CN114124158A - 一种hplc通信单元快速检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力通信技术领域，具体涉及一种HPLC通信单元快速检测装置和方法，装置包括主控芯片、外围设备、载波芯片和电源模块，电源模块用于给主控芯片、载波芯片和待测模块供电，主控芯片通过UART与载波芯片连接，主控芯片通过UART和GPIO与待测模块连接，载波芯片通过HPLC通信与待测模块连接；主控芯片用于对待测模块发出的要地址请求后作出正确应答，然后发送命令使载波芯片启动载波通信检测，同时将待测模块地址发送给载波芯片；载波芯片用于根据主控芯片发送的命令启动载波通信检测，还用于将检测结果发送至主控芯片，主控芯片还用于接收检测结果并控制外围设备进行展示。本发明在保证通用性的基础上大大提高了检测效率。

Description

一种HPLC通信单元快速检测装置和方法

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，具体涉及一种HPLC通信单元快速检测装置和方法。

背景技术

PLC(Power Line Communication)技术出现于20世纪20年代初期。它是利用已有的低压配电网作为传输媒介，实现数据传递和信息交换的一种手段。应用电力线通信方式发送数据时，发送器先将数据调制到一个高频载波上，再经过功率放大后通过耦合电路耦合到电力线上。信号频带峰峰值电压一般不超过10V，因此不会对电力线路造成不良影响。

而HPLC(高速电力线载波)技术是在传统PLC技术基础上发展而来，相比传统PLC技术，HPLC技术在传输速率上具有明显优势；且在国家电网的组织推动下，已经形成了一套详细的通信协议标准，各厂家只要按照协议标准进行研发、生产，产品便可实现互联互通。

目前，HPLC技术已经成熟，采用HPLC技术的通信单元已广泛应用于国家电网的集中抄表领域；随着市场规模的增大，通信单元数量的增加，随之而来的检测、运维工作也将增加。由于HPLC技术通信协议非常严谨和复杂，通信单元的检测也相应变得麻烦。因此如何能够对HPLC通信单元进行快速、有效的检测成为行业内的一大难题。对HPLC通信单元的检测，目前行业内主流的方法有两种：

1、抄控器检测法：HPLC技术制定了严谨、复杂的协议以保证通信的稳定可靠，同时，也给检测带来了麻烦；根据协议要求，要想实现通信，首先要进行组网，然而组网可能需要的时间比较长，具体时间根据信道质量和各厂家组网策略不同，从30秒到5分钟不等；这对要求效率的检测来说，很不友好。因此，针对这种情况，各厂家开发了抄控器，可以在不组网的前提下对通信单元进行检测，解决了效率问题；然而，抄控器抄读协议属于私有协议，行业内没有形成统一的协议标准，各厂家之间无法实现互联互通；因此抄控器只能检测本厂家的通信单元，大大降低了通用性。

2、路由模块检测法：路由模块检测方法完全遵循HPLC通信协议及流程，能够兼容各厂家通信单元的检测；但是，正如抄控器检测方法中的描述，使用路由模块对HPLC通信单元进行检测，需要先进行组网，组网过程相对较长，严重影响检测效率。

因此，现有技术中的HPLC通信单元的检测手段均具有检测时间长，检测效率低的问题。

发明内容

为适应电力通信技术领域的实际需求，本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种HPLC通信单元快速检测装置和方法，以提供HPLC通信单元的检测效率，提高检测手段的通用性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种HPLC通信单元快速检测装置，包括：主控芯片、外围设备、载波芯片和电源模块，所述电源模块用于给主控芯片、载波芯片和待测模块供电，所述主控芯片通过UART与载波芯片连接，所述主控芯片通过UART和GPIO与待测模块连接，所述载波芯片通过HPLC通信与待测模块连接；

所述主控芯片用于对待测模块发出的要地址请求作出正确应答，然后发送命令使载波芯片启动载波通信检测，同时将待测模块地址发送给载波芯片；

所述载波芯片用于根据主控芯片发送的命令启动载波通信检测，还用于将检测结果发送至所述主控芯片，所述主控芯片还用于接收检测结果并控制外围设备进行展示。

所述载波芯片进行载波通信检测的步骤包括：

接收主控芯片发送的命令，周期性发送中央信标；

接收到待测模块的关联请求后，判定地址域是否跟主控芯片发送的地址一致，若一致，则判定待测模块载波收发功能正常；否则，到达一定时间后仍未收到待测模块发出的地址一致的关联请求，则判定待测模块的载波收发功能异常；

将载波检测结果上报主控芯片。

所述的一种HPLC通信单元快速检测装置，还包括：功能按键模块、485测试口和调试接口，所述功能按键模块通过GPIO与主控芯片连接；所述485测试口和调试接口通过UART与所述主控芯片连接。

所述主控芯片还用于根据功能按键模块的输入，控制电源模块对所述待测模块进行供电。

所述外围设备包括LED指示灯模块、蜂鸣器电路，所述LED指示灯模块和蜂鸣器电路通过GPIO与主控芯片连接，用于展示检测结果。

所述电源模块包括充电电路、升压电路、和可充电电池。

所述的一种HPLC通信单元快速检测装置，还包括信号衰减电路，所述载波芯片通过信号衰减电路与待测模块连接。

此外，本发明还提供了一种HPLC通信单元快速检测方法，基于所述的一种HPLC通信单元快速检测装置实现，包括以下步骤：

S1、主控芯片发送控制信号使电源模块对待测模块进行供电；

S2、主控芯片对待测模块发出的要地址请求作出正确应答，然后发送命令使载波芯片启动载波通信检测，同时将待测模块地址发送给载波芯片；

S3、载波芯片接收到主控芯片发送的启动载波通信检测命令后，周期性发送中央信标，并等待接收待测模块的关联请求；

S4、载波芯片收到待测模块的关联请求后，判定地址域是否跟主控芯片发送的地址一致，若一致，则判定待测模块载波收发功能正常；否则，到达一定时间后仍未收到待测模块发出的地址一致的关联请求，则判定待测模块的载波收发功能异常；

S5、载波芯片将载波检测结果上报主控芯片，主控芯片接收检测结果并控制外围设备进行展示。

所述外围设备包括LED指示灯、蜂鸣器，所述主控芯片接收到检测结果后，点亮相应LED指示灯，及控制蜂鸣器发出相应声音，以示检测完成，同时通过LED指示灯和蜂鸣器展示检测结果。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明提供了一种HPLC通信单元快速检测装置和方法，利用主控芯片与待测模块通过UART和GPIO端口连接，接收待测模块的要地址请求，启动载波通信检测，然后通过HPLC载波芯片判断关联请求中的地址与主控芯片发送的地址是否一致来判断是否合格，判断省去了组网的繁琐流程，从而在保证通用性的基础上大大提高了检测效率，解决了传统检测方案通用性差或检测效率低的问题。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种HPLC通信单元快速检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一中主控芯片的电路原理图；

图3为本发明实施例一中载波芯片的电路原理图；

图4为本发明实施例一中主控模块的工作流程示意图；

图5为本发明实施例中蜂鸣器电路的电路原理图；

图6为本发明实施例中LED指示灯模块的电路原理图；

图7为本发明实施例一中充电电路的电路原理图；

图8为本发明实施例中升压电路的电路原理图；

图9为本发明实施例中信号衰减电路的电路原理图

图10为本发明实施例中载波芯片的通信流程示意图；

图11为本发明实施例中主控芯片的通信流程示意图；

图12为本发明实施例二提供的一种HPLC通信单元快速检测方法的流程示意图。

具体实施例方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本发明实施例一提供了一种HPLC通信单元快速检测装置，包括：主控芯片、外围设备、载波芯片和电源模块，所述电源模块用于给主控芯片、载波芯片和待测模块供电，所述主控芯片通过UART与载波芯片连接，所述主控芯片通过UART和GPIO与待测模块连接，主控芯片与待测模块通过UART实现要地址请求和应答，主控芯片通过GPIO控制待测模块的复位；所述载波芯片通过HPLC通信与待测模块连接；所述主控芯片用于对待测模块发出的要地址请求作出正确应答，然后发送命令使载波芯片启动载波通信检测，同时将待测模块地址发送给载波芯片；所述载波芯片用于根据主控芯片发送的命令启动载波通信检测，还用于将检测结果发送至所述主控芯片，所述主控芯片还用于接收检测结果并控制外围设备进行展示。

如图2～3所示，分别为本实施例中主控芯片和载波芯片的电路原理图，本实施例中，主控芯片负责响应用户操作、检测流程控制、检测结果显示控制、充电控制、电池状态监测等功能。载波芯片采用SSC1668芯片，其66、67脚分别为SSC1668芯片内置DC-DC的电压反馈引脚和3.3V供电输入引脚，66脚非电压输入引脚，故不需要加去耦电容。如图4所示，为本实施例中，主控芯片的工作流程示意图，装置启动后，首先硬件初始化，参数初始化，然后进行按键扫描，扫描得到按键信息后进行测试流程轮询，完成后进行电池状态扫描和LED灯扫描。载波芯片负责发送中央信标、关联确认等载波流程控制。

具体地，如图1所示，本实施例所述的一种HPLC通信单元快速检测装置，还包括：功能按键模块、485测试口和调试接口，485测试口可以用来测试智能电能表的485接口是否正常，调试接口可以打印调试信息，并且可用于装置的软件升级，所述功能按键模块通过GPIO与主控芯片连接；所述485测试口和调试接口通过UART与所述主控芯片连接。功能按键模块采用三按键设计，分别为“开/关”、“通信单元检测”、“485检测”。按键板采用碳膜工艺，保证按键长时间使用的稳定、可靠。硅胶按键采用硅胶材质，配合按键功能丝印，功能一目了然；按键接触面喷涂导电颗粒，实现导电功能。

具体地，本实施例中，所述外围设备包括LED指示灯模块、蜂鸣器电路和显示单元，所述LED指示灯模块、蜂鸣器电路通过GPIO与主控芯片连接。如图5和如图6所示，分别为蜂鸣器电路和LED指示灯模块的电路原理图。LED指示灯模块包括5个LED指示灯，分别指示“电源指示”、“运行状态”、“485检测结果”、“通信单元检测结果”、“电池状态”，蜂鸣器与五个指示灯搭配，即可表示各种检测状态及检测结果。

具体地，本实施例中，所述电源模块包括充电电路、升压电路、和可充电电池。如图7～8所示，分别为充电电路和升压电路的电路原理图，其中，充电电路用于给电池充电，升压电路用于将电池输出的电压转换为12V电压后输出。充电电路中，BAT_S用于充电状态检测，其与主控芯片输入引脚连接，当此处输出高电平时，表示充电完成，输出低电平时，表示正在充电，处于预充模式、恒流模式或者恒压模式。BAT_CH用于充电控制，其与主控芯片的输出端连接，当主控芯片输出高电平时，电路开始供电，电池开始充电，当主控芯片输出低电平时，电路停止供电，电池停止充电，本实施例中，设备供电采用18650大容量锂离子电池，充电速度快，带载能力强，电池容量大，具有优秀的续航能力。此外，设备同时支持DC12V供电/充电，及外置充电宝供电方案，进一步提高了装置的续航能力。

具体地，本实施例中，装置的外壳采用ABS材质、表面磨砂工艺，外形符合人体工程学设计，方便单手握持。通信单元测试仓兼容单相通信单元和三相通信单元安放检测。装置采用手持式设计，内置大容量锂电池，便于携带，续航能力强；采用按键触发检测及LED指示灯显示检测结果，操作简单，便于使用。且本装置可以兼容单相通信单元及三相通信单元检测。

如图9所示，本实施例的一种HPLC通信单元快速检测装置，还包括信号衰减电路，所述载波芯片通过信号衰减电路与待测模块连接。信号衰减电路串联在检测装置与待测模块之间的电力线信号线路上，起到衰减信号的作用，通过信号衰减电路，从而能将通信性能较差的HPLC通信单元(被测产品)，筛选出来。

本实施例中，所述载波芯片进行载波通信检测的步骤包括：

接收主控芯片发送的命令，周期性发送中央信标；

接收到待测模块的关联请求后，判定地址域是否跟主控芯片发送的地址一致，若一致，则判定待测模块载波收发功能正常；否则，到达一定时间后仍未收到待测模块发出的地址一致的关联请求，则判定待测模块的载波收发功能异常；

将载波检测结果上报主控芯片。

具体地，如图10所示，为载波芯片的通信流程示意图。载波芯片上电后，通过串口侦听主控芯片的命令，收到启动测试命令后，每隔1s周期性地发送中央信标，并侦听电力线报文，当收到关联请求后，判断关联请求中的地址是否与期望一致，并将判断结果发送至主控芯片。

具体地，如图11所示，为主控芯片的通信流程示意图。主控芯片启动后，侦听待测模块的要地址报文，当收到要地址请求后进行回复，然后向载波芯片发送启动载波测试命令，并侦听载波芯片的回复。

进一步地，本实施例中，所述主控芯片还用于根据功能按键模块的输入，控制电源模块对所述待测模块进行供电。

本实施例提供的一种HPLC通信单元快速检测装置，其工作原理如下：装置轮询按键状态，当检测到“通信单元检测”按键按下时，主控芯片控制打开12V供电开关，为待测模块供电。待测模块上电工作后，向主控芯片发起要地址请求，主控芯片收到待测模块要地址请求后作出正确应答；之后命令载波芯片启动载波通信检测，同时将待测模块地址发送给载波芯片。载波芯片收到命令后，开始周期性发送中央信标，当待测模块收到载波芯片发送的中央信标后，待测模块发送关联请求，载波芯片收到待测模块的关联请求后，判定地址域是否跟主控芯片发给它的一致，若一致，则判定待测模块载波收发功能正常；否则，到达一定时间后仍未收到待测模块发出的地址一致的关联请求，则判定待测模块的载波收发功能异常。载波芯片将载波检测结果上报主控芯片，主控芯片根据检测结果点亮相应LED指示灯，及控制蜂鸣器发出相应声音，以示检测完成，并展示检测结果。

实施例二

如图12所示，本发明实施例二提供了一种HPLC通信单元快速检测方法，基于实施例一所述的一种HPLC通信单元快速检测装置实现，包括以下步骤：

S1、主控芯片发送控制信号使电源模块对待测模块进行供电；

S2、主控芯片对待测模块发出的要地址请求后作出正确应答，然后发送命令使载波芯片启动载波通信检测，同时将待测模块地址发送给载波芯片；待测模块的地址为固定地址，预先保存于主控芯片flash内；

S3、载波芯片接收到主控芯片发送的启动载波通信检测命令后，周期性发送中央信标，并等待接收待测模块的关联请求；

S4、载波芯片收到待测模块的关联请求后，判定地址域是否跟主控芯片发送的地址一致，若一致，则判定待测模块载波收发功能正常；否则，到达一定时间后仍未收到待测模块发出的地址一致的关联请求，则判定待测模块的载波收发功能异常；

S5、载波芯片将载波检测结果上报主控芯片，主控芯片接收检测结果并控制外围设备进行展示。

具体地，本实施例中，所述外围设备包括LED指示灯、蜂鸣器和显示单元，所述主控芯片接收到检测结果后，点亮相应LED指示灯，及控制蜂鸣器发出相应声音，以示检测完成，同时通过现实单元展示检测结果。

综上所述，本实施例提供了一种HPLC通信单元快速检测装置和方法，其通过主控芯片和载波芯片的双芯片结构对待测模块进行检测，通过HPLC载波芯片判断关联请求中的地址与主控芯片发送的地址是否一致来判断是否合格，判断省去了组网的繁琐流程，从而在保证通用性的基础上大大提高了检测效率，解决了传统检测方案通用性差或检测效率低的问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；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各实施例例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种HPLC通信单元快速检测装置，其特征在于，包括：主控芯片、外围设备、载波芯片和电源模块，所述电源模块用于给主控芯片、载波芯片和待测模块供电，所述主控芯片通过UART与载波芯片连接，所述主控芯片通过UART和GPIO与待测模块连接，所述载波芯片通过HPLC通信与待测模块连接；

所述主控芯片用于对待测模块发出的要地址请求作出正确应答，然后发送命令使载波芯片启动载波通信检测，同时将待测模块地址发送给载波芯片；

所述载波芯片用于根据主控芯片发送的命令启动载波通信检测，还用于将检测结果发送至所述主控芯片，所述主控芯片还用于接收检测结果并控制外围设备进行展示。

2.根据权利要求1所述的一种HPLC通信单元快速检测装置，其特征在于，所述载波芯片进行载波通信检测的步骤包括：

接收主控芯片发送的命令，周期性发送中央信标；

接收到待测模块的关联请求后，判定地址域是否跟主控芯片发送的地址一致，若一致，则判定待测模块载波收发功能正常；否则，到达一定时间后仍未收到待测模块发出的地址一致的关联请求，则判定待测模块的载波收发功能异常；

将载波检测结果上报主控芯片。

3.根据权利要求1所述的一种HPLC通信单元快速检测装置，其特征在于，还包括：功能按键模块、485测试口和调试接口，所述功能按键模块通过GPIO与主控芯片连接；所述485测试口和调试接口通过UART与所述主控芯片连接。

4.根据权利要求3所述的一种HPLC通信单元快速检测装置，其特征在于，所述主控芯片还用于根据功能按键模块的输入，控制电源模块对所述待测模块进行供电。

5.根据权利要求1所述的一种HPLC通信单元快速检测装置，其特征在于，所述外围设备包括LED指示灯模块、蜂鸣器电路，所述LED指示灯模块和蜂鸣器电路通过GPIO与主控芯片连接，用于展示检测结果。

6.根据权利要求1所述的一种HPLC通信单元快速检测装置，其特征在于，所述电源模块包括充电电路、升压电路、和可充电电池。

7.根据权利要求1所述的一种HPLC通信单元快速检测装置，其特征在于，还包括信号衰减电路，所述载波芯片通过信号衰减电路与待测模块连接。

8.一种HPLC通信单元快速检测方法，基于权利要求1所述的一种HPLC通信单元快速检测装置实现，其特征在于，包括以下步骤：

S1、主控芯片发送控制信号使电源模块对待测模块进行供电；

S2、主控芯片对待测模块发出的要地址请求作出正确应答，然后发送命令使载波芯片启动载波通信检测，同时将待测模块地址发送给载波芯片；

S3、载波芯片接收到主控芯片发送的启动载波通信检测命令后，周期性发送中央信标，并等待接收待测模块的关联请求；

S4、载波芯片收到待测模块的关联请求后，判定地址域是否跟主控芯片发送的地址一致，若一致，则判定待测模块载波收发功能正常；否则，到达一定时间后仍未收到待测模块发出的地址一致的关联请求，则判定待测模块的载波收发功能异常；

S5、载波芯片将载波检测结果上报主控芯片，主控芯片接收检测结果并控制外围设备进行展示。

9.根据权利要求8所述的一种HPLC通信单元快速检测方法，其特征在于，所述外围设备包括LED指示灯、蜂鸣器，所述主控芯片接收到检测结果后，点亮相应LED指示灯，及控制蜂鸣器发出相应声音，以示检测完成，同时通过LED指示灯和蜂鸣器展示检测结果。

Images