本发明属于数据采集领域，尤其涉及一种模拟四表合一工况的终端检测装置及方法。
背景技术：
：在远程抄表领域，电力行业已实现用电信息采集的全覆盖，而水、气、热等行业目前覆盖较低，行业发展不均衡，且存在重复建设现象。故提出了“四表合一”采集建设，“四表合一”系统是依托现有用电信息采集系统的典型技术方案，充分利用其采集终端和信道资源,仅增加少量投资，可将智能水表、智能燃气表、智能热力表融为一体进行集中抄表，仪表数据通过用电信息采集的通信通道传输到管理平台，真正实现公共抄表收费、管理智能自动化，建立一套电、水、气、热收费缴费、信息发布、查询平台。目前，电、水、气、热四表所采用的通信规约不同，为了能够抄读不同规约、不同接口的表计数据，通常采用通讯接口转换器进行规约转换，实现不同规约表计与用电信息集中器的数据交互，而目前没有一种检测装置能够模拟现场的实际工作环境针对通讯接口转换器和升级改造的集中器进行系统检测，以保证通讯接口转换器和集中器在功能和性能上满足要求，及不同厂家的通讯接口转换器与集中器相兼容，从而降低现场“四表合一”采集系统的故障率，提高抄表成功率。因此模拟四表合一工况的终端检测装置的研究势在必行。技术实现要素：为了解决现有技术的缺点，本发明的第一目的是提供一种模拟四表合一工况的终端检测装置。该模拟四表合一工况的终端检测装置，包括：检测台，所述检测台上设有一个集中器以及与所述集中器相连的至少两个通讯接口转换器，所述通讯接口转换器和集中器分别与上位机相连；所述集中器还与电能表相连，电能表的用电信息经集中器传送至上位机；每个通讯接口转换器均分别与气表、水表和热表相连，所述通讯接口转换器还与微功率无线衰减器相连，用于通过微功率无线衰减器来模拟测试所述通讯接口转换器分别与气表、水表和热表的通信性能；所述水表和热表还分别通过模拟负载与短路装置与通讯接口转换器相连，所述模拟负载与短路装置用于调节模拟负载的大小来模拟负载短路、加载和交叉状态，实现对不同负载状态下的通讯接口转换器的通讯性能测试。本发明的微功率无线衰减器与通讯接口转换器相连接，通过调节衰减器，模拟现场由于仪表与转换器安装距离较远，引起的无线距离造成衰减的现象，测试微功率无线通信接口与无线仪表通信功能和通信性能。所述通讯接口转换器包括两个输入端子和两个输出端子，第一输入端子和第二输入端子分别与水表或热表的输出端口相连，第一输出端子和第二输出端子分别与模拟负载与短路装置的输入端口相连。热表的进水端通过三个控制阀门与抽水泵相连，所述抽水泵与储水箱相连，热表的出水端通过水管与储水箱连接，进而形成水循环系统。三个控制阀门分别为第一阀门、第二阀门和第三阀门，第一阀门和第三阀门均三通阀，第二阀门为二通阀，第一阀门还与排水桶相连，第三阀门还与储水箱相连。集中器通过RS485线与通讯接口转换器相连。集中器通过GPRS网络与上位机相互通信。上位机与电信息采集主站相互通信。本发明的模拟四表合一工况的终端检测装置的集中器、通讯接口转换器和电、水、气、热四表可以在同一台体上同时通信，可以同时检测集中器和通讯接口转换器，也可以单独检测集中器或通讯接口转换器，具有灵活性；本发明的该装置设置简洁、直观，方便检测人员检测通讯接口转换器，提高通讯接口转换器的检测效率。本发明的第二目的是提供一种模拟四表合一工况的终端检测装置的通讯接口转换器测试方法。该模拟四表合一工况的终端检测装置的通讯接口转换器测试方法，包括：步骤一：在上位机上配置被测通讯接口转换器的信息，水、热、气表的通讯地址、波特率、通信规约参数，选择测试方案并下发；步骤二：控制热表、水表和气表走字；步骤三：利用通讯接口转换器对被测通讯接口转换器进行规约符合性和功能要求的检测；步骤四：利用模拟负载与短路装置的控制开关，调节模拟负载的大小，模拟真实工况中M-Bus短路的现象、加载现象和交叉现象，通过上位机对被测通讯接口转换器的M-Bus通讯性能进行测试；步骤五：利用微功率无线衰减器的控制开关，调节微功率无线衰减器模拟现场，通过上位机对被测通讯接口转换器的微功率无线通讯性能进行测试。模拟四表合一工况的终端检测装置的通讯接口转换器测试方法，还包括利用上位机抄读控制阀门的状态，通过上位机下发控制阀门的控制命令对被测通讯接口转换器的阀门控制功能进行测试；利用上位机对被测通讯接口转换器进行数据存储能力测试。本发明的模拟四表合一工况的终端检测装置的通讯接口转换器测试方法能够模拟电表、水表、热表、气表真实的运行工况，模拟现场微功率无线环境，模拟现场M-Bus线路过载、短路环境，可根据不同的仪表、规约，配置不同的通信接口和协议，并可进行规约的扩展，可根据要求选定通讯接口转换器的测试项目，并输出测试结果和报表。本发明的第三目的是提供一种模拟四表合一工况的终端检测装置的集中器测试方法，包括：步骤一：在上位机上登录用电信息采集主站，利用用电信息采集主站设置并下发集中器参数、下挂的通讯接口转换器的参数和电、水、气、热四表的通讯地址、规约和波特率参数；步骤二：利用用电信息采集主站配置采集方案及任务参数，并下发；步骤三：控制热表、水表和气表走字；步骤四：利用用电信息采集主站，通过下发集中器状态召测命令，检测被测集中器是否正常在线运行；步骤五：利用用电信息采集主站，通过下发和召测参数命令，对被测集中器进行参数设置和检测，测试集中器参数设置和查询功能；步骤六：利用用电信息采集主站对被测集中器进行实时数据召测，测试其对电、水、气、热四表的抄表功能；步骤七：利用用电信息采集主站检测被测集中器主动上报功能和对电、水、气、热四表的历史数据采集功能、事件记录功能、状态量采集功能。本发明的模拟四表合一工况的终端检测装置的通讯接口转换器测试方法能够模拟电表、水表、热表、气表真实的运行工况，模拟现场微功率无线环境，模拟现场M-Bus线路过载、短路环境，可根据不同的仪表、规约，配置不同的通信接口和协议，并可进行规约的扩展，可根据要求选定集中器的测试项目，并输出测试结果和报表。本发明的有益效果为：(1)本发明的模拟四表合一工况的终端检测装置的集中器、通讯接口转换器和电、水、气、热四表可以在同一台体上同时通信，可以同时检测集中器和通讯接口转换器，也可以单独检测集中器或通讯接口转换器，具有灵活性；本发明的该装置设置简洁、直观，方便检测人员检测通讯接口转换器，提高通讯接口转换器的检测效率。(2)本发明的模拟四表合一工况的终端检测装置的通讯接口转换器测试方法能够模拟电表、水表、热表、气表真实的运行工况，模拟现场微功率无线环境，模拟现场M-Bus线路过载、短路环境，可根据不同的仪表、规约，配置不同的通信接口和协议，并可进行规约的扩展，可根据要求选定通讯接口转换器的测试项目，并输出测试结果和报表。(3)本发明的模拟四表合一工况的终端检测装置的通讯接口转换器测试方法能够模拟电表、水表、热表、气表真实的运行工况，模拟现场微功率无线环境，模拟现场M-Bus线路过载、短路环境，可根据不同的仪表、规约，配置不同的通信接口和协议，并可进行规约的扩展，可根据要求选定集中器的测试项目，并输出测试结果和报表。附图说明图1是本发明的模拟四表合一工况的终端检测装置的系统原理图。图2是本发明模拟热表走字的原理图。图3是本发明模拟水表、气表走字的原理图。图4是本发明模拟负载与短路装置的电路图。图5是本发明模拟四表合一工况的终端检测装置的通讯接口转换器测试方法流程图。图6是本发明模拟四表合一工况的终端检测装置的集中器测试方法流程图。其中，101.上位机，102.主机，103.红外探头，104.集中器，105.显示屏，106.通讯接口转换器，107.气表，108.水表，109.热表，110.电能表，111.检测台，112.微功率无线衰减器，113.模拟负载与短路装置，201.储水箱，202.抽水泵，203.阀门1，204.阀门2，205.阀门3，206.排水桶，207.加热装置，208.开关电源1，209.开关电源2，301.开关电源3，302.鼓风机，401.M-Bus+端子，402.M-Bus-端子，403.加载电阻，404.转换器485+端子，405转换器485-端子。具体实施方式下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：本发明的模拟四表合一工况的终端检测装置，包括：检测台，所述检测台上设有一个集中器以及与所述集中器相连的至少两个通讯接口转换器，所述通讯接口转换器和集中器分别与上位机相连；所述集中器还与电能表相连。图1是本发明的模拟四表合一工况的终端检测装置的系统原理图。如图1所示，本发明的模拟四表合一工况的终端检测装置中通讯接口转换器的个数以三个为例：模拟四表合一工况的终端检测装置，包括上位机101、检测台111、红外探头103、储水箱201、抽水泵202、加热装置207、排水桶206、鼓风机302、微功率无线衰减器112、模拟负载与短路装置113；所述的上位机101与红外探头103相连接，上位机101控制红外探头103与对应的通讯接口转换器106进行红外通讯，测试通讯接口转换器的红外通讯功能及数据交互；所述的上位机101通过与主机102相连接控制显示屏105的显示内容，显示屏105可以显示实时的测试情况，包括被测设备的数量、类型、基本参数、测试的过程和测试结果；所述的上位机101通过485转232通信线与三个通讯接口转换器106及集中器104相连接，用于进行通讯接口转换器106和集中器104的功能测试和性能测试。所述的检测台111设有三个通讯接口转换器106、三个气表107、三个水表108、三个热表109、一个电能表110、一个集中器104，所述的三个气表107通过微功率无线与通讯接口转换器106的下行相连接，三个水表108、三个热表109通过M-BUS线与三个通讯接口转换器106的下行相连接，三个通讯接口转换器106上行与集中器104相连接，电能表110与集中器104的下行相连接。所述的微功率无线衰减器112与通讯接口转换器106相连接，通过调节衰减器，模拟现场由于仪表与转换器安装距离较远，引起的无线距离造成衰减的现象，真实的反应现场微功率无线的通信质量和通信成功率。所述的模拟负载与短路装置113一端与水表108或热表109的M-BUS端相连接，一端与通讯接口转换器106的485端相连接，通过调节模拟负载的大小，模拟真实工况中M-Bus短路的现象、加载现象和交叉现象。图2是本发明模拟热表走字的原理图，储水箱201通过水管与抽水泵202相连接，抽水泵202经过阀门1-203，阀门2-204，阀门3-205由水管与三个热表109进水端相连接，热表109的出水端通过水管与储水箱201连接，形成水循环系统，模拟热表中的走水流量；所述的阀门1-203通过软水管与排水桶206相连接，所述的阀门3-205通过水管与储水箱201相连接。所述的抽水泵202与开关电源2-209相连接。所述的加热装置207与热表109的出水口温度探测器相连接，模拟热表109进水口与出水口的温差；所述的加热装置207与开关电源1-208相连接，控制加热装置207工作。当开关电源2-209打开，抽水泵202处于工作状态，阀门1-203和阀门3-205关闭，阀门2-204打开时，热表里有水流量流过，同时打开开关电源1-208，加热装置开始加热，热表109进水口与出水口产生温差，从而达到了热表真实走字的效果；当开关电源2-209关闭，抽水泵202处于不工作状态，阀门3-205打开，管子里的水会倒流回储水箱201，热表109里没有水，便于更换热表；当开关电源2-209打开，抽水泵202处于工作状态，阀门2-204关闭，阀门1-203打开时，可将储水箱201的水排至排水桶，方便更换储水箱里的水。图3是本发明模拟水表、气表走字的原理图，开关电源3-301与鼓风机302相连接，控制鼓风机302的工作状态，鼓风机302通过气管依次与三组气表107和三组水表108相连接。鼓风机302吹出的气体吹动水表108的叶轮转动，达到模拟水表108走字的效果。而气表107里只要有气体流量，气表107就会走字。图4是本发明模拟负载与短路装置的电路图，当端子3-4、13-14为通路其他端子断路时，M-BUS+端子401与转换器485+端子404相连，M-BUS-端子402与转换器485-端子405相连，测试电路为正常状态；当端子7-8、9-10为通路其他端子断路时，转换器485+端子404与转换器485-端子405相连，测试电路为短路状态；当端子5-6、11-12为通路其他端子断路时，M-BUS+端子401经过加载电阻403与转换器485+端子404相连，M-BUS-端子402与转换器485-端子405相连，测试电路为加载状态；当1-2、15-16为通路其他端子断路时，M-BUS+端子401与转换器485-端子405相连，M-BUS-端子402与转换器485+端子404相连，测试电路为交叉状态。本发明的该模拟四表合一工况的终端检测装置能够模拟电表、水表、热表、气表真实的运行工况，模拟现场微功率无线环境，模拟现场M-Bus线路过载、短路等环境，可根据不同的仪表、规约，配置不同的通信接口和协议，并可进行规约的扩展，可根据要求选定相应的测试项目，并输出测试结果和报表。装置设置简洁、直观，方便检测人员检测通讯接口转换器，提高通讯接口转换器的检测效率。本发明的集中器、通讯接口转换器和电、水、气、热四表可以在同一台体上同时通信，可以同时检测集中器和通讯接口转换器，也可以单独检测集中器或通讯接口转换器，且可以同时检测三只通讯接口转换器，具有灵活性。本发明的模拟负载与短路装置可以通过开关控制模拟真实工况中M-Bus短路的现象、加载现象和交叉现象。测试通讯接口转换器的M-Bus通信成功率，带载能力，过载恢复能力，短路故障保护能力等。模拟负载与短路装置在具体实施方案中有详细介绍，即图4所描述的。M-BUS通信成功率测试：将模拟负载与短路装置调至正常状态，通过上位机下发抄表命令，记录显示器上的抄表成功率，判断标准如下：判断标准A类合格B类合格备注M-BUS通信成功率第一次成功率100％加抄三次成功率100％每个循环抄表100次带载能力测试：将模拟负载与短路装置调至加载状态，在M-BUS口加载纯电阻，通过上位机下发抄表命令，记录显示器上的抄表成功率，判断标准如下：判断标准A类合格B类合格备注M-BUS通信成功率第一次成功率100％加抄三次成功率100％每个循环抄表100次过载恢复能力及短路故障保护测试：将模拟负载与短路装置调至短路状态，通讯接口转换器除M-BUS口外其他应能正常工作，保持4小时后将模拟负载与短路装置调至正常状态，通讯接口转接器状态指示灯恢复，被短接主M-Bus接口不应损坏，通讯接口转接器应能正常工作。本发明的抽水泵通过抽取储水箱里的水到热表，再由热表流回储水箱，形成水循环系统，模拟热表中的走水流量；并通过加热装置，模拟热表进水口与出水口的温差。通过模拟热表的走水流量和进出口温差达到了热表真实走字的效果。本发明的鼓风机吹出的气体吹动水表的叶轮转动，达到水表走字的模拟效果。而气表里有气体流量，就会进行走字。本发明的微功率无线衰减器与通讯接口转换器相连接，通过调节衰减器，模拟现场由于仪表与转换器安装距离较远，引起的无线距离造成衰减的现象，测试微功率无线通信接口与无线仪表通信功能和通信性能。图5是本发明一种模拟四表合一工况的终端检测装置的通讯接口转换器测试方法流程图。步骤一，在检测台对应表位上安装上不同厂家和类型的水表108、气表109、热表107和被测通讯接口转换器106。在所述的检测台111上安装3个通讯接口转换器106，可以同时测试三只通讯接口转换器106，每个通讯接口转换器106连接一组水表108、热表109和气表107，其中水表108和热表109采用M-BUS通讯，气表107采用微功率无线通讯。步骤二：在上位机101上配置被测通讯接口转换器106的档案，水表108、热表109、气表107的通讯地址、波特率、通信规约等参数，选择测试方案并下发。步骤三，打开抽水泵202及加热装置207的开关电源2-209和开关电源1-208，抽水泵202通过抽取储水箱201里的水到热表109，再由热表109流回储水箱201，形成水循环系统，模拟热表109中的走水流量；热表109的出水口温度探测器与加热装置207箱连接，模拟热表109进水口与出水口的温差；通过模拟热表109的走水流量和进出口温差达到了热表109真实走字的效果。打开鼓风机302的开关电源3-301，鼓风机302吹出的气体一次经过三组气表107和水表108，气体经过水表108时带动水表108的叶轮转动，达到水表走字的模拟效果。而气体流过气表107时，气表107里有气体流量，因此也会进行走字。步骤四：利用通讯接口转换器106的功能检测单元对被测通讯接口转换器106进行规约符合性和功能要求的检测(包括基本参数设置查询、各项实时数据采集和历史数据采集)。步骤五：利用模拟负载与短路装置113的控制开关，通过上位机101对被测通讯接口转换器106的M-BUS的通讯性能进行测试。所述的模拟负载与短路装置113，可以通过开关控制模拟真实工况中M-Bus短路的现象、加载现象和交叉现象。在加载档时测试转换器每路M-Bus的真实带载能力，记录抄表成功率和真实带载能力；在短路档时测试转换器在M-Bus线路短路故障的适应能力和恢复时间；在交叉档时测试，模拟现场M-BUS接线交叉现象。步骤六：利用微功率无线衰减器112的控制开关，通过上位机101对被测通讯接口转换器106的微功率无线通讯性能进行测试。所述的微功率无线衰减器112与通讯接口转换器106相连接，通过调节微功率无线衰减器112，模拟现场由于仪表与通讯接口转换器106安装距离较远，引起的无线距离造成衰减的现象，测试微功率无线通信接口与无线仪表通信功能和通信性能。调节微功率无线衰减器的衰减强度至3dB，通过上位机下发抄表指令，并记录显示器上的抄表成功率，再将调节微功率无线衰减器的衰减强度至5dB，通过上位机下发抄表指令，并记录显示器上的抄表成功率。判断标准如下：判断标准A类合格B类合格备注微功率无线通信性能5dB衰减下成功率100％5dB衰减下成功率100％每个循环抄表100次步骤七：利用抽水泵202的控制开关及上位机101下发的控制命令对被测通讯接口转换器106的阀门控制功能进行测试。步骤八：利用上位机101的存储检测单元对被测通讯接口转换器106进行数据存储能力测试。图6是本发明一种模拟四表合一工况的终端检测装置的集中器测试方法流程图。步骤一：在检测台111对应表位上安装上不同厂家和类型的水表108、气表109、热表107、测通讯接口转换器106和被测集中器104。所述的检测台111上集中器104下行通过RS485线与3个通讯接口转换器104相连接，每个通讯接口转换器104下行连接一组水表、热表和气表，其中水表和热表采用M-BUS通讯，气表采用微功率无线通讯，所述的集中器上行采用GPRS通讯。步骤二：通过以太网在上位机101上登录用电信息采集主站，用电信息采集主站设置并下发集中器104的参数、下挂的通讯接口转换器106的参数和电能表110、水表108、气表107、热表109四表的通讯地址、规约、波特率等参数，集中器104通过GPRS网络接收命令。步骤三：在上位机101上利用用电信息采集主站配置采集方案及任务参数，并下发。步骤四：打开抽水泵202及加热装置207的开关电源2-209和开关电源1-208，抽水泵202通过抽取储水箱201里的水到热表109，再由热表109流回储水箱201，形成水循环系统，模拟热表109中的走水流量；热表109的出水口温度探测器与加热装置207箱连接，模拟热表109进水口与出水口的温差；通过模拟热表109的走水流量和进出口温差达到了热表109真实走字的效果。打开鼓风机302的开关电源3-301，鼓风机302吹出的气体一次经过三组气表107和水表108，气体经过水表108时带动水表108的叶轮转动，达到水表走字的模拟效果。而气体流过气表107时，气表107里有气体流量，因此也会进行走字。步骤五：在上位机101上利用用电信息采集主站检测被测集中器104是否正常在线运行。步骤六：在上位机101上利用用电信息采集主站对被测集中器104进行参数设置和召测，测试集中器参数设置和查询功能(包括设置通讯接口转换器参数和电水气热四表的参数)。步骤七：在上位机101上利用用电信息采集主站对被测集中器104进行实时数据召测，测试其对电能表110、水表108、气表107、热表109四表的抄表功能。步骤八：利用用电信息采集主站检测被测集中器104主动上报功能和对电、水、气、热四表的历史数据采集功能、事件记录功能、状态量采集功能。本发明通过上位机的存储检测单元对被测通讯接口转换器进行数据存储能力测试。数据存储测试目前技术很成熟，这里就不详细说明。检测了集中器、通讯接口转换器、电表、水表、热表、气表以及主站各环节之间的兼容能力和规约一致性。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。当前第1页1 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