本實用新型涉及智能測試裝置，尤其是抄表終端的現(xiàn)場測試設(shè)備。

背景技術(shù)：

用電數(shù)據(jù)的自動采集采用分級管理方式，既中心站連接集中器，集中器連接采集器或電能表，采集器連接電能表。一般情況下，一個臺區(qū)設(shè)置一個集中器。中心站和集中器之間采用以太網(wǎng)、無線公網(wǎng)等方式進行通信，集中器和采集器之間、集中器和電能表之間采用電力載波等方式進行通信，采集器和電能表之間采用RS485方式進行通信。

集中器上提供兩個通信模塊，本地通信模塊接收采集器和電能表的數(shù)據(jù)，遠程通信模塊向中心站上傳數(shù)據(jù)。

隨著社會的發(fā)展，用電區(qū)域不斷擴大，電能表、采集器和集中器的數(shù)量越來越多，不可避免地，集中器、電能表的故障也相應(yīng)增多。

目前各載波方案無法互聯(lián)互通，運維人員需要攜帶多種測設(shè)儀器和設(shè)備，如各種載波或微功率方案供應(yīng)商提供的掌機、抄控器分別運維。運維人員需要學(xué)習(xí)各種設(shè)備的操作方法，復(fù)雜情況還需要采用筆記本電腦等工具，運維難度大。臺區(qū)串?dāng)_、臺區(qū)歸屬問題一直是現(xiàn)場運維的難點，使用專門的臺區(qū)識別儀成本高、攜帶不方便。

使用不同的儀器測試不同的設(shè)備，現(xiàn)場運維經(jīng)驗無法共享。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的，是提供一種現(xiàn)場測試設(shè)備，功能接口豐富、齊全，體積小巧，攜帶方便，用來診斷、分析智能電表及用電信息采集終端現(xiàn)場各種問題，并可記錄輔助設(shè)備的測試結(jié)果，生成綜合測試報告。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：設(shè)備包括主機，主機中包括CPU、存儲器、觸摸屏、鍵盤、通信接口、通信模塊、電源模塊、攝像頭，關(guān)鍵在于：測試設(shè)備中還包括與主機連接的外置式模塊適配器，外置式模塊適配器包括MCU、與主機的通信接口和連接外置模塊的電路，設(shè)置外置模塊對應(yīng)的插孔和A、B、C、N接線端子；所述外置模塊包括集中器上的本地通信模塊和遠程通信模塊。

進一步地，通信接口包括RS232接口、RS485接口、以太網(wǎng)接口、USB接口。

進一步地：通信模塊包括GPS模塊、移動通信模塊、藍牙模塊、紅外模塊、wifi模塊。

進一步地：測試設(shè)備主機還設(shè)置臺區(qū)識別分機模塊的接口和連接市電的接線端子，所述外置模塊還包括臺區(qū)識別主機模塊。

另外，利用上述終端測試設(shè)備，本實用新型還提出了一種用電設(shè)備運維管理系統(tǒng)，系統(tǒng)后臺設(shè)置管理服務(wù)器，管理服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)與用電現(xiàn)場使用的終端測試設(shè)備連接；管理服務(wù)器中設(shè)置數(shù)據(jù)庫，存儲終端測試設(shè)備在用電現(xiàn)場采集的用電設(shè)備的信息。

終端測試設(shè)備包括兩部分，主機和外置式模塊適配器。

主機配置豐富的接口和通信模塊，可與用電現(xiàn)場各種設(shè)備通信，各種載波或微功率方案的抄控器模塊可直接連接本機，實現(xiàn)一個設(shè)備支持多種通信方案；主機設(shè)置連接臺區(qū)識別分機模塊的接口，連接臺區(qū)識別分機模塊，配合外置的臺區(qū)識別主機模塊，運維人員可以輕松確定電表歸屬、確定電表所在相位；配置外置式模塊適配器，可現(xiàn)場診斷集中器本地路由模塊、集中器遠程通信模塊、三相電能表通信模塊、單相電能表通信模塊的各種故障。

這里所說的用電設(shè)備，是指電表、集中器、采集器等設(shè)備，這些設(shè)備屬于單位的資產(chǎn)，需要進行資產(chǎn)管理。一般情況下，為了便于管理，這些設(shè)備上都貼有條形碼或二維碼來標(biāo)識設(shè)備。

利用設(shè)備主機上的攝像頭，可掃描用電設(shè)備上的條形碼或二維碼，將掃描得到的信息，附加上位置信息和測試信息，上傳給后臺的管理服務(wù)器，可獲得電管理設(shè)備最新、最準(zhǔn)確的信息，便于管理部門對資產(chǎn)進行管理。另外，任何一次故障診斷過程及解決問題的經(jīng)驗，可生成統(tǒng)一格式的測試報告，并實時上傳服務(wù)器，為其他運維人員提供經(jīng)驗共享。

主機內(nèi)置國網(wǎng)376.1、南網(wǎng)2013、南網(wǎng)2010規(guī)約，兼容國網(wǎng)主站、南網(wǎng)主站、吉林及黑龍江等主站，可以通過GPRS、以太網(wǎng)、RS232、紅外、RS485 等通信方式與終端進行通信測試；主站支持多種通信規(guī)約，可通過RS485、紅外、載波直接接入本設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換。

有益效果：本實用新型提出的終端測試設(shè)備，集成了豐富的接口類型和多種通信模塊，體積小，便于攜帶，可測試現(xiàn)有的大多數(shù)終端；主機設(shè)置連接臺區(qū)識別分機模塊的接口，插入臺區(qū)識別模塊，借助外置式模塊適配器連接臺區(qū)識別主機模塊，可識別臺區(qū)和相別屬性；借助外置式模塊適配器，連接集中器終端的通信模塊，設(shè)備操作界面一致，運維人員不用學(xué)習(xí)各種設(shè)備的操作方法；生成統(tǒng)一格式的測試報告，提供經(jīng)驗共享和故障記錄；現(xiàn)場采集的終端信息準(zhǔn)確、詳實，為管理部門提供可靠的設(shè)備信息。

附圖說明

圖1是設(shè)備主機的組成示意圖，

圖2是用電設(shè)備運維管理系統(tǒng)的組成示意圖，

圖3是外置式模塊適配器中，信道選擇的原理圖，

圖4是外置式模塊適配器的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖5是電源輸出控制電路的原理圖。

其中，1是本地通信模塊和臺區(qū)識別主機模塊的插孔接口，2是遠程通信模塊的插孔接口，3是撥碼開關(guān)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。

參看圖1，一種用電現(xiàn)場使用的終端測試設(shè)備，主機包括CPU、存儲器、觸摸屏、鍵盤、通信接口、通信模塊、電源模塊、攝像頭，測試設(shè)備中還包括與主機連接的外置式模塊適配器，外置式模塊適配器包括MCU、與主機的通信接口和連接外置模塊的電路，設(shè)置外置模塊對應(yīng)的插孔和A、B、C、N接線端子；所述外置模塊包括集中器上的本地通信模塊和遠程通信模塊。

測試設(shè)備主機還設(shè)置臺區(qū)識別分機模塊的接口和連接市電的接線端子，外置模塊還包括臺區(qū)識別主機模塊。

通信接口和通信模塊的設(shè)置要滿足可以連接目前主流產(chǎn)品的要求，本實施例中，通信接口有RS232接口、RS485接口、以太網(wǎng)接口、USB接口，通信模塊有GPS模塊、移動通信模塊、藍牙模塊、紅外模塊、wifi模塊，移動通信模塊涵蓋現(xiàn)有移動公網(wǎng)的所有制式。

以上是終端測試設(shè)備主機的硬件組成。主機內(nèi)置安卓作為操作系統(tǒng)，安卓系統(tǒng)成熟，APP豐富，現(xiàn)有的APP可以方便地移植到主機來使用。主機內(nèi)置主站規(guī)約和電表通信規(guī)約（DLT6451997、DLT645‐2007、曉程N6 規(guī)約和曉程N12 規(guī)約），并可根據(jù)需求進行擴展。

終端測試設(shè)備主機還有擴展存儲卡接口，可插入32G存儲卡。

終端測試設(shè)備可以實現(xiàn)模擬主站、模擬集中器、模擬電表進行通信模塊現(xiàn)場檢測和現(xiàn)場故障診斷。

為了模擬集中器，需要通過集中器的遠程通信模塊連接主站，或通過集中器的本地通信模塊連接電表。

兩種模塊的引腳數(shù)量不同，本地通信模塊有兩排插針，遠程通信模塊有一排插針。

設(shè)備配置了外置式模塊適配器，如圖4所示，外置式模塊適配器上設(shè)置與集中器上本地通信模塊和遠程通信模塊對應(yīng)的插孔1和2，將集中器上的兩個通信模塊取下來，作為外置模塊安裝到適配器上，既插入插孔1或2中，將接線柱A、B、C、N連接變壓器上相應(yīng)位置，適配器通過USB通信線或RS232通信線連接主機，可實現(xiàn)終端測試設(shè)備對集中器的模擬。

兩個通信模塊有不同的標(biāo)準(zhǔn)，各標(biāo)準(zhǔn)下，模塊的管腳定義有差別。如遠程通信模塊，有09版國網(wǎng)集中器遠程接口定義、13版國網(wǎng)集中器遠程接口定義、南網(wǎng)集中器接口定義等；本地通信模塊，有09版接口定義、13版接口定義、南網(wǎng)集中器本地接口定義、南網(wǎng)遙信模塊接口定義、南網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊接口定義等。

為了在測試設(shè)備中使用不同標(biāo)準(zhǔn)的通信模塊，可以配置不同的外置式模塊適配器。

另一種解決方案，是在外置式模塊適配器上設(shè)置模塊選擇裝置，模塊選擇裝置設(shè)置兩組，每組由1?3個撥碼開關(guān)組成，如圖4中3所示，分別選擇本地通信模塊和遠程通信模塊，撥碼開關(guān)連接MCU的I/O管腳，MCU連接通道選擇開關(guān)，通道選擇開關(guān)連接插孔引腳和MCU管腳。通過開關(guān)控制，MCU選取不同的管腳與模塊連接，實現(xiàn)一個外置式模塊適配器連接多種標(biāo)準(zhǔn)的通信模塊。

對兩種模塊的分析：

一、本地通信模塊：

13版國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為26針；09版國網(wǎng)和南網(wǎng)集中器為22針，且管腳定義相同。由于不測試網(wǎng)絡(luò)接口，09版國網(wǎng)和南網(wǎng)集中器的15-20管腳可以不用。兩個標(biāo)準(zhǔn)中，第9針在13版國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為GND，09版國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為及南網(wǎng)集中器為RST，將此引腳設(shè)置為RST，并不影響13版模塊的使用。

本實施例中，將外置式模塊適配器上集中器上本地通信模塊的插孔設(shè)置為26個插孔，管腳定義見下表：

以上表格中的設(shè)置可同時保證幾種模塊正常使用。設(shè)置1個撥碼開關(guān)進行選擇控制，MCU讀取開關(guān)位置，可以知道按照哪種標(biāo)準(zhǔn)進行通信。

二、遠程通信模塊：09版國網(wǎng)集中器與南網(wǎng)集中器遠程模塊引腳數(shù)量相同且引腳定義相同，所以可以兼容使用，這兩種模塊與13版國網(wǎng)集中器引腳數(shù)量，間距相同，但是引腳定義差別較大，本實施例中，使用相同的插孔接口，輔助模塊開關(guān)和通道選擇開關(guān)實現(xiàn)兼容。

參看圖3，撥碼開關(guān)K1選擇模塊標(biāo)準(zhǔn)，MCU讀取PIO3_3腳的電平，可以判斷選擇哪種標(biāo)準(zhǔn)的模塊。確定模塊標(biāo)準(zhǔn)后，使用74LVC125作為通道選擇開關(guān)來選擇通道。

本例中，給出兩個通道選擇電路原理圖：

13版國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，20腳為STATE4，09版國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，19腳為STATE4。通過MCU的管腳MCU_ STATE4，可以選擇MCU的STATE4連接插孔接口的第20腳或第19腳。

13版國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，5腳為TXD，09版國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，10腳為TXD。通過MCU的管腳MCU_ RXD，可以選擇插孔接口的第5腳或第10腳作為MCU的TXD。

其他定義不同的引腳同樣可以按照上述方式連接處理，這里不再詳細描述。

本實用新型中，13版國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的有效引腳為：1—6、12、3-20、27—30，09版國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的有效引腳為：1—5、7、9、11、13、16、18—2、24—30，每個74LVC125可以選擇4個數(shù)字信號的通道，通過設(shè)置多個74LVC125，完成不同標(biāo)準(zhǔn)的管腳與MCU的連接。

上面是針對數(shù)字信號提出的方法，對于電源來說，因為芯片功率有限，無法采用上述方法。

解決上述問題的一種方案是使用撥碼開關(guān)，對電源的通斷進行控制。

另外一種技術(shù)方案，是通過管腳選擇，關(guān)斷不需要的電源：

如圖5所示，PIN5腳在13版國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中是串口的TXD，在09版國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中是5V電源。將MCU-TXD置為高電平，置MCU-VDD5V為低電平，此時PIN5為串口的TXD；將MCU-TXD置低電平，置MCU-VDD5V為高電平，此時PIN5為5V電源。

臺區(qū)識別：

現(xiàn)在普遍使用的臺區(qū)識別儀包括兩部分，一個主機一個分機。主機連接變壓器的A、B、C、N，分機連接市電，通過發(fā)送和檢測載波信號來判斷臺區(qū)歸屬，采用頻移鍵控(Frequency Shift Keying，簡稱FSK) 電力載波信號法，其中，F(xiàn)SK 電力載波信號法的具體實現(xiàn)方式為，發(fā)送端通過電力線向接收端發(fā)送FSK 低頻載波信號，通過接收端是否能夠收到該FSK 低頻載波信號，來判斷是該接收端否屬于該臺區(qū)，具體的，若該接收端能夠接收到該FSK 低頻載波信號，那么該接收端就屬于該臺區(qū)，否則，則該接收端不屬于該臺區(qū)。

臺區(qū)識別儀使用電力線載波通信模塊，不同廠家的臺區(qū)識別儀做出不同的界面以方便用戶使用。

本實施例中，將電力線載波通信模塊封裝，制作成兩個臺區(qū)識別模塊，一個作為臺區(qū)識別主機模塊，一個作為臺區(qū)識別分機模塊。臺區(qū)識別主機模塊需要連接變壓器端的A、B、C、N，分機需要連接市電。為了在測試設(shè)備上使用，將臺區(qū)識別分機模塊的接口設(shè)置在測試設(shè)備的主機上，臺區(qū)識別主機模塊的接口設(shè)計成兼容集中器本地通信模塊的插針形式。上述模塊屬于常規(guī)電路設(shè)計，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可輕易實現(xiàn)；測試方法也是常規(guī)技術(shù)，這里不再詳細說明。

臺區(qū)識別模塊不作為測試設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置模塊，只是在測試設(shè)備的主機中和外置式模塊適配器上分別設(shè)置臺區(qū)識別模塊的接口。

使用時，將臺區(qū)識別主機模塊作為外置模塊插入外置式模塊適配器上的本地通信模塊和臺區(qū)識別主機模塊的插孔接口1上，將臺區(qū)識別分機模塊插入測試設(shè)備的主機，這樣就構(gòu)成了傳統(tǒng)意義上的臺區(qū)測試儀。外置式模塊適配器連接變壓器的A、B、C、N，測試設(shè)備的主機通過兩個接線端子（220?和N）連接市電，即可完成臺區(qū)的識別。

參看圖2，本實用新型還提出一種用電設(shè)備運維管理系統(tǒng)，系統(tǒng)后臺設(shè)置管理服務(wù)器，管理服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)與用電現(xiàn)場使用的終端測試設(shè)備連接；管理服務(wù)器中設(shè)置數(shù)據(jù)庫，終端測試設(shè)備將現(xiàn)場檢測結(jié)果，以及掃描得到的用電設(shè)備條形碼或二維碼傳給服務(wù)器，在數(shù)據(jù)庫中存儲。