行模块功能测试时，上位机1经串口服务器2通过待测模块(1)20对标准测试母版29设置抄表参数和抄表任务，待测模块(N)21根据抄表参数和任务抄读无线实体陪检表计19的实时数据和冻结数据，冻结数据通过待测模块(1)20主动上报给上位机1，实时数据由上位机1召测反馈给上位机1，完成待测模块的互换性测试。

模块功耗测试包括电压取样单元22，电流取样单元23，时间取样单元24，功耗计算单元25。上位机1经串口服务器2向待测模块(1)20发送报文帧，同时，电压取样单元22，电流取样单元23，时间取样单元24同时采集待测模块(1)20的引脚电压、电流和时间数据，由功耗计算单元25进行数据计算，计算出待测模块(1)20的动态功耗，并将计算结果反馈给上位机1。待测模块(1)20在只上电不通信的状态下，电压取样单元22，电流取样单元23，时间取样单元24同时采集待测模块(1)20的引脚电压、电流和时间数据，由功耗计算单元25进行数据计算，计算出待测模块(1)20的静态功耗。同理测量待测模块 (N)21的动态功耗和静态功耗。

图4为M-BUS电气性能测试单元检测原理框图；

包含标准接口转换器26、示波器13，被测表计27。所述的标准接口转换器26与被测表计27(电水气热表计)通过M-BUS连接，所述的被测表计27的M-BUS端子与示波器 10通过测试线相连，所述的被测表计27的测试回路通过电流钳与示波器10连接，所述的示波器10用来监测被测表计M-BUS端子电压与接收电流的大小。当标准接口转换器26与被测表计27进行通讯时，用示波器10检测被测表计27的M-BUS的接收电流，判断其是否符合要求。

图5为基于所述多功能检测装置的多表合一采集设备的多功能检测方法流程图。

步骤一：将被测品放入综合测试单元、通信模块测试单元，放入有线实体陪检表计，连接好接线，放入无线实体陪检表计。所述综合测试单元3测试表位放入待测接口转换器 15，并将标准通信模块依次放入待测接口转换器15实模块仓17，连接好电源和M-BUS、RS485等通信端子，放入无线实体陪检表计19。其中，无线实体表计19可以为无线水表或无线气表或无线热表，用于待测接口转换器15的下行微功率无线通信方式测试。将有线实体陪检表计8与待测接口转换器的主M-BUS连接好。

所述的通信模块测试单元4中，将待检模块(1)20至待检模块(N)21放入标准测试母板29。所述的测试母板依次有4个待测模块位，1个上行模块，三个下行模块。

步骤二：台体上电，启动综合测试测试软件，上位机配置好被测即可转换器、实体表计地址等通信参数。在所述的上位机1中配置好待测接口转换器15、实体有线陪检表计11、实体无线陪检表计19以及虚拟表计的的通信地址、波特率、端口号等通信参数。

步骤三：上位机依次启动转换器功能测试、互换性测试、带载能力测试、输出电源纹波测试、日计时误差等。首先,所述的上位机1经串口服务器2通过虚拟通信模块8对待测通信接口转换器15进行初始化，并设置抄表参数(包括表地址、波特率、端口号等信息) 和抄表任务；接着待测转换器15通过M-BUS从机模块9抄读上位机1上虚拟表计的实时数据和冻结数据(包括累计的水气热表示值、水气热表状态字、累计流量、冻结表码等)，待测接口转换器15通过M-BUS抄读实体有线陪检表计11的表码等数据，测试待测接口转换器15的M-BUS通信功能；待测接口转换器15通过微功率无线抄读实体无线陪检表计14的实时表码，测试待测接口转换器的微功率无线通信功能；最后待测接口转换器15将抄读回来的数据通过虚拟通信模块8经串口服务器2上传给上位机1，由上位机1判断抄读结果是否正确。测试项目包括数据采集、数据传输、参数设置和查询、本地功能和终端维护、互换性等。

所述的带载能力测试是上位机1通过串口服务器2与虚拟通信模块8进行通信，虚拟通信模块8连接被测接口转换器15的测试头16，实现被测接口转换器15与上位机1的通信，上位机1可以给被测通信接口转换器15发送抄表命令报文帧；待测接口转换器15的 M-BUS接口通过M-BUS总线与电子负载12相连接，调节电子负载12的大小，使得负载电路电流为256mA，通过示波器13监测主M-BUS接口在发送报文、接收报文和空闲时电压范围是否满足要求。所述被测接口转换器15的12V直流电压输出端口接入12Ω纯阻性负载28，并由所述的示波器13监测其电压范围是否满足要求，测试被测接口转换器12V直流输出的带载能力。

所述的功耗测试是功耗仪7通过导线采集单相源6的电压，功耗仪7利用采集到的电压电流计算被测接口转换器15在非通讯状态下消耗的视在功率和有功功率，并将计算结果通过RS232串口上传至上位机1。

所述日计时误差测试是上位机1通过串口服务器2为被测通信接口转换器15对时，被测通信接口转换器15对时上电24h后，误差测量单元10测量被测通信接口转换器15的秒脉冲输出，连续测量3次，每次测量时间为2min，取其算术平均值，与标准时钟14进行比较，将得出的日计时误差传送至上位机1。

所述的纹波测试是带载取样单元18采集虚拟通信模块8电源引脚的电压波形，通过示波器13分析其纹波大小，由上位机1判断被测接口转换器15提供的模块电源的纹波是否满足要求。

步骤四：是否进行通信模块测试？否的话到步骤七，是的话到步骤五。

步骤五：启动通信模块测试单元测试软件，配置表计地址、波特率等通信参数。

步骤六：上位机依次启动模块互换性测试、功耗测试。

所述的模块互换性测试上位机1经串口服务器2通过待测模块(1)20对标准测试母版 29设置抄表参数和抄表任务，待测模块(N)21根据抄表参数和任务抄读无线实体陪检表计 19的实时数据和冻结数据，冻结数据通过待测模块(1)20主动上报给上位机1，实时数据由上位机1召测反馈给上位机1，完成待测模块的互换性测试。

所述的模块功耗测试上位机1经串口服务器2向待测模块(1)20发送报文帧，同时，电压取样单元22，电流取样单元23，时间取样单元24同时采集待测模块(1)20的引脚电压、电流和时间数据，由功耗计算单元25进行数据计算，计算出待测模块(1)20的动态功耗，并将计算结果反馈给上位机1。待测模块(1)20在只上电不通信的状态下，电压取样单元22，电流取样单元23，时间取样单元24同时采集待测模块(1)20的引脚电压、电流和时间数据，由功耗计算单元25进行数据计算，计算出待测模块(1)20的静态功耗，并反馈至上位机1。同理测量待测模块(N)21的动态功耗和静态功耗。

步骤七：输出测试结果。

步骤八：结束。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种多表合一采集设备多功能检测装置，包括上位机(1)、串口服务器(2)、综合测试单元(3)、通信模块测试单元(4)和M-BUS电气性能测试单元(5)；其特征在于：

所述上位机(1)通过串口服务器(2)与综合测试单元(3)、通信模块测试单元(4)、M-BUS电气性能测试单元(5)相连；

所述综合测试单元(3)采用虚拟通信模块(8)和虚拟表的方式实现待测转换器(15)的测试。

所述通信模块测试单元(4)检测待测无线通信模块的待机、接收及发送状态的功耗，设置抄读频度、报文长短，评测待测无线通信模块的功耗水平及唤醒机制；

所述M-BUS电气性能测试单元(5)检测被测表计的M-BUS的端子电压和接收电流。

2.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述串口服务器(2)支持16路以上串口接入。

3.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述综合测试单元实现通信待测转换器(15)的功能测试，包括数据采集、数据传输、参数设置和查询、本地功能和终端维护。

4.根据权利要求3所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述综合测试单元(3)包括虚拟通信模块(8)、M-BUS从机模块(9)、实体有线陪检表计(11)、测试头(16)；

所述M-BUS从机模块(9)一端通过M-BUS总线接待测转换器(15)的主M-BUS端子，另一端通过串口服务器(2)连接到上位机(1)；所述的虚拟通信模块(8)一端与待测接口转换器(15)的测试头(16)相连接，另一端通过串口服务器(2)连接到上位机(1)，所述的实体有线陪检表计(11)通过M-BUS总线与待测接口转换器(15)的主M-BUS相连。

5.根据权利要求4所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

上位机(1)经串口服务器(2)通过虚拟通信模块(8)对待测通信接口转换器(15)进行初始化，并设置抄表参数和抄表任务；待测接口转换器(15)通过M-BUS通信模块(9)抄读上位机(1)上虚拟表计的实时数据和冻结数据；所述待测接口转换器(15)还通过M-BUS总线抄读实体有线陪检表计(11)的表码数据；所述待测接口转换器(15)通过虚拟通信模块(8)将所抄读的虚拟表计的实时数据和冻结数据、实体有线陪检表计(11)的表码数据上传至上位机(1)，由上位机(1)根据抄读结果是否正确测试待测接口转换器(15)的功能即测试待测接口转换器(15)的数据采集、数据处理、参数设置和查询、数据传输、终端维护等功能。

6.根据权利要求5所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

其中，所设置的抄表参数包括表地址、波特率、端口号信息。

7.根据权利要求5或6所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所抄读的上位机(1)上虚拟表计的冻结数据包括累计的水气热表示值、水气热表状态字、累计流量、冻结表码。

8.根据权利要求4所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述综合测试单元(3)还包括实体无线陪检表计(19)，在待测转换器的实模块仓(17)中放入标准无线通信模块，所述无线陪检表计(19)通过微功率无线通信与待测接口转换器(15)的实模块(17)相连接，上位机(1)通过虚拟通信模块(8)下发实时召测命令，召测实体无线陪检表计(19)的实时表码数据，实体无线陪检表计(19)通过无线通讯将需要召测的表码反馈给待测接口转换器(15)，待测接口转换器(15)通过虚拟通信模块(8)将召测的数据反馈给上位机(1)，测试待测接口转换器的互换性。

9.根据权利要求4或8所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述综合测试单元(3)还包括单相源(6)、功耗仪(7)；

所述单相源(6)通过导线与功耗仪(7)的输入端即电压端子相连接，所述功耗仪(7)的输出端通过电流互感器与待测接口转换器(15)的供电回路相连接，待测接口转换器(15)上电正常工作后，功耗仪(7)通过电流传感器采集待测接口转换器(15)的回路电流，并通过导线采集单相源(6)的电压，所述功耗仪(7)利用采集到的电压电流计算被测接口转换器(15)在非通讯状态下消耗的视在功率和有功功率，并将计算结果通过RS232串口上传至上位机(1)。

10.根据权利要求9所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述单相源(6)还能够为整个多表合一采集设备多功能检测装置提供所需电源。

11.根据权利要求4或9所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述综合测试单元(3)还包括误差测量单元(10)、标准时钟(14)；所述误差测量单元(10)经信号线读取待测转换器(15)的时钟，与标准时钟(14)的时间进行比对，并将计时误差经串口服务器(2)传至上位机(1)。

12.根据权利要求11所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述上位机(1)通过串口服务器(2)为被测通信接口转换器(15)对时；

被测接口转换器(15)对时上电24h后，误差测量单元(10)测量被测通信接口转换器(15)的秒脉冲输出，连续测量3次，每次测量时间为2min，取其算术平均值，与标准时钟(14)进行比较，将得出的日计时误差传送至上位机(1)。

13.根据权利要求4所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述综合测试单元(3)还包括电子负载(12)、示波器(13)；

所述的电子负载(12)通过M-BUS总线与待测接口转换器(15)的主M-BUS端子相连，所述示波器(13)与待测接口转换器(15)的主M-BUS端子相连，用来监测主M-BUS端子的输出电压。

14.根据权利要求13所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

调节电子负载(12)的大小，使得负载电路电流为256mA，通过示波器(13)监测主M-BUS接口在发送报文、接收报文和空闲时电压范围是否满足要求。

15.根据权利要求4所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述综合测试单元(3)还包括带载取样单元(18)，所述带载取样单元(18)一端与虚拟通信模块(8)相连，另一端与示波器(13)相连；

带载取样单元(18)接虚拟通信模块(8)的直流电源引脚，带载取样单元(18)采集其电源引脚的电压波形，通过示波器(13)分析其纹波大小，由上位机(1)判断被测接口转换器(15)提供的模块电源的纹波是否满足要求。

16.根据权利要求15所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

在所述被测接口转换器(15)的12V直流电压输出端口接入12Ω纯阻性负载28，并由所述的示波器(13)监测其电压范围是否满足要求，测试被测接口转换器12V直流输出的带载能力。

17.根据权利要求1、3或4所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述通信模块测试单元(4)包括标准测试母版(29)，在标准测试母版(29)上设置多个待测模块位，将待测模块对应放置在待测模块位中，其中一个待测模块为上行通信模块(20)，其余待测模块位下行通信模块(21)；

所述上行通信模块(20)通过串口服务器与上位机进行通信，多个下行通信模块(21)通过微功率无线分别抄读对应的无线实体陪检表计(19)；

上位机(1)经串口服务器(2)通过待测的上行通信模块(20)对标准测试母版(29)设置抄表参数和抄表任务，待测的多个下行通信模块(21)根据抄表参数和任务抄读无线实体陪检表计(19)的实时数据和冻结数据，所述实时数据和冻结数据通过待测的上行通信模块(20)主动上报给上位机(1)，实时数据由上位机(1)召测反馈给上位机(1)，完成待测模块的互换性测试。

18.根据权利要求17所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

设置在标准测试母版(29)中的待测模块共4个，其中1个为上行通信模块(20)，其余3个为下行通信模块(21)。

19.根据权利要求17或18所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述通信模块测试单元(4)还包括电压取样单元(22)、电流取样单元(23)、时间取样单元(24)、功耗计算单元(25)；

上位机(1)经串口服务器(2)向待测的上行通信模块(20)发送报文帧，同时，电压取样单元(22)、电流取样单元(23)、时间取样单元(24)同时采集待测的上行通信模块(20)和/或下行通信模块(21)的引脚电压、电流和时间数据，由功耗计算单元(25)计算出待测上行通信模块(20)和/或下行通信模块(21)的动态功耗，并将计算结果反馈给上位机(1)；

在待测的上行通信模块(20)和/或下行通信模块(21)只上电不通信的状态下，电压取样单元(22)、电流取样单元(23)、时间取样单元(24)同时采集待测的上行通信模块(20)和/或下行通信模块(21)的引脚电压、电流和时间数据，由功耗计算单元(25)计算出待测上行通信模块(20)和/或下行通信模块(21)的，并将计算结果反馈给上位机(1)。

20.根据权利要求1、3或4所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述M-BUS电气性能测试单元(5)包括标准接口转换器(26)、示波器(13)；

所述标准接口转换器(26)与被测表计(27)通过M-BUS连接，所述的被测表计(27)的M-BUS端子与示波器(13)通过测试线相连，所述的被测表计(27)的测试回路通过电流钳与示波器(13)连接，所述的示波器(13)用来监测被测表计M-BUS端子电压与接收电流的大小，当标准接口转换器(26)与被测表计(27)进行通讯时，用示波器(13)检测被测表计(27)的M-BUS的接收电流，判断其是否符合要求。

21.根据权利要求20所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：

所述被测表计(27)为电、水、气或热表计。

22.一种基于权利要求1-21中任一项权利要求所述的多功能检测装置的多表合一采集设备多功能检测方法，其特征在于，所述多功能检测方法包括以下步骤：

步骤一：将被测品放入多功能检测装置中，完成接线；

步骤二：多功能检测装置上电，上位机配置好待测接口转换器、实体有线陪检表计、实体无线陪检表计以及虚拟表计的的通信地址、波特率、端口号通信参数；

步骤三：上位机依次启动待测接口转换器的功能测试、互换性测试、带载能力测试、输出电源纹波测试、日计时误差测量；

步骤四：是否进行通信模块测试，否的话到步骤七，是的话进入步骤五；

步骤五：启动通信模块测试单元测试，再次配置实体无线陪检表计地址、波特率通信参数；

步骤六：上位机依次启动模块待测模块的互换性测试、功耗测试；

步骤七：输出测试结果；

步骤八：测试结束。

23.根据权利要求22所述的多表合一采集设备多功能检测方法，其特征在于：

在步骤一中，所述被测品包括待测接口转换器、待测模块、待测表计，其中所述待测模块包括上行通信模块和下行通信模块。

24.根据权利要求23所述的多表合一采集设备多功能检测方法，其特征在于：

在步骤一中，所述综合测试单元测试表位放入待测接口转换器，并将标准通信模块依次放入待测接口转换器实模块仓，连接好电源和M-BUS、RS485通信端子，放入无线实体陪检表计，其中，无线实体表计可以为无线水表或无线气表或无线热表，用于待测接口转换器的下行微功率无线通信方式测试；将有线实体陪检表计与待测接口转换器的主M-BUS连接好；

所述的通信模块测试单元中，将待检模块放入标准测试母板中，待测模块中的上行通信模块通过串口服务器与上位机进行通信，其余待测模块中的下行通信模块通过微功率无线与对应的无线实体陪检表计通信；

待测表计通过标准接口转换器、串口服务器连接至上位机。