CN111697997B - 一种基于抄控器的hplc模块快速检测装置及方法 - Google Patents

一种基于抄控器的hplc模块快速检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置及方法，该装置包括初始化模块、通信初始化模块、检测模块、通信初始化响应模块、检测响应模块和检测响应判断模块共六个模块；本发明由于基于抄控器，无需通过传统模式首先进行组网检测，只要上电后物理有连接就能快速完成读ID、抄表等基本功能验证，因此多功能检定仓的检测前组网时间理想状态可忽略不计，有效缩短HPLC模块的在多功能仓的检测时间，具有检测快，易部署，低成本，易操作等优点。

Description

一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置及方法
技术领域
本发明属于HPLC模块检测技术领域，具体涉及一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置及方法。
背景技术
低压电力线高速载波通信技术占用频带宽，数据传输速率高，无需另外铺设通信线路，安装方便，可实现对用户电表的数据采集和控制，适应性好。由河北省计量中心自主创建的HPLC模块(即HPLC通信单元)检测流水线在2019年6月24日正式投产并顺利运行，属国网首条HPLC模块自动化检测线体，HPLC模块将逐步替代目前使用的窄带抄表模块。HPLC检测流水线建成初期，基于传统的路由模式进行检测，经过一段时间的批量检测，发现检测效率并不能满足产能需要，通过重点优化策略，合理安排检测流程，HPLC模块在多功能检定仓的检测时间最长仍需110秒。
其中，HPLC模块检测前在多功能检定仓的组网时间最长为50秒，其他检测项目检测时长约60秒。由于HPLC模块需求数量巨大，采用传统检测方式，任务重，时间长，不能满足HPLC模块大批量检测的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于抄控器的快速检测HPLC模块的装置及方法缩短HPLC模块在多功能检定仓的检测时间，加快HPLC模块的流转节拍，降低运维人员的工作强度，从整体上提升HPLC模块的检测效率。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置，包括初始化模块、通信初始化模块、检测模块、通信初始化响应模块、检测响应模块和检测响应判断模块共六个模块；
初始化模块对MAC地址、工作频段、STA地址和读取对象参数进行初始化；通信初始化模块在开始发送报文前与检测体建立通信连接；检测模块根据用户设置或者初始化的参数，发送特定的检测报文；通信初始化响应模块收到通信初始化报文反馈频偏值建立通信连接；检测响应模块接收到特定检测报文后读取STA相关参数，发送特定的检测响应报文；检测响应判断模块是根据接收到的检测响应，分析判断响应报文是否正确。
作为HPLC模块快速检测装置进一步改进，所述初始化模块用于初始化抄控器，设置抄控器的MAC地址和工作频段，如果用户设置HPLC模块的STA地址和读取对象则使用设置值；如果用户未重新设置，则采用原有的默认值。
作为HPLC模块快速检测装置进一步改进，所述通信初始化模块在频段0到频段3依次发送频偏读取帧，直到读取到正确的频偏信号建立通信连接；其频偏读取帧在原协议SACK的可变区域基础上进行扩展。
作为HPLC模块快速检测装置进一步改进，所述检测模块根据设置的STA地址和检测参数下发检测报文；检测报文复用HPLC协议的抄表报文，该检测报文扩展若干参数同正常HPLC抄表报文进行区分，APDU部分沿用645协议。
作为HPLC模块快速检测装置进一步改进，所述检测报文HPLC协议的APDU、MAC帧头和帧控制部分复用原协议参数，设置特殊值，从而构成抄控器检测方式，达到即兼容HPLC原协议实现抄控器检测的目的；所述特殊值的详细扩展参数包括源TEI与原始源TEI、目的TEI与原始目的TEI、网络标识NID、仅支持长MAC帧和APDU中携带计划检测的STA地址以及参数。
作为HPLC模块快速检测装置进一步改进，所述通信响应模块接收到通信初始化报文后，根据实际频偏值发送频偏，从而与抄控器建立连接。
作为HPLC模块快速检测装置进一步改进，所述检测响应模块收到检测命令后，给STA发送检测报文，并根据抄控器检测标志区分判断是否检测报文，如果是直接读取APDU的内容；如果是本模块的MAC地址，读取参数后上报检测响应报文，该报文复用HPLC协议，报文参数中设置抄控器检测标志与正常抄表报文区分，检测内容沿用645协议。作为HPLC模块快速检测装置进一步改进，所述检测响应模块发送给STA的检测报文后，根据APDU、MAC帧头和帧控制的特殊标识识别是否抄控器检测，如果是抄控器检测则继续解析APDU部分的STA地址。
作为HPLC模块快速检测装置进一步改进，所述检测响应判断模块在接收到响应报文后，如果是抄控器检测响应报文，则继续判断检测响应参数是否正确，如果正确则芯片ID与数据库中的ID匹配，则STA模块正常，否则STA模块异常。
一种应用上述装置的检测方法，包括以下步骤：抄控器通过串口应用协议双向通信连接上位机，抄控器电连接电力线，所述电力线上电连接模拟表位，抄控器和模拟表位均与HPLC协议建立连接；抄控器上电，设置MAC地址、频段、检测MAC地址以及参数；在抄表报文发送前，抄控器首先调用通信初始化模块与STA建立联系，依次在频段0到频段3上发送频偏读取帧，STA接收频偏读取帧后，根据APDU、MAC帧头、帧控制的特殊标识识别出是抄控器检测，根据实际值反馈频偏发送频偏反馈帧，从而与抄控器建立连接；根据通信初始化模块设置的条件，抄控器组成报文；STA接收到检测报文后，根据APDU、MAC帧头、帧控制的特殊标识识别到是抄控器检测，继续解析APDU部分的STA地址；APDU中携带的MAC地址如果与本模块的MAC地址不匹配，则直接丢弃此报文，如果MAC地址匹配，则读取响应参数值，并检测响应报文；接收到响应报文后，如果是抄控器检测响应报文继续判断检测响应参数是否正确，如果正确则芯片ID与数据库中的ID匹配，则STA模块正常，否则STA模块异常，一个检测结束。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明由于基于抄控器，无需通过传统模式首先进行组网检测，只要上电后物理有连接就能快速完成读ID、抄表等基本功能验证，因此多功能检定仓的检测前组网时间理想状态可忽略不计，有效缩短HPLC模块的在多功能仓的检测时间，具有检测快，易部署，低成本，易操作等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，显而易见地，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他的附图。
图1是基于抄控器的HPLC模块快速检测装置的工作流程框图。
图2是基于抄控器的HPLC模块快速检测方法的流程图。
图3是本发明装置实施部署示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1所示，自动化检定系统的上料模块将需要检测的HPLC模块放入托盘中，载有HPLC模块的托盘经过输送线，通过外观检测装置完成外观检测后，继续流转至HPLC多功能检定仓，仓满触发安装于多功能检定仓内的抄控器启动建立连接并进行检测，全部HPLC模块检测完毕后，工控机开始上传数据，之后托盘从多功能检定仓流转出去，继续进行下一个检测。
本发明一种基于抄控器的快速检测HPLC模块的装置及方法，其中抄控器包括初始化模块、通信初始化模块、检测模块、通信初始化响应模块、检测响应模块、检测响应判断模块共六个模块。初始化模块对MAC地址、工作频段、STA(station HPLC站点的简称)地址、读取对象等参数进行初始化。通信初始化模块在开始发送报文前与检测体建立通信连接。检测模块可以根据用户设置或者初始化的参数，发送特定的检测报文，该检测报文与现有的HPLC协议并不冲突。通信初始化响应模块收到通信初始化报文(读取频偏)反馈频偏值建立通信连接。检测响应模块接收到特定检测报文后读取STA相关参数，发送特定的检测响应报文。检测响应判断模块是根据接收到的检测响应，分析判断响应报文是否正确。
所述初始化模块用于初始化抄控器，可设置抄控器的MAC地址、工作频段，如果用户设置HPLC模块的STA地址和读取对象则使用设置值；如果用户未重新设置，则采用原有的默认值。
所述通信初始化模块即在频段0到频段3依次发送频偏读取帧，直到读取到正确的频偏信号建立通信连接。其频偏读取帧在原协议SACK的可变区域基础上进行扩展。
所述检测模块根据设置的STA地址和检测参数下发检测报文。检测报文复用HPLC协议的抄表报文，该检测报文扩展若干参数同正常HPLC抄表报文进行区分，APDU部分沿用645协议，可以读取STAID、抄表等。
所述检测报文HPLC协议的APDU、MAC帧头、帧控制部分进行了优化，复用原协议参数，但是设置不同的特殊值，从而构成抄控器检测方式，达到即兼容HPLC原协议也能够实现抄控器检测的目的。详细扩展参数包括源TEI与原始源TEI、目的TEI与原始目的TEI、网络标识NID、仅支持长MAC帧和APDU中携带计划检测的STA地址以及参数(例如芯片ID、数据标识等)。
所述通信响应模块接收到通信初始化报文后，根据实际频偏值发送频偏，从而与抄控器建立连接。其报文详见通信初始化模块。
所述检测响应模块收到检测命令后，会根据抄控器检测标志区分判断是否检测报文，如果是直接读取APDU的内容。如果是本模块的MAC地址，读取参数后上报检测响应报文，该报文复用HPLC协议，报文参数中设置抄控器检测标志与正常抄表报文区分，检测内容沿用645协议。
所述检测响应模块发送给STA的检测报文后，根据APDU、MAC帧头、帧控制的特殊标识识别是否抄控器检测，如果是抄控器检测则继续解析APDU部分的STA地址。所述检测响应判断模块在接收到响应报文后，如果是抄控器检测响应报文，则继续判断检测响应参数是否正确，如果正确(芯片ID与数据库中匹配)，则STA模块正常，否则STA模块异常，一个检测结束。
由于本发明所用的报文与HPLC协议无冲突，故本发明也适用于工程现场模块故障排查等。
本发明的检测方法：
下面结合附图2，以本发明提出的基于抄控器的检测方式进一步详细说明：
步骤1按照图3连接完毕后，抄控器上电，设置MAC地址、频段、检测MAC地址以及参数。
步骤2.在抄表报文发送前，抄控器会首先调用通信初始化模块与STA建立联系。抄控器会依次在频段0～3上发送频偏读取帧，其频偏读取帧使用原协议的SACK的可变区域基础上扩展。
表1 SACK帧可变区域
Figure BDA0002514881570000061
将SACK帧扩展帧类型进行扩展，01代表读取频偏，02代表反馈频偏；详细扩展如下：
表2读取频偏扩展帧可变区域
Figure BDA0002514881570000062
步骤3.STA接收频偏读取帧后，根据APDU、MAC帧头、帧控制的特殊标识识别出是抄控器检测，根据实际值反馈频偏发送频偏反馈帧，从而与抄控器建立连接。
表3频偏反馈扩展帧可变区域
Figure BDA0002514881570000071
步骤4.据步骤1设置的条件，抄控器组成报文，其检测报文关键参数如下：
Figure BDA0002514881570000072
Figure BDA0002514881570000081
本发明在检测报文HPLC协议的APDU、MAC帧头、帧控制部分进行了优化，复用原协议参数，但是设置不同的特殊值，从而构成抄控器检测方式，达到即兼容HPLC原协议也能够实现抄控器检测的目的。详细扩展参数如下：
源TEI与原始源TEI；
目的TEI与原始目的TEI；
网络标识NID；
仅支持长MAC帧。
APDU中携带计划检测的STA地址以及参数(例如芯片ID、数据标识等)。
步骤5.STA接收到检测报文后，根据APDU、MAC帧头、帧控制的特殊标识识别到是抄控器检测，继续解析APDU部分的STA地址。
步骤6.APDU中携带的MAC地址如果与本模块的MAC地址不匹配，则直接丢弃此报文。
步骤7.如果MAC地址匹配，则读取响应参数值，并检测响应报文。响应报文的构成与步骤2中报文类似，APDU、MAC帧头、帧控制部分设置特殊值，其他沿用原协议。
步骤8.接收到响应报文后，如果是抄控器检测响应报文继续判断检测响应参数是否正确，如果正确则芯片ID与数据库中的ID匹配，则STA模块正常，否则STA模块异常,一个检测结束。
以上流程仅仅是基于一个STA的流程说明，实际使用中可以抄多个STA的多个参数，从而提高效率。从实践来看，大部分物理连线下，一次检测5个STA的2个参数效果最优。30个STA模块的检测实际控制在25秒以内。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置，其特征在于：包括初始化模块、通信初始化模块、检测模块、通信初始化响应模块、检测响应模块和检测响应判断模块共六个模块；
初始化模块对MAC地址、工作频段、STA地址和读取对象参数进行初始化；通信初始化模块在开始发送报文前与检测体建立通信连接；检测模块根据用户设置或者初始化的参数，发送特定的检测报文；通信初始化响应模块收到通信初始化报文反馈频偏值建立通信连接；检测响应模块接收到特定检测报文后读取STA相关参数，发送特定的检测响应报文；检测响应判断模块是根据接收到的检测响应，分析判断响应报文是否正确；
所述初始化模块用于初始化抄控器，设置抄控器的MAC地址和工作频段，如果用户设置HPLC模块的STA地址和读取对象则使用设置值；如果用户未重新设置，则采用原有的默认值。
2.根据权利要求1所述的一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置，其特征在于：所述通信初始化模块在频段0到频段3依次发送频偏读取帧，直到读取到正确的频偏信号建立通信连接；其频偏读取帧在原协议SACK的可变区域基础上进行扩展。
3.根据权利要求1所述的一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置，其特征在于：所述检测模块根据设置的STA地址和检测参数下发检测报文；检测报文复用HPLC协议的抄表报文，该检测报文扩展若干参数同正常HPLC抄表报文进行区分，APDU部分沿用645协议。
4.根据权利要求3所述的一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置，其特征在于：所述检测报文HPLC协议的APDU、MAC帧头和帧控制部分复用原协议参数，设置特殊值，从而构成抄控器检测方式，达到即兼容HPLC原协议实现抄控器检测的目的；所述特殊值的详细扩展参数包括源TEI与原始源TEI、目的TEI与原始目的TEI、网络标识NID、仅支持长MAC帧和APDU中携带计划检测的STA地址以及参数。
5.根据权利要求1所述的一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置，其特征在于：所述通信初始化响应模块接收到通信初始化报文后，根据实际频偏值发送频偏，从而与检测响应模块建立连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置，其特征在于：所述检测响应模块收到检测命令后，给STA发送检测报文，并根据抄控器检测标志区分判断是否检测报文，如果是直接读取APDU的内容；如果是本模块的MAC地址，读取参数后上报检测响应报文，检测响应报文复用HPLC协议，报文参数中设置抄控器检测标志与正常抄表报文区分，检测内容沿用645协议。
7.根据权利要求6所述的一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置，其特征在于：所述检测响应模块发送给STA的检测报文后，根据APDU、MAC帧头和帧控制的特殊标识识别是否抄控器检测，如果是抄控器检测则继续解析APDU部分的STA地址。
8.根据权利要求7所述的一种基于抄控器的HPLC模块快速检测装置，其特征在于：所述检测响应判断模块在接收到响应报文后，如果是抄控器检测响应报文，则继续判断检测响应参数是否正确，如果正确则芯片ID与数据库中的ID匹配，则STA模块正常，否则STA模块异常。
9.一种按权利要求1-8任一项所述装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：抄控器通过串口应用协议双向通 信连接上位机，抄控器电连接电力线，所述电力线上电连接模拟表位，抄控器和模拟表位均与HPLC协议建立连接；抄控器上电，设置MAC地址、频段、检测MAC地址以及参数；在抄表报文发送前，抄控器首先调用通信初始化模块与STA建立联系，依次在频段0到频段3上发送频偏读取帧，STA接收频偏读取帧后，根据APDU、MAC帧头、帧控制的特殊标识识别出是抄控器检测，根据实际值反馈频偏发送频偏反馈帧，从而与抄控器建立连接；根据通信初始化模块设置的条件，抄控器组成报文；STA接收到检测报文后，根据APDU、MAC帧头、帧控制的特殊标识识别到是抄控器检测，继续解析APDU部分的STA地址；APDU中携带的MAC地址如果与本模块的MAC地址不匹配，则直接丢弃此报文，如果MAC地址匹配，则读取响应参数值，并检测响应报文；接收到响应报文后，如果是抄控器检测响应报文继续判断检测响应参数是否正确，如果正确则芯片ID与数据库中的ID匹配，则STA模块正常，否则STA模块异常，一个检测结束。
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