一种电能表RS485通信中的故障激发方法及系统与流程

本发明涉及电测量技术领域，尤其涉及一种电能表RS485通信中的故障激发方法及系统。

背景技术：

RS485通信目前已经在工业自动化领域得到广泛应用,如在智能电表中，RS485标准串行通讯接口作为智能电表中的通讯接口与采集器等终端进行通讯。由于智能电表的安装环境和使用条件以及其本身质量等因素，智能电表在运行过程中会发生一些通信故障，造成通信的可靠性不高，而对智能电表进行RS485接口的通信性能测试可作为判断其通信可靠性的重要手段。

现有技术中，对智能电表的RS485接口的通信性能测试方法为：在实验室人工搭建测试环境，利用设置在印制板上的继电器切换接入智能电表的负载，判断智能电表在接入一定阻值的负载后是否能够通信成功，从而获得智能电表成功通信所能搭载的负载阻值范围，将该负载阻值范围作为电能表通信可靠性的重要指标。

但是，利用继电器切换负载需要通过对多个继电器进行串并联实现切换不同负载的阻值，程序设计较为复杂，且只能切换特定阻值的负载，不能实现无极测试，测试的精确度较差；现有技术是采用对负载阻值全遍历的方式得出负载阻值的范围，其测试效率较低；另外，由于需要的继电器个数较多，会占用较大的印制板的空间，且继电器有寿命的限制，因此耐用性较差。

技术实现要素：

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种电能表RS485通信中的故障激发方法及系统。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种电能表RS485通信中的故障激发方法，包括：

设置RS485带载能力的测试参数，其中，所述测试参数包括与带有RS485功能的智能电能表进行通信的波特率和负载阻抗值的测试区间；

利用二分算法选择所述测试区间内的负载阻抗值作为负载测试值；

将包含所述负载测试值的帧命令发送给RS485负载检测装置，所述RS485负载检测装置用于根据所述帧命令，控制伺服电机驱动模块驱动滑动变阻器，使所述滑动变阻器输出对应的负载阻抗到所述带有RS485功能的智能电能表，向所述带有RS485功能的智能电能表发送抄表命令；

根据收到响应信号的临界点，得到所述带有RS485功能的智能电能表的负载极限值，其中，所述响应信号包括所述带有RS485功能的智能电能表对所述抄表命令的应答数据。

优选地，所述利用二分算法选择所述测试区间内的负载阻抗值作为负载测试值包括：

选择所述测试区间的中间值作为负载测试值；

根据收到所述带有RS485功能的智能电能表对抄表命令的响应信号，选择所述测试区间的起点值与上次负载测试值的中间值作为再次测试的负载测试值；

根据没有收到所述带有RS485功能的智能电能表对抄表命令的响应信号，选择前两次负载测试值的中间值作为再次测试的负载测试值。

优选地，通过串口服务器同时对多个所述RS485负载检测装置分别发送所述帧命令。

优选地，所述抄表命令包括抄录所述带有RS485功能的智能电能表的日期时间通讯帧，所述响应信号包括所述日期时间通讯帧。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种电能表RS485通信中的故障激发系统，包括依次电连接的上位机、RS485负载检测装置和带有RS485功能的智能电能表，其中：

所述上位机，用于设置RS485带载能力的测试参数、向所述RS485负载检测装置发送包含所述负载测试值的帧命令以及计算所述带有RS485功能的智能电能表的极限负载值；

所述RS485负载检测装置，用于根据所述帧命令，控制伺服电机驱动模块驱动滑动变阻器，使所述滑动变阻器输出对应的负载阻抗到所述带有RS485功能的智能电能表，向所述带有RS485功能的智能电能表发送抄表命令；

所述带有RS485功能的智能电能表，用于向所述上位机发送所述抄表命令的响应信号。

优选地，还包括串口服务器，所述上位机通过所述串口服务器与多个所述RS485负载检测装置电连接。

优选地，所述RS485负载检测装置包含RS232通讯模块、MCU控制模块、伺服电机驱动模块、可调电阻模块和RS485通讯模块；

所述RS232通讯模块用于将所述RS485负载检测装置通过所述串口服务器和所述上位机进行通信；

所述MCU控制模块用于根据所述帧命令控制所述伺服电机驱动模块中伺服电机的转动方向，向所述带有RS485功能的智能电能表发送抄表命令，将所述响应信号发送到所述上位机；

所述伺服电机驱动模块用于调节所述可调电阻模块的电阻值；

所述可调电阻模块包括所述滑动变阻器，所述滑动变阻器用于调节所述电阻值，所述电阻值为所述RS485通讯模块中A、B线之间接入的负载阻抗值；

所述RS485通讯模块用于将所述RS485负载检测装置和所述带有RS485功能的智能电能表进行通讯。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例提供的电能表RS485通信中的故障激发方法，利用上位机中设置的二分算法对RS485负载检测装置的输出负载阻抗的大小进行控制，从而获取带有RS485功能的智能电能表的负载极限值，获得负载极限值的效率高；RS485负载检测装置通过伺服电机控制滑动变阻器调节输出负载，实现了无级调阻，进而使获得的负载极限值准确性高；本发明实施例提供的电能表RS485通信中的故障激发系统，可调电阻模块为滑动变阻器，耐用性强。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电能表RS485通信中的故障激发方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种利用二分算法选择负载测试值的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电能表RS485通信中的故障激发系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种RS485负载检测装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电能表RS485通信中的故障激发方法的流程图，如图1所示，本实施例提供的RS485通信中的故障激发方法，包括：

S110：设置RS485带载能力的测试参数，其中，所述测试参数包括与带有RS485功能的智能电能表进行通信的波特率和负载阻抗值的测试区间。

具体的，在上位机中开发RS485带载能力自动化测试软件，测试软件用于进行本实施例的RS485故障激发测试。在测试软件设置波特率和负载阻抗值的测试区间，其中，本实施例中，波特率优选设置为2400bps，可满足RS485正常通信要求，负载阻抗值的测试区间优选为1-1999Ω，其中，1Ω为对带有RS485功能的智能电能表进行常规通信测试得出的通信失败电阻值，1999Ω为对带有RS485功能的智能电能表进行常规通信测试得出的通信成功电阻值，当然，也可选择其他电阻值作为测试区间的通信成功电阻值和通信失败电阻值，均应属于本发明的保护范围。

进一步的，测试参数还包括负载极限值的误差范围，本实施例中，误差范围优选为1Ω。

S120：利用二分算法选择测试区间内的负载阻抗值作为负载测试值。

本实施例中，为快速得到带有RS485功能的智能电能表的负载极限值，选择测试区间内的部分负载阻抗值作为负载测试值进行多次测试，参见图2，为本实施例提供的利用二分算法选择负载测试值的流程示意图，具体包括以下步骤：

S210:选择测试区间的中间值作为负载测试值；

具体的，如测试区间为1-1999Ω，则选择负载测试值为1000Ω；

S220:根据收到带有RS485功能的智能电能表对抄表命令的响应信号，选择上次负载测试值与上次通信失败电阻值的中间值作为再次测试的负载测试值；

具体的，根据负载测试值为1000Ω时，上位机收到带有RS485功能的智能电能表对抄表命令的响应信号，则1000Ω为上次通信成功电阻值，而上次通信失败电阻值为1Ω，因此，选择再次测试的负载测试值为(1000+1)/2＝500.5Ω。

S230:根据没有收到带有RS485功能的智能电能表对抄表命令的响应信号，选择上次负载测试值与上次通信成功电阻值的中间值作为再次测试的负载测试值。

具体的，根据负载测试值为500.5Ω时，上位机没有收到带有RS485功能的智能电能表对抄表命令的响应信号，则500.5Ω为上次通信失败电阻值，而上次通信成功电阻值为1000Ω，因此，选择再次测试的负载测试值为(1000+500.5)/2＝775.25Ω。

进一步的，步骤S210-S230，为利用二分算法选取负载测试值的具体实施过程，由于带有RS485功能的智能电能表的负载极限值不同和测试区间的选取可不同等因素，可多次重复步骤S220-S230，选取多个负载测试值进行测试。

S130：将包含负载测试值的帧命令发送给RS485负载检测装置，RS485负载检测装置用于根据帧命令，控制伺服电机驱动模块驱动滑动变阻器，使滑动变阻器输出对应的负载阻抗到带有RS485功能的智能电能表，并向带有RS485功能的智能电能表发送抄表命令。

具体的，将上位机通过串口服务器与多个RS485负载检测装置进行通信：上位机通过串口服务器同时对多个RS485负载检测装置分别发送负载测试值和抄表命令，而多个RS485负载检测装置分别与多个带有RS485功能的智能电能表一对一连接，进而实现对多个带有RS485功能的智能电能表的并行测试，提高了对大批量带有RS485功能的智能电能表进行测试的效率。

本实施例中，抄表命令包括抄录带有RS485功能的智能电能表的日期时间通讯帧，当然，抄表命令也可为抄录带有RS485功能的智能电能表的其他信息，如用电信息等。

S140：根据收到响应信号的临界点，得到带有RS485功能的智能电能表的负载极限值，其中，响应信号包括带有RS485功能的智能电能表对抄表命令的应答数据。

具体的，RS485负载检测装置接收带有RS485功能的智能电能表对抄表命令的响应信号，响应信号包括对抄表命令的应答数据，如日期时间通讯帧，如果接收成功，则将响应信号转发给上位机，上位机根据接收到响应信号，判断本次测试的负载测试值高于带有RS485功能的智能电能表的负载极限值，则需要返回步骤S220，利用二分算法重新选择负载测试值进行测试。

进一步的，如果RS485负载检测装置接收响应信号失败，则向上位机发送报警信号，上位机根据接收到报警信号，判断本次测试的负载测试值低于带有RS485功能的智能电能表的负载极限值，则需要返回步骤S230，利用二分算法重新选择负载测试值进行测试。

上位机根据接收到响应信号的临界点，得到带有RS485功能的智能电能表的负载极限值。其中，得到临界点的过程包括：根据负载极限值的误差范围为1Ω，在测试过程中，当存在某一通信成功电阻值和某一通信失败电阻值的差值小于1Ω时，则临界点在该通信成功电阻值和通信失败电阻值之间，可选取该通信成功电阻值和通信失败电阻值的中间值作为带有RS485功能的智能电能表的负载极限值。

本实施例中，由于上位机接收的信号为响应信号或报警信号的其中之一，因此，接收到的响应信号的临界点，即接收到响应信号与报警信号的区别点，该临界点(区别点)所代表的负载阻抗值即为所测带有RS485功能的智能电能表的负载极限值。

本发明实施例还提供一种RS485通信中的故障激发系统，用于根据上述方法进行RS485通信故障激发测试，参见图3，为本发明实施例提供的一种RS485通信中的故障激发系统的结构示意图，如图3所示，本发明实施例提供的电能表RS485通信中的故障激发系统，包括依次电连接的上位机、RS485负载检测装置和带有RS485功能的智能电能表和串口服务器。

具体的，上位机用于设置RS485带载能力的测试参数、向RS485负载检测装置发送包含负载测试值的帧命令以及计算带有RS485功能的智能电能表的极限负载值；

RS485负载检测装置用于根据帧命令，控制伺服电机驱动模块驱动滑动变阻器，使所述滑动变阻器输出对应的负载阻抗到带有RS485功能的智能电能表；

带有RS485功能的智能电能表，用于向上位机发送抄表数据。

参见图4，为本发明实施例提供的RS485负载检测装置的结构示意图，如图4所示，RS485负载检测装置包含RS232通讯模块、MCU控制模块、伺服电机驱动模块、可调电阻模块和RS485通讯模块。

具体的，RS232通讯模块用于将RS485负载检测装置通过串口服务器和上位机进行通信；

MCU控制模块用于根据帧命令控制伺服电机驱动模块中伺服电机的转动方向，向带有RS485功能的智能电能表发送抄表命令，将响应信号发送到上位机；

伺服电机驱动模块用于调节可调电阻模块的电阻值；

可调电阻模块包括滑动变阻器，滑动变阻器用于调节电阻值，滑动变阻器输出的电阻值即为RS485通讯模块中A、B线之间接入的负载阻抗值；

RS485通讯模块用于将RS485负载检测装置和带有RS485功能的智能电能表进行通讯。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

由上述实施例可见，本发明实施例提供的电能表RS485通信中的故障激发方法，利用上位机中设置的二分算法对RS485负载检测装置的输出负载阻抗的大小进行控制，从而获取带有RS485功能的智能电能表的负载极限值，获得负载极限值的效率高；RS485负载检测装置通过伺服电机控制滑动变阻器调节输出负载，实现了无级调阻，进而使获得的负载极限值准确性高；本发明实施例提供的电能表RS485通信中的故障激发系统，可调电阻模块为滑动变阻器，耐用性强。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。