專利名稱：電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)插卡裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前，普通校表裝置對(duì)智能電能表進(jìn)行電能表參數(shù)預(yù)置、清零及本地密鑰下裝等 功能均采用人工操作方式，插卡、拔卡、換卡均需要人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率 較低，且人工操作失誤的可能性較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)， 提供一種電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置及方法，以達(dá)到自動(dòng)換卡的目的。為此，本發(fā)明采取以下 技術(shù)方案。電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置，其特征在于包括用于控制換卡的主控計(jì)算機(jī)、根據(jù)主 控計(jì)算機(jī)命令自動(dòng)換卡的主控模塊及可插入被檢電能表卡槽的模擬卡；所述的主控模塊包 括單片機(jī)、與單片機(jī)I/O 口連接的切換單元、復(fù)數(shù)個(gè)與切換單元連接的插卡槽及對(duì)應(yīng)各插 卡槽的功能卡；主控模塊通過數(shù)據(jù)線與模擬卡通訊連接；所述的主控計(jì)算機(jī)設(shè)有用于讀取 被檢電能表信息的讀卡模塊、用于根據(jù)讀卡信息判斷模擬卡接觸信息的模擬卡接觸判斷模 塊、用于控制單片機(jī)換卡的自動(dòng)換卡控制模塊。主控計(jì)算機(jī)快速檢查模擬卡與電能表接觸 是否良好、自動(dòng)換卡，確保電能表插卡的可靠性，電能表能正常進(jìn)行校表的全自動(dòng)插卡，提 高工作效率，減少操作失誤。作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特征 所述的切換單元包括復(fù)數(shù)個(gè)與插卡槽數(shù)量對(duì)應(yīng)的繼電器組，一插卡槽連接一繼電器
組，模擬卡通過數(shù)據(jù)線和繼電器組與插卡槽連接。一繼電器組包括三個(gè)繼電器，一繼電器組連接一指示燈。所述的主控模塊設(shè)有四個(gè)插卡槽，四個(gè)插卡槽分別為參數(shù)設(shè)置卡槽、密鑰下裝卡 槽、密鑰恢復(fù)卡槽及備用卡槽；對(duì)應(yīng)的功能卡包括參數(shù)設(shè)置卡、用于將電能表的密鑰從公鑰 狀態(tài)更新到私有密鑰狀態(tài)或?qū)λ接忻荑€更新的密鑰下裝卡及用于將電能表的密鑰從私有 密鑰狀態(tài)恢復(fù)到公開密鑰狀態(tài)密鑰恢復(fù)卡。備用卡槽主要用于如果電能表還有需要其他功 能的卡進(jìn)行操作的情況下，進(jìn)行插入其他功能的卡。所述的控制計(jì)算機(jī)通過串行接口通訊連接復(fù)數(shù)個(gè)主控模塊；所述的單片機(jī)I/O 口 連接一地址選擇開關(guān)以讀取開關(guān)地址。所述的串行接口包括RS485接口、RS232接口及兩接口之間轉(zhuǎn)換模塊。電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置還包括與控制計(jì)算機(jī)通訊連接的機(jī)械手，所述的控制計(jì) 算機(jī)設(shè)有用于控制機(jī)械手插拔模擬卡的機(jī)械手控制模塊。電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡方法，其特征在于它包括以下步驟。1)準(zhǔn)備步驟，將復(fù)數(shù)個(gè)功能卡插入對(duì)應(yīng)的功能槽中。
2)插模擬卡步驟，由主控計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手把模擬卡插入電能表插卡槽中。3)功能卡接通步驟，單片機(jī)接收到主控計(jì)算機(jī)的功能卡接通命令后接通對(duì)應(yīng)功能 卡的切換單元，并斷開其它功能卡的切換單元，此時(shí)，該功能卡與模擬卡連接，模擬卡模仿 功能卡的功能。4)功能卡切換步驟，主控計(jì)算機(jī)發(fā)切換命令給單片機(jī)，單片機(jī)斷開接通的切換單 元，并接通下一切換單元，使下一功能卡與模擬卡連接，模擬卡模仿接通的功能卡功能。5)結(jié)束步驟，電能表全部讀/寫操作完成后，由主控計(jì)算機(jī)發(fā)命令控制單片機(jī)，使 接通的切換單元全部斷開，然后主控計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手從電能表插槽中拔出模擬卡，至此 對(duì)一塊電能表操作完成，回至步驟2對(duì)下一塊電能表進(jìn)行操作。在功能卡切換步驟中，由主控計(jì)算機(jī)監(jiān)控所換功能卡的編號(hào)，快速識(shí)別功能卡類 型，排除換卡失誤；當(dāng)主控計(jì)算機(jī)從電能表返回的數(shù)據(jù)中獲取情報(bào)表明模擬卡與電能表接 觸不良時(shí)，主控計(jì)算機(jī)重新給機(jī)械手發(fā)送執(zhí)行拔插模擬卡的命令。切換單元包括四組繼電器和四指示燈，一繼電器組包含三個(gè)繼電器，每組繼電器 都分別由單片機(jī)的Pl 口 Pl. 1、Pl. 2、Pl. 3、Pl. 4置位來控制對(duì)應(yīng)繼電器的吸合或斷開；一 主控計(jì)算機(jī)連接復(fù)數(shù)個(gè)主控模塊，單片機(jī)的PO 口與地址選擇開關(guān)相連，單片機(jī)從地址選擇 開關(guān)讀取地址，上電后，單片機(jī)等待接收命令，當(dāng)讀到數(shù)據(jù)后，先判斷命令幀中的地址是否 與當(dāng)前主控模塊的地址匹配，若不匹配，則返回空閑狀態(tài)；若匹配，則讀取其中的數(shù)據(jù)部分， 根據(jù)相關(guān)規(guī)約執(zhí)行對(duì)應(yīng)的繼電器斷開、吸合動(dòng)作。有益效果本發(fā)明不需要人工手動(dòng)插卡、拔卡、換卡，電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置實(shí) 現(xiàn)全自動(dòng)操作。減少人力，提高工作效率、可靠性，且由于校表期間人工接觸電能表減少，提 高了工作人員人身安全。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是本發(fā)明單片機(jī)接口電路示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明包括用于控制換卡的主控計(jì)算機(jī)、根據(jù)主控計(jì)算機(jī)命令自動(dòng) 換卡的主控模塊及可插入被檢電能表卡槽的模擬卡，與控制計(jì)算機(jī)通訊連接的機(jī)械手；所 述的主控模塊包括單片機(jī)、與單片機(jī)I/O 口連接的四組繼電器、四個(gè)與繼電器組連接的插 卡槽及對(duì)應(yīng)各插卡槽的功能卡；主控模塊通過通過9P數(shù)據(jù)線與外部模擬卡模塊連接。與模 擬卡通訊連接；所述的主控計(jì)算機(jī)設(shè)有用于讀取被檢電能表信息的讀卡模塊、用于根據(jù)讀 卡信息判斷模擬卡接觸信息的模擬卡接觸判斷模塊、用于控制單片機(jī)換卡的自動(dòng)換卡控制 模塊、用于控制機(jī)械手插拔模擬卡的機(jī)械手控制模塊。一插卡槽連接一繼電器組，模擬卡通 過數(shù)據(jù)線和繼電器組與插卡槽連接。一繼電器組包括三個(gè)繼電器，一繼電器組連接一指示 燈。四個(gè)插卡槽分別為參數(shù)設(shè)置卡槽、密鑰下裝卡槽、密鑰恢復(fù)卡槽及備用卡槽；對(duì)應(yīng)的功 能卡包括參數(shù)設(shè)置卡、用于將電能表的密鑰從公鑰狀態(tài)更新到私有密鑰狀態(tài)或?qū)λ接忻荑€ 更新的密鑰下裝卡及用于將電能表的密鑰從私有密鑰狀態(tài)恢復(fù)到公開密鑰狀態(tài)密鑰恢復(fù)卡。主控模塊與控制計(jì)算機(jī)通過串行接口通訊連接；如圖2所示，所述的單片機(jī)的PO 口連 接一地址選擇開關(guān)以讀取開關(guān)地址。串行接口包括RS485接口、RS232接口及兩接口之間 轉(zhuǎn)換模塊，RS485接口可通過3P插座與主控計(jì)算機(jī)連接通訊，中間需有RS232轉(zhuǎn)RS485模 塊轉(zhuǎn)接，并行I/O 口 Pl的8個(gè)口作為控制管腳與驅(qū)動(dòng)三極管貼片相連，用來控制相關(guān)繼電 器斷開、吸合，串行口 RXD、T)(D與MAX485連接。電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡方法包括以下步驟。1)準(zhǔn)備步驟，將復(fù)數(shù)個(gè)功能卡插入對(duì)應(yīng)的功能槽中。2)插模擬卡步驟，由主控計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手把模擬卡插入電能表插卡槽中。3)功能卡接通步驟，單片機(jī)接收到主控計(jì)算機(jī)的功能卡接通命令后接通對(duì)應(yīng)功能 卡的切換單元，并斷開其它功能卡的繼電器組，此時(shí)，該功能卡與模擬卡連接，模擬卡模仿 功能卡的功能。4)功能卡切換步驟，主控計(jì)算機(jī)發(fā)切換命令給單片機(jī)，單片機(jī)斷開接通的切換單 元，并接通下一組繼電器，使下一功能卡與模擬卡連接，模擬卡模仿接通的功能卡功能。5)結(jié)束步驟，電能表全部讀/寫操作完成后，由主控計(jì)算機(jī)發(fā)命令，控制單片機(jī)， 使接通的切換單元全部斷開，然后機(jī)械手從電能表插槽中拔出模擬卡，至此對(duì)一塊電能表 操作完成，回至步驟2對(duì)下一塊電能表進(jìn)行操作。當(dāng)主控計(jì)算機(jī)從電能表返回的數(shù)據(jù)中獲取情報(bào)表明模擬卡與電能表接觸不良時(shí)， 主控計(jì)算機(jī)重新給機(jī)械手發(fā)送執(zhí)行拔插模擬卡命令。一主控計(jì)算機(jī)連接復(fù)數(shù)個(gè)主控模塊， 單片機(jī)的PO 口與地址選擇開關(guān)相連，單片機(jī)從地址選擇開關(guān)讀取地址，上電后，單片機(jī)等 待接收命令，當(dāng)讀到數(shù)據(jù)后，先判斷命令幀中的地址是否與當(dāng)前主控模塊的地址匹配，若不 匹配，則返回空閑狀態(tài)；若匹配，則讀取其中的數(shù)據(jù)部分，根據(jù)相關(guān)規(guī)約執(zhí)行對(duì)應(yīng)的繼電器 斷開、吸合動(dòng)作。當(dāng)某組繼電器吸合時(shí)，其對(duì)應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮(最多只能有一組繼電器吸 合)。某一組繼電器吸合時(shí)，與此組繼電器連接的插卡槽與模擬卡接通，模擬卡就模擬當(dāng)前 卡槽里的卡工作，此時(shí)就可把模擬卡插入電能表插卡槽進(jìn)行讀、寫操作了。當(dāng)前讀/寫完成 后，再由主控計(jì)算機(jī)發(fā)送命令給單片機(jī)U1，單片機(jī)再控制繼電器組斷開/吸合，即是功能卡 切換操作，在此步驟中，由主控計(jì)算機(jī)監(jiān)控所換功能卡的編號(hào)，快速識(shí)別功能卡類型，排除 換卡失誤；每組繼電器都分別由單片機(jī)的Pl 口 Pl. 1、Pl. 2、Pl. 3、Pl. 4置位來控制對(duì)應(yīng)繼 電器的吸合或斷開。
權(quán)利要求
1.電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置，其特征在于包括用于控制換卡的主控計(jì)算機(jī)、根據(jù)主 控計(jì)算機(jī)命令自動(dòng)換卡的主控模塊及可插入被檢電能表卡槽的模擬卡；所述的主控模塊包 括單片機(jī)、與單片機(jī)I/O 口連接的切換單元、復(fù)數(shù)個(gè)與切換單元連接的插卡槽及對(duì)應(yīng)各插 卡槽的功能卡；主控模塊通過數(shù)據(jù)線與模擬卡通訊連接；所述的主控計(jì)算機(jī)設(shè)有用于讀取 被檢電能表信息的讀卡模塊、用于根據(jù)讀卡信息判斷模擬卡接觸信息的模擬卡接觸判斷模 塊、用于控制單片機(jī)換卡的自動(dòng)換卡控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置，其特征在于所述的切換單元包 括復(fù)數(shù)個(gè)與插卡槽數(shù)量對(duì)應(yīng)的繼電器組，一插卡槽連接一繼電器組，模擬卡通過數(shù)據(jù)線和 繼電器組與插卡槽連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置，其特征在于一繼電器組包括三 個(gè)繼電器，一繼電器組連接一指示燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置，其特征在于所述的主控模塊設(shè) 有四個(gè)插卡槽，四個(gè)插卡槽分別為參數(shù)設(shè)置卡槽、密鑰下裝卡槽、密鑰恢復(fù)卡槽及備用卡 槽；對(duì)應(yīng)的功能卡包括參數(shù)設(shè)置卡、用于將電能表的密鑰從公鑰狀態(tài)更新到私有密鑰狀態(tài) 或?qū)λ接忻荑€更新的密鑰下裝卡及用于將電能表的密鑰從私有密鑰狀態(tài)恢復(fù)到公開密鑰 狀態(tài)密鑰恢復(fù)卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置，其特征在于所述的控制計(jì)算機(jī) 通過串行接口通訊連接復(fù)數(shù)個(gè)主控模塊；所述的單片機(jī)I/O 口連接一地址選擇開關(guān)以讀取 開關(guān)地址。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置，其特征在于所述的串行接口包 括RS485接口、RS232接口及兩接口之間轉(zhuǎn)換模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置，其特征在于電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插 卡裝置還包括與控制計(jì)算機(jī)通訊連接的機(jī)械手，所述的控制計(jì)算機(jī)設(shè)有用于控制機(jī)械手插 拔模擬卡的機(jī)械手控制模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡方法，其特征在于它包括以下步驟1)準(zhǔn)備步驟，將復(fù)數(shù)個(gè)功能卡插入對(duì)應(yīng)的功能槽中；2)插模擬卡步驟，由主控計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手把模擬卡插入電能表插卡槽中；3)功能卡接通步驟，單片機(jī)接收到主控計(jì)算機(jī)的功能卡接通命令后接通對(duì)應(yīng)功能卡的 切換單元，并斷開其它功能卡的切換單元，此時(shí)，該功能卡與模擬卡連接，模擬卡模仿功能 卡的功能；4)功能卡切換步驟，主控計(jì)算機(jī)發(fā)切換命令給單片機(jī)，單片機(jī)斷開接通的切換單元，并 接通下一切換單元，使下一功能卡與模擬卡連接，模擬卡模仿接通的功能卡功能；5)結(jié)束步驟，電能表全部讀/寫操作完成后，由主控計(jì)算機(jī)發(fā)命令控制單片機(jī)，使接通 的切換單元全部斷開，然后主控計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手從電能表插槽中拔出模擬卡，至此對(duì)一 塊電能表操作完成，回至步驟2對(duì)下一塊電能表進(jìn)行操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡方法，其特征在于在功能卡切換步驟 中，由主控計(jì)算機(jī)監(jiān)控所換功能卡的編號(hào)，快速識(shí)別功能卡類型，排除換卡失誤；當(dāng)主控計(jì) 算機(jī)從電能表返回的數(shù)據(jù)中獲取情報(bào)表明模擬卡與電能表接觸不良時(shí)，主控計(jì)算機(jī)重新給 機(jī)械手發(fā)送執(zhí)行拔插模擬卡的命令。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡方法，其特征在于切換單元包括四 組繼電器和四指示燈，一繼電器組包含三個(gè)繼電器，每組繼電器都分別由單片機(jī)的Pl 口 Pl. 1、P1. 2、Pl. 3、Pl. 4置位來控制對(duì)應(yīng)繼電器的吸合或斷開；一主控計(jì)算機(jī)連接復(fù)數(shù)個(gè)主 控模塊，單片機(jī)的PO 口與地址選擇開關(guān)相連，單片機(jī)從地址選擇開關(guān)讀取地址，上電后，單 片機(jī)等待接收命令，當(dāng)讀到數(shù)據(jù)后，先判斷命令幀中的地址是否與當(dāng)前主控模塊的地址匹 配，若不匹配，則返回空閑狀態(tài)；若匹配，則讀取其中的數(shù)據(jù)部分，根據(jù)相關(guān)規(guī)約執(zhí)行對(duì)應(yīng)的 繼電器斷開、吸合動(dòng)作。
全文摘要
電能表檢驗(yàn)自動(dòng)插卡裝置及方法，涉及一種自動(dòng)插卡裝置及方法。目前，智能電能表進(jìn)行電能表參數(shù)預(yù)置、清零及本地密鑰下裝等功能均采用人工插卡、拔卡、換卡，勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率較低，且失誤的可能性較大。本發(fā)明特征在于包括主控計(jì)算機(jī)、主控模塊及模擬卡；所述的主控模塊包括單片機(jī)、與單片機(jī)I/0口連接的切換單元、復(fù)數(shù)個(gè)與切換單元連接的插卡槽及對(duì)應(yīng)各插卡槽的功能卡；主控模塊通過數(shù)據(jù)線與模擬卡通訊連接；所述的主控計(jì)算機(jī)設(shè)有讀卡模塊、模擬卡接觸判斷模塊、自動(dòng)換卡控制模塊。本發(fā)明不需要人工手動(dòng)插卡、拔卡、換卡，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，減少人力，提高工作效率、可靠性及工作人員人身安全。
文檔編號(hào)G07F15/00GK102121980SQ201110034160
公開日2011年7月13日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者任蘇文, 姚力, 徐永進(jìn), 李熊, 蔣云華, 謝烽 申請人:浙江省電力公司