一种智能电表现场辅助检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于电气和自动化技术领域，尤其涉及到一种智能电表检测装置，具体涉及一种智能电表现场辅助检测装置，包括指示灯模块、蓝牙通讯模块、中央处理器、RS485接口电路、电源模块、数据存储模块和电量指示电路，所述中央处理器分别与指示灯模块、蓝牙通讯模块、RS485接口电路、数据存储模块、电量指示电路和电源模块进行连接。本实用新型能有效防静电和瞬时有限的过压，可在智能电表不断电的情况下在用户在现场对智能电表进行初步检测，方便工作人员巡检，本实用新型接线简单，低成本，操作方便，提高了对智能电表的现场检测效率，为检测部门释放了巨大的人力物力资源。
【专利说明】
一种智能电表现场辅助检测装置
技术领域
[0001]本实用新型属于电气和自动化技术领域，尤其涉及到一种智能电表检测装置，具体涉及一种智能电表现场辅助检测装置。
【背景技术】
[0002]随着电力市场化改革的推进、气候变化的加剧、环境监管要求日趋严格及国家能源政策的最新调整，电力网络跟电力市场、用户之间的协调和交换越来越紧密，电能质量水平要求逐步提高，发展智能电网已成为趋势。智能电表作为智能电网建设的重要基础设备，是智能用电的重要组成部分，是实现双向互动智能用电的“末端神经”。智能电能表需要直接与社会和用户进行接触，这也是社会对智能电网建设成果进行感知的重要途径。
[0003]随着国家对智能电网发展战略的要求，智能电能表得以在我国得到广泛的推广和应用；智能电表所产生的效益和每个家庭每个人是直接相关的，它能通过提供实时用电信息引导节约用电，另外也可以通过分时或阶梯电价，进一步降低用电高峰时刻的用电情况，从而实现节能减排的目标。为保证智能电表的准确计量，需要定期对智能电表进行检测。然而，随着智能电表投入使用的数量飞速增长，定期检测智能电表的计量精度和使用状况，成了一项非常繁重的任务，由于智能电表将为每一户配置，电表的检测必须到户进行，同时因为检测的繁琐，将需要投入巨大的人力和检测设备，同时，如此大规模的设备检测，同时将带来巨大的数据处理任务，在人工处理的情况下，如何保证数据的准备无误，也是一个非常大的困难。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题，本实用新型提供一种能对智能电表进行初检和深度检测，同时提供离线检测数据存储的现场辅助检测装置，为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]—种智能电表现场辅助检测装置，其特征在于:包括指示灯模块、蓝牙通讯模块、中央处理器、RS485接口电路、电源模块、数据存储模块和电量指示电路，所述中央处理器分别与指示灯模块、蓝牙通讯模块、RS485接口电路、数据存储模块、电量指示电路和电源模块进行连接。
[0006]优选地，所述指示灯模块还包括电表故障指示灯、命令模式数据帧指示灯、第一透传模式协议指示灯和第二透传模式协议指示灯，所述电表故障指示灯、命令模式数据帧指示灯、第一透传模式协议指示灯、第二透传模式协议指示灯都分别通过GP1接口与中央处理器连接。
[0007]优选地，所述电源模块包括锂电池、充电电路、稳压电路、电量检测保护电路，所述充电电路为锂电池进行充电，所述稳压电路将锂电池的输出电压稳压到3.3V，所述电量检测保护电路读取锂电池的电量，并对锂电池设置过压保护和欠压保护。
[0008]优选地，所述中央处理器通过I2C总线分别与电源模块接、电量检测保护电路连接。
[0009]优选地，所述电量检测保护电路采用BQ27742-G1芯片。
[0010]优选地，所述中央处理器采用MSP430系列单片机。
[0011]优选地，所述充电电路采用具有USB接口的充电管理模块;能根据锂电池两端电压判断电池当前电量，进而决定使用恒流或恒压充电模式，以减少充电时间的同时延长锂电池的使用寿命。
[0012]优选地，所述蓝牙通讯模块采用HC-08型号的TTL转蓝牙模块;该蓝牙通讯模块支持蓝牙4.0的BLE(Bluetooth low energy)协议，功耗仅为蓝牙2.0的1/10。
[0013]综上所述，由于采用了上述方案，本实用新型具有以下有益效果:
[0014](1)、本实用新型能有效防静电和瞬时有限的过压，可在智能电表不断电的情况下在用户在现场对智能电表进行初步检测，方便工作人员巡检，本实用新型接线简单，低成本，操作方便，提高了对智能电表的现场检测效率，为检测部门释放了巨大的人力物力资源。
[0015](2)、本实用新型能单独对智能电表进行初步检测，也可以利用置蓝牙模块与手持移动终端实现无线互联，配合移动终端软件可实现对智能电表深度检测检测。
[0016](4)、本实用新型具有离线监测功能和内置数据存储模块，可对智能电表状态信息进行定时监测以及历史数据存储。
[0017](3)、本实用新型供直流供电接口，不但解决了供电问题，同时实现了手持移动终端同智能电表的无线互联，而且可充分利用移动终端的网络功能。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本实用新型的一种智能电表现场辅助检测装置的原理图。
[0020]图2是本实用新型的一种智能电表现场辅助检测装置的蓝牙通讯模块原理图。
[0021]图3是本实用新型的一种智能电表现场辅助检测装置的电源模块原理图。
[0022]图4是本实用新型的一种智能电表现场辅助检测装置的电量检测保护电路原理图。
[0023]附图中，101-电表故障指示灯，102-命令模式数据帧指示灯，103第一透传模式协议指示灯，104-第二透传模式协议指示灯，105-蓝牙通讯模块，106-中央处理器，107-RS485接口电路，108-电源模块，109-数据存储模块，110电量指示电路，111 -充电电路，112-稳压电路，113-电量检测保护电路，114锂电池，115-手持移动终端。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本实用新型实例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]如图1所示，本实施例提供一种智能电表现场辅助检测装置，包括指示灯模块、蓝牙通讯模块105、中央处理器106、RS485接口电路107、电源模块108、数据存储模块109和电量指示电路110，所述中央处理器106分别与指示灯模块、蓝牙通讯模块106、RS485接口电路107、数据存储模块108、电量指示电路110和电源模块108进行连接，在本实用新型中，指示灯模块包括电表故障指示灯101、命令模式数据帧指示灯102、第一透传模式协议指示灯103和第二透传模式协议指示灯104，所述电表故障指示灯101、命令模式数据帧指示灯102、第一透传模式协议指示灯103和第二透传模式协议指示灯104都分别通过GP1 口和中央处理器106连接，当电表发生故障时，电表故障指示灯101闪烁;本实用新型中将手持移动终端115与蓝牙通讯模块105之间实现通信连接，通信协议分为两种模式，命令模式与透传模式，若为数据帧为命令模式，则命令模式数据帧指示灯102闪烁一次;若为透传模式，如果传输的数据为DL/T 645-2007协议数据，第一透传模式协议指示灯103闪烁一次;透传模式下，如果传输的数据为DL/T 645-1997协议数据，第二透传模式协议指示灯104闪烁一次;蓝牙通讯模块105接收手持移动终端115发送来的数据后，通过UART接口将数据传送给中央处理器106。在本实用新型中，所述中央处理器106采用MSP430系列低功耗单片机，该系列单片机拥有有用丰富的外设接口，其型号为MSP430FR5969，且主频可调节，最高为16MHz，工作模式下约为lOOuA/MHz，待机模式下约为0.4uA/MHz。平时处于睡眠模式，蓝牙通讯模块105接收到数据后通过UART接口转发数据并将其唤醒，执行协议解析与指示、读取智能电表状态信息、读取电池剩余电量等操作；中央处理器106通过UART接口与RS485接口电路107相连，通过RS485接口与智能电表相连，可实现UART接口数据与RS485接口数据的互转。
[0026]在本实用新型中，如图2所示，所述蓝牙通讯模块105采用HC-08型号的TTL转蓝牙模块，蓝牙通讯模块105支持蓝牙4.0的BLE(Bluetooth low energy)协议，功耗仅为蓝牙2.0的1/10，手持移动终端115与蓝牙通讯模块105进行通信连接，两个者未连接时消耗电流340uA，而通讯连接时消耗电流1.6mA，蓝牙通讯模块105使用3.3V供电，蓝牙通讯模块105的第一引脚TXD和第二引脚RXD连接中央处理器106的UART接口进行数据交换，蓝牙通讯模块105的第^^一引脚RESET通过一个4.7kQ的上拉电阻，同时与中央处理器106的RST引脚相连。当蓝牙通讯模块105发生内部错误时，单片机控制该引脚输出一个低电平脉冲，使蓝牙通讯模块105重启，于此同时，蓝牙通讯模块105的第二十四引脚P1013外接一个LED灯D9，当手持移动终端115与蓝牙通讯模块105连接时D9闪烁，未连接时D9熄灭。在本实用新型中，所述RS485接口电路107使用MAX3485将RS485差分信号转化成TTL信号，所述是数据存储模块109使用型号为AT24C128C的EEPR0M，容量为128kb，即16kB，若每一小时存储一次智能电表状态信息，可连续存储一个月的历史数据，当检测装置处于离线监测工作状态下，所述数据存储模块109存储读取到的智能电表状态信息。
[0027]所述手持移动终端115为手机或平板，当使用者在手持移动终端115上执行读取智能电表状态信息操作，通过蓝牙通讯模块105接收到读命令操作后，通过RS485接口电路107读取智能电表状态信息。中央处理器106对智能电表返回的协议数据进行解析后，判断电表是否处于故障状态，若处于故障状态则该指示灯101闪烁5s;中央处理器106对蓝牙通讯模块105接收到的数据进行解析，如果该数据帧为命令模式数据，命令模式数据帧指示灯102则闪烁一次；中央处理器106对蓝牙通讯模块105接收到的数据进行解析，如果该数据帧为透传模式数据，再对帧中数据部分的控制码字段进行判断，第一透传模式协议指示灯103则闪烁一次；当中央处理器106对蓝牙通讯模块105接收到的数据进行解析，如果该数据帧为透传模式数据，再对帧中数据部分的控制码字段进行判断，第二透传模式协议指示灯104则闪烁一次。
[0028]如图3所示，作为本本实用新型的最佳实施例，所述电源模块108包括充电电路111、稳压电路112、电量检测保护电路113和锂电池114，所述充电电路111为锂电池114进行充电，所述稳压电路112将锂电池114的输出电压稳压到3.3V，所述电量检测保护电路113读取锂电池114的电量，并对锂电池114设置过压保护和欠压保护，所述电源模块108为本实用新型检测装置的其他器件提供电源，所述电量指示电路110由四个LED指示灯组成，分别表示总电量的25%，50%，75%，100%，可简单显示目前锂电池电量处于哪个区间内，所述电源模块108包括锂电池111、充电电路112、稳压电路113、电量检测保护电路114，所述充电电路112给锂电池111充电;所述稳压电路113将锂电池111输出的电压稳压到本实用新型的检测装置内器件的工作电压3.3V;所述电量检测保护电路114可读出电池电量，同时可设置过压保护、欠压保护阈值，可应用于不同规格的锂电池。
[0029]所述充电电路112采用采用具有MircoUSB接口的充电管理模块，根据锂电池的充电特性曲线，锂电池电量在90%以下时，使用恒流充电模式，可使用最大电流，锂电池电量到达90%后，使用恒压充电模式，充电减小到之前的10%。所述充电电路112使用TI公司的BQ24250充电芯片，该芯片根据锂电池两端电压判断电池当前电量，进而决定使用哪种充电模式，减少充电时间的同时延长锂电池的使用寿命。BQ24250充电芯片拥有输入过压保护功能，当外部充电器发生故障时也可保证充电安全。当智能电表通过本实用新型的检测装置采用3.7V规格的锂电池时，在放电过程中电压会从4.2V逐渐降低到3.0V，而本实用新型的检测装置内器件的工作电压均为3.3V，使用一般的线性稳压芯片无法满足条件，因此，所述稳压电路113使用具有降压/升压型开关稳压的TPS63050芯片，该芯片最大输出电流为
0.5A，完全满足装置内电子器件的总消耗，且能量转换效率很高，降压模式下为95%，升压模式下为90%。不使用装置时可关闭开关S3，节省锂电池电量。
[0030]作为本实用新型的最佳实施例，如图4所示，所述电量检测保护电路113通过I2C总线与中央处理器106相连，可读出电池电量，同时可设置过压保护、欠压保护阈值，锂电池114的电量与电压之间并不是线性对应关系，所以不能根据锂电池电压得出准确的电量信息电量检测保护电路114使用BQ27742-G1芯片，该芯片运用Impedance Track技术，而且针对电池老化、自放电、温度等影响因素进行自动调节，精确追踪电池电量，根据锂电池114的结构特性，使用过程若出现过压或欠压现象，会对锂电池造成永久性伤害，使用寿命缩短。该芯片内置了过压和欠压保护功能，正常充电时，BQ27742-G1的引脚CHG输出高电平，匪OS管Q3导通。过充时，BQ27742-G1的引脚CHG输出低电平，匪OS管Q3截止，停止充电。正常放电时，BQ27742-G1的引脚DSG输出高电平，NMOS管Q2导通。过放时，BQ27742-G1的引脚DSG输出低电平，NMOS管Q2截止，停止放电。
[0031]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智能电表现场辅助检测装置，其特征在于:包括指示灯模块、蓝牙通讯模块、中央处理器、RS485接口电路、电源模块、数据存储模块和电量指示电路，所述中央处理器分别与指示灯模块、蓝牙通讯模块、RS485接口电路、数据存储模块、电量指示电路和电源模块进行连接。2.根据权利要求1所述的一种智能电表现场辅助检测装置，其特征在于:所述指示灯模块还包括电表故障指示灯、命令模式数据帧指示灯、第一透传模式协议指示灯和第二透传模式协议指示灯，所述电表故障指示灯、命令模式数据帧指示灯、第一透传模式协议指示灯、第二透传模式协议指示灯都分别通过GP1接口与中央处理器连接。3.根据权利要求1所述的一种智能电表现场辅助检测装置，其特征在于:所述电源模块包括锂电池、充电电路、稳压电路、电量检测保护电路，所述充电电路为锂电池进行充电，所述稳压电路将锂电池的输出电压稳压到3.3V，所述电量检测保护电路读取锂电池的电量，并对锂电池设置过压保护和欠压保护。4.根据权利要求1所述的一种智能电表现场辅助检测装置，其特征在于:所述中央处理器通过I2C总线分别与电源模块接、电量检测保护电路连接。5.根据权利要求3或4所述的一种智能电表现场辅助检测装置，其特征在于:所述电量检测保护电路采用BQ27742-G1芯片。6.根据权利要求1或2或4所述的一种智能电表现场辅助检测装置，其特征在于:所述中央处理器采用MSP430系列单片机。7.根据权利要求3所述的一种智能电表现场辅助检测装置，其特征在于:所述充电电路采用具有USB接口的充电管理模块。8.根据权利要求1所述的一种智能电表现场辅助检测装置，其特征在于:所述蓝牙通讯模块采用HC-08型号的TTL转蓝牙模块。
【文档编号】G01R35/04GK205484765SQ201520954138
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年11月25日
【发明人】唐利涛, 蒋雯倩, 李刚, 龙东, 李伟坚, 杨舟, 潘俊涛, 梁捷, 颜丹丹, 龙伟杰
【申请人】广西电网有限责任公司电力科学研究院