一種新型電能表現(xiàn)場移動測試儀器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型電能表現(xiàn)場移動測試儀器，內(nèi)部采用DSP信號處理器和嵌入式處理器雙CPU架構(gòu)，雙CPU之間采用雙高速通訊接口；信號處理器DSP經(jīng)電壓電流采集接口，對現(xiàn)場電能表的電壓、電流參數(shù)進行采集和電能誤差的計算；嵌入式處理器分別與條碼掃描模塊、GPRS數(shù)據(jù)通訊模塊、遠(yuǎn)近紅外通訊接口連接；通過條碼掃描模塊掃描電能表的條碼信息，并由嵌入式處理器解析出電能表編號；通過無線GPRS通訊模塊或無線局域網(wǎng)WIFI通訊模塊與營銷系統(tǒng)連接，根據(jù)電能表編號從營銷系統(tǒng)下裝電能表的測試用信息或?qū)y試數(shù)據(jù)上傳到營銷系統(tǒng)中。采用本儀器測試時無需攜帶和操作其他儀器，可有效地提高操作人員工作效率，降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種新型電能表現(xiàn)場移動測試儀器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種用于電能計量裝置智能電能表現(xiàn)場校驗檢查的儀器。具有電能誤差測試、電能質(zhì)量諧波分析、計量回路接線檢查、電能表紅外R485通訊、遠(yuǎn)程GPRS數(shù)據(jù)通訊，衛(wèi)星定位校時，電能表條碼掃描、電能表RFID電子鉛封和攝像頭拍照等功能。
【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有電能表現(xiàn)場校驗儀只具有電能表誤差測試和接線檢查功能，現(xiàn)場測試用戶和電表信息記錄需要人工手寫，且輸入很不方便，儀器無法對電能表進行條碼掃描、RS485紅外數(shù)據(jù)通訊和衛(wèi)星定位校時等操作，現(xiàn)場操作費事費力。以往對計量裝置電能表進行現(xiàn)場校驗時，需要輸入各種數(shù)據(jù)，包括電能表編號、接線制式、電壓電流規(guī)格、電能表常數(shù)和等級的信息。核對計量裝置信息需要人工核對，需要填寫各種信息單，如出現(xiàn)場要記錄需要核查的計量裝置的各種信息，電能表編號、互感器編號及變比、客戶名稱地址等信息?，F(xiàn)場測試時需人工檢查核對計量裝置的各種鉛封信息。測試結(jié)束后數(shù)據(jù)需要人工錄入營銷系統(tǒng)等等，既費時又費力，工作效率很低，容易出錯。
實用新型內(nèi)容
[0003]技術(shù)問題:本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠全方位對電能計量裝置進行測試的儀器。能夠?qū)﹄娔鼙磉M行參數(shù)測試和各種數(shù)據(jù)采集，把現(xiàn)場測試需要的功能集成在一個儀器上，儀器小型化，便于攜帶，使用簡單方便。
[0004]技術(shù)方案:
[0005]一種新型電能表現(xiàn)場移動測試儀器，其特征是，內(nèi)部采用DSP信號處理器和嵌入式處理器雙CPU架構(gòu)，雙CPU之間采用雙高速通訊接口，一個SPI接口專門用于交流的采樣數(shù)據(jù)通訊，另一個串行接口(UART)用以發(fā)送控制命令；
[0006]一種新型電能表現(xiàn)場移動測試儀器，其特征是，內(nèi)部采用DSP信號處理器和嵌入式處理器雙CPU架構(gòu)，雙CPU之間采用雙高速通訊接口，一個SPI接口專門用于交流的采樣數(shù)據(jù)通訊，另一個串行接口用以發(fā)送控制命令；
[0007]信號處理器DSP經(jīng)電壓電流采集接口，或經(jīng)可編程門陣列FPGA，對現(xiàn)場電能表的電壓、電流參數(shù)進行采集和電能誤差的計算；
[0008]嵌入式處理器分別與條碼掃描模塊、GPRS數(shù)據(jù)通訊模塊、遠(yuǎn)近紅外通訊接口連接;
[0009] 通過所述條碼掃描模塊掃描電能表的條碼信息，并由嵌入式處理器解析出電能表編號；通過所述無線GPRS通訊模塊或無線局域網(wǎng)WIFI通訊模塊與營銷系統(tǒng)連接，根據(jù)電能表編號從營銷系統(tǒng)下裝電能表的全部測試用信息或?qū)y試數(shù)據(jù)上傳到營銷系統(tǒng)中。
[0010]通過與嵌入式處理器連接的RS485數(shù)據(jù)通訊接口讀取數(shù)據(jù)。
[0011]還包含與嵌入式處理器連接的攝像頭，通過攝像頭對現(xiàn)場測試的電能表進行拍照。[0012]嵌入式處理器采用智能Android嵌入式操作系統(tǒng)平臺。
[0013]采集的現(xiàn)場電能表的參數(shù)通過數(shù)據(jù)安全模塊進行數(shù)據(jù)加密。
[0014]通過所述遠(yuǎn)近紅外通訊接口和RS485數(shù)據(jù)通訊接口與電能表進行通訊，核對電能表信息是否和營銷系統(tǒng)中的一致。
[0015]對電能表測試時，電子鉛封拆除的步驟如下:
[0016]I)通過無線GPRS通訊模塊或無線局域網(wǎng)WIFI通訊模塊，自動與營銷系統(tǒng)連接，根據(jù)電能表編號從營銷系統(tǒng)下裝該電能表對應(yīng)的聯(lián)合接線盒和電能表鉛封編號信息；
[0017]2)通過RFID模塊分別讀取聯(lián)合接線盒和電能表的鉛封信息，與從營銷系統(tǒng)讀取的鉛封編號信息進行比對，比對一致則為完好，同時通過讀取的鉛封對上次留存的照片進行外觀比對；
[0018]3)從聯(lián)合接線盒和電能表上拆除鉛封。
[0019]對電能表測試時，電子鉛封安裝的步驟如下:
[0020]I)首先把電子鉛封安裝到聯(lián)合接線盒和電能表上；
[0021]2)通過條碼掃描模塊掃描電能表的條碼信息，并解析電能表編號，用于綁定鉛封信息；
[0022]3)通過RFID模塊分別對聯(lián)合接線盒和電能表的電子鉛封，寫入編號信息，并與電能表編號進行綁定操作，同時通過高清攝像頭對安裝好的鉛封進行拍照留存；
[0023]4)通過無線GPRS通訊模塊或無線局域網(wǎng)WIFI通訊模塊，自動與營銷系統(tǒng)連接，根據(jù)電能表編號把電子鉛封編號和圖片信息自動上傳到營銷系統(tǒng)中。
[0024]儀器采用DSP信號處理器和嵌入式處理器雙CPU架構(gòu)設(shè)計，發(fā)揮各自處理的特長，即保證電測信號采集的準(zhǔn)確性，又保證了儀器易用操作性。
[0025]內(nèi)部雙CPU之間采用雙高速通訊接口，一個SPI接口專門用于交流的采樣數(shù)據(jù)通訊，另一個串行接口( UART )用以發(fā)送控制命令等通訊數(shù)據(jù)。
[0026]信號處理器DSP與可編程門陣列FPGA負(fù)責(zé)完成現(xiàn)場計量裝置電壓、電流等電參數(shù)的采集和電能誤差的計算，保證儀器的電能測試精度。
[0027]嵌入式處理器主要完成紅外RS485數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)的安全加密機制、遠(yuǎn)程GPRS數(shù)據(jù)通訊、衛(wèi)星定位校時、電能表條碼掃描、電能表RFID電子鉛封和攝像頭拍照等工作。嵌入式處理器負(fù)責(zé)進行顯示，并提供人機交互界面。
[0028]嵌入式處理器采用智能Android嵌入式操作系統(tǒng)平臺，人機交互操作比較人性化，并且應(yīng)用程序用戶可以進行二次開發(fā)，編程更加方便快捷。
[0029]儀器同時采用了以下先進技術(shù)，包括幾個方面:
[0030]I)讀取多功能電表數(shù)據(jù):內(nèi)置國家電網(wǎng)的安全模塊，可通過RS485、遠(yuǎn)紅外等通信接口讀取多功能電表的數(shù)據(jù)，根據(jù)權(quán)限大小還可以設(shè)置相應(yīng)的電能表參數(shù)。
[0031]2)對外數(shù)據(jù)采用國密加密算法，數(shù)據(jù)操作更安全更可靠。
[0032]3)激光紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)紅外點對點的數(shù)據(jù)通訊。
[0033]4)局域網(wǎng)WIFI通訊技術(shù)。
[0034]5)遠(yuǎn)程GPRS數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，下載和上傳測試參數(shù)。
[0035]6)衛(wèi)星定位校時技術(shù)，用于校準(zhǔn)電能表時鐘。
[0036]7) 一維二維碼掃描技術(shù),用于掃描電能表條碼,快速獲取電能表編號。[0037]8) RFID電子鉛封技術(shù)，用于電子鉛封編號的讀取和寫入。
[0038]9)高清攝像頭拍照技術(shù)，用于計量裝置的現(xiàn)場狀況的拍照留證。
[0039]10)先進電源管理休眠省電技術(shù)，用于提供儀器的使用的時間，保證工作的有序進行。
[0040]有益效果:
[0041]基于本實用新型的儀器在電能計量裝置(即電能表)現(xiàn)場測試檢查時無需其他測試設(shè)備，即可完成電能表誤差測試、接線檢查、電能表數(shù)據(jù)抄讀、條碼掃描信息自動錄入、電能表拍照留存等工作。為操作人員提供了一種簡單便利的測試儀器，每次測試時只需攜帶本實用新型的儀器即可。測試時無需攜帶和操作其他儀器，可有效地提高操作人員工作效率，降低生產(chǎn)成本。本實用新型可以廣泛應(yīng)用于電能計量裝置現(xiàn)場檢測儀中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1是本實用新型儀器設(shè)計原理圖；
[0043]圖2是本實用新型儀器結(jié)構(gòu)圖；
[0044]圖3是圖2的后視圖；
[0045]圖4是電能表現(xiàn)場測試儀器控制流程圖；
[0046]圖5是電能表鉛封管理控制流程圖(鉛封拆除);
[0047]圖6是電能表鉛封管理控制流程圖(鉛封安裝);
[0048]圖7是電能表現(xiàn)場檢驗工作流程圖。
【具體實施方式】
[0049]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。
[0050]如圖1 一圖3所示，儀器采用DSP信號處理器和ARM9嵌入式處理器雙CPU架構(gòu)設(shè)計，雙CPU之間采用雙高速SPI通訊接口進行數(shù)據(jù)傳輸交互。
[0051]電測信號測試系統(tǒng)由DSP信號處理器TMS320F28234、FPGA可編程門陣列EPM1270、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS8365Y和可編程放大器AD8231組成，完成電壓、電流等電參數(shù)和電能誤
差計算。
[0052]人機交互通訊系統(tǒng)采用基于ARM9內(nèi)核的S3C2451，主頻400MHz，搭載128MBMobile DDR及512MB FLASH,結(jié)合條碼掃描模塊1、數(shù)據(jù)安全模塊、GPS模塊、GPRS通訊模塊、WIFI通訊模塊、攝像頭2拍照模塊、遠(yuǎn)近紅外通訊接口 3、RS485通訊接口等，完成電能表條碼掃描、數(shù)據(jù)的安全加密機制、衛(wèi)星定位校時，遠(yuǎn)程GPRS數(shù)據(jù)通訊，攝像頭拍照紅外、RS485數(shù)據(jù)通訊、電能表RFID電子鉛封等工作。ARM9嵌入式處理器通過鍵盤7等實現(xiàn)人機交互，并由與ARM9嵌入式處理器連接的IXD顯示屏4顯示測試結(jié)果。
[0053]內(nèi)部雙CPU之間采用雙高速通訊接口，一個SPI接口專門用于交流的采樣數(shù)據(jù)通訊，另一個串行接口( UART )用以發(fā)送控制命令等通訊數(shù)據(jù)。
[0054]信號處理器DSP與電壓電流接口 5連接，并與可編程門陣列FPGA —起完成現(xiàn)場計量裝置電壓、電流等電參數(shù)的采集和電能誤差的計算。
[0055]電源管理系統(tǒng)由可充電鋰聚電池6、充電電路和電源管理芯片TPS650240組成，為整個儀器可靠工作提供動力。電池采用IOOOOmAh鋰聚合物電芯，為儀器提供長時間的工作能力。
[0056]儀器控制軟件基于Android操作系統(tǒng)，人機界面友好，操作簡單，軟件更新方便，用戶可自我升級，用戶管理采用內(nèi)置國家電網(wǎng)的安全模塊，保證操作的可靠性和安全性。
[0057]儀器采用手持設(shè)備設(shè)計技術(shù)，外觀的設(shè)計符合人體工學(xué)、工業(yè)防護等級按IP65級別進行設(shè)計。
[0058]儀器通過GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)模塊，可準(zhǔn)確定位計量裝置的安裝位置，同時可以通過GPS精確校準(zhǔn)電能表內(nèi)部計時模塊，為電能表準(zhǔn)確進行分時計量提供標(biāo)準(zhǔn)時間。
[0059]儀器還可以通過采用無線GPRS通訊模塊、條碼掃描模塊和紅外通訊技術(shù)結(jié)合，自動完成電能表一體化測試工作。
[0060]儀器可對計量裝置現(xiàn)場使用狀況可通過高清攝像頭進行拍照留存，
[0061]儀器可通過RFID電子鉛封技術(shù)對計量裝置的計量柜、聯(lián)合接線盒和電能表的鉛封信息進行讀取并核對是否完好一致。
[0062]1、電能表現(xiàn)場測試儀器軟件控制整個流程，如圖4所示。
[0063]I)首先根據(jù)任務(wù)要求通過無線GPRS通訊模塊或無線局域網(wǎng)WIFI通訊模塊，自動與營銷系統(tǒng)連接，下載電能表信息到儀器。
[0064]2)到達現(xiàn)場先按照封印管理的鉛封拆除流程，對鉛封進行拆除操作。
[0065]3)然后按照電能表現(xiàn)場檢驗工作流程，進行電能表的測試工作。
[0066]4)電能表現(xiàn)場檢驗測試完成，按照封印管理的鉛封安裝流程，對鉛封進行安裝操作。
[0067]5)現(xiàn)場測試工作完成，保存數(shù)據(jù)，同時通過無線GPRS通訊模塊或無線局域網(wǎng)WIFI通訊模塊，把數(shù)據(jù)上傳至營銷系統(tǒng)，完成測試工作。
[0068]2、電能表現(xiàn)場鉛封管理控制流程:
[0069](I)如圖5所示，鉛封拆除控制流程:
[0070]I)儀器軟件通過條碼掃描模塊掃描電能表的條碼信息，并解析電能表編號。
[0071]2)通過無線GPRS通訊模塊或無線局域網(wǎng)WIFI通訊模塊，自動與營銷系統(tǒng)連接，根據(jù)電能表編號從營銷系統(tǒng)下裝該電能表對應(yīng)的聯(lián)合接線盒和電能表鉛封編號信息。
[0072]3)通過RFID模塊分別讀取聯(lián)合接線盒和電能表的鉛封信息，與從營銷系統(tǒng)讀取的鉛封編號信息進行比對，一致為完好，同時通過讀取的鉛封將上次留存的照片進行外觀比對。
[0073]4)從聯(lián)合接線盒和電能表上拆除鉛封。
[0074](2)如圖6所示，鉛封安裝控制流程:
[0075]I)首先把電子鉛封安裝到聯(lián)合接線盒和電能表上。
[0076]2)通過條碼掃描模塊掃描電能表的條碼信息，并解析電能表編號，用于綁定鉛封信息。
[0077]3)通過RFID模塊分別對聯(lián)合接線盒和電能表的電子鉛封，寫入編號信息，并與電能表編號進行綁定操作，同時通過高清攝像頭對安裝好的鉛封進行拍照留存。
[0078]4)通過無線GPRS通訊模塊或無線局域網(wǎng)WIFI通訊模塊，自動與營銷系統(tǒng)連接，根據(jù)電能表編號把電子鉛封編號和圖片信息自動上傳到營銷系統(tǒng)中。完成鉛封安裝操作工作。
[0079]3、電能表現(xiàn)場檢驗工作流程，如圖7所示。
[0080]I)儀器通過條碼掃描模塊掃描電能表的條碼信息，并解析電能表編號。
[0081]2)通過無線GPRS通訊模塊或無線局域網(wǎng)WIFI通訊模塊，自動與營銷系統(tǒng)連接根據(jù)電能表編號從系統(tǒng)下裝電能表的全部測試用信息。
[0082]3)根據(jù)從系統(tǒng)讀取的信息自動填寫測試參數(shù)。
[0083]4)首先通過遠(yuǎn)紅外通訊和RS485通訊技術(shù)與電能表進行通訊,核對電能表信息是否和系統(tǒng)一致。如不一致，通過高清攝像頭拍照技術(shù)進行現(xiàn)場拍照留存，終止工作，進入故
障處理。
[0084]5)如確認(rèn)一致后，軟件根據(jù)電能表的信息自動調(diào)取相應(yīng)的測試方案，并進行測試，通過電測信號測試系統(tǒng)對現(xiàn)場的電參數(shù)進行測量，完成電能誤差、二次接線檢查工作，自動給出測試結(jié)果；人機交互通訊系統(tǒng)通過遠(yuǎn)紅外通訊和RS485通訊技術(shù)與電能表進行通訊，讀取內(nèi)部電量；同時結(jié)合GPS模塊寫入準(zhǔn)確時間對電能表內(nèi)部時鐘進行校正。儀器軟件同時可以根據(jù)接線檢查結(jié)果結(jié)合讀取的電能表內(nèi)部計量的數(shù)據(jù)，自動計算出退補電量。
[0085]如測試結(jié)果電能表存在錯誤接線等狀況，通過高清攝像頭對現(xiàn)場相關(guān)信息進行拍照留存，保留證據(jù)。
[0086]6)測試結(jié)束，本機保存所有測試數(shù)據(jù)(包括圖片信息)，同時可通過無線GPRS通訊模塊或無線局域網(wǎng)WIFI通訊模塊，把數(shù)據(jù)上傳到營銷系統(tǒng)中。
[0087]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型電能表現(xiàn)場移動測試儀器，其特征是，內(nèi)部采用DSP信號處理器和嵌入式處理器雙CPU架構(gòu)，雙CPU之間采用雙高速通訊接口，一個SPI接口專門用于交流的采樣數(shù)據(jù)通訊，另一個串行接口用以發(fā)送控制命令； 信號處理器DSP經(jīng)電壓電流采集接口，或經(jīng)可編程門陣列FPGA，對現(xiàn)場電能表的電壓、電流參數(shù)進行采集和電能誤差的計算； 嵌入式處理器分別與條碼掃描模塊、GPRS數(shù)據(jù)通訊模塊、遠(yuǎn)近紅外通訊接口連接； 通過所述條碼掃描模塊掃描電能表的條碼信息，并由嵌入式處理器解析出電能表編號；通過無線GPRS通訊模塊或無線局域網(wǎng)WIFI通訊模塊與營銷系統(tǒng)連接，根據(jù)電能表編號從營銷系統(tǒng)下裝電能表的全部測試用信息或?qū)y試數(shù)據(jù)上傳到營銷系統(tǒng)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型電能表現(xiàn)場移動測試儀器，其特征是，通過與嵌入式處理器連接的RS485數(shù)據(jù)通訊接口讀取數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型電能表現(xiàn)場移動測試儀器，其特征是，還包含與嵌入式處理器連接的攝像頭，通過攝像頭對現(xiàn)場測試的電能表進行拍照。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型電能表現(xiàn)場移動測試儀器，其特征是，嵌入式處理器采用智能Android嵌入式操作系統(tǒng)平臺。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型電能表現(xiàn)場移動測試儀器，其特征是，通過所述遠(yuǎn)近紅外通訊接口和RS485數(shù)據(jù)通訊接口與電能表進行通訊。
【文檔編號】G01R35/04GK203480018SQ201320609693
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】范潔, 黃奇峰, 陳霄, 周玉, 李新家, 尹飛, 陳剛, 易永仙, 金在冬, 李緯 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院