专利名称：一种智能计量终端的现场调试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能电网中的智能计量终端，具体涉及智能电网中智能计量终端的现场调试装置。
背景技术：
智能电网中，智能计量终端用来计量电力用户用电量的大小，实现数据上传集中，并与主站信息交互，智能计量终端的信息交互分为上行通信和下行通信两种方式，其中低压电カ线载波通信和485通信是集抄现场主要的下行通信方式，已经在国内低压集抄系统中得到了广泛应用。低压电カ线既是エ频供电通道，也是高频载波通信信道，该信道通常物理连接有多个智能计量终端以及其它エ频用电器。智能计量终端具有载波通信端口和485通信端ロ，分别对应连接低压电カ线的载波通信线和485通信线。这些エ频用电器作为エ 频负载，其负载切入具有随机性，同时エ频的阻抗还有周期性，导致现场通信环境存在大量噪声等各种干扰因数。各种干扰因数的共同作用使得智能计量终端在智能计量工作时往往出现ー些故障现象，这些故障现象究其原因可能是智能计量终端产品的本身通信问题，也可能是通信环境的干扰因素等多方面的组合问题。如果没有相对专业的工具很难区分是产品本身问题还是通信环境的干扰因素问题。传统的测试仪器虽然能够用来测试信号或产生某些信号，但由于缺乏相应的通信协议因而不能用来判断低压集抄下行通信中是否存在故障，而具有通信协议的测试仪器往往测试的是通用的无线通信产品，比如手机等，但也不具备专用的低压载波测试能力。以上原因导致智能计量终端现场调试出现问题后不能及时得到解決
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供ー种智能计量终端的现场调试装置，可判断智能计量终端的通信功能是否正常，并获得通信信号的波形和频谱，用于帮助使用者分析智能计量终端的通信故障。为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下ー种智能计量终端的现场调试装置，包括载波通信模块用于载波通信信号的连接与传输，该载波通信模块与智能计量终端载波通信端ロ遵循同一通信协议；485通信模块用于485通信信号的连接与传输，该485通信模块与智能计量终端485通信端ロ遵循同一通信协议；耦合隔离电路用于耦合载波通信信号、隔离エ频信号；通信信号选择开关用于选择接入载波通信信号或485通信信号；Α/D转换器用于将载波/485模拟通信信号转换为数字信号；数字信号处理模块用于处理获得模数转换后的载波/485通信信号的频谱数据；计算机系统包括控制模块、载波通信功能分析模块、485通信功能分析模块、波形显示模块和频谱显示模块。所述智能计量终端的载波通信端ロ依次经耦合隔离电路、载波通信模块接入计算机系统的载波通信功能分析模块，所述智能计量终端的485通信端ロ经485通信模块接入计算机系统的485通信功能分析模块；所述耦合隔离电路的另一路输出和智能计量终端的485通信端ロ分别接入通信信号选择开关的相应选择端ロ，再经Α/D转换器一路连接计算机系统的波形显示模块，Α/D转换器输出的另一路经数字信号处理模块连接计算机系统的频谱显示模块。通过计算机系统的控制模块分别控制载波通信模块、485通信模块与智能计量终端对应的通信端ロ进行通信，由计算机系统的载波通信功能分析模块或485通信功能分析模块判断智能计量终端的载波通信或485通信功能是否正常；通过计算机系统的控制模块控制通信信号选择开关，选通载波通信信号或485通信信号进入Α/D转换器进行模数转换，转换后的数字信号一路进入计算机系统的波形显示模块显示出当前通信信号的波形，另ー路进入数字信号处理模块处理获得频谱数据，再由计算机系统的频谱显示模块显示出当前 通信信号的频谱。在上述基础上，本发明可作进ー步改进本发明所述计算机系统的控制模块还控制Α/D转换器定时采样，进行Α/D转换。本发明所述数字信号处理模块采用的是FFT运算获得数字通信信号的频谱数据。本发明所述数字信号处理模块采用型号为TMS320C6747的DSP芯片。本发明所述485通信模块和智能计量终端485通信端ロ都遵循DL/T645-1997或DL/T645-2007 通信协议。本发明所述通信信号选择开关采用继电器，继电器的具有多个触点，各个触点分别作为通信信号选择开关的选择端ロ，所述控制模块的控制信号接入该继电器的控制端。与现有技术相比，本发明具有如下优点本发明可判断分析智能计量终端的载波通信或485通信功能是否正常，还可通过计算机系统显示出通信信号的波形和频谱，两种功能结合帮助使用者分析判断分析智能计量终端的通信故障。
图I是本发明的连接示意框图；图2是本发明耦合隔离电路的连接示意框图；图3是本发明通信信号选择开关的连接示意图。
具体实施例方式如图I所示，ー种智能计量终端的现场调试装置，它包括载波通信模块、485通信模块、耦合隔离电路、Α/D转换器、通信信号选择开关、数字信号处理模块、计算机系统，其中(I)载波通信模块用于载波通信信号的连接与传输，该载波通信模块与智能计量终端载波通信端ロ遵循同一通信协议，载波通信模块连接的是智能计量终端的载波通信端ロ，也即连接低压电カ线中的载波通信线，载波通信模块物理上可连接多个智能计量终端或其它エ频用电器。载波通信模块采用现有常规标准化载波产品组成的模块，其通信端ロ可以接收载波信号或发送载波信号。(2)485通信模块用于485通信信号的传输，该485通信模块与智能计量终端485通信端ロ遵循同一通信协议，可以是DL/T645-1997或DL/T645-2007通信协议。485通信模块连接的是智能计量终端的485通信端ロ，也即连接低压电カ线的485通信通信线，485通信模块可连接多个智能计量终端或其它485通信产品。本485通信模块也是现有常规标准化的通信产品，其通信接ロ标准为RS-485。(3)耦合隔离电路用于エ频隔离和载波耦合，エ频隔离是指内部电路与低压电カ线进行隔离，载波耦合是指内部载波通信信号耦合到低压电カ线上，通过エ频和载波的频率不同，选择合适的高通滤波器电路可以实现エ频隔离和载波耦合功能，如图2所示，耦合隔离电路采用主要由第一至第四电容、第一、第二电感组成的常规耦合隔离电路 ，实现耦合载波通信信号(50kHz 500kHz )、隔离エ频电压信号(220V/50HZ )。(4)通信信号选择开关如图3所示，采用继电器，继电器具有多个触点，各个触点分别作为通信信号选择开关的选择端ロ，控制模块的控制信号接入该继电器的控制端J1，通过计算机的控制模块控制选择接入载波通信信号或485通信信号，以选通波通信信号或485通信信号。 (5 )A/D转换器用于将载波/485模拟通信信号转换为数字信号，转换后的数字信号利于传输和处理，该Α/D转换器受计算机的控制模块控制。本实施例的Α/D转换器采用ADI公司的14bitlOMSPS AD9240,该Α/D转换器在计算机的控制模块的控制下进行定时采样，模拟信号转变为ー组数字信号序列。(6)数字信号处理模块采用的是FFT运算，经模数转换后的数据进行FFT运算后可以得到该数据代表的一组频谱；FFT运算采用DSP芯片实现其功能，DSP芯片型号是TI公司的TMS320C6747。用于处理获得模数转换后的载波/485通信信号的频谱；(7)计算机系统包括控制模块、载波通信功能分析模块、485通信功能分析模块、波形显示模块和频谱显示模块，载波通信功能分析模块和485通信功能分析模块接收或发送的载波通信信号和485通信信号，并根据内置的通信规约进行解析，从而判断出本次通信是否满足规约規定，并给出通信成功或失败的结论，以判断通信是否正常；波形显示模块将本次通信过程以数据流形式进行显示，从而帮助用户分析波形是否异常，是否存在噪声干扰等，频谱显示模块从频域进行显示，进ー步帮助用户分析可能存在的频谱干扰或通信其它问题。本实施例的计算机系统的各组成模块可采用型号为LG2704A的单板电脑配置加以软件功能实现，或者采用现有常规的单片机控制电路、DSP控制电路、显示控制模块的硬件组成来实现。低压电カ线的载波通信线接入智能计量终端的载波通信端ロ，低压电カ线的485通信线接入智能计量终端的485通信端ロ ；智能计量终端的载波通信端ロ依次经耦合隔离电路、载波通信模块接入计算机系统的载波通信功能分析模块，智能计量终端的485通信端ロ经485通信模块接入计算机系统的485通信功能分析模块；耦合隔离电路的输出端和智能计量终端的485通信端ロ分别接入通信信号选择开关的相应选择端ロ，再经Α/D转换器一路连接计算机系统的波形显示模块，Α/D转换器输出的另一路经数字信号处理模块连接计算机系统的频谱显示模块；
低压电カ线的载波通信信号和485通信信号分别进入智能计量终端，通过计算机系统的控制模块分别控制载波通信模块、485通信模块与智能计量终端对应的通信端ロ进行通信，由计算机系统的载波通信功能分析模块或485通信功能分析模块判断智能计量终端的载波通信或485通信功能是否正常，以实现通信功能正常/异常判断的功能。通过计算机系统的控制模块控制通信信号选择开关，选通载波通信信号或485通信信号进入Α/D转换器进行模数转换，转换后的数字信号一路进入计算机系统的波形显示模块显示出当前通信信号的波形，另一路进入数字信号处理模块处理获得频谱数据，再由计算机系统的频谱显示模块显示出当前通信信号的频谱，以实现波形和频谱显示的功能；其中，计算机系统的波形显示模块通过选择过零触发或者波形触发方式得到合适的波形显示；计算机系统的频谱显示模块还可选择合适的频率触发方式，得到有效的频谱显示；计算机系统还可以同时通过波形显示模块、频谱显示模块实现波形和频谱的双重显示，以更加有效的判断可能的通信问题。本现场通信调试装置的上述两种功能结合可以帮助使用者进行分析和判断智能计量终端的通信故障，可以较快地解决低压载波产品调试和现场应用问题。 本发明的实施方式不限于此，在本发明上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本发明内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均在本发明权利保护范围之内。
权利要求
1.一种智能计量终端的现场调试装置，其特征在于包括 载波通信模块，用于载波通信信号的连接和传输，该载波通信模块与智能计量终端载波通信端口遵循同一通信协议； 485通信模块，用于485通信信号的连接和传输，该485通信模块与智能计量终端485通信端口遵循同一通信协议； 耦合隔离电路，用于耦合载波通信信号、隔离工频信号； 通信信号选择开关，用于选择接入载波通信信号或485通信信号； A/D转换器，用于将载波/485模拟通信信号转换为数字信号； 数字信号处理模块，用于处理获得模数转换后的载波/485通信信号的频谱； 计算机系统，包括控制模块、载波通信功能分析模块、485通信功能分析模块、波形显示模块和频谱显示模块； 所述智能计量终端的载波通信端口依次经耦合隔离电路、载波通信模块接入计算机系统的载波通信功能分析模块，所述智能计量终端的485通信端口经485通信模块接入计算机系统的485通信功能分析模块；所述耦合隔离电路的另一路输出和智能计量终端的485通信端口分别接入通信信号选择开关的相应选择端口，再经A/D转换器一路连接计算机系统的波形显示模块，A/D转换器输出的另一路经数字信号处理模块连接计算机系统的频谱显示模块； 通过计算机系统的控制模块分别控制载波通信模块、485通信模块与智能计量终端对应的通信端口进行通信，由计算机系统的载波通信功能分析模块或485通信功能分析模块判断智能计量终端的载波通信或485通信功能是否正常；通过计算机系统的控制模块控制通信信号选择开关，选通载波通信信号或485通信信号进入A/D转换器进行模数转换，转换后的数字信号一路进入计算机系统的波形显示模块显示出当前通信信号的波形，另一路进入数字信号处理模块处理获得频谱数据，再由计算机系统的频谱显示模块显示出当前通信信号的频谱。
2.根据权利要求I所述的智能计量终端的现场调试装置，其特征在于所述计算机系统的控制模块还控制A/D转换器定时采样，进行A/D转换。
3.根据权利要求2所述的智能计量终端的现场调试装置，其特征在于所述数字信号处理模块采用的是FFT运算获得数字通信信号的频谱数据。
4.根据权利要求3所述的智能计量终端的现场调试装置，其特征在于所述数字信号处理模块采用型号为TMS320C6747的DSP芯片。
5.根据权利要求4所述的智能计量终端的现场调试装置，其特征在于所述485通信模块和智能计量终端485通信端口都遵循DL/T645-1997或DL/T645-2007通信协议。
6.根据权利要求1-5任一项所述的智能计量终端的现场调试装置，其特征在于所述通信信号选择开关采用继电器，继电器具有多个触点，各个触点分别作为通信信号选择开关的选择端口，所述控制模块的控制信号接入该继电器的控制端。
全文摘要
本发明公开了一种智能计量终端的现场调试装置，包括载波通信模块、485通信模块、耦合隔离电路、A/D转换器、数字信号处理模块、计算机系统，智能计量终端的载波通信端口依次经耦合隔离电路、载波通信模块、接入计算机系统的载波通信功能分析模块，智能计量终端的485通信端口经485通信模块接入计算机系统的485通信功能分析模块；耦合隔离电路的另一路输出和智能计量终端的485通信端口分别接入通信信号选择开关的相应选择端口，再经A/D转换器一路连接计算机系统的波形显示模块，A/D转换器输出的另一路经数字信号处理模块连接计算机系统的频谱显示模块。本发明可帮助使用者分析智能计量终端的通信故障。
文档编号H04L12/26GK102710461SQ20121015325
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者党三磊, 刘健, 危阜胜, 杨劲锋, 肖勇, 陈锐民 申请人:广东电网公司电力科学研究院