CN109839535A - 现场损毁单相智能电能表电量数据提取装置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特点是：包括单片机电路分别与按键电路、SOP8脚BIOS夹子电路、RS485电路、FLASH存储器电路、LCD显示电路、电源电路相连接。当用户现场因雷击线路、线路老化、接线螺丝松动、接触不良等原因发生火灾，造成智能电能表的接线端子及内部电路因燃烧而损毁事故时，损毁单相智能电能表已经无法工作，供电部门的运维人员无法在故障现场获得损毁单相智能电能表的电量数据，使用本装置既可在现场对事故电能表进行处置，又可将提取到多只单相智能电能表的电量数据发送到远端，找出更深层次的故障原因。既减轻了供电管理部门的现场工作难度，又减少了智能电能表生产企业的运维成本。
Description
技术领域
本发明属于智能电网领域，是一种现场损毁单相智能电能表电量数据提取装置及其操作方法。
背景技术
单相智能电能表具有正向有功电量、反向有功电量计量功能；具有总、尖、峰、平、谷分时计量功能；具有12个结算月的总电量和各费率电量记录功能；具有254个整点冻结电量数据记录功能。这些不同类型的电量数据既可以通过通信接口读取，又可以直接在单相智能电能表的LCD显示屏上直接查看。因为智能电能表的明显优势，当前智能电能表已经安装了超过4亿多只，基本实现了全面覆盖。但是单相智能电能表的普及也带来一个新的问题，当单相智能电能表因雷击线路、线路老化、某些工作人员在安装电能表时粗心大意，没有把接线螺丝拧紧，造成接触不良等原因时，会发生火灾造成智能电能表的接线端子和内部的电子部分严重损毁。机械电能表在烧毁时，可以根据残留的机械计度器直接在现场获得用电数据；而单相智能电能表在损毁时，其供电电路都被烧毁，智能电能表已经无法工作，导致运维人员无法在故障现场获得损毁电能表的电量数据，需要将这些损毁的单相智能电能表返回到生产厂家，由厂家技术人员直接读取电路板上的EEPROM存储器，得到各种电量数据，然后再反馈给供电部门。这样就给供电管理部门的现场维护、电费的追缴等增加了极大的麻烦，也给智能电能表生产厂家增加巨大的维护成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种使用方便，适于在故障现场使用、且无需供电，能够直接读取损毁单相智能电能表的EEPROM存储器、且提取各种电量数据的现场损毁单相智能电能表电量数据提取装置；并提供现场损毁单相智能电能表电量数据提取装置的操作方法。
解决其技术问题之一采用的技术方案是：一种损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特征是：它包括单片机电路分别与按键电路、SOP8脚BIOS夹子电路、RS485电路、FLASH存储器电路、LCD显示电路、电源电路相连接。
所述的单片机电路包括芯片U1，晶振X1，电容C1-C3，电阻R1-R5相连接。
所述的按键电路包括按键KEY1-KEY3，电阻R8-R10，电容C4-C6相连接。
所述的SOP8脚BIOS夹子电路包括SOP8脚BIOS夹子的接头焊盘J1，电阻R6、R7相连接。
所述的RS485电路包括芯片U2，电阻R12、R13，热敏电阻PTC1、PTC2，瞬压二极管TVS1相连接。
所述的FLASH存储器电路包括芯片U3，电阻R14，电容C7、C8相连接。
所述的LCD显示电路包括LCD显示屏LCD1，电阻R11，白色发光二极管LED1相连接。
所述的电源电路包括芯片U4，电阻R15、R16、R17，电容C9、C10、C11，二极管D1，锂电池BAT1，短接测试点TEST相连接。
所述单片机电路的芯片U1型号为FM3318。
解决其技术问题之二采用的技术方案是：一种损毁单相智能电能表电量数据提取装置的操作方法，其特征是，
1）在故障现场，将损毁的单相智能电能表的表壳打开，找到电路板上EEPROM芯片，将EEPROM芯片的周围清理干净：
2）将SOP8脚BIOS夹子夹住EEPROM芯片，后点击“提取”按键，单片机检测到“提取”按键动作，通过SOP8脚BIOS夹子建立的电路连接，开始读取智能电能表的EEPROM存储器数据，将EEPROM芯片的所有电量数据读取出来，并将读出的数据保存到装置内的FLASH存储器内，损毁单相智能电能表电量数据提取装置的LCD显示屏显示“OK”提示数据提取完成；
3）将SOP8脚BIOS夹子移开，点击“上翻”、“下翻”按键，开始查阅当前故障智能电能表的各种电量数据，显示数据有电能表的表号、通讯地址、当前的总、尖、峰、平、谷电量，上12个结算月的总电量和各费率电量，最近254个整点冻结电量。
进一步，通过损毁单相智能电能表电量数据提取装置的具备RS485接口将现场提取到多只单相智能电能表的电量数据发送到远端的计算机中，作进一步的数据分析，为现场故障的排查提供更多证据。
本发明的一种损毁单相智能电能表电量数据提取装置，是一种单相智能电能表现场运维故障处理装置。当用户现场因雷击线路、线路老化、接线螺丝松动、接触不良等原因发生火灾，造成智能电能表的接线端子及内部电路因燃烧而损毁事故时，损毁单相智能电能表已经无法工作，供电部门的运维人员无法在故障现场获得损毁单相智能电能表的电量数据，使用本装置，通过专用的SOP8脚BIOS夹子，直接夹住故障智能电能表的EEPROM存储器，后点击“提取”按键，完成提取电量数据操作，使得运维人员既可以在现场第一时间对事故电能表进行处置，又可以通过损毁单相智能电能表电量数据提取装置的具备RS485接口将现场提取到多只单相智能电能表的电量数据发送到远端（办公地点）的计算机中，根据提取的数据做进一步分析，找出更深层次的故障原因。本发明的损毁单相智能电能表电量数据提取装置使用方便，操作方法简便，既减轻了供电管理部门的现场工作难度，又减少了智能电能表生产企业的运维成本。
附图说明
图1为一种损毁单相智能电能表电量数据提取装置的结构框图；
图2为图1中单片机电路、按键电路、SOP8脚BIOS夹子电路的原理图；
图3为图1中SOP8脚BIOS夹子电路连接的夹子示意图；
图4为图1中RS485电路原理图；
图5为图1中FLASH存储器电路原理图；
图6为图1中LCD显示电路原理图；
图7为图1中电源电路原理图。
图3中：1弹簧，2夹子上部分结构，3连接轴，4夹子上部分结构的四个金属触点，5夹子上部分结构的四个金属触点引线，6夹子下部分结构的四个金属触点引线，7夹子下部分结构，8夹子下部分结构四个金属触点。
具体实施方式
下面利用附图和实施例对本发明的一种损毁单相智能电能表电量数据提取装置作出详细说明。
参照图1，本发明的一种损毁单相智能电能表电量数据提取装置，单片机电路分别与按键电路、SOP8脚BIOS夹子电路、RS485电路、FLASH存储器电路、LCD显示电路、电源电路相连接。
参照图2，所述的单片机电路包括芯片U1，晶振X1，电容C1、C2、C3，电阻R1、R2、R3、R4、R5相连接，其中晶振X1连接于芯片U1的60脚与61脚之间，电容C1连接于芯片U1的67脚，电容C2连接于芯片U1的66脚，电阻R1和电容C2连接于芯片U1的75脚，电阻R2连接于芯片U1的32脚，电阻R3连接于芯片U1的31脚，电阻R3连接于芯片U1的30脚，电阻R4连接于芯片U1的29脚。所述单片机电路的芯片U1采用上海复旦微电子的FM3318。所述的按键电路包括按键KEY1、KEY2、KEY3，电阻R8、R9、R10，电容C4、C5、C6相连接，其中电阻R8、电容C4、按键KEY1连接于单片机电路的芯片U1的41脚，电阻R9、电容C5、按键KEY2连接于单片机电路的芯片U1的42脚， 电阻R9、电容C6、按键KEY3连接于单片机电路的芯片U1的43脚。所述的SOP8脚BIOS夹子电路包括SOP8脚BIOS夹子的接头焊盘J1，电阻R6、R7相连接，其中接头焊盘J1使用焊接方式连接到图3中夹子上部分结构的4个金属触点引线5，夹子下部分结构的4个金属触点引线6，接头焊盘J1的端口SDA、电阻R6连接到单片机电路的芯片U1的73脚，接头焊盘J1的端口SCL、电阻R7连接到单片机电路的芯片U1的74脚，接头焊盘J1的端口WP连接到单片机电路的芯片U1的76脚。
参照图3，SOP8脚BIOS夹子具有弹簧1，夹子上部分结构2，连接轴3，夹子上部分结构的四个金属触点4，夹子上部分结构的四个金属触点引线5，夹子下部分结构的四个金属触点引线6，夹子下部分结构7，夹子下部分结构的四个金属触点8。夹子上部分结构2与夹子下部分结构7的后端设置弹簧1，夹子上部分结构2与夹子下部分结构7通过连接轴3铰接，
当夹子夹住智能电能表的EEPROM芯片时，其中夹子上部分结构的四个金属触点4和夹子下部分结构的四个金属触点8分别同EEPROM芯片个各个引脚一一紧密接触，然后通过夹子上部分结构的四个金属触点引线5和夹子下部分结构四个金属触点引线6连接到图2中SOP8脚BIOS夹子电路的接头焊盘J1，这样就把损毁单相智能电能表的EEPROM芯片和单片机电路建立了物理连接，为数据通信建立了信道。
参照图4，所述的RS485电路包括芯片U2，电阻R12、R13，热敏电阻PTC1、PTC2，瞬压二极管TVS1相连接，其中A、B为RS485接口端子，端口RXD485连接到单片机电路的芯片U1的39脚，端口TXD485连接到单片机电路的芯片U1的40脚，端口CTRL485连接到单片机电路的芯片U1的72脚。RS485电路中A、B为RS485外接端子，RS485芯片U2平常处于接收状态，不停的检测A、B的差动信号，一旦发现主站命令报文，则解调后将控制命令数据发送到端口RXD485，提交给单片机电路的U1，单片机U1接收正确命令后，开始将图5中FLASH芯片U3中保存的提取数据，分块读取出来，然后控制CTRL485变为发送状态，后将准备好的分块数据由端口TXD485发送到RS485接口电路，通过RS485芯片U2的调制，将数据发送到RS485网络中，完成数据的发送工作，后再控制端口CTRL485变为接收状态，等待下一个控制命令。其中端口RXD485、TXD485、CTRL485分别连接到单片机电路的对应端口。
参照图5，所述的FLASH存储器电路包括芯片U3，电阻R14，电容C7、C8相连接，其中端口FCS、FSO、FSI、FSCK连接到单片机电路的对应端口。所述的LCD显示电路包括LCD显示屏LCD1，电阻R11，白色发光二极管LED1相连接，其中白色发光二极管LED1、电阻R11连接到单片机电路的芯片U1的46脚，端口COM0、COM1、COM2、COM3、COM4、COM5、SEG0、SEG1、SEG2、SEG3、…、SEG22连接到单片机电路的对应端口。FLASH存储器电路中采用MX25L6445存储器，该存储器保存最多200只智能电能表的提取数据。
参照图6，LCD显示电路中发光二极管LED1发白色光，用于LCD显示屏LCD1的背光照明，可以提升弱光时的显示效果，LCD显示屏采用的是同单相智能电能表完全一样的显示屏，这样可以大大降低运维人员的使用难度。
参照图7，所述的电源电路包括芯片U4，电阻R15、R16、R17，电容C9、C10、C11，二极管D1，锂电池BAT1，短接测试点TEST相连接，其中端口BAT-TEST单片机电路的芯片U1的50脚，端口VDD是系统的电源，短接测试点TEST是用于生产中测试功耗电流，测试合格后使用焊接方式短接。电源电路在接入6V锂电池后，经过电阻R16、R17，电容C11组成的分压电路，由端口BAT-TEST输出到单片机电路的U1，经过A/D转换得到电池电压，单片机根据计算得到的电池电压可以做电池是否欠压判断，一旦欠压，就会在LCD显示屏上提示电池欠压，需要更换电池。6V锂电池经过短接测试点TEST，二极管D1,电阻R15，电容C10连接到芯片U4，通过U4将电压调整为3.3V，后输出到VDD，作为系统电源。
本发明的一种损毁单相智能电能表电量数据提取装置所有电子元器件均为市售产品。
本发明的一种损毁单相智能电能表电量数据提取装置的操作方法是：
1）在故障现场，将损毁的单相智能电能表的表壳打开，找到电路板上EEPROM芯片，将EEPROM芯片的周围清理干净：
2）将SOP8脚BIOS夹子夹住EEPROM芯片，后点击“提取”按键，单片机电路的芯片U1检测到“提取”按键KEY1动作，通过SOP8脚BIOS夹子建立的电路连接，开始读取智能电能表的EEPROM存储器数据，将EEPROM芯片的所有电量数据读取出来，并将读出的数据保存到装置内的FLASH存储器U3内，FLASH存储器U3可以保存最多200只智能电能表的提取数据，整个数据读取时间大约需要30秒钟，损毁单相智能电能表电量数据提取装置的LCD显示屏显示“OK”提示数据提取完成；
3）将SOP8脚BIOS夹子移开，点击“上翻”KEY2按键、“下翻”KEY3按键，开始查阅当前故障智能电能表的各种电量数据，LCD显示数据有电能表的表号、通讯地址、当前的总、尖、峰、平、谷电量，上12个结算月的总电量和各费率电量，最近254个整点冻结电量，显示中，如果15秒钟无按键操作，则关闭显示，进入低功耗省电模式；
通过损毁单相智能电能表电量数据提取装置的具备RS485接口将现场提取到多只单相智能电能表的电量数据发送到远端（办公地点）的计算机中，作进一步的数据分析，为现场故障的排查提供更多证据。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的权利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特征是：它包括单片机电路分别与按键电路、SOP8脚BIOS夹子电路、RS485电路、FLASH存储器电路、LCD显示电路、电源电路相连接。
2.根据权利要求1所述的损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特征是，所述的单片机电路包括芯片U1，晶振X1，电容C1-C3，电阻R1-R5相连接。
3.根据权利要求1所述的损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特征是，所述的按键电路包括按键KEY1-KEY3，电阻R8-R10，电容C4-C6相连接。
4.根据权利要求1所述的损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特征是，所述的SOP8脚BIOS夹子电路包括SOP8脚BIOS夹子的接头焊盘J1，电阻R6、R7相连接。
5.根据权利要求1所述的损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特征是，所述的RS485电路包括芯片U2，电阻R12、R13，热敏电阻PTC1、PTC2，瞬压二极管TVS1相连接。
6.根据权利要求1所述的损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特征是，所述的FLASH存储器电路包括芯片U3，电阻R14，电容C7、C8相连接。
7.根据权利要求1所述的损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特征是，所述的LCD显示电路包括LCD显示屏LCD1，电阻R11，白色发光二极管LED1相连接。
8.根据权利要求1所述的损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特征是，所述的电源电路包括芯片U4，电阻R15、R16、R17，电容C9、C10、C11，二极管D1，锂电池BAT1，短接测试点TEST相连接。
9.根据权利要求2所述的损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特征是，所述单片机电路的芯片U1型号为FM3318。
10.根据权利要求1所述的损毁单相智能电能表电量数据提取装置，其特征是，操作方法的步骤为：
1）在故障现场，将损毁的单相智能电能表的表壳打开，找到电路板上EEPROM芯片，将EEPROM芯片的周围清理干净：
2）将SOP8脚BIOS夹子夹住EEPROM芯片，后点击“提取”按键，单片机检测到“提取”按键动作，通过SOP8脚BIOS夹子建立的电路连接，开始读取智能电能表的EEPROM存储器数据，将EEPROM芯片的所有电量数据读取出来，并将读出的数据保存到装置内的FLASH存储器内，损毁单相智能电能表电量数据提取装置的LCD显示屏显示“OK”提示数据提取完成；
3）将SOP8脚BIOS夹子移开，点击“上翻”、“下翻”按键，开始查阅当前故障智能电能表的各种电量数据，显示数据有电能表的表号、通讯地址、当前的总、尖、峰、平、谷电量，上12个结算月的总电量和各费率电量，最近254个整点冻结电量，且通过损毁单相智能电能表电量数据提取装置的具备RS485接口将现场提取到多只单相智能电能表的电量数据发送到远端的计算机中，作进一步的数据分析，为现场故障的排查提供更多证据。
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