CN212115312U - 宽带载波模块应用现场接口测试电路及测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽带载波模块应用现场接口测试电路及测试装置，其中，宽带载波模块测试电路，包括：接口模块、载波通讯模块和接口测试模块。本实用新型实施例的宽带载波模块测试电路可直接对接口各个信号管脚及电源管脚的电气参数进行检测判断，减少了技术人员现场操作的步骤和分析判断，快速的检测载波模块接口的电气特性和数据协议类型；并可实现载波信令监听和载波通讯以便检测载波通讯链路；且装置小巧方便携带，直接插在宽带载波模块接口位置，操作安全方便。

Description

宽带载波模块应用现场接口测试电路及测试装置

技术领域

本实用新型涉及电力线载波通信领域，尤其是涉及一种宽带载波模块应用现场接口测试电路及测试装置。

背景技术

随着物联网技术的普及，电力载波通讯在电力系统中的应用越来越广泛,高速宽带载波(HPLC)已在逐步在国内电网公司大规模应用于抄表和台区用电管理。

目前，现在低压电力系统中，升级安装宽带载波模块过程默认电能表或集中器载波模块接口是正常且统一的，升级安装时未进行细致检测，安装后运行故障或通讯故障则要求宽带载波模块厂商来解决，此时，技术服务人员需要带上简易负载，示波器，万用表等工具现场测试，不仅不方便携带，现场测试操作外接各种测试线也非常不便，存在安全和误测的风险。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种宽带载波模块应用现场接口测试电路及测试装置，能够实现载波信令监听和载波通讯以便检测载波通讯链路，测试装置体积较小，便于携带，可直接插在宽带载波模块接口位置，操作安全方便。

第一方面，本实用新型的一个实施例提供了宽带载波模块应用现场接口测试电路：包括：接口模块、载波通讯模块和接口测试模块及无线通讯模块；其中，

所述接口模块分别所述载波通讯模块和接口测试模块连接，用于实现与所述载波通讯模块和所述接口测试模块的信息交互；

所述载波通信模块用于检测所述宽带载波模块的接口的通讯功能；

所述接口测试模块，用于采集并分析所述接口模块的电气参数；

所述无线通讯模块，用于发送测试指令和接收测试数据。

本实用新型实施例的宽带载波模块应用现场接口测试电路至少具有如下有益效果：本实用新型实施例的宽带载波模块测试电路可直接对接口各个信号管脚及电源管脚的电气参数进行检测判断，减少了技术人员现场操作的步骤和分析判断，快速的检测载波模块接口的电气特性和数据协议类型；并可实现载波信令监听和载波通讯以便检测载波通讯链路；且装置小巧方便携带，接口模块可直接插在宽带载波模块接口位置，操作安全方便。

根据本实用新型的另一些实施例的宽带载波模块应用现场接口测试电路，所述载波通讯模块包括载波通讯控制器和载波信号收发模块，所述接口模块包括第二接口端，所述载波信号收发模块一端连接所述载波通讯控制器，所述载波信号收发模块另一端连接所述接口模块的第二接口端。

根据本实用新型的另一些实施例的宽带载波模块应用现场接口测试电路，所述接口测试模块包括主控芯片、参数采集模块、可控负载模块，所述接口模块包括第一接口端，所述参数采集模块和所述可控负载模块共同连接至所述接口模块的第一接口端，所述主控芯片连接至所述参数采集模块和所述可控负载模块。

根据本实用新型的另一些实施例的宽带载波模块应用现场接口测试电路，所述载波通讯模块还包括滤波模块，所述滤波模块连接至所述载波通讯控制器，用于实现对所述信息的滤波。可避免电路中的电磁干扰，提高检测准确性。

根据本实用新型的另一些实施例的宽带载波模块测试电路，还包括显示模块，所述显示模块与所述主控芯片连接，用于接收并显示测试信息。便于测试结果的可视化和读取。

根据本实用新型的另一些实施例的宽带载波模块应用现场接口测试电路，所述显示模块包括LCD或OLED中的任意一种。

根据本实用新型的另一些实施例的宽带载波模块应用现场接口测试电路，还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述主控芯片连接，用于接收和发送检测指令用于发送测试指令和接收测试数据。无线模块方便监视测试数据和发送控制指令，提高了检测的便捷性。

根据本实用新型的另一些实施例的宽带载波模块应用现场接口测试电路，所述无线通讯模块为WiFi模块、蓝牙模块中的任意一种。

根据本实用新型的另一些实施例的宽带载波模块应用现场接口测试电路，还包括充放电模块，所述充放电模块的电源输入端与所述接口模块的第一接口端连接，所述充放电模块的电源输出端分别连接至锂电池以及所述载波通讯控制器、所述主控芯片、所述显示模块及所述无线通讯模块，用于实现对所述载波通讯控制器、所述主控芯片、所述显示模块及所述无线通讯模块的供电。

第二方面，本实用新型的一个实施例提供了宽带载波模块应用现场接口测试装置：其包括第一方面其中一个实施例的宽带载波模块测试电路。

本实用新型实施例的宽带载波模块应用现场接口测试装置至少具有如下有益效果：本实用新型实施例的宽带载波模块应用现场接口测试装置可直接对接口各个信号管脚及电源管脚的电气参数进行检测判断，减少了技术人员现场操作的步骤和分析判断，快速的检测载波模块接口的电气特性和数据协议类型；并可实现载波信令监听和载波通讯以便检测载波通讯链路；且装置小巧方便携带，直接插在宽带载波模块接口位置，操作安全方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例中宽带载波模块应用现场接口测试电路的结构框图；

图2是本实用新型实施例中接口模块电路结构图；

图3是本实用新型实施例中主控芯片电路结构图；

图4是本实用新型实施例中参数采集模块电路结构图；

图5是本实用新型实施例中可控负载模块电路结构图；

图6是本实用新型实施例中显示模块电路结构图；

图7是本实用新型实施例中无线通讯模块电路结构图；

图8是本实用新型实施例中降压模块电路结构图；

图9是本实用新型实施例中充电模块电路结构图。

附图标记

100、接口模块；200、载波通讯模块；210、载波信号收发模块；220、滤波模块；300、接口测试模块；310、参数采集模块；320、可控负载模块；400、显示模块；500、无线通讯模块；600、充放电模块。

具体实施方式

以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。

在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

参照图1，示出了本实用新型实施例中宽带载波模块应用现场接口测试电路的结构示意图，该电路具体包括：接口模块100、载波通讯模块200和接口测试模块300，接口模块100分别与载波通讯模块200和接口测试模块300连接，用于实现与载波通讯模块200和接口测试模块300的信息交互。

下面结合宽带载波模块应用现场接口测试电路模块之间的连接关系和具体电路结构进一步阐述该电路的工作原理：

参考图2，示出了接口模块100的具体电路结构，其包括：接口插头J1，可选地，接口插头J1的型号为PIN6*2-2.54x 12，其中，参考图1，接口插头J1包括第一接口端12V_DNB、第二接口端(即电源接口端)、第三接口端MOD_TXD、第四接口端(同样为电源接口端)。在应用现场，第一接口端12V_DNB、第二接口端用于实际的检测工作，而第三接口端MOD_TXD、第四接口端用于内部布线使用。

在一具体实施例中，第三接口端MOD_TXD连接至主控芯片U1。具体地，第三接口端MOD_TXD连接第三电阻R3一端，第三电阻R3另一端连接第一晶体管Q1的漏极，第一晶体管Q1的栅极连接第二电阻R2一端，第二电阻R2一端另一端连接电源，第一晶体管Q1的源极连接载波通讯控制器U1的第一引脚端MCU_TXD T，在第三接口端MOD_TXD和第一晶体管Q1的漏极之间连接第一电阻R1一端，第一电阻R1另一端连接第二二极管D2。

需要说明，接口插头J1通过第三接口端MOD_TXD输出高低电平和高阻状态至主控芯片U1，通过10k电阻(R96、R14、R15、R16、R17)改变载主控芯片U1第一引脚端MCU_TXD的端口特性，根据主控芯片U1此时第一引脚端MCU_TXD T的端口状态，向接口插头J1返回表示电路类型及信号状态是否正确的信号，判断电路类型后向接口插头J1输出匹配的控制信号，以使得接口模块100适配电能表或集中器上的载波模块接口电路，使得载波模块接口电路可以完成电能表或集中器的数据交换，进一步实现载波模块的接口检测。

在一具体实施例中，接口检测原理为：载波模块直流信号接口检测：12V(J1的1-4脚)主电源测试电压、电流、负载能力。5V/3.3V电源(J1的6脚)测试电压。其他为信号管脚，其中MOD_TXD、MOD_RXD是电能表与载波通讯模块进行UART通讯接口。MOD_/SET、MOD_/RST_MR、MOD_STA、MOD_EVEN、MOD_NC状态管脚，MOD_STA检测装置是输出管脚，信号管脚MOD_/SET、MOD_/RST_MR、MOD_EVEN、MOD_NC检测如下：

如果上述信号管脚是开漏输出高阻状态，主控芯片U1控制输出高电平或低电平通过10K电阻(R96、R14、R15、R16、R17)给到接口模块100，主控芯片U1控制输出高电平则管脚信号读取为高电平，主控芯片U1控制输出低电平则管脚信号读取为低电平。

如果上述信号管脚不是开漏输出，输出高电平，主控芯片U1输出低电平则对应管脚信号读取应为高电平。

如果输出低电平，主控芯片U1控制输出高电平或低电平通过10K电阻(R96、R14、R15、R16、R17)给接口模块100，主控芯片U1输出高电平还是低电平，管脚信号为低电平。

管脚信号状态由载波控制器读取转发给主控芯片U1进行判断。正常通讯情况下主控芯片U1控制输出高电平，使载波控制器正确读取状态信号。

参见图1，接口模块100的第二接口端与载波通讯模块200连接，具体的第二接口端与载波通讯模块200的载波信号收发模块210连接，载波信号收发模块210与载波通讯控制器连接，用于接收载波通讯控制器发出的载波发送信号。在本实施例中，载波通讯控制器的型号为SPE7101，其他可实现载波通讯的控制器均可。

载波通讯模块200可快速的检测载波模块接口数据协议类型；并可实现载波信令监听和载波通讯以便检测载波通讯链路。载波通讯电路作为通讯部分来检测接口通讯功能及通讯协议类型和载波信令监听。通讯协议类型主要是指载波模块与电能表通讯的直流信号接口中UART通讯协议，发送不同协议数据帧来判断通讯协议类型(例如DLT645)。

在一实施例中，载波讯模块200还包括滤波模块220，滤波模块220连接至载波通讯控制器，实现对载波信号的滤波功能。本实施例中未示出载波讯模块200的具体电路结构，应当理解的是，实用新型可采用现有技术中通载波讯模块以实现通讯功能。

参考图3-图5，示出了接口模块100的具体的电路连接结构图。如前，主控芯片U1第一引脚端MCU_TXD与接口插头J1的第三接口端MOD_TXD连接。

在一实施例中，接口测试模块300包括主控芯片U1、参数采集模块310、可控负载模块320，参数采集模块310和可控负载模块320共同连接至接口模块100的第一接口端，实现接口测试模块300与接口模块100的连接。其中，主控芯片U1的型号为STM32F411CEU6。

在一具体实施方式中，参照图4，参数采集模块310与第一接口端连接，实现与接口测试模块300的数据传输，其中，参数采集芯片U2的型号为MAX4376HAUK-T，具体的，参数采集芯片U3的RS+和RS-之间连接第十八电阻R18，第十八电阻R18一端与第一接口端连接，另一端连接12V电源，在第十八电阻R18一端与第一接口端之间连接有第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，第五电阻R5和第六电阻R6之间连接电源，用于进行电压采样，参数采集芯片U2的OUT引脚连接主控芯片U1的AD_I_12V，用于将参数采集模块310采集到的参数传送至主控芯片U1，以便进行后续的处理。

参数采集模块310采集的数据主要包括电压、电流和功率，其中采集芯片U2和第十八电阻R18组成电流采集电路，并利用主控芯片U1集成的模数转换功能采集电流信号，第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6将接口模块100的电源管脚(即第一接口端12_DNB)输出的电压分压后由主控芯片U1的模数转换功能采集电压信号并根据电压电流值计算功率，同时主控芯片U1快速采样电压电流并记录下来，以便分析电压电流的参数，载波模块接口的电源经过此部分电路采集后供后端电路使用。

参照图5，可控负载模块320包括运算放大器U3，其型号为LM358，具体的，运算放大器U5的1OUT引脚连接第四三极管Q4的基极，第四三极管Q4的集电极连接第一接口端12_DNB，第四三极管Q4的发射极连接第八电阻R8，运算放大器U3的1IN-引脚连接至第一三极管Q2与第八电阻R8之间，运算放大器U3的1IN+引脚连接连接端口，连接端口包括八个，分别为PB0-PB7。运算放大器U3与第四三极管Q4组成电流源电路，PB0-PB7端口所接电阻串组成R_2R电阻网络DAC(数模转换器)，实现简易的可调负载电路。

参考图6，本实施例提供的宽带载波模块测试电路还包括显示模块400，显示模块400与主控芯片U1连接，具体地，显示模块400分别与PB8、PB9两个管脚连接，实现IC通讯，显示模块400用于接收并显示检测结果，在本实施例中显示模块400的显示装置为OLED屏幕，型号为QG-2832TSWFG02，在其他实施例中，显示屏可以是LCD屏幕、OLED屏幕，可以提供直观的参数显示，例如，电压、电流值。

参考图7，本实施例提供的宽带载波模块测试电路还包括无线通讯模块500，无线通讯模块500与主控芯片U1连接，无线通讯模块500连接至主控芯片U1的PA2、PA3管脚进行UART通讯，可以为测试装置提供WIFI和蓝牙连接，方便监视测试数据和发送控制指令，其中无线通讯模块500所采用的无线通讯芯片U6为ESP-WROOM-32。

参考图8-9，本实施例提供的宽带载波模块测试电路还包括充放电模块600，充放电模块600具体包括降压模块和充电模块，充放电模块600与接口模块100的第四接口端(电源接口端)连接，接收接口插头J1上的12V电压，充放电模块600的电源输出端分别连接至载波通讯控制器、主控芯片U1、显示模块400及无线通讯模块500，用于实现对述载波通讯控制器、主控芯片U1、显示模块400及无线通讯模块500的供电。

降压芯片U4和充电芯片U5组成锂电池充电电路，接口插头J1上的12V经过电压电流检测电路后，经过降压芯片U4降压后输入到充电芯片U5电路给锂电池充电，开关电源芯片UE电路将锂电池电压稳压到3.3V供电。

由接口模块100的电源经过采样电路后供电，在做电源测试流程时由主控芯片U1输出控制信号关闭电路工作，消除对电源测试的干扰。其中，第一充电芯片U4的型号为BD9677G，第二充电芯片U5的型号为TP4054。

由开关电源芯片UE组成DC-DC降压稳压电路将锂电池电压降压到3.3V供电路使用，在接口模块100的电源存在异常的时候不需要外接电源也可以正常工作。

此外，本发明该提供了宽带载波模块测试装置，包括第一方面实施例的宽带载波模块测试电路。

本实用新型实施例的宽带载波模块测试装置可直接对接口各个信号管脚及电源管脚的电气参数进行检测判断，减少了技术人员现场操作的步骤和分析判断，快速的检测载波模块接口的电气特性和数据协议类型；并可实现载波信令监听和载波通讯以便检测载波通讯链路；且装置小巧方便携带，直接插在宽带载波模块接口位置，操作安全方便。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.宽带载波模块应用现场接口测试电路，其特征在于，包括：接口模块、载波通讯模块、接口测试模块及无线通讯模块；其中，

所述接口模块分别与所述载波通讯模块和接口测试模块连接，用于实现与所述载波通讯模块和所述接口测试模块的信息交互；

所述载波通讯模块用于检测所述宽带载波模块应用现场接口的通讯功能；

所述接口测试模块，用于采集并分析所述接口模块的电气参数；

所述无线通讯模块，用于发送测试指令和接收测试数据。

2.根据权利要求1所述宽带载波模块应用现场接口测试电路，其特征在于，所述载波通讯模块包括载波通讯控制器和载波信号收发模块，所述接口模块包括第二接口端，所述载波信号收发模块一端连接所述载波通讯控制器，所述载波信号收发模块另一端连接所述接口模块的第二接口端。

3.根据权利要求2所述宽带载波模块应用现场接口测试电路，其特征在于，所述接口测试模块包括主控芯片、参数采集模块、可控负载模块，所述接口模块包括第一接口端，所述参数采集模块和所述可控负载模块共同连接至所述接口模块的第一接口端，所述主控芯片连接至所述参数采集模块和所述可控负载模块。

4.根据权利要求2所述宽带载波模块应用现场接口测试电路，其特征在于，所述载波通讯模块还包括滤波模块，所述滤波模块连接至所述载波通讯模块的载波通讯控制器。

5.根据权利要求3所述宽带载波模块应用现场接口测试电路，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与所述接口测试模块的所述主控芯片连接，用于显示测试信息。

6.根据权利要求5所述宽带载波模块应用现场接口测试电路，其特征在于，所述显示模块包括LCD或OLED中的任意一种。

7.根据权利要求5所述宽带载波模块应用现场接口测试电路，其特征在于，所述无线通讯模块具体与所述主控芯片连接，用于接收和发送检测指令用于发送测试指令和接收测试数据。

8.根据权利要求7所述宽带载波模块应用现场接口测试电路，其特征在于，所述无线通讯模块为WiFi模块、蓝牙模块中的任意一种。

9.根据权利要求5所述宽带载波模块应用现场接口测试电路，其特征在于，还包括充放电模块，所述充放电模块的电源输入端与所述接口模块的第一接口端连接，所述充放电模块的电源输出端分别连接至所述载波通讯控制器、所述主控芯片、所述显示模块及所述无线通讯模块，用于实现对所述载波通讯控制器、所述主控芯片、所述显示模块及所述无线通讯模块的供电。

10.宽带载波模块应用现场接口测试装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的测试电路。

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