一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于電氣和自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種智能電表檢測裝置，具體涉及一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置，包括指示燈模塊、藍(lán)牙通訊模塊、中央處理器、RS485接口電路、電源模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和電量指示電路，所述中央處理器分別與指示燈模塊、藍(lán)牙通訊模塊、RS485接口電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、電量指示電路和電源模塊進(jìn)行連接。本實用新型能有效防靜電和瞬時有限的過壓，可在智能電表不斷電的情況下在用戶在現(xiàn)場對智能電表進(jìn)行初步檢測，方便工作人員巡檢，本實用新型接線簡單，低成本，操作方便，提高了對智能電表的現(xiàn)場檢測效率，為檢測部門釋放了巨大的人力物力資源。
【專利說明】
一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電氣和自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種智能電表檢測裝置，具體涉及一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力市場化改革的推進(jìn)、氣候變化的加劇、環(huán)境監(jiān)管要求日趨嚴(yán)格及國家能源政策的最新調(diào)整，電力網(wǎng)絡(luò)跟電力市場、用戶之間的協(xié)調(diào)和交換越來越緊密，電能質(zhì)量水平要求逐步提高，發(fā)展智能電網(wǎng)已成為趨勢。智能電表作為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)備，是智能用電的重要組成部分，是實現(xiàn)雙向互動智能用電的“末端神經(jīng)”。智能電能表需要直接與社會和用戶進(jìn)行接觸，這也是社會對智能電網(wǎng)建設(shè)成果進(jìn)行感知的重要途徑。
[0003]隨著國家對智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，智能電能表得以在我國得到廣泛的推廣和應(yīng)用；智能電表所產(chǎn)生的效益和每個家庭每個人是直接相關(guān)的，它能通過提供實時用電信息引導(dǎo)節(jié)約用電，另外也可以通過分時或階梯電價，進(jìn)一步降低用電高峰時刻的用電情況，從而實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。為保證智能電表的準(zhǔn)確計量，需要定期對智能電表進(jìn)行檢測。然而，隨著智能電表投入使用的數(shù)量飛速增長，定期檢測智能電表的計量精度和使用狀況，成了一項非常繁重的任務(wù)，由于智能電表將為每一戶配置，電表的檢測必須到戶進(jìn)行，同時因為檢測的繁瑣，將需要投入巨大的人力和檢測設(shè)備，同時，如此大規(guī)模的設(shè)備檢測，同時將帶來巨大的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，在人工處理的情況下，如何保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備無誤，也是一個非常大的困難。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題，本實用新型提供一種能對智能電表進(jìn)行初檢和深度檢測，同時提供離線檢測數(shù)據(jù)存儲的現(xiàn)場輔助檢測裝置，為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置，其特征在于:包括指示燈模塊、藍(lán)牙通訊模塊、中央處理器、RS485接口電路、電源模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和電量指示電路，所述中央處理器分別與指示燈模塊、藍(lán)牙通訊模塊、RS485接口電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、電量指示電路和電源模塊進(jìn)行連接。
[0006]優(yōu)選地，所述指示燈模塊還包括電表故障指示燈、命令模式數(shù)據(jù)幀指示燈、第一透傳模式協(xié)議指示燈和第二透傳模式協(xié)議指示燈，所述電表故障指示燈、命令模式數(shù)據(jù)幀指示燈、第一透傳模式協(xié)議指示燈、第二透傳模式協(xié)議指示燈都分別通過GP1接口與中央處理器連接。
[0007]優(yōu)選地，所述電源模塊包括鋰電池、充電電路、穩(wěn)壓電路、電量檢測保護(hù)電路，所述充電電路為鋰電池進(jìn)行充電，所述穩(wěn)壓電路將鋰電池的輸出電壓穩(wěn)壓到3.3V，所述電量檢測保護(hù)電路讀取鋰電池的電量，并對鋰電池設(shè)置過壓保護(hù)和欠壓保護(hù)。
[0008]優(yōu)選地，所述中央處理器通過I2C總線分別與電源模塊接、電量檢測保護(hù)電路連接。
[0009]優(yōu)選地，所述電量檢測保護(hù)電路采用BQ27742-G1芯片。
[0010]優(yōu)選地，所述中央處理器采用MSP430系列單片機(jī)。
[0011]優(yōu)選地，所述充電電路采用具有USB接口的充電管理模塊;能根據(jù)鋰電池兩端電壓判斷電池當(dāng)前電量，進(jìn)而決定使用恒流或恒壓充電模式，以減少充電時間的同時延長鋰電池的使用壽命。
[0012]優(yōu)選地，所述藍(lán)牙通訊模塊采用HC-08型號的TTL轉(zhuǎn)藍(lán)牙模塊;該藍(lán)牙通訊模塊支持藍(lán)牙4.0的BLE(Bluetooth low energy)協(xié)議，功耗僅為藍(lán)牙2.0的1/10。
[0013]綜上所述，由于采用了上述方案，本實用新型具有以下有益效果:
[0014](1)、本實用新型能有效防靜電和瞬時有限的過壓，可在智能電表不斷電的情況下在用戶在現(xiàn)場對智能電表進(jìn)行初步檢測，方便工作人員巡檢，本實用新型接線簡單，低成本，操作方便，提高了對智能電表的現(xiàn)場檢測效率，為檢測部門釋放了巨大的人力物力資源。
[0015](2)、本實用新型能單獨對智能電表進(jìn)行初步檢測，也可以利用置藍(lán)牙模塊與手持移動終端實現(xiàn)無線互聯(lián)，配合移動終端軟件可實現(xiàn)對智能電表深度檢測檢測。
[0016](4)、本實用新型具有離線監(jiān)測功能和內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲模塊，可對智能電表狀態(tài)信息進(jìn)行定時監(jiān)測以及歷史數(shù)據(jù)存儲。
[0017](3)、本實用新型供直流供電接口，不但解決了供電問題，同時實現(xiàn)了手持移動終端同智能電表的無線互聯(lián)，而且可充分利用移動終端的網(wǎng)絡(luò)功能。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施實例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型的一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置的原理圖。
[0020]圖2是本實用新型的一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置的藍(lán)牙通訊模塊原理圖。
[0021]圖3是本實用新型的一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置的電源模塊原理圖。
[0022]圖4是本實用新型的一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置的電量檢測保護(hù)電路原理圖。
[0023]附圖中，101-電表故障指示燈，102-命令模式數(shù)據(jù)幀指示燈，103第一透傳模式協(xié)議指示燈，104-第二透傳模式協(xié)議指示燈，105-藍(lán)牙通訊模塊，106-中央處理器，107-RS485接口電路，108-電源模塊，109-數(shù)據(jù)存儲模塊，110電量指示電路，111 -充電電路，112-穩(wěn)壓電路，113-電量檢測保護(hù)電路，114鋰電池，115-手持移動終端。
【具體實施方式】
[0024]下面將結(jié)合本實用新型實例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；趯嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0025]如圖1所示，本實施例提供一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置，包括指示燈模塊、藍(lán)牙通訊模塊105、中央處理器106、RS485接口電路107、電源模塊108、數(shù)據(jù)存儲模塊109和電量指示電路110，所述中央處理器106分別與指示燈模塊、藍(lán)牙通訊模塊106、RS485接口電路107、數(shù)據(jù)存儲模塊108、電量指示電路110和電源模塊108進(jìn)行連接，在本實用新型中，指示燈模塊包括電表故障指示燈101、命令模式數(shù)據(jù)幀指示燈102、第一透傳模式協(xié)議指示燈103和第二透傳模式協(xié)議指示燈104，所述電表故障指示燈101、命令模式數(shù)據(jù)幀指示燈102、第一透傳模式協(xié)議指示燈103和第二透傳模式協(xié)議指示燈104都分別通過GP1 口和中央處理器106連接，當(dāng)電表發(fā)生故障時，電表故障指示燈101閃爍;本實用新型中將手持移動終端115與藍(lán)牙通訊模塊105之間實現(xiàn)通信連接，通信協(xié)議分為兩種模式，命令模式與透傳模式，若為數(shù)據(jù)幀為命令模式，則命令模式數(shù)據(jù)幀指示燈102閃爍一次;若為透傳模式，如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為DL/T 645-2007協(xié)議數(shù)據(jù)，第一透傳模式協(xié)議指示燈103閃爍一次;透傳模式下，如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為DL/T 645-1997協(xié)議數(shù)據(jù)，第二透傳模式協(xié)議指示燈104閃爍一次;藍(lán)牙通訊模塊105接收手持移動終端115發(fā)送來的數(shù)據(jù)后，通過UART接口將數(shù)據(jù)傳送給中央處理器106。在本實用新型中，所述中央處理器106采用MSP430系列低功耗單片機(jī)，該系列單片機(jī)擁有有用豐富的外設(shè)接口，其型號為MSP430FR5969，且主頻可調(diào)節(jié)，最高為16MHz，工作模式下約為lOOuA/MHz，待機(jī)模式下約為0.4uA/MHz。平時處于睡眠模式，藍(lán)牙通訊模塊105接收到數(shù)據(jù)后通過UART接口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)并將其喚醒，執(zhí)行協(xié)議解析與指示、讀取智能電表狀態(tài)信息、讀取電池剩余電量等操作；中央處理器106通過UART接口與RS485接口電路107相連，通過RS485接口與智能電表相連，可實現(xiàn)UART接口數(shù)據(jù)與RS485接口數(shù)據(jù)的互轉(zhuǎn)。
[0026]在本實用新型中，如圖2所示，所述藍(lán)牙通訊模塊105采用HC-08型號的TTL轉(zhuǎn)藍(lán)牙模塊，藍(lán)牙通訊模塊105支持藍(lán)牙4.0的BLE(Bluetooth low energy)協(xié)議，功耗僅為藍(lán)牙2.0的1/10，手持移動終端115與藍(lán)牙通訊模塊105進(jìn)行通信連接，兩個者未連接時消耗電流340uA，而通訊連接時消耗電流1.6mA，藍(lán)牙通訊模塊105使用3.3V供電，藍(lán)牙通訊模塊105的第一引腳TXD和第二引腳RXD連接中央處理器106的UART接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，藍(lán)牙通訊模塊105的第^^一引腳RESET通過一個4.7kQ的上拉電阻，同時與中央處理器106的RST引腳相連。當(dāng)藍(lán)牙通訊模塊105發(fā)生內(nèi)部錯誤時，單片機(jī)控制該引腳輸出一個低電平脈沖，使藍(lán)牙通訊模塊105重啟，于此同時，藍(lán)牙通訊模塊105的第二十四引腳P1013外接一個LED燈D9，當(dāng)手持移動終端115與藍(lán)牙通訊模塊105連接時D9閃爍，未連接時D9熄滅。在本實用新型中，所述RS485接口電路107使用MAX3485將RS485差分信號轉(zhuǎn)化成TTL信號，所述是數(shù)據(jù)存儲模塊109使用型號為AT24C128C的EEPR0M，容量為128kb，即16kB，若每一小時存儲一次智能電表狀態(tài)信息，可連續(xù)存儲一個月的歷史數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測裝置處于離線監(jiān)測工作狀態(tài)下，所述數(shù)據(jù)存儲模塊109存儲讀取到的智能電表狀態(tài)信息。
[0027]所述手持移動終端115為手機(jī)或平板，當(dāng)使用者在手持移動終端115上執(zhí)行讀取智能電表狀態(tài)信息操作，通過藍(lán)牙通訊模塊105接收到讀命令操作后，通過RS485接口電路107讀取智能電表狀態(tài)信息。中央處理器106對智能電表返回的協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行解析后，判斷電表是否處于故障狀態(tài)，若處于故障狀態(tài)則該指示燈101閃爍5s;中央處理器106對藍(lán)牙通訊模塊105接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，如果該數(shù)據(jù)幀為命令模式數(shù)據(jù)，命令模式數(shù)據(jù)幀指示燈102則閃爍一次；中央處理器106對藍(lán)牙通訊模塊105接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，如果該數(shù)據(jù)幀為透傳模式數(shù)據(jù)，再對幀中數(shù)據(jù)部分的控制碼字段進(jìn)行判斷，第一透傳模式協(xié)議指示燈103則閃爍一次；當(dāng)中央處理器106對藍(lán)牙通訊模塊105接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，如果該數(shù)據(jù)幀為透傳模式數(shù)據(jù)，再對幀中數(shù)據(jù)部分的控制碼字段進(jìn)行判斷，第二透傳模式協(xié)議指示燈104則閃爍一次。
[0028]如圖3所示，作為本本實用新型的最佳實施例，所述電源模塊108包括充電電路111、穩(wěn)壓電路112、電量檢測保護(hù)電路113和鋰電池114，所述充電電路111為鋰電池114進(jìn)行充電，所述穩(wěn)壓電路112將鋰電池114的輸出電壓穩(wěn)壓到3.3V，所述電量檢測保護(hù)電路113讀取鋰電池114的電量，并對鋰電池114設(shè)置過壓保護(hù)和欠壓保護(hù)，所述電源模塊108為本實用新型檢測裝置的其他器件提供電源，所述電量指示電路110由四個LED指示燈組成，分別表示總電量的25%，50%，75%，100%，可簡單顯示目前鋰電池電量處于哪個區(qū)間內(nèi)，所述電源模塊108包括鋰電池111、充電電路112、穩(wěn)壓電路113、電量檢測保護(hù)電路114，所述充電電路112給鋰電池111充電;所述穩(wěn)壓電路113將鋰電池111輸出的電壓穩(wěn)壓到本實用新型的檢測裝置內(nèi)器件的工作電壓3.3V;所述電量檢測保護(hù)電路114可讀出電池電量，同時可設(shè)置過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)閾值，可應(yīng)用于不同規(guī)格的鋰電池。
[0029]所述充電電路112采用采用具有MircoUSB接口的充電管理模塊，根據(jù)鋰電池的充電特性曲線，鋰電池電量在90%以下時，使用恒流充電模式，可使用最大電流，鋰電池電量到達(dá)90%后，使用恒壓充電模式，充電減小到之前的10%。所述充電電路112使用TI公司的BQ24250充電芯片，該芯片根據(jù)鋰電池兩端電壓判斷電池當(dāng)前電量，進(jìn)而決定使用哪種充電模式，減少充電時間的同時延長鋰電池的使用壽命。BQ24250充電芯片擁有輸入過壓保護(hù)功能，當(dāng)外部充電器發(fā)生故障時也可保證充電安全。當(dāng)智能電表通過本實用新型的檢測裝置采用3.7V規(guī)格的鋰電池時，在放電過程中電壓會從4.2V逐漸降低到3.0V，而本實用新型的檢測裝置內(nèi)器件的工作電壓均為3.3V，使用一般的線性穩(wěn)壓芯片無法滿足條件，因此，所述穩(wěn)壓電路113使用具有降壓/升壓型開關(guān)穩(wěn)壓的TPS63050芯片，該芯片最大輸出電流為
0.5A，完全滿足裝置內(nèi)電子器件的總消耗，且能量轉(zhuǎn)換效率很高，降壓模式下為95%，升壓模式下為90%。不使用裝置時可關(guān)閉開關(guān)S3，節(jié)省鋰電池電量。
[0030]作為本實用新型的最佳實施例，如圖4所示，所述電量檢測保護(hù)電路113通過I2C總線與中央處理器106相連，可讀出電池電量，同時可設(shè)置過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)閾值，鋰電池114的電量與電壓之間并不是線性對應(yīng)關(guān)系，所以不能根據(jù)鋰電池電壓得出準(zhǔn)確的電量信息電量檢測保護(hù)電路114使用BQ27742-G1芯片，該芯片運(yùn)用Impedance Track技術(shù)，而且針對電池老化、自放電、溫度等影響因素進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，精確追蹤電池電量，根據(jù)鋰電池114的結(jié)構(gòu)特性，使用過程若出現(xiàn)過壓或欠壓現(xiàn)象，會對鋰電池造成永久性傷害，使用壽命縮短。該芯片內(nèi)置了過壓和欠壓保護(hù)功能，正常充電時，BQ27742-G1的引腳CHG輸出高電平，匪OS管Q3導(dǎo)通。過充時，BQ27742-G1的引腳CHG輸出低電平，匪OS管Q3截止，停止充電。正常放電時，BQ27742-G1的引腳DSG輸出高電平，NMOS管Q2導(dǎo)通。過放時，BQ27742-G1的引腳DSG輸出低電平，NMOS管Q2截止，停止放電。
[0031]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置，其特征在于:包括指示燈模塊、藍(lán)牙通訊模塊、中央處理器、RS485接口電路、電源模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和電量指示電路，所述中央處理器分別與指示燈模塊、藍(lán)牙通訊模塊、RS485接口電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、電量指示電路和電源模塊進(jìn)行連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置，其特征在于:所述指示燈模塊還包括電表故障指示燈、命令模式數(shù)據(jù)幀指示燈、第一透傳模式協(xié)議指示燈和第二透傳模式協(xié)議指示燈，所述電表故障指示燈、命令模式數(shù)據(jù)幀指示燈、第一透傳模式協(xié)議指示燈、第二透傳模式協(xié)議指示燈都分別通過GP1接口與中央處理器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置，其特征在于:所述電源模塊包括鋰電池、充電電路、穩(wěn)壓電路、電量檢測保護(hù)電路，所述充電電路為鋰電池進(jìn)行充電，所述穩(wěn)壓電路將鋰電池的輸出電壓穩(wěn)壓到3.3V，所述電量檢測保護(hù)電路讀取鋰電池的電量，并對鋰電池設(shè)置過壓保護(hù)和欠壓保護(hù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置，其特征在于:所述中央處理器通過I2C總線分別與電源模塊接、電量檢測保護(hù)電路連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置，其特征在于:所述電量檢測保護(hù)電路采用BQ27742-G1芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置，其特征在于:所述中央處理器采用MSP430系列單片機(jī)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置，其特征在于:所述充電電路采用具有USB接口的充電管理模塊。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電表現(xiàn)場輔助檢測裝置，其特征在于:所述藍(lán)牙通訊模塊采用HC-08型號的TTL轉(zhuǎn)藍(lán)牙模塊。
【文檔編號】G01R35/04GK205484765SQ201520954138
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年11月25日
【發(fā)明人】唐利濤, 蔣雯倩, 李剛, 龍東, 李偉堅, 楊舟, 潘俊濤, 梁捷, 顏丹丹, 龍偉杰
【申請人】廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院