专利名称：一种低压采集终端现场通信检测用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种低压采集终端现场通信检测用装置，乃是指用于低压电力线用电信息数据采集终端，在进行现场通信检测时利用内置通信模块进行低压载波通信功能和485通信功能测试以及利用内置测试模块进行低压载波通信信道和485通信信道检测用的装置。
背景技术：
用电信息采集系统是国家电网公司正在推广的智能电网相关工作之一，低压电力线载波通信和485通信作为现场最主要的通信方式得到了大量应用，由于现场环境造成的通信问题以及产品本身的通信问题需要专业的工具进行分析和调试，目前市场上只有通用的测试仪器产品如示波器、频谱分析仪、信号发生器等，这些测试仪器普遍存在测试频率范围宽、性能指标高、功能专一等优点，但示波器因为频率范围宽就不能屏蔽工频只显示载波，虽然频谱分析仪显示频谱特性、性能指标高，但不能实现同时观看时域波形和频谱图的特殊功能要求，信号发生器虽然输出波形多，但也不可能嵌入专用的通信协议，所以这些标准测试产品不太适用于现场调试过程。
发明内容
本发明提供的是一种低压采集终端现场通信检测用装置，其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷，通过通信模块的实际通信效果，结合对现场信道进行测试，给出显示图形，帮助使用者进行分析和判断，可以较快地解决低压采集终端产品的现场应用问题。本发明的技术解决方案其结构包括低压载波通信通道、485通信通道、低压载波通信测试通道和485通信测试通道；所述的低压载波通信通道由嵌入式系统、低压载波通信模块、工频隔离高频耦合电路、低压载波通信端口组成；所述的485通信通道由嵌入式系统、485通信模块、485通信端口组成；所述的低压载波通信测试通道由低压载波通信测试端口、工频隔离高频耦合电路、选择开关、信号幅度调理电路、A/D和采样控制电路、数字信号处理单元和嵌入式系统组成；所述的485通信测试通道由485通信测试端口、选择开关、信号幅度调理、A/D和采样控制电路、数字信号处理单元和嵌入式系统组成。本发明的优点通过内部提供的低压载波通信信道和485通信信道来判断用电信息采集终端低压载波通信功能和485通信功能的完好性，同时通过测试低压载波通信使用环境和485通信使用环境来分析影响正常通信的可能原因。装置内部的通信模块产生相应的通信信号，嵌入式系统控制该通信模块与用电信息采集终端进行收发通信；装置通过对使用环境的较高频信号分量进行A/D采样和数字信号处理，来监视整个通信过程，并同时监测外部通信环境噪声来分析影响通信的可能原因；装置通过工频隔离电路与低压电力线进行隔离，保证测试安全。
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附图1是一种低压采集终端现场通信检测用装置的结构图。
具体实施例方式参见图1，其结构包括低压载波通信通道、485通信通道、低压载波通信测试通道和485通信测试通道；所述的低压载波通信通道由嵌入式系统、低压载波通信模块、工频隔离高频耦合电路、低压载波通信端口组成；其中嵌入式系统既作为载波通信模块控制单元， 又作为485通信模块控制单元，作为载波通信模块控制单元的输出/输入控制接口连接载波通信模块的输入/输出接口，载波通信模块的输出/输入端连接工频隔离高频耦合电路的输入/输出端，工频隔离高频耦合电路的输出/输入端连接低压载波通信端口的输入/ 输出端，低压载波通信端口就是低压电力线。所述的485通信通道由嵌入式系统、485通信模块、485通信端口组成；嵌入式系统作为485通信模块控制单元的控制接口连接485通信模块的接口，485通信模块的输出连接 485通信端口，485通信端口实现与终端485端口的通信。所述的低压载波通信测试通道由低压载波通信测试端口、工频隔离高频耦合电路、选择开关、信号幅度调理电路、A/D和采样控制电路、数字信号处理单元和嵌入式系统组成；其中低压载波通信测试端口连接低压电力线，低压载波通信测试端口的输出连接工频隔离高频耦合电路，高频耦合工频隔离电路的输出连接选择开关，选择开关的输出连接信号幅度调理电路，信号幅度调理电路的输出连接A/D和采样控制电路，A/D和采样控制电路的输出连接数字信号处理单元，数字信号处理单元的输出连接嵌入式系统。所述的485通信测试通道由485通信测试端口、选择开关、信号幅度调理、A/D和采样控制电路、数字信号处理单元和嵌入式系统组成；其中485通信线连接485通信测试端口，485通信测试端口的输出连接选择开关，选择开关的输出连接信号幅度调理电路，信号幅度调理电路的输出连接A/D和采样控制电路，A/D和采样控制电路的输出连接数字信号处理单元，数字信号处理单元的输出连接嵌入式系统。工频隔离高频耦合电路是为了隔离工频(特指220V/50HZ和380V/50Hz交流电)和信号(特指载波信号、485信号和线路噪声信号)，采用高通滤波器区分工频50Hz与其它有用频率，利用高通滤波器的低频截止特性达到衰减工频的目的，高通滤波器的通带损耗决定有用信号的衰减量。选择开关采用双刀双掷电磁继电器形式，通过控制线包的方式实现切换选择。信号幅度调理电路是为了调整有用信号的大小，保证有用信号不超出后级A/D采样的动态范围，采用电阻分压进一步降低工频损坏的风险，结合高速运算放大器构成的增益调整电路进行幅度调整。A/D采样电路仅对有用信号进行采样处理，将有用模拟信号转换成数字信号，采用模数转换器可以实现有用模拟信号到数字信号的转换。采样控制负责对A/D采样速率和采样时间进行控制，利用可编程逻辑门电路实现定时采样和控制。数字信号处理单元完成数字信号处理过程，如FFT运算以及信号传输过程，FFT运算结果传送嵌入式系统进行显示，采用DSP数字信号处理芯片可以实现FFT算法和数据传输。嵌入式系统是整个装置的核心，除了用于信号测试外，还用于通信模块控制，实现收发通信，嵌入式系统还完成数据分析、显示、通信、控制和人机接口。
检测方法采用内置标准载波通信模块和485通信模块与被测终端进行交互通信来判断被测终端是否存在载波通信和485通信功能故障，并结合通信程序评判通信过程的误码率；通过内置触发的时域和频域的双重检测功能设备，在一个屏幕上同时显示波形和频谱，来评估时域通信和频域通信是否正常；通过测试当前通信环境的时域波形和频谱图来监视是否存在特定噪声干扰；采用信号耦合和工频隔离技术提取信号分量，采用A/D转换，将模拟信号转换成数字信号，利用DSP数字信号处理技术结合嵌入式系统进行时域到频域的转换，并实现波形和频谱的共同显示。
权利要求
1.一种低压采集终端现场通信检测用装置，其特征在于，包括低压载波通信通道、 485通信通道、低压载波通信测试通道和485通信测试通道；所述的低压载波通信通道由嵌入式系统、低压载波通信模块、工频隔离高频耦合电路、低压载波通信端口组成；所述的 485通信通道由嵌入式系统、485通信模块、485通信端口组成；所述的低压载波通信测试通道由低压载波通信测试端口、工频隔离高频耦合电路、选择开关、信号幅度调理电路、A/D和采样控制电路、数字信号处理单元和嵌入式系统组成；所述的485通信测试通道由485通信测试端口、选择开关、信号幅度调理、A/D和采样控制电路、数字信号处理单元和嵌入式系统组成。
2.根据权利要求1所述的一种低压采集终端现场通信检测用装置，其特征在于嵌入式系统既作为载波通信模块控制单元，又作为485通信模块控制单元，作为载波通信模块控制单元的输出/输入控制接口连接载波通信模块的输入/输出接口，载波通信模块的输出/ 输入端连接工频隔离高频耦合电路的输入/输出端，工频隔离高频耦合电路的输出/输入端连接低压载波通信端口的输入/输出端，低压载波通信端口就是低压电力线。
3.根据权利要求1所述的一种低压采集终端现场通信检测用装置，其特征在于嵌入式系统作为485通信模块控制单元的控制接口连接485通信模块的接口，485通信模块的输出连接485通信端口，485通信端口实现与终端485端口的通信。
4.根据权利要求1所述的一种低压采集终端现场通信检测用装置，其特征在于低压载波通信测试端口连接低压电力线，低压载波通信测试端口的输出连接工频隔离高频耦合电路，高频耦合工频隔离电路的输出连接选择开关，选择开关的输出连接信号幅度调理电路， 信号幅度调理电路的输出连接A/D和采样控制电路，A/D和采样控制电路的输出连接数字信号处理单元，数字信号处理单元的输出连接嵌入式系统。
5.根据权利要求1所述的一种低压采集终端现场通信检测用装置，其特征在于485通信线连接485通信测试端口，485通信测试端口的输出连接选择开关，选择开关的输出连接信号幅度调理电路，信号幅度调理电路的输出连接A/D和采样控制电路，A/D和采样控制电路的输出连接数字信号处理单元，数字信号处理单元的输出连接嵌入式系统。
全文摘要
本发明是一种低压采集终端现场通信检测用装置，包括低压载波通信通道、485通信通道、低压载波通信测试通道和485通信测试通道。优点通过内部提供的低压载波通信信道和485通信信道来判断用电信息采集终端低压载波通信和485通信功能的完好性，同时通过测试低压载波通信和485通信使用环境来分析影响正常通信的可能原因。嵌入式系统控制装置内部的通信模块产生相应的通信信号，与用电信息采集终端进行交互通信；对使用环境的信号分量进行A/D采样和数字信号处理，来监视整个通信过程，并监测外部通信环境噪声；工频隔离电路与低压电力线进行隔离，保证测试安全。
文档编号H04B3/54GK102377500SQ20111037946
公开日2012年3月14日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者徐超, 段迎春, 赵永春, 陆健友 申请人:南京新联电子股份有限公司, 南京新联电讯仪器有限公司, 南京致德软件科技有限公司