用电信息采集系统现场服务终端的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用电信息采集系统现场服务终端，包括控制单元、测试单元以及接口单元，所述控制单元通过接口单元与所述电力用户用电信息采集系统通讯相连，所述测试单元包括GPRS通讯信号强度检测电路、载波通讯信号波形取样电路和RS485通讯信号波形取样电路，所述控制单元与所述GPRS通讯信号强度检测电路、载波通讯信号波形取样电路和RS485通讯信号波形取样电路相连、用于采集各电路的测试信号进行分析。本实用新型的现场服务终端具有结构简单、操作简便以及测试功能全面等优点。
【专利说明】
用电信息采集系统现场服务终端
技术领域
[0001]本实用新型主要涉及电力设备技术领域，特指一种用电信息采集系统现场服务终端。
【背景技术】
[0002]随着国家电网对于电力用户用电信息采集系统的深入应用和新业务的不断增加，对于采集系统通讯的可靠性和稳定性提出了更高的要求，系统内主站与采集设备和计量设备的通讯质量好坏是系统高效运行的关键所在。
[0003]在电力用户用电信息采集系统的建设和维护的现场工作中，对于系统应用中的GPRS通讯、载波通讯、RS485通讯等信号的传统测量方法是试验比较法，带通信模块的终端设备(如专变采集终端、集中器和电能表等)之间的通讯只能简单测试通与不通，对于通讯信号的质量没有明确的数据支撑和记录，如果通信设备处于正常工作的临界状态，因用电现场的通讯环境比较复杂，干扰因素较多，容易造成系统工作不稳定，不易查找故障原因。因此，采集设备和中继设备安装位置的通讯信号质量检测至关重要;对于新建成和已投入运行的采集系统，目前缺少相应的检测设备进行全面的功能测试，不能提前发现故障和问题，从而增加了系统后期的维护工作。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、功能全面、操作简便的用电信息采集系统现场服务终端。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为:
[0006]—种用电信息采集系统现场服务终端，包括控制单元、测试单元以及接口单元，所述控制单元通过接口单元与所述电力用户用电信息采集系统通讯相连，所述测试单元包括GPRS通讯信号强度检测电路、载波通讯信号波形取样电路和RS485通讯信号波形取样电路，所述控制单元与所述GPRS通讯信号强度检测电路、载波通讯信号波形取样电路和RS485通讯信号波形取样电路相连、用于采集各电路的测试信号进行分析。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进:
[0008]所述接口单元包括红外通讯接口电路、RS232通讯接口电路和RJ45网络接口电路，各接口电路分别与电力用户用电信息采集系统的对应通讯口相连。
[0009]还包括上位机，所述上位机通过一 WIFI通讯电路与所述控制单元相连。
[0010]还包括用于对上位机进行充电的充电电路，所述充电电路通过USB接口与所述上位机相连。
[0011]所述载波通讯信号波形取样电路和RS485通讯信号波形取样电路均依次通过A/D转换电路和数字信号处理单元与所述控制单元相连。
[0012]所述测试单元和接口单元均与控制单元RS232通讯相连。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0014]本实用新型的用电信息采集系统现场服务终端，通过测试单元能够检测采集系统(电能表或集中器)的GPRS、载波、RS485通讯信号质量，通过数据波形分析提示可能存在的故障点；另外通过接口单元与电能表或集中器通讯相连并对各接口质量进行测试；因此通过对信号检测、故障分析以及功能测试，能够对采集系统进行全面的功能测试、提前发现故障，减少采集系统后期的维护工作，而且本现场服务终端测试过程全程自动化、操作简便、提高了现场工作效率和质量。另外本现场服务终端作为离线运行的智能电能表与密钥管理系统及电能量数据采集系统之间命令与数据上传下达的应急通道，能够进行参数设置和数据读取，并具有密钥下装、拉合闸控制等功能。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的方框原理图。
[0016]图2为本实用新型中GPRS通讯信号强度检测电路的电路原理图。
[0017]图3为本实用新型中载波通讯信号波形取样电路的电路原理图。
[0018]图4为本实用新型中RS485通讯信号波形取样电路的电路原理图。
[0019]图中标号表示:1、控制单元;2、GPRS通讯信号强度检测电路;3、载波通讯信号波形取样电路;4、RS485通讯信号波形取样电路;5、红外通讯接口电路;6、RS232通讯接口电路；
7、RJ45网络接口电路;8、WIFI通讯电路;9、A/D转换电路；10、数字信号处理单元；11、上位机;12、充电电路。
【具体实施方式】
[0020]以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
[0021]如图1至图4所示，本实施例的用电信息采集系统现场服务终端，主要针对电力用户用电信息采集系统中的采集终端(集中器)和电能表，其中集中器用于收集各电能表的数据，并进行处理储存，同时能与用电信息采集主站或手持设备进行数据交换的设备，可按主站指令，控制用户开关分合闸;本现场服务终端包括控制单元1、测试单元以及接口单元，控制单元I通过接口单元与电力用户用电信息采集系统通讯相连，不仅能与电力用户用电信息采集系统进行数据交换，同时也能够对采集系统中各通讯接口进行测试;测试单元包括GPRS通讯信号强度检测电路2、载波通讯信号波形取样电路3和RS485通讯信号波形取样电路4，其中GPRS通讯信号强度检测电路2用于采集集中器安装位置处的GPRS信号强度，载波通讯信号波形取样电路3和RS485通讯信号波形取样电路4分别采集载波信号和RS485通讯信号，控制单元I接收各信号后对各信号进行相应分析，以判断是否有故障；另外还包括上位机11 (包含操控软件的平板电脑)，上位机11通过一WIFI通讯电路8与控制单元I相连，上位机11还与供电公司信息内网GPRS通讯相连，上位机11控制用电信息采集系统现场服务终端完成各项试验项目测试，并显示和保存试验数据;可通过GPRS可以与供电公司信息内网连接，内置密码机服务程序，负责调用加密机产生密钥进行加密运算，通过用电信息采集系统现场服务终端的RS485通讯测试口与智能电能表RS485通讯口连接，进行密钥下装、参数设置、数据读取及拉合闸控制测试；因此本现场服务终端不仅可以对各测试数据进行进一步分析处理，并能对测试结果进行实时显示、储存以及传送至供电公司信息内网。本实用新型的用电信息采集系统现场服务终端，通过测试单元能够检测采集系统(电能表或集中器)的GPRS、载波、RS485通讯信号质量，通过数据波形分析提示可能存在的故障点；另外通过接口单元对各接口质量进行测试；因此通过对信号检测、故障分析以及功能测试，能够对采集系统进行全面的功能测试、提前发现故障，减少采集系统后期的维护工作，而且本现场服务终端测试过程全程自动化、操作简便、提高了现场工作效率和质量。
[0022]本实施例中，控制单元1、测试单元以及接口单元均设置在手持终端的壳体(图中未示出)内，其中控制单元I包括STM32F103芯片；GPRS通讯信号强度检测电路2包含与控制单元I通讯连接的S頂卡插槽及外围电路，其中S頂卡插槽口置于壳体面板上。GPRS通讯信号强度检测电路2用于测试采集终端(集中器)安装位置处的GPRS信号强度，如图2所示，GPRS通讯信号强度检测电路2测量到的信号强度数据上传到控制单元I，再经WIFI通讯电路8上传给上位机11，通过上位机11直观显示信号强度数值，便于各安装现场的GPRS通讯信号强度记录与比较。
[0023]本实施例中，载波通讯信号波形取样电路3依次通过A/D转换电路9和数字信号处理单元10与控制单元I相连。载波通讯信号波形取样电路3包含耦合变压器和LC滤波电路，载波通讯电压输入端子置于壳体的面板上。载波通讯信号波形取样电路3通过置于壳体面板上的电压输入端子与集中器载波端或电能表载波端的电压端子连接。如图3所示，来自电力线上的载波信号经过载波信号波形取样电路中的LC滤波电路耦合滤掉低频(包括50Hz的交流电压)，通过耦合变压器从电力线上耦合至低压侧(变压器的9-10脚)，实现载波信号接收，再经A/D转换电路9上传到数字信号处理单元10，数字信号处理单元10计算载波通讯信噪比，分析通讯信号质量，通过RS232通讯传送至控制单元I，再经WIFI通讯电路8上传给上位机11显示载波通讯波形，通过分析波形信噪比，提示用户载波信号衰减过大(需增加载波中继)或通讯信道存在干扰(需增加滤波器)，方便用户解决载波通讯不可靠问题处理。
[0024]本实施例中，RS485通讯信号波形取样电路4依次通过A/D转换电路9和数字信号处理单元10(DSP芯片)与控制单元I相连。RS485通讯信号波形取样电路4包含SN65HVD3082ED通讯芯片，RS485通讯输入端子置于壳体面板上；如图4所示，RS485通讯信号波形取样电路4通过置于壳体面板上的通讯信号输入端子与集中器端或电能表端RS485通讯端子连接，将RS485通讯的模拟信号A、B端接入A/D转换电路9，A/D转换后数据传送到DSP芯片，DSP芯片程序分析计算出RS485通讯信号波形，通过RS232通讯传送给控制单元I。通过以上的处理不仅能够检测RS485通讯带载能力，可以判断采集终端RS485通讯口带载大小及线路是否存在干扰等问题，并显示RS485通讯数据波形，生成眼图，提示用户通讯波形电平幅度、波特率及信噪比是否在正常范围和可能存在的故障点，方便用户解决RS485通讯不可靠问题。
[0025]本实施例中，接口单元包括红外通讯接口电路5、RS232通讯接口电路6和RJ45网络接口电路7，各接口电路分别与电力用户用电信息采集系统的对应通讯口相连，控制单元I通过各接口电路与集中器或电能表通讯连接，而且可以测试集中器或电能表对应通讯口的质量。
[0026]本实施例中，红外通讯接口电路5包括与控制单元I相连的红外收发头，相应的接口在壳体面板上，红外收发头与壳体面板上的通讯接口相连，红外收发头对照采集终端(集中器)或电能表的红外通讯口，上位机11可根据试验要求读取和设置集中器或电能表的数据，并且可相应测试红外通讯接口质量。
[0027]本实施例中，RS232通讯接口电路6包含ADM202E通讯芯片及外围电路，通讯接口置于壳体面板上；RS232通讯接口电路6通过置于壳体面板上的通讯接口与采集终端(集中器)的RS232通讯口连接，上位机11可根据试验需要读取和设置采集终端(集中器)数据。
[0028]本实施例中，RJ45网络接口电路7包含ENC28J60通讯芯片及外围电路、RJ45网络接口，RJ45网络接口置于壳体面板上;RJ45通讯接口电路通过置于面板上的通讯接口与采集终端(集中器)的网络通讯口连接，上位机11可根据试验需要读取和设置采集终端(集中器)数据。
[0029 ]本实施例中，还包括用于对上位机11进行充电的USB接口充电电路12，充电电路12通过USB接口与上位机11相连。USB接口充电电路12包含bq24060充电管理芯片及外围电路、mini USB接口，mini USB接口置于壳体面板上;USB接口充电电路12通过置于壳体面板上mini USB接口与上位机11连接，可对上位机11(平板电脑)应急充电。
[0030]本实施例中，WIFI通讯电路8包含HLK-RM04载波模块及外围电路;测试单元和接口单元均与控制单元1RS232通讯相连。
[0031]本实用新型的用电信息采集系统现场服务终端，解决目前用电信息采集系统现场对通讯信号质量测试时缺少明确的数据支撑和记录的问题，填补了现场无法进行控制功能测试的空白，同时能够作为离线运行的智能电能表与密钥管理系统及电能量数据采集系统之间命令与数据上传下达的应急通道，能进行参数设置和数据读取，并且具有密钥下装、拉合闸控制等功能。本实用新型的现场服务终端囊括了用电信息采集系统现场工作需要的大部分功能，满足了现场通讯信号检测、故障分析和功能测试的需要，测试过程自动化，操作简单，提高了现场工作效率和质量。
[0032]虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种用电信息采集系统现场服务终端，其特征在于，包括控制单元(I)、测试单元以及接口单元，所述控制单元(I)通过接口单元与所述电力用户用电信息采集系统通讯相连，所述测试单元包括GPRS通讯信号强度检测电路(2)、载波通讯信号波形取样电路(3)和RS485通讯信号波形取样电路(4)，所述控制单元(I)与所述GPRS通讯信号强度检测电路(2)、载波通讯信号波形取样电路(3)和RS485通讯信号波形取样电路(4)相连、用于采集各电路的测试信号进行分析。2.根据权利要求1所述的用电信息采集系统现场服务终端，其特征在于，所述接口单元包括红外通讯接口电路(5 )、RS232通讯接口电路(6 )和RJ45网络接口电路(7 )，各接口电路分别与电力用户用电信息采集系统的对应通讯口相连。3.根据权利要求1或2所述的用电信息采集系统现场服务终端，其特征在于，还包括上位机(11)，所述上位机(11)通过一 WIFI通讯电路(8 )与所述控制单元(I)相连。4.根据权利要求3所述的用电信息采集系统现场服务终端，其特征在于，还包括用于对上位机(11)进行充电的充电电路(12)，所述充电电路(12)通过USB接口与所述上位机(11)相连。5.根据权利要求1或2所述的用电信息采集系统现场服务终端，其特征在于，所述载波通讯信号波形取样电路(3)和RS485通讯信号波形取样电路(4)均依次通过A/D转换电路(9)和数字信号处理单元(10)与所述控制单元(I)相连。6.根据权利要求1或2所述的用电信息采集系统现场服务终端，其特征在于，所述测试单元和接口单元均与控制单元(I )RS232通讯相连。
【文档编号】G08C17/02GK205563986SQ201620178932
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】杨帅, 陈向群, 胡军华, 李劲柏, 赵丹, 陈石东, 肖建红
【申请人】长沙敏特电力技术有限公司