CN111398861B - 一种2m线缆故障检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种2M线缆故障检测电路，所述检测电路包括电源模块、控制模块、接口控制模块、功能选择模块和状态输出模块；所述接口控制模块为继电器开关模块，所述继电器开关模块的输入端与所述控制模块基于信号线连接，所述继电器开关模块的输出端引出第一电导线，所述第一电导线的一端设置有专用2M测试接头；所述电源模块连接所述控制模块的电源输入端，所述功能选择模块连接所述控制模块的信号输入端，所述控制模块的信号输出端连接所述状态输出模块。所述检测电路集短接环回、开断、测试功能于一体，总体缩短了2M线缆的排查时间，节约人力资源，大幅度提升了线缆排查的准确度。

Description

一种2M线缆故障检测电路

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种2M线缆故障检测电路。

背景技术

2M复用接口技术作为目前通讯领域中运用最广泛的技术，通常将2M接口端子熔接在2M同轴线缆上形成用来传输信号的2M通信线路，而在2M线缆熔接完成后需要对其进行短路与开路测试，具体为：首先将2M线缆一端的2M接口端子的中心插针与端子接地外壳做短路和开路操作，再将2M线缆的另一端连接在测试仪器上进行测试，最后根据测试结果判断2M线缆的好坏。此方法耗费人力，且由于2M接口端子的中心插针与端子接地外壳间距小，从而增加了检测难度，使得工作效率低下。针对如何智能有效地检测出2M线缆的故障方式，现有技术中还没有提出一种简便高效的电路结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种2M线缆故障检测电路，利用已写入测试程序的控制芯片，可实现2M线缆在短接环回模式与开断模式之间的智能切换检测，降低工作难度，减少开销成本，提高工作效率。

为了解决上述问题，本发明提出了一种2M线缆故障检测电路，所述检测电路包括电源模块、控制模块、接口控制模块、功能选择模块和状态输出模块；

所述接口控制模块为继电器开关模块，所述继电器开关模块的输入端与所述控制模块基于信号线连接，所述继电器开关模块的输出端引出第一电导线，所述第一电导线的一端设置有专用2M测试接头；

所述电源模块连接所述控制模块的电源输入端，所述功能选择模块连接所述控制模块的信号输入端，所述控制模块的信号输出端连接所述状态输出模块。

可选的实施方式，所述电源模块包括5V直流电源、电源控制开关和电源状态显示单元，所述5V直流电源连接所述电源控制开关的一端，所述电源控制开关的另一端分别连接所述电源状态显示单元和所述控制模块。

可选的实施方式，所述控制模块采用型号为STC89C52RC的控制芯片。

可选的实施方式，所述功能选择模块包括第一按键开关和第二按键开关，所述第一按键开关的一端和所述第二按键开关的一端分别连接所述控制芯片的信号输入端，所述第一按键开关的另一端和所述第二按键开关的另一端直接接地。

可选的实施方式，所述状态输出模块包括开路状态显示单元和短路状态显示单元，所述开路状态显示单元和所述短路状态显示单元分别与所述控制芯片的信号输出端相连接。

可选的实施方式，所述检测电路还包括系统管理模块，所述系统管理模块包括系统时钟电路和系统复位电路，所述系统时钟电路和所述系统复位电路分别与所述控制芯片相连接。

可选的实施方式，所述检测电路还包括模式指示模块，所述模式指示模块包括测试模式指示单元、环回模式指示单元和发送模式指示单元，所述测试模式指示单元、所述环回模式指示单元和所述发送模式指示单元分别与所述控制芯片相连接。

可选的实施方式，所述检测电路还包括接口延伸模块，所述接口延伸模块包括第一接线端子和第二接线端子；

所述第一接线端子的一端连接所述控制芯片的信号输出端，所述第一接线端子的另一端引出第二电导线，所述第二电导线的一端设置有第一延伸接口；

所述第二接线端子的一端连接所述控制芯片的信号输出端，所述第二接线端子的另一端引出第三电导线，所述第三电导线的一端设置有第二延伸接口。

在本发明实施例中，所述检测电路利用专用的2M测试接头与2M线缆的2M端子相耦合，通过已写入测试程序的控制芯片对接入的2M线缆实现快速智能的短接环回测试或者开断测试，与传统的人工检测方式相比，极大地降低工作难度，减少开销成本，提高工作效率。另外，所述检测电路还提供了多用途扩展接口，以适应不同接头类型的线缆进行测试工作，使得所述检测电路具备通用性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例公开的2M线缆故障检测电路的原理示意图；

图2是本发明实施例公开的2M线缆故障检测电路的结构示意图；

图3是本发明实施例公开的2M线缆故障检测的实施过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例中的2M线缆故障检测电路的原理示意图；图2是本发明实施例中的2M线缆故障检测电路的结构示意图。

如图1所示，一种2M线缆故障检测电路，所述检测电路包括电源模块、控制模块、接口控制模块、功能选择模块和状态输出模块。

具体的，所述接口控制模块为继电器开关模块P4，所述继电器开关模块P4的输入端与所述控制模块基于信号线连接，所述继电器开关模块P4的输出端引出第一电导线，所述第一电导线的一端设置有专用2M测试接头P5；所述电源模块连接所述控制模块的电源输入端，所述功能选择模块连接所述控制模块的信号输入端，所述控制模块的信号输出端连接所述状态输出模块。

其中，所述控制模块采用型号为STC89C52RC的控制芯片U1，以单片机最小系统为平台延伸研发设计，低功耗且具备多个I/O口，使得所述控制芯片U1可以根据已写入的程序，通过I/O口直接控制所述检测电路中的其他模块的工作情况，减少所述检测电路的元器件使用数量，在满足使用性最大化的基础上节约产品成本。需要说明的是，本发明实施例设置所述控制芯片U1的P2.0端口为发送信号端口、P2.1端口为接收信号端口。

在本发明实施例中，所述专用2M测试接头P5采用与电力通信网中的通用2M线缆的2M端子相螺旋耦合的接头，以实现快速牢固耦合的结构原理，避免了手工短接和开断时发生接触不良，从而影响2M线缆的诊断结果，解决了由于2M端子的中心插针与端子接地外壳间距小而引起的排查难度大等问题，相比于传统的利用常规细音频线短接环回配合万用表测试的方式，总体上可极大地缩短排查时间，节约人力资源，提升排查准确度。

基于所述专用2M测试接头P5的使用原理，如图2所示，假设所述专用2M测试接头P5的引脚1将接触所述2M线缆的2M端子的线芯，引脚2将接触所述2M线缆的2M端子的屏蔽层。设置所述继电器开关模块P4的IN引脚连接所述控制芯片U1的P3.3端口，其NC引脚连接所述控制芯片U1的P2.0端口，其NO引脚连接所述控制芯片U1的P2.1端口。需要说明的是，所述第一导线实际上包含有两根细导线，且所述两根细导线有不同的连接方式，分别为：一根细导线的一端连接所述专用2M测试接头P5的引脚1，另一端连接所述继电器开关模块P4的COM引脚；另一根细导线的一端连接所述专用2M测试接头的引脚2，另一端连接所述继电器开关模块P4的NO引脚。具体的，当所述继电器开关模块P4的IN端为高电平时，其NC脚与COM脚连接，此时所述专用2M测试接头P5只有引脚1接入所述检测电路中，即信号通过所述专用2M测试接头P5的线芯输出；当所述继电器开关模块P4的IN端为低电平时，其NO脚与COM脚连接，此时所述专用2M测试接头P5的引脚1和引脚2短接，即所述专用2M测试接头P5的线芯和屏蔽层短接，作为信号的环回条件。

本发明实施过程中，对一根2M线缆进行排查时，需要在所述2M线缆的两个端口分别设置一个检测电路，且在整个检测过程中两个检测电路必须同时工作。其中，所述电源模块用于对所述检测电路进行供电，所述功能选择模块用于控制所述2M线缆的一个端口执行测试工作模式或者环回工作模式，以及触发处于测试工作模式的一个端口发送不同频率的信号，所述接口控制模块用于控制所述2M线缆中的处于非测试工作模式的一个端口为短路环回状态或者开断状态，所述控制模块用于根据所述功能选择模块所反馈的开关信号来执行相关的指令，并输出检测结果至所述状态输出模块进行及时显示。

具体的，如图2所示，所述电源模块包括5V直流电源P1、电源控制开关S1和电源状态显示单元，所述5V直流电源P1连接所述电源控制开关S1的一端，所述电源控制开关S1的另一端分别连接所述电源状态显示单元和所述控制模块，通过所述电源控制开关S1直接控制所述检测电路的工作状态，使得所述检测电路可灵活应用。其中，所述电源状态显示单元包括限流电阻R2、发光二极管D4以及保护所述发光二极管D4可缓慢熄灭的电容C1。

具体的，如图2所示，所述功能选择模块包括第一按键开关S2和第二按键开关S3，所述第一按键开关S2的一端和所述第二按键开关S3的一端分别连接所述控制芯片U1的信号输入端，所述第一按键开关S2的另一端和所述第二按键开关S3的另一端直接接地。在本发明实例中，所述第一按键开关S2的一端连接所述控制芯片U1的P1.0端口，所述第二按键开关S3的一端连接所述控制芯片U1的P1.1端口，且所述控制芯片U1已设置自身的P1.0端口为工作模式选择端口，P1.1端口为发送信号控制端口。其中，所述控制芯片U1默认P1.0端口的初始高电平状态为环回工作模式，当闭合所述第一按键开关S2时，P1.0端口由高电平状态跳变为低电平状态，此时所述检测电路处于测试工作模式；同理，当闭合所述第二按键开关S3时，P1.0端口跳变为低电平状态，此时所述控制芯片U1识别到P1.0端口的低电平信号后，触发P2.0端口开始发送不同频率的信号。需要说明的是，所述第二按键开关S3执行闭合动作的前提是：所述检测电路处于测试工作模式，作为所述2M线缆的测试端；且单次触发代表该测试端发送信号的方式为长发模式，两次触发代表该测试端发送信号的方式为闪烁模式，此设计将提高对所述2M线缆检测的可靠性。所述功能选择模块利用简单的开关器件配合所述控制芯片U1的端口程序控制，使得产品最小化。

在本发明实施例中，根据所述功能选择模块的存在，对应设置有一个所述模式指示模块，如图2所示，所述模式指示模块包括测试模式指示单元、环回模式指示单元和发送模式指示单元，所述测试模式指示单元、所述环回模式指示单元和所述发送模式指示单元分别与所述控制芯片U1相连接。具体的，所述测试模式指示单元和所述环回模式指示单元分别连接所述控制芯片U1的P3.2端口和P3.3端口，所述发送模式指示单元包括长发模式子单元和闪烁模式子单元，所述长发模式子单元和所述闪烁模式子单元分别连接所述控制芯片U1的P3.0端口和P3.1端口。所述控制芯片U1将根据P1.0端口和P1.1端口所反馈的电平信号分别对P3.0端口至P3.3端口中相应的一个或者两个端口输出低电平信号，以控制该一个或者两个端口所对应的指示单元中的发光二极管处于发光状态。

具体的，如图2所示，所述状态输出模块包括开路状态显示单元和短路状态显示单元，所述开路状态显示单元和所述短路状态显示单元分别与所述控制芯片U1的信号输出端连接。在本发明实施例中，所述开路状态显示单元和所述短路状态显示单元分别连接所述控制芯片U1的P1.2端口和P1.5端口，当所述控制芯片U1在P1.2端口或者P1.5端口输出低电平时，将对应控制所述开路状态显示单元中的发光二极管D1或者所述短路状态显示单元中的发光二极管D5处于发光状态，以此对所述2M线缆的故障情况进行直观显示。所述状态输出模块还提供了两个备用的状态显示单元，且分别对应所述控制芯片U1中的不同输出端口P1.3和P1.4，在所述开路状态显示单元和所述短路状态显示单元中存在任意一个发生故障时，由所述控制芯片U1的程序更改替换输出端口，从而提高所述检测电路的使用率。

进一步的，如图2所示，所述检测电路还包括系统管理模块，所述系统管理模块包括系统时钟电路和系统复位电路，所述系统时钟电路和所述系统复位电路分别与所述控制芯片U1相连接。在本发明实施例中，所述系统时钟电路采用11.0592MHz的晶振Y1，便于所述控制芯片U1在执行命令时进行时间管控，可得到精确的通信波特率，保障所述2M线缆通信的高可靠性，从而提高所述2M线缆故障检测的正确性。所述系统复位电路为整个控制系统提供复位功能，当所述控制系统出现“挂机”或者错误时可以复归，确保所述检测电路运行的稳定性。

通过上述对所述检测电路的各个模块的功能描述，可以满足所述检测电路完成对所述2M线缆的故障检测工作。为了实现所述检测电路的通用化，所述检测电路还设置有一个接口延伸模块，如图2所示，所述接口延伸模块包括第一接线端子P2和第二接线端子P3。其中，所述第一接线端子P2的一端连接所述控制芯片U1的信号输出端，所述第一接线端子P2的另一端引出第二电导线，所述第二电导线的一端设置有第一延伸接口；所述第二接线端子P3的一端连接所述控制芯片U1的信号输出端，所述第二接线端子P3的另一端引出第三电导线，所述第三电导线的一端设置有第二延伸接口。具体的，所述第一接线端子P2的引脚1和所述第二接线端子P3的引脚1分别连接所述控制芯片U1的P2.0端口，所述第一接线端子P2的引脚2和所述第二接线端子P3的引脚2分别连接所述控制芯片U1的P2.1端口，便于所述检测电路的功能扩展使用，根据不同应用场合在所述第一延伸接口和所述第二延伸接口上接入相对应型号的测试接头进行线缆排查，实现了所述检测电路的价值最大化。

本发明实施过程中，如图3所示，将待排查2M线缆的第一端与检测电路A的专用2M测试接口P5连接，所述待排查2M线缆的第二端与检测电路B的专用2M测试接口P5-1连接，设置所述待排查2M线缆的第一端为测试端、第二端为被测试端。对所述待排查2M线缆的短路环回或者开断动作分别进行以下分析：

(1)当所述检测电路A处于测试工作模式，所述检测电路B处于环回工作模式时：首先触发所述检测电路A的第一按键开关S2切换至测试工作模式，所述检测电路B默认处于环回工作模式；接着触发所述检测电路A的第二按键开关S3，使得所述检测电路A的控制芯片U1由P2.0端口输出一个原始检测信号1，从所述待排查2M线缆的第一端的线芯输出至所述待排查2M线缆的第二端的线芯；在所述待排查2M线缆的第二端，由于所述检测电路B处于环回工作模式，此时所述检测电路B的继电器开关模块P4-1根据IN端的低电平信号，使得所述待排查2M线缆的第二端的线芯和屏蔽层短路，此时所述原始检测信号1在所述待排查2M线缆的第二端发生环回，经由所述2M线缆的第二端的屏蔽层返回至所述待排查2M线缆的第一端的屏蔽层；最后，所述检测电路A的控制芯片U1的P2.1端口接收短路环回后的二次检测信号2，与P2.0端口发送的所述原始检测信号1进行对比分析，并将分析结果输出至所述检测电路A的状态输出模块进行发光显示，具体输出结果如表1所示。

(2)当所述检测电路A处于测试工作模式，所述检测电路B处于测试工作模式时：由于所述检测电路A仍为测试端，所述检测电路A按照(1)所说明的步骤在所述检测电路A的控制芯片U1的P2.0端口输出一个原始检测信号3，从所述待排查2M线缆的第一端的线芯输出至所述待排查2M线缆的第二端的线芯；作为被测试端的所述检测电路B，触发所述检测电路B的第一按键开关S2-1切换至测试工作模式，此时所述检测电路B的继电器开关模块P4-1的NC端与COM端相连接，说明所述待排查2M线缆的第二端的线芯和屏蔽层处于开断状态，所述原始检测信号3无法在所述待排查2M线缆的第二端发生环回；同理，所述检测电路A的控制芯片U1在设定时间内通过P2.0端口进行信号的接收与对比分析，并在所述检测电路A的状态输出模块进行发光显示，具体输出结果如表1所示。

表1所述检测电路A的输出状态对应表

需要说明的是，当所述待排查2M线缆的第二端环回短路时，显示结果为线缆短路则表示所述待排查2M线缆正常，若显示结果为线缆开路则表示所述待排查2M线缆中间开断；当所述待排查2M线缆的第二端开断时，显示结果为线缆开路则表示所述待排查2M线缆正常，若显示结果为线缆短路则表示所述待排查2M线缆中间短路。在本发明实施例中，也可将所述待排查2M线缆的第一端设置为被测试端、第二端设置为测试端，通过各自的检测电路进行工作模式选择即可，无需互换测试位置便可在所述待排查2M线缆的两端快速互换工作角色，从而实现线缆的快速全面排查工作，大大缩短实际操作时间。

在本发明实施例中，所述检测电路利用专用的2M测试接头与2M线缆的2M端子相耦合，通过已写入测试程序的控制芯片对接入的2M线缆实现快速智能的短接环回测试或者开断测试，与传统的人工检测方式相比，极大地降低工作难度，减少开销成本，提高工作效率。另外，所述检测电路还提供了多用途扩展接口，以适应不同接头类型的线缆进行测试工作，使得所述检测电路具备通用性能。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种2M线缆故障检测电路进行了详细介绍，本文中采用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种2M线缆故障检测电路，其特征在于，所述检测电路包括电源模块、控制模块、接口控制模块、功能选择模块和状态输出模块；

所述接口控制模块为继电器开关模块，所述继电器开关模块的输入端与所述控制模块基于信号线连接，所述继电器开关模块的输出端引出第一电导线，所述第一电导线的一端设置有专用2M测试接头；

所述第一电导线中的一根细导线的一端连接所述专用2M测试接头的引脚1，另一端连接所述继电器开关模块的COM引脚；另一根细导线的一端连接所述专用2M测试接头的引脚2，另一端连接所述继电器开关模块的NO引脚；所述专用2M测试接头采用通用2M线缆的2M端子相螺旋耦合的接头；

所述电源模块连接所述控制模块的电源输入端，所述功能选择模块连接所述控制模块的信号输入端，所述控制模块的信号输出端连接所述状态输出模块；所述检测电路还包括系统管理模块，所述系统管理模块包括系统时钟电路和系统复位电路，所述系统时钟电路和所述系统复位电路分别与所述控制模块相连接；

所述功能选择模块包括第一按键开关和第二按键开关，所述第一按键开关的一端和所述第二按键开关的一端分别连接所述控制模块的信号输入端，所述第一按键开关的另一端和所述第二按键开关的另一端直接接地；

所述检测电路还包括模式指示模块，所述模式指示模块包括测试模式指示单元、环回模式指示单元和发送模式指示单元，所述测试模式指示单元、所述环回模式指示单元和所述发送模式指示单元分别与所述控制模块相连接。

2.根据权利要求1所述的2M线缆故障检测电路，其特征在于，所述电源模块包括5V直流电源、电源控制开关和电源状态显示单元，所述5V直流电源连接所述电源控制开关的一端，所述电源控制开关的另一端分别连接所述电源状态显示单元和所述控制模块。

3.根据权利要求2所述的2M线缆故障检测电路，其特征在于，所述控制模块采用型号为STC89C52RC的控制芯片。

4.根据权利要求3所述的2M线缆故障检测电路，其特征在于，所述状态输出模块包括开路状态显示单元和短路状态显示单元，所述开路状态显示单元和所述短路状态显示单元分别与所述控制芯片的信号输出端连接。

5.根据权利要求3所述的2M线缆故障检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括接口延伸模块，所述接口延伸模块包括第一接线端子和第二接线端子；

所述第一接线端子的一端连接所述控制芯片的信号输出端，所述第一接线端子的另一端引出第二电导线，所述第二电导线的一端设置有第一延伸接口；

所述第二接线端子的一端连接所述控制芯片的信号输出端，所述第二接线端子的另一端引出第三电导线，所述第三电导线的一端设置有第二延伸接口。

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