CN216351182U - 一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，涉及计量设备技术领域，解决了目前单相智能电表通信模块功能接口测试的技术方案还不够完善，接口检测较为不便的技术问题。该装置包括第一RS232接口、第二RS232接口和USART接口；检测工装通过第一RS232接口、第二RS232接口和USART接口与单相智能电能表进行数据交互，能够对单相智能电能表上的通信模块功能接口进行检测；检测工装通过USART接口与通信模块功能接口连接；USART接口与第一RS232接口、第二RS232接口电连接；第一RS232接口、第二RS232接口均与上位机设备连接，并能够通过RS232协议与上位机设备通讯。本实用新型用于检测单相智能电能表的通信模块功能接口，确保功能接口电平以及通讯协议的准确性。

Description

一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装

技术领域

本实用新型涉及计量设备技术领域，尤其涉及一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装。

背景技术

现有技术要求电能表与通信模块接口均应设计相应保护电路，在热拔插通信模块及模块损坏等情况下，均不应引起电能表复位或损坏。具有通信模块的电能表应具备兼容模块互换的接口，接口要求及供电输出应满足现有技术的要求，其中单相电能表应具备载波通信模块、微功率无线通信模块等的互换功能，且模块更换后，电能表的计量性能、存储的计量数据和参数不应受到影响和改变。

现有技术对通信模块功能接口给出了统一规范性定义，有很多厂家根据此定义设计不同方案的通信模块来与单相智能电能表匹配。针对不同的应用场合，单相智能电能表通信模块功能接口可匹配的模块不同，同时不同厂家设计的模块也会有差异。为了确保正确识别不同模块插入，同时可以正常稳定地与之通讯，电表需确保通信模块功能接口电平以及通讯协议的准确性。

在实现本实用新型过程中，实用新型人发现现有技术中至少存在如下问题：

目前单相智能电表通信模块功能接口测试的技术方案还不够完善，单相智能电表通信模块功能接口检测较为不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，以解决现有技术中存在的目前单相智能电表通信模块功能接口测试的技术方案还不够完善，单相智能电表通信模块功能接口检测较为不便的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，包括第一RS232接口、第二RS232接口和USART接口；所述检测工装通过所述第一RS232接口、第二RS232接口和所述 USART接口与单相智能电能表进行数据交互，能够对所述单相智能电能表上的通信模块功能接口进行检测；所述检测工装通过所述 USART接口与所述通信模块功能接口连接；所述USART接口与所述第一RS232接口、第二RS232接口电连接；所述第一RS232接口、第二RS232接口均与上位机设备连接，并能够通过RS232协议与所述上位机设备通讯。

优选的，所述检测工装上还设置有载波接口，所述载波接口通过所述第一RS232接口、第二RS232接口与所述单相智能电能表的控制模块进行通信。

优选的，所述第一RS232接口、第二RS232接口均与接口转换电路电连接；所述接口转换电路包括接口转换芯片及其连接电路；所述接口转换芯片的型号为SP3232EEY；所述接口转换芯片同时与所述载波接口、控制模块电连接；所述接口转换芯片能够对电路传输的数据进行逻辑和电平的转换。

优选的，所述上位机设备给所述检测工装下发指令，所述载波接口通过所述第一RS232接口、第二RS232接口与所述控制模块进行数据交换；所述第一RS232接口的第3引脚、第2引脚分别与所述载波接口的第8引脚、第5引脚连接；所述第二RS232接口的第3 引脚、第2引脚分别与所述控制模块的第21引脚、第22引脚连接；所述载波接口的第9引脚、第10引脚、第11引脚分别与所述控制模块的第14引脚、第13引脚、第15引脚连接。

优选的，所述第一RS232接口、第二RS232接口的波特率分别是9600bps、115200bps；所述上位机设备能够通过所述第一RS232 接口直接与单相智能电能表进行通信；所述上位机设备通过对所述第二RS232接口下发指令测试和读取所述检测工装的状态。

优选的，所述控制模块的第16引脚处设置有虚拟负载，分别与控制模块的第27引脚、第25引脚、第26引脚连接；通过测试测试信号在不同测试点的负载情况下，12V电源是否正常工作，能够测试所述单相智能电能表的外供电源的负载能力。

优选的，所述检测工装由DC-DC电源连接供电；所述DC-DC 电源为所述载波接口提供12V供电，为所述控制模块提供3.3V供电。

优选的，所述控制模块的芯片型号为SCM403C。

优选的，所述控制模块通过所述第二RS232接口向所述上位机设备传输检测的事件信息和检测结果；所述上位机设备能够显示和记录所述事件信息和检测结果。

优选的，所述检测工装上设置有LED灯；所述控制模块的第18 引脚与所述LED灯连接。

实施本实用新型上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：

本实用新型采用一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，对单相智能电能表的通信模块功能接口进行检测，使单相智能电能表能够正确识别不同模块插入，同时可以正常稳定地与之通讯，确保通信模块功能接口电平以及通讯协议的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，附图中：

图1是本实用新型实施例的工作流程图；

图2是本实用新型实施例的控制模块芯片引脚图；

图3是本实用新型实施例的接口转换电路及其连接关系图；

图4是本实用新型实施例的载波接口芯片引脚图；

图5是本实用新型实施例的电源电路图；

图6是本实用新型实施例的地址状态输出电路图；

图7是本实用新型实施例的事件状态输出电路图；

图8是本实用新型实施例的信号复位电路图；

图9是本实用新型实施例的第一测试点电路图；

图10是本实用新型实施例的第二测试点电路图；

图11是本实用新型实施例的第三测试点电路图；

图12是本实用新型实施例的程序调试芯片引脚图；

图13是本实用新型实施例的运行灯电路图；

图14是本实用新型实施例的电源灯电路图；

图15是本实用新型实施例的晶振电路图；

图16是本实用新型实施例的模块复位电路图；

图17是本实用新型实施例的Vcap引脚电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本实用新型可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本实用新型的范围和实质。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是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元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

实施例一：

如图1所示，本实用新型提供了一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，包括第一RS232接口、第二RS232接口和USART 接口；检测工装通过第一RS232接口、第二RS232接口和USART 接口与单相智能电能表进行数据交互，能够对单相智能电能表上的通信模块功能接口进行检测；检测工装通过USART接口与通信模块功能接口连接；USART接口与第一RS232接口、第二RS232接口电连接；第一RS232接口、第二RS232接口均与上位机设备连接，并能够通过RS232协议与上位机设备通讯。具体的，检测工装上设置有第一RS232接口、第二RS232接口和USART接口三个接口，其中 USART接口能够和单相智能电能表的通信模块功能接口建立硬件连接，第一RS232接口和第二RS232接口设置在USART接口所在的PCBA板上。检测工装能够与上位机设备连接，通过第一RS232接口和第二RS232接口与上位机设备进行串口通信。第一RS232接口直接与单相智能电能表的上行串口相连接，上位机设备能够通过第一 RS232接口直接与单相智能电能表进行数据通信。上位机设备还设置有调试软件，调试软件能够对第二RS232接口下发测试指令控制检测工装，读取检测工装的接口状态。测试结束后，上位机设备能够显示和记录测试结果。用户根据检测工装与通信模块功能接口的通信连接状态判断单相智能电能表能否能够正确识别不同模块插入，同时可以正常稳定地与之通讯，确保通信模块功能接口电平以及通讯协议的准确性。若能，则判断单相智能电能表的通信功能接口正常，单相智能电能表为良品；若否，则判断单相智能电能表的通信功能接口异常，单相智能电能表为劣品。

作为可选的实施方式，检测工装上还设置有载波接口，载波接口通过第一RS232接口、第二RS232接口与单相智能电能表的控制模块进行通信。具体的，载波接口也设置在USART接口所在的PCBA 板上，电表上电后，检测工装与单相智能电能表建立连接。载波接口通过与第一RS232接口、第二RS232接口电连接，能够与单相智能电能表进行通信。由于配置专用的载波或无线模块，需要配合扩展模块搭建一整套的环境才能让扩展模块处于正常的工作状态，会加大开发难度和开发周期。本实施例通过在检测工装上设置载波接口，能够模拟可热拔插的通信模块与单相智能电能表通信，模拟模块的各种状态，从而检测通信模块功能接口电平以及通讯协议的准确性。

作为可选的实施方式，如图2、图3、图4所示，第一RS232接口、RS232接口均与接口转换电路电连接；接口转换电路包括接口转换芯片及其连接电路；接口转换芯片的型号为SP3232EEY；接口转换芯片同时与载波接口、控制模块电连接；接口转换芯片能够对电路传输的数据进行逻辑和电平的转换。具体的，载波接口和控制模块能够模拟智能单相表与通信模块的通讯工作流程，通过芯片 SP3222E/3232E的串口与单相智能电能表进行数据交换，从而检测通信模块功能接口电平以及通讯协议的准确性。SP3222E/3232E系列是一个2驱动器/2接收器的器件，适用于便携式或手持式设备。 SP322E/3232E系列有一个高效的电荷泵，工作电压为3.3V时只需0.1 μF电容就可进行操作。电荷泵允许SP322E/3232E系列在+3.3V到 +5.0V内的某个电压下发送符合RS232的信号。芯片SP3232EEY确保了本实用新型与第一RS232接口、第二RS232接口在DC-DC电源提供的3.3V和5.0V电压下，能够与上位机设备交互RS232信号。同时，与芯片SP3232EEY电连接的控制模块和载波接口与芯片 SP3232EEY通过TTL电平传输信号。控制模块和载波接口传输的 TTL电平信号通过芯片SP3232EEY的两驱动器两收发器完成传输信号电平和逻辑的互换。

作为可选的实施方式，如图6、图7、图8所示，上位机设备给检测工装下发指令，载波接口通过第一RS232接口、第二RS232接口与控制模块进行数据交换；第一RS232接口的第3引脚、第2引脚分别与载波接口的第8引脚、第5引脚连接；第二RS232接口的第3引脚、第2引脚分别与控制模块的第21引脚、第22引脚连接；载波接口的第9引脚、第10引脚、第11引脚分别与控制模块的第 14引脚、第13引脚、第15引脚连接。具体的，检测工装插入电表，电表正常上电。电表的电压稳定后，上位机设备通过连接第一RS232 接口和第二RS232接口与检测工装建立连接，并且自动分配通信地址。其中第一RS232接口与载波接口连接，载波接口的一端与控制模块连接，另一端与第一RS232接口连接。载波接口通过与控制模块建立连接，获取通信过程中单相智能电能表的控制模块接收的通信地址、事件状态输出和模块信号复位信息。第一RS232接口能够测试电表上行串口的输入、输出信号，并且将检测到的信号信息传输给上位机设备。上位机设备通过第二RS232接口对检测工装下发测试指令，自动开启各项接口功能测试。测试完成后，上位机设备可以通过第二RS232接口读取检测工装的状态。当控制模块接收的通信地址不匹配、智能电能表的事件上报异常和模块信号复位时，向上位机设备报告通信接口异常信息。

作为可选的实施方式，第一RS232接口、第二RS232接口的波特率分别是9600bps、115200bps；上位机设备能够通过第一RS232 接口直接与单相智能电能表进行通信；上位机设备通过对第二RS232 接口下发指令测试和读取检测工装的状态。具体的，第一RS232接口与单相智能电能表的控制模块连接通信，单相智能电能表的控制模块使用的波特率是9600bps，能够使检测工装与电表通信时更稳定。如图12所示的调试软件测试接口，上位机设备设置有调试软件，调试软件通过编程信息可以对第二RS232接口下发测试指令，且编程信息可根据需求灵活更改。上位机设备通过对第二RS232接口下发指令能够测试电源带载能力和IO状态信息、检测相应事件记录。 115200bps的波特率更适用于上位机设备通信，并且能够区分检测工装的第一RS232接口和第二RS232接口。

作为可选的实施方式，如图9、图10、图11所示，控制模块的第16引脚处设置有虚拟负载，分别与控制模块的第27引脚、第25 引脚、第26引脚连接；通过测试测试信号在不同测试点的负载情况下，12V电源是否正常工作，能够测试单相智能电能表的外供电源的负载能力。具体的，控制模块的第16引脚与三个不同负载电流的测试点连接，在不同测试点的负载情况下，外供电源还能正常工作，能够分析获取控制模块的电源负载能力。

作为可选的实施方式，如图5所示，检测工装由DC-DC电源连接供电；DC-DC电源为载波接口提供12V供电，为控制模块提供3.3V 供电。具体的，载波接口和控制模块适用的供电电压不一致。载波需要12V供电，控制模块需要3.3V供电。其中DC-DC电源还为TTL 电平提供5V供电。

作为可选的实施方式，如图2、图15、图16、图17所示，控制模块的芯片型号为SCM403C。具体的，SCM403C芯片属于AT32F415 系列旗下，使用高性能的RISC内核，工作频率为150MHz，具有一组DSP指令和提高应用安全性的一个存储器保护单元(MPU)。 AT32F415系列内置高速存储器(高达256K字节的闪存和32K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。内置存储器可设置任意范围程序区受sLib保护，成为执行代码安全库区。器件包含1个12位的ADC、2个模拟比较器、5个通用16位定时器、2个通用32位定时器和1个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口∶多达2个IC接口、2个SPI接口(复用为I2S接口)、 1个SDIO接口、5个USART接口、1个USB OTG全速接口、和1 个CAN接口。SCM403C芯片的引脚功能丰富，为本实施例的优选方案。图15、图16、图17所示的晶振电路、模块复位电路和VCAP 引脚电路都是控制模块的芯片引脚的电路，为了与载波接口正常通信做的适应性增改。

作为可选的实施方式，控制模块通过第二RS232接口向上位机设备传输检测的事件信息和检测结果；上位机设备能够显示和记录所述事件信息和检测结果。具体的，载波接口能够与控制模块模拟单相智能电能表和通信模块通信时的各IO状态、测试IO状态信息、检测相应事件记录，控制模块通过第二RS232接口直接与上位机设备连接传输信息，上位机设备能够显示测试结果，并且记录测试报文。

作为可选的实施方式，如图13、图14所示，检测工装上设置有 LED灯；所述控制模块的第18引脚与LED灯连接。具体的，检测工装上设置有两个LED灯，一个是电源灯，一个是运行灯。运行灯与控制模块的第18引脚连接。当电表上电后，电源灯通电常亮，断电熄灭。电表正常运行时，运行灯通电常亮。

实施例仅是一个特例，并不表明本实用新型就这样一种实现方式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，其特征在于，包括第一RS232接口、第二RS232接口和USART接口；所述检测工装通过所述第一RS232接口、第二RS232接口和所述USART接口与单相智能电能表进行数据交互，能够对所述单相智能电能表上的通信模块功能接口进行检测；所述检测工装通过所述USART接口与所述通信模块功能接口连接；所述USART接口与所述第一RS232接口、第二RS232接口电连接；所述第一RS232接口、第二RS232接口均与上位机设备连接，并能够通过RS232协议与所述上位机设备通讯。

2.根据权利要求1所述的一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，其特征在于，所述检测工装上还设置有载波接口，所述载波接口通过所述第一RS232接口、第二RS232接口与所述单相智能电能表的控制模块进行通信。

3.根据权利要求2所述的一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，其特征在于，所述第一RS232接口、第二RS232接口均与接口转换电路电连接；所述接口转换电路包括接口转换芯片及其连接电路；所述接口转换芯片的型号为SP3232EEY；所述接口转换芯片同时与所述载波接口、控制模块电连接；所述接口转换芯片能够对电路传输的数据进行逻辑和电平的转换。

4.根据权利要求2所述的一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，其特征在于，所述上位机设备给所述检测工装下发指令，所述载波接口通过所述第一RS232接口、第二RS232接口与所述控制模块进行数据交换；所述第一RS232接口的第3引脚、第2引脚分别与所述载波接口的第8引脚、第5引脚连接；所述第二RS232接口的第3引脚、第2引脚分别与所述控制模块的第21引脚、第22引脚连接；所述载波接口的第9引脚、第10引脚、第11引脚分别与所述控制模块的第14引脚、第13引脚、第15引脚连接。

5.根据权利要求2所述的一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，其特征在于，所述第一RS232接口、第二RS232接口的波特率分别是9600bps、115200bps；所述上位机设备能够通过所述第一RS232接口直接与单相智能电能表进行通信；所述上位机设备通过对所述第二RS232接口下发指令测试和读取所述检测工装的状态。

6.根据权利要求3所述的一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，其特征在于，所述控制模块的第16引脚处设置有虚拟负载，分别与控制模块的第27引脚、第25引脚、第26引脚连接；通过测试测试信号在不同测试点的负载情况下，12V电源是否正常工作，能够测试所述单相智能电能表的外供电源的负载能力。

7.根据权利要求3所述的一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，其特征在于，所述检测工装由DC-DC电源连接供电；所述DC-DC电源为所述载波接口提供12V供电，为所述控制模块提供3.3V供电。

8.根据权利要求7所述的一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，其特征在于，所述控制模块的芯片型号为SCM403C。

9.根据权利要求8所述的一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，其特征在于，所述控制模块通过所述第二RS232接口向所述上位机设备传输检测的事件信息和检测结果；所述上位机设备能够显示和记录所述事件信息和检测结果。

10.根据权利要求9所述的一种单相智能电能表通信模块功能接口检测工装，其特征在于，所述检测工装上设置有LED灯；所述控制模块的第18引脚与所述LED灯连接。

Images