CN208924262U - 一种电力系统4g无线模块测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电力系统4G无线模块测试装置，包括核心模块、控制模块、状态指示模块、通讯模块、电源模块、测试设备接口，所述的核心模块由51单片机构成，内烧录有启动指令程序、测试指令程序、测试结果发送指令程序；所述的控制模块由51单片机构成，内烧录控制信息指令程序；所述的通讯模块由STM32单片机构成，以特定协议实现其与核心模块之间的双向通信。本实用新型可实现一次性、多数量的4G无线模块功能的快速准确测试，提高了测试效率及测试可靠性；2)本实用新型实现简单，操作方便，经济成本低。

Description

一种电力系统4G无线模块测试装置

技术领域

本实用新型涉及电力行业配电自动化技术领域，具体涉及一种电力系统4G无线模块测试装置，适用于满足国网标准终端产品的远程通信4G无线模块的测试。

背景技术

随着一些高性能芯片和计算方法的相继产生，使得配电自动化产品具有运算、存储、判断和控制等智能化特点，在测量精度、可靠性和自动化程度等方面都有了明显的进步和改善，配变自动化产品的功能也不断得到扩展和完善。

近年来，配电自动化产品形成了不同的终端需求，其中实现配变监测、电能计量、集中器等多位一体的终端成为一种发展趋势。而4G无线模块是终端产品与主站远程信息进行无线传输的重要传输方式，基于此，国家电网公司针对4G无线模块制定了企业标准，对模块进行了标准化定义，明确了4G无线模块接口等基本要求，成为国网电力系统4G无线模块的通用标准。随着配电自动化终端产品的广泛应用，满足国家电网公司4G无线模块标准的终端产品型号日益增多，对于终端产品厂商而言，如何快速测试各型号终端产品4G无线模块的功能是否正常，成为亟待解决的问题。

目前，国内尚未有适用于国家电网公司电力系统用4G无线模块的测试装置，为解决这一问题，有必要开发一种适用于国家电网公司电力系统用4G无线模块的通用测试装置，以提高生产效率，满足配电自动化发展对终端类产品的需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电力系统4G无线模块测试装置，可实现一次性、多数量4G无线模块功能的快速准确测试，提高测试效率及测试可靠性。本实用新型所采用的技术方案如下：

一种电力系统4G无线模块测试装置，包括：核心模块、控制模块、状态指示模块、通讯模块、电源模块、测试设备接口，所述的核心模块由51单片机构成，内烧录有启动指令程序、测试指令程序、测试结果发送指令程序；所述的控制模块由51单片机构成，内烧录控制信息指令程序；所述的通讯模块由STM32单片机构成，以特定协议实现其与核心模块之间的双向通信；

所述的通讯模块的STM32单片机通过背板电路板以串口通信方式与核心模块的51单片机电连接、同时通过背板电路板与控制模块的51单片机实现物理连接，所述的控制模块的51单片机I/O口与核心模块的51单片机I/O口通过背板电路板实现物理连接，所述的状态指示模块通过背板电路板与核心模块的51单片机实现物理连接；

所述的核心模块的51单片机通过背板电路板以串口通信方式与测试设备接口实现物理连接；

所述的电源模块通过背板电路板分别与核心模块的51单片机、控制模块的51单片机、通讯模块的STM32单片机实现电连接。

核心模块、控制模块、状态指示模块实现对待测4G无线模块的测试；电源模块进行交直流电源转换，将220V交流电转化为±5V直流电，为4G无线模块测试装置及待测4G无线模块供电；通讯模块为4G无线模块测试装置与外部计算机之间的通信接口，通过串行口与计算机进行双向通信。

优选地，所述的特定协议是指核心模块与通讯模块之间为串口双向通信，通信配置波特率57600bit/s、8位数据位、1位停止位、无校验位，传输时序为先传低位，后传高位；通讯模块支持三线制通信，通信配置波特率57600bit/s、8位数据位、1位停止位、无校验位，传输时序为先传低位，后传高位。这种方式可以使数据传输更加高效、稳定。

优选地，所述的状态指示模块由红色LED灯、绿色LED灯、黄色LED灯构成。红色LED灯亮代表待测4G无线模块未通过测试，绿色LED灯亮代表待测4G无线模块通过测试，黄色LED灯亮代表该测试装置的核心模块处于休眠状态(即未工作状态)。指示灯方式可以更加直观地反映测试结果。

优选地，所述的电源模块由通过背板电路板依次电连接的防护模块、整流模块、滤波模块三部分构成。所述的防护模块由防浪涌器件构成，整流模块由变压器、晶闸管构成，滤波模块由电容、电感构成。输入的220V交流电首先通过防护模块进行防电磁干扰、提高电源模块抗电磁干扰能力，提升电源稳定性及可靠性；然后，通过整流模块实现220V交流电至±5V直流电的转换；最后，通过滤波模块滤除外部干扰，提高转换后的±5V的电源质量。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型可实现一次性、多数量的4G无线模块功能的快速准确测试，提高了测试效率及测试可靠性；

2)本实用新型实现简单，操作方便，经济成本低。

附图说明

图1为4G无线模块测试装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征能够更加明显易懂，下面结合附图具体说明本实用新型的实施方式。如图1所示，是电力系统4G无线模块测试装置的结构示意图，包括：核心模块、控制模块、状态指示模块、通讯模块、电源模块、测试设备接口。

所述的核心模块用于对4G无线模块的管脚高低电平时序控制，实现正常启动及复位功能，同时进行测试指令的发送并接受4G无线模块返回信息的分析处理。核心模块的硬件由51单片机构成，内烧录有编写完毕的启动指令程序、测试指令程序、测试结果发送指令程序，其中启动指令程序用于对待测4G无线模块的初始化及软启动，测试指令程序用于向待测4G无线模块发送AT指令及接受待测4G无线模块返回信息、并进行返回信息正确与否的判断，测试结果发送指令程序用于将待测4G无线模块的测试结果发送给通讯模块。一方面，通过背板电路板实现该核心模块的51单片机串口与4G无线模块串口的物理连接，进行启动指令与测试指令的发送，用于启动及复位待测4G无线模块；另一方面通过背板电路实现该模块的51单片机串口与通讯模块的物理连接，测试模块与通讯模块之间为串口双向通信，以特定协议(即本说明书后面所述的自定义的各种帧格式)实现二者通信，将每一测试结果发送给通讯模块。核心模块的51单片机通过背板电路板以串口通信方式与测试设备接口实现物理连接；本实施例中，核心模块的51单片机串口以标准的四口凤凰端子作为测试设备接口、连接至待测试的4G无线模块。

所述的控制模块用于该核心模块的工作模式控制，控制该核心模块的测试状态(工作状态或休眠状态)，并将状态信息发给通讯模块。控制模块的硬件由51单片机构成，内烧录控制信息指令程序，实现从通讯模块获取控制信息、将控制信息发送给核心模块等功能。一方面该控制模块的51单片机串口与通讯模块通过背板电路板实现物理连接，通过通讯模块获取控制指令信息；另一方面通过背板电路板实现该控制模块的51单片机I/O口与核心模块的51单片机I/O口物理连接，通过解析从通讯模块获取的控制指令信息，发送工作模式控制指令，控制该核心模块的测试状态。

所述的状态指示模块用于对4G无线模块测试结果的显示，及测试装置本身工作状态的显示。状态指示模块的硬件由红色LED灯、绿色LED灯、黄色LED灯构成，状态指示模块通过背板电路板实现与核心模块的51单片机I/O口的物理连接，通过51单片机I/O口高低电平的输出来控制LED灯的亮灭，用于对4G无线模块测试结果的显示及测试装置本身工作状态的显示。

所述的电源模块的硬件由通过背板电路板依次电连接的防护模块、整流模块、滤波模块三部分构成。其中，防护模块由防浪涌器件等防电磁干扰器件构成，整流模块由变压器、晶闸管等器件构成，滤波模块由电容、电感等器件构成。电源模块将220V交流电转换为高质量的±5V直流电后，通过背板电路板供4G无线模块测试装置的电源端口及待测4G无线模块的电源端口使用。

所述的电源模块通过背板电路板与核心模块的51单片机、控制模块的51单片机、以及状态指示模块电连接，±5V直流电输出后，以背板电路板为以上功能模块供电。

所述的通讯模块的硬件由STM32单片机构成，以特定协议实现二者通信，通讯模块一方面通过计算机实现对测试模块内部参数的配置及程序的烧录，另一方面将测试模块的测试数据结果进行汇总转化，转化为符合测试装置与计算机之间通信协议的数据格式、返回计算机，计算机后台实现测试数据的实时记录及测试结果的自动显示。

所述的通讯模块STM32单片机通过背板电路板以串口通信方式与核心模块的51单片机电连接；同时，STM32单片机通过串口转USB模块(一种通用的模块)与计算机的通信接口电连接。

所述的通讯模块STM32单片机通过背板电路板与电源模块实现电连接，由电源模块输出的±5V直流电为STM32单片机供电。

本实施例中，所有的物理连接均是通过背板连接的，背板为电路板。本实用新型的电力系统4G无线模块测试装置为可扩展型，可根据实际需求配置不同数量的核心模块与状态指示模块，最大可同时支持30路4G无线模块的测试，每增加1路即需要增加一台核心模块的51单片机和一个状态指示模块。如果是多路4G无线模块测试装置，由于涉及到多台核心模块的51单片机，所以各单片机之间需要通过背板电路板实现相互连接，其中的一台核心模块的51单片机分别与通讯模块STM32单片机、以及与控制模块的51单片机实现电连接，以保证各台核心模块的51单片机与通讯模块STM32单片机、与控制模块的51单片机的物理连接。

测试模块与通讯模块之间为串口双向通信，通信配置波特率57600bit/s、8位数据位、1位停止位、无校验位，传输时序为先传低位，后传高位。帧格式如下所示：

帧格式具体说明：

1.帧起始符：标识一帧信息开始；

2.数据域DATA：1个字节，不同组合含义如下表所示，D0～D2低三位数据无代表意义，通讯模块在进行数据处理时，对D0～D2低三位数据不进行解析：

3.校验码CS：从帧起始符开始到校验码之前的所有各字节的模256的和，不计超过256的溢出值；

4.结束符：标识一帧信息的结束。

通讯模块支持三线制通信，通信配置波特率57600bit/s、8位数据位、1位停止位、无校验位，传输时序为先传低位，后传高位。帧格式如下所示：

帧格式具体说明：

1.帧起始符：标识一帧信息开始；

2.有效数据长度L：为每次测试中待测4G无线模块的数量，由核心模块根据控制模块状态自动计算确定；

3.数据域DATA：包含4个字节，为4G无线模块测试结果信息，其中二进制“1”代表待测4G无线模块功能正常，“0”代表待测4G无线模块存在缺陷，其数据有效长度由“有效数据长度L”确定；

4.校验码CS：从帧起始符开始到校验码之前的所有各字节的模256的和，不计超过256的溢出值；

5.结束符：标识一帧信息的结束。

Claims (5)

1.一种电力系统4G无线模块测试装置，其特征在于，包括：核心模块、控制模块、状态指示模块、通讯模块、电源模块、测试设备接口，所述的核心模块由51单片机构成，内烧录有启动指令程序、测试指令程序、测试结果发送指令程序；所述的控制模块由51单片机构成，内烧录控制信息指令程序；所述的通讯模块由STM32单片机构成，以特定协议实现其与核心模块之间的双向通信；

所述的通讯模块的STM32单片机通过背板电路板以串口通信方式与核心模块的51单片机电连接、同时通过背板电路板与控制模块的51单片机实现物理连接，所述的控制模块的51单片机I/O口与核心模块的51单片机I/O口通过背板电路板实现物理连接，所述的状态指示模块通过背板电路板与核心模块的51单片机实现物理连接；

所述的核心模块的51单片机通过背板电路板以串口通信方式与测试设备接口实现物理连接；

所述的电源模块通过背板电路板分别与核心模块的51单片机、控制模块的51单片机、通讯模块的STM32单片机实现电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统4G无线模块测试装置，其特征在于，所述的特定协议是指核心模块与通讯模块之间为串口双向通信，通信配置波特率57600bit/s、8位数据位、1位停止位、无校验位，传输时序为先传低位，后传高位；通讯模块支持三线制通信，通信配置波特率57600bit/s、8位数据位、1位停止位、无校验位，传输时序为先传低位，后传高位。

3.根据权利要求2所述的一种电力系统4G无线模块测试装置，其特征在于，所述的状态指示模块由红色LED灯、绿色LED灯、黄色LED灯构成。

4.根据权利要求2所述的一种电力系统4G无线模块测试装置，其特征在于，所述的电源模块由通过背板电路板依次电连接的防护模块、整流模块、滤波模块三部分构成。

5.根据权利要求4所述的一种电力系统4G无线模块测试装置，其特征在于，所述的防护模块由防浪涌器件构成，整流模块由变压器、晶闸管构成，滤波模块由电容、电感构成。