CN216816816U - 一种承接电气试验仪器数据输出的数字化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，包括移动数据接收终端和至少一个用于与输出试验数据的电气试验仪器相连的数据提取模块，数据提取模块包括依次相连的接口扩展模块、接口扫描模块、数据调理电路、数据缓存组件和无线发送模块，接口扩展模块与电气试验仪器的打印口相互连接，无线发送模块通过无线网络与移动数据接收终端相连。本实用新型能实现各类电气试验仪器数据采集，可简便直接获取试验数据，同时将试验环境、时间、设备基础信息一并通过数字化方式保存，免去试验现场需使用其他测试设备，手动记录信息的工作，减少现场试验环节，提高生产效率，提升数据记录准确率。

Description

一种承接电气试验仪器数据输出的数字化设备

技术领域

本实用新型涉及高压设备电气试验设备，具体涉及一种承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，用于实现电气试验仪器数据数字化获取、存储。

背景技术

随着电网规模的不断扩大、测量技术的快速发展，电气设备试验项目越来越多，伴随产生大量的离线试验数据。传统生产现场采用人工抄录试验结果、比对试验数据、主观判断设备状态的工作方式。已经和“泛在电力物联网”的建设要求格格不入，大量的试验数据处理环节耗费人力物力。电气设备健康状况误判、迟判，经常导致设备再次停电试验或故障扩大，造成巨大的经济、社会损失。目前电气试验仪器输出结果绝大多数是通过打印“超市小条”式的试验结果进行输出。这类试验设备核心为工控一体机，其试验数据除通过LCD屏幕显示外，还可以用仪器安装的嵌入式打印机打印，但打印后的试验数据已经变成纸质数据，不能满足电子化存储、分析和共享的要求，试验数据处理非常困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，本实用新型旨在针对现有试验仪器种类多样、数据输出方式混杂不一的现场，实现各类电气试验仪器数据采集，可应用于多种不同的试验仪器中，可简便直接获取试验数据，同时将试验环境、时间、设备基础信息一并通过数字化方式保存，免去试验现场需使用其他测试设备，手动记录信息的工作，减少现场试验环节，提高生产效率，提升数据记录准确率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，包括移动数据接收终端和至少一个用于与输出试验数据的电气试验仪器相连的数据提取模块，所述数据提取模块包括依次相连的接口扩展模块、接口扫描模块、数据调理电路、数据缓存组件和无线发送模块，所述接口扩展模块与电气试验仪器的打印口相互连接且为电气试验仪器提供可连接打印机的扩展接口，所述无线发送模块通过无线网络与移动数据接收终端相连。

可选地，所述数据提取模块嵌入安装在电气试验仪器的内部。

可选地，所述接口扩展模块、接口扫描模块、数据调理电路、数据缓存组件和无线发送模块的电源端分别与电气试验仪器的电源供电端相连。

可选地，所述移动数据接收终端包括无线接收模块、数据转换模块、数据存储模块、数据处理模块、人机接口模块和供电模块，所述无线发送模块通过无线网络与移动数据接收终端的无线接收模块相连，所述无线接收模块、数据转换模块、数据存储模块、数据处理模块、人机接口模块依次相连，所述供电模块的输出端分别与无线接收模块、数据转换模块、数据存储模块、数据处理模块、人机接口模块相连。

可选地，所述移动数据接收终端还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器的输出端与数据处理模块相连。

可选地，所述移动数据接收终端还包括数据导出接口模块，所述数据导出接口模块的输出端与数据处理模块相连。

可选地，所述移动数据接收终端还包括GPS模块，所述GPS模块的输出端与数据处理模块相连。

可选地，所述移动数据接收终端还包括仪器设备信息采集模块，所述仪器设备信息采集模块的输出端与数据处理模块相连。

可选地，所述仪器设备信息采集模块为摄像头或激光扫码枪。

可选地，所述数据处理模块包括中央处理器及其外围功能电路，所述外围功能电路包括RAM存储器、ROM存储器、滤波稳压电路和通讯单元，所述中央处理器分别与RAM存储器、ROM存储器相连，所述中央处理器的电源端通过滤波稳压电路与供电模块的输出端相连，所述通讯单元包括通讯模块和光电隔离电路，所述中央处理器通过通讯模块和光电隔离电路相连，且所述光电隔离电路的末端作为通讯单元的外部连接端子。

和现有技术相比，本实用新型具有下述优点：本实用新型包括移动数据接收终端和至少一个用于与输出试验数据的电气试验仪器相连的数据提取模块，数据提取模块包括依次相连的接口扩展模块、接口扫描模块、数据调理电路、数据缓存组件和无线发送模块，接口扩展模块与电气试验仪器的打印口相互连接，无线发送模块通过无线网络与移动数据接收终端相连。本实用新型针对现有试验仪器种类多样、数据输出方式混杂不一的现场，能够实现各类电气试验仪器数据采集，可应用于多种不同的试验仪器中，可简便直接获取试验数据，同时将试验环境、时间、设备基础信息一并通过数字化方式保存，免去试验现场需使用其他测试设备，手动记录信息的工作，减少现场试验环节，提高生产效率，提升数据记录准确率。

附图说明

图1为本实用新型实施例数字化设备的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中数据处理模块的框架结构示意图。

图例说明：1、移动数据接收终端；11、无线接收模块；12、数据转换模块；13、数据存储模块；14、数据处理模块；15、人机接口模块；16、温湿度传感器；17、数据导出接口模块；18、GPS模块；19、仪器设备信息采集模块；2、数据提取模块；21、接口扩展模块；22、接口扫描模块；23、数据调理电路；24、数据缓存组件；25、无线发送模块。

具体实施方式

如图1所示，本实施例承接电气试验仪器数据输出的数字化设备包括移动数据接收终端1和用于与输出试验数据的电气试验仪器相连的数据提取模块2(本实施例中数量为1个，可根据需要采用多个，以实现一对多的采集)，数据提取模块2包括依次相连的接口扩展模块21、接口扫描模块22、数据调理电路23、数据缓存组件24和无线发送模块25，接口扩展模块21与电气试验仪器的打印口相互连接且为电气试验仪器提供可连接打印机的扩展接口，无线发送模块25通过无线网络与移动数据接收终端1相连。

本实施例中，为了实现与电气试验仪器的集成，本实施例中将数据提取模块2嵌入安装在电气试验仪器的内部，使得在基本不影响现有电气试验仪器功能的前提下，可实现数据提取模块2的紧凑化、小型化和嵌入式结构，不仅可以实现对现有电气试验仪器的改造，也可以方便实现全新电气试验仪器的设计制造。

其中，接口扩展模块21用于从打印口扩展一路数据输出，它与原打印机是并行关系。接口扩展模块21包括多条线缆，用于根据电气试验仪器的打印口的标准，将打印口中的数据线引出并分为两路，一路与接口扫描模块22相连、另一路与为电气试验仪器提供可连接打印机的扩展接口相连，从而实现打印口的扩展，例如对打印机STB、DATA1-DATA8、ACK、BUSY端口进行扩展。其中，打印口为仪器打印机输入接口。

其中，接口扫描模块22用于实现接口扩展模块21的连接接口的信号扫描和采集，可根据需要采用带电阻或光电隔离器的电路，来实现接口扩展模块21的连接接口的信号扫描和采集，例如对打印机STB、DATA1-DATA8、ACK、BUSY端口进行高频扫描，并将扫描到的原始数据发送到数据调理电路23。

其中，数据调理电路23用于实现采集信号的信号调理，将原始数据调理为二进制数据。本实施例中，数据调理电路23核心部件采用C8051F102单片机，该单片机具备高频扫描能力，内置了128KB Flash及8KB RAM，集成了8通道12位100K速率的ADC以及2路UART，可实时跟踪获取扫描接口数据。数据调理电路23内置数据调理规约，将获取的扫描信号编译为二进制数据。

其中，数据缓存组件24用于实现二进制数据的缓存，可根据需要采用FLASH存储器。

其中，无线发送模块25用于将数据缓存组件24缓存的数据发送给移动数据接收终端1。当数据缓存组件24有数据并在与移动数据接收终端1建立握手连接后，无线发送模块25会自动向移动数据接收终端1发送数据，直到所在数据传送完毕，对于被移动数据接收终端1已确认接收的数据，将自动清空。本实施例中，无线发送模块25和移动数据接收终端1之间的数据传输具有低功耗特性，其无线发送距离大于10米。

需要说明的是，接口扩展模块21、接口扫描模块22、数据调理电路23、数据缓存组件24和无线发送模块25既可以独立供电，也可以采用电气试验仪器的电源供电端供电。例如作为一种可选的实施方式，本实施例中接口扩展模块21、接口扫描模块22、数据调理电路23、数据缓存组件24和无线发送模块25的电源端分别与电气试验仪器的电源供电端相连。

如图1所示，本实施例的移动数据接收终端1包括无线接收模块11、数据转换模块12、数据存储模块13、数据处理模块14、人机接口模块15和供电模块，无线发送模块25通过无线网络与移动数据接收终端1的无线接收模块11相连，无线接收模块11、数据转换模块12、数据存储模块13、数据处理模块14、人机接口模块15依次相连，供电模块的输出端分别与无线接收模块11、数据转换模块12、数据存储模块13、数据处理模块14、人机接口模块15相连。通过上述结构，可方便地向数据提取模块2发送数据读取请求以获取数据，例如作为一种获取数据的实现：数据提取模块2接收请求后，对暂存在数据缓存组件24内的数据进行扫描，并将数据发送到移动数据接收终端1，在确认数据发送成功后，自动删除暂存数据。

其中，无线接收模块11与无线发送模块25对应，用于实现数据无线传输。

其中，数据转换模块12采用单片机或者其他嵌入式处理器实现，用于基于打印口的标准协议将数据翻译转换为可读数据。本实施例中，数据转换模块12的核心部件为STM32F103RCT6，芯体规格是32位，速度是72MHz，程序存储器容量是256KB，程序存储器类型是FLASH，RAM容量是48K，通过对二进制数据进行编译，转化为数据信息。

其中，数据存储模块13用于实现可读数据的存储，以及响应可读数据的读取等访问。

其中，数据处理模块14采用单片机或者其他嵌入式处理器实现，作为移动数据接收终端1的中心模块，实现各个模块之间的互联互通。

其中，人机接口模块15用于实现人机交互，可用于对数据提取模块进行设定、查询，如写入试验仪器型号、参数，人工录入被设设备、仪器信息，查看接收的数据等，例如查询设备ID号对应的数据等。

此外，移动数据接收终端1还包括温湿度传感器16，温湿度传感器16的输出端与数据处理模块14相连，可采集测试试验中环境温度、湿度数据。

此外，移动数据接收终端1还包括数据导出接口模块17，数据导出接口模块17的输出端与数据处理模块14相连，可实现可读数据的数据导出。试验可读化数据，温湿度数据，GPS地点、时间数据，设备信息等数据综合保存在数据存储模块13后，通过数据导出接口模块17可将数据以试验报告形式导出。

此外，移动数据接收终端1还包括GPS模块18，GPS模块18的输出端与数据处理模块14相连，可用于获取试验当前时间和试验地点(经纬度信息)。

此外，移动数据接收终端1还包括仪器设备信息采集模块19，仪器设备信息采集模块19的输出端与数据处理模块14相连，用于方便地获取对被试设备及试验仪器相关基础信息，提升试验效率。例如，仪器设备信息采集模块19可为摄像头或激光扫码枪，可通过扫码的方式，方便地获取对被试设备及试验仪器相关基础信息，提升试验效率。

此外，如图2所示，数据处理模块14包括中央处理器及其外围功能电路，外围功能电路包括RAM存储器、ROM存储器、滤波稳压电路和通讯单元，中央处理器分别与RAM存储器、ROM存储器相连，中央处理器的电源端通过滤波稳压电路与供电模块的输出端相连，通讯单元包括通讯模块和光电隔离电路，中央处理器通过通讯模块和光电隔离电路相连，且光电隔离电路的末端作为通讯单元的外部连接端子。本实施例中，中央处理器采用低功耗微处理芯片，安装在试验仪器内部，由于其低功耗性能设计，可采用仪器内部电源供电。本实施例中，中央处理器采用STM32F103RCT6单片机(MCU)实现，滤波稳压电路使用TPS7350QDR，能将2.5V到10V的电压稳定到3.3V输出到单片机，最大电压波动为±0.07V。光电隔离电路使用EL6N137，其作为一种高速光耦，转换速度高达10M bit/s,可有效保护UART后端电路。

本实施例承接电气试验仪器数据输出的数字化设备的使用方法如下：

步骤一：对电气试验仪器进行改造，将数据提取模块2安装在电气试验仪器上。

步骤二：将移动数据接收终端1启动，并与数据提取模块2建立连接。

步骤三：按试验规程操作电气试验仪器，待试验完后，点击电气试验仪器上的打印按钮，数据处理模块14将接受试验结果数据，并获取环境温度、湿度数据，试验当前时间，设备信息将当前信息记录并存入数据存储模块13。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，其特征在于，包括移动数据接收终端(1)和至少一个用于与输出试验数据的电气试验仪器相连的数据提取模块(2)，所述数据提取模块(2)包括依次相连的接口扩展模块(21)、接口扫描模块(22)、数据调理电路(23)、数据缓存组件(24)和无线发送模块(25)，所述接口扩展模块(21)与电气试验仪器的打印口相互连接且为电气试验仪器提供可连接打印机的扩展接口，所述无线发送模块(25)通过无线网络与移动数据接收终端(1)相连。

2.根据权利要求1所述的承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，其特征在于，所述数据提取模块(2)嵌入安装在电气试验仪器的内部。

3.根据权利要求1所述的承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，其特征在于，所述接口扩展模块(21)、接口扫描模块(22)、数据调理电路(23)、数据缓存组件(24)和无线发送模块(25)的电源端分别与电气试验仪器的电源供电端相连。

4.根据权利要求1所述的承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，其特征在于，所述移动数据接收终端(1)包括无线接收模块(11)、数据转换模块(12)、数据存储模块(13)、数据处理模块(14)、人机接口模块(15)和供电模块，所述无线发送模块(25)通过无线网络与移动数据接收终端(1)的无线接收模块(11)相连，所述无线接收模块(11)、数据转换模块(12)、数据存储模块(13)、数据处理模块(14)、人机接口模块(15)依次相连，所述供电模块的输出端分别与无线接收模块(11)、数据转换模块(12)、数据存储模块(13)、数据处理模块(14)、人机接口模块(15)相连。

5.根据权利要求4所述的承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，其特征在于，所述移动数据接收终端(1)还包括温湿度传感器(16)，所述温湿度传感器(16)的输出端与数据处理模块(14)相连。

6.根据权利要求5所述的承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，其特征在于，所述移动数据接收终端(1)还包括数据导出接口模块(17)，所述数据导出接口模块(17)的输出端与数据处理模块(14)相连。

7.根据权利要求6所述的承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，其特征在于，所述移动数据接收终端(1)还包括GPS模块(18)，所述GPS模块(18)的输出端与数据处理模块(14)相连。

8.根据权利要求7所述的承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，其特征在于，所述移动数据接收终端(1)还包括仪器设备信息采集模块(19)，所述仪器设备信息采集模块(19)的输出端与数据处理模块(14)相连。

9.根据权利要求8所述的承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，其特征在于，所述仪器设备信息采集模块(19)为摄像头或激光扫码枪。

10.根据权利要求9所述的承接电气试验仪器数据输出的数字化设备，其特征在于，所述数据处理模块(14)包括中央处理器及其外围功能电路，所述外围功能电路包括RAM存储器、ROM存储器、滤波稳压电路和通讯单元，所述中央处理器分别与RAM存储器、ROM存储器相连，所述中央处理器的电源端通过滤波稳压电路与供电模块的输出端相连，所述通讯单元包括通讯模块和光电隔离电路，所述中央处理器通过通讯模块和光电隔离电路相连，且所述光电隔离电路的末端作为通讯单元的外部连接端子。

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