一種基于rs-485通信技術(shù)的便攜式組網(wǎng)測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備檢定與檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于RS-485通信技術(shù)的便攜式組網(wǎng)測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在國(guó)家電網(wǎng)2012年頒布的最新智能電能表標(biāo)準(zhǔn)中，明確提出了無(wú)極性485通訊的要求，目前國(guó)內(nèi)對(duì)RS-485的測(cè)試特別是組網(wǎng)后的測(cè)試還沒(méi)有相關(guān)有效的測(cè)試方法，因而使得掛載在RS-485網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備的不同，舊有的設(shè)備和線路是否能完美兼容無(wú)極性485表的接入就成為了目前實(shí)際應(yīng)用中最大的問(wèn)題。
[0003]目前，在RS-485組網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)，絕大部分的測(cè)試只能通過(guò)萬(wàn)用表測(cè)試總線電壓的方式進(jìn)行，這種測(cè)試方法只能初步判斷總線電壓是否可以滿足智能電表RS485組網(wǎng)的通訊要求，卻沒(méi)有辦法準(zhǔn)確的判斷智能電表RS485組網(wǎng)極性情況和負(fù)載情況。因此，急需研宄出一種能夠測(cè)試RS-485通訊設(shè)備在實(shí)際工況下的485通訊特性的裝置，以確保電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行，加快推進(jìn)我國(guó)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)對(duì)待測(cè)試的RS485設(shè)備進(jìn)行電壓測(cè)試、阻抗測(cè)試和模擬負(fù)載測(cè)試，對(duì)RS-485在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行特性進(jìn)行研宄的基于RS-485通信技術(shù)的便攜式組網(wǎng)測(cè)試裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種基于RS-485通信技術(shù)的便攜式組網(wǎng)測(cè)試裝置，包括CPU控制單元、模擬負(fù)載電路、阻抗測(cè)試電路和電壓測(cè)試電路，所述CPU控制單元分別與模擬負(fù)載電路、阻抗測(cè)試電路和電壓測(cè)試電路雙向通訊，所述CPU控制單元的RS-485接口與被測(cè)設(shè)備的RS-485線相連，所述CPU控制單元與被測(cè)設(shè)備雙向通訊，所述CPU控制單元采用AM3352芯片，所述模擬負(fù)載電路包括485電平轉(zhuǎn)換芯片和模擬開關(guān)，所述485電平轉(zhuǎn)換芯片采用AZRS485芯片，所述模擬開關(guān)采用SN74LV4051芯片。
[0006]所述電壓測(cè)試電路包括內(nèi)部繼電器切換電路，其輸入端接收外部RS485信號(hào)，其輸出端與電壓信號(hào)米樣電路的輸入端相連，電壓信號(hào)米樣電路的輸出端與運(yùn)放跟隨及加法器電路的輸入端相連，運(yùn)放跟隨及加法器電路的輸出端與CPU控制單元的輸入端相連。
[0007]所述阻抗測(cè)試電路包括內(nèi)部繼電器切換電路，其輸入端接收外部RS485信號(hào)，其輸出端與電流信號(hào)采樣電路的輸入端相連，電流信號(hào)采樣電路的輸出端與運(yùn)放放大及加法器電路的輸入端相連，運(yùn)放放大及加法器電路的輸出端與CPU控制單元的輸入端相連。
[0008]所述模擬負(fù)載電路包括485電平轉(zhuǎn)換芯片，其輸入端接收CPU控制信號(hào)，其輸出端與模擬開關(guān)電路的輸入端相連，模擬開關(guān)電路的輸出端與阻抗切換電路的一端相連，阻抗切換電路的另一端接收外部RS485信號(hào)。
[0009]所述內(nèi)部繼電器切換電路包括功率繼電器RL1、RL2、RL3，所述電壓信號(hào)采樣電路由電阻R4、R6、R8、RlO組成，所述運(yùn)放跟隨及加法器電路包括芯片U2，芯片U2為運(yùn)放LM2904D ;功率繼電器RLl的2腳分別與PTC器件RT8、TVS管TVSl的一端相連，PTC器件RT8的另一端接插座CNl的I腳，TVS管TVSl的另一端接插座CNl的2腳，外部485信號(hào)線經(jīng)插座CNl接入，功率繼電器RLl的4腳分別與所述AZRS485芯片的6腳、SN74LV4051芯片的3腳相連，功率繼電器RLl的3腳與功率繼電器RL3的2腳相連，功率繼電器RL3的4腳經(jīng)過(guò)電阻R4與電阻R6接地，電阻R4和電阻R6的分壓經(jīng)電阻R8接運(yùn)放LM2904D的3腳，運(yùn)放LM2904D的I腳和2腳相連后經(jīng)電阻RlO接地，運(yùn)放LM2904D的I腳經(jīng)電阻R84與運(yùn)放LM2904D的5腳相連；5V電源經(jīng)電阻R13分別與電阻R14、穩(wěn)壓芯片U6的1、2腳相連，穩(wěn)壓芯片U6的3腳接地，電阻R14的另一端與運(yùn)放LM2904D的5腳相連，運(yùn)放LM2904D的6腳經(jīng)過(guò)電阻R16接地，運(yùn)放LM2904D的7腳通過(guò)電阻R18與運(yùn)放LM2904D的6腳相連，運(yùn)放LM2904D的7腳與電阻R20的一端相連，電阻R20的另一端與電阻R25的一端相連，電阻R25的另一端接地，電阻R20與電阻R25的分壓經(jīng)濾波電容C13接芯片AM3352的B6管腳ADO，作為485的電壓檢測(cè)。
[0010]所述內(nèi)部繼電器切換電路包括功率繼電器RL1、RL2、RL3，所述電流信號(hào)采樣電路采用采樣電阻R30，所述運(yùn)放放大及加法器電路包括芯片U4，芯片U4為運(yùn)放LM2904 ;功率繼電器RLl的2腳分別與PTC器件RT8、TVS管TVSl的一端相連，PTC器件RT8的另一端接插座CNl的I腳，TVS管TVSl的另一端接插座CNl的2腳，外部485信號(hào)線經(jīng)插座CNl接入，功率繼電器RLl的4腳分別與所述AZRS485芯片的6腳、SN74LV4051芯片的3腳相連，功率繼電器RLl的3腳與功率繼電器RL3的2腳相連，功率繼電器RL3的3腳通過(guò)采樣電阻R30接地，功率繼電器RL3的3腳通過(guò)電阻R31接運(yùn)放LM2904的3腳，運(yùn)放LM2904的2腳經(jīng)電阻R32接地，運(yùn)放LM2904的I腳經(jīng)電阻R19與運(yùn)放LM2904的2腳相連，運(yùn)放LM2904的I腳與電阻R33的一端相連，電阻R33的另一端與運(yùn)放LM2904的5腳相連，運(yùn)放LM2904的5腳經(jīng)電阻Rl2輸入2.5V的穩(wěn)定電壓，運(yùn)放LM2904的6腳經(jīng)電阻R86接地，運(yùn)放LM2904的7腳經(jīng)電阻R87與運(yùn)放LM2904的6腳相連，運(yùn)放LM2904的7腳接由電阻R43和電阻R34組成的串聯(lián)分壓電路，該電路分得的電壓經(jīng)濾波電容C8接AM3352芯片的C7腳ADI。
[0011 ] 所述AZRS485芯片的1、2、3腳分別接AM3352芯片的串口接收信號(hào)、使能信號(hào)和串口發(fā)送信號(hào)，外部485信號(hào)的A經(jīng)功率繼電器RLl的4腳送入SN74LV4051芯片的3腳，SN74LV4051芯片的12腳、13腳、14腳、15腳、I腳分別經(jīng)電阻R55、電阻R45、電阻R46、電阻R49、電阻R56與外部485信號(hào)的B相連，SN74LV4051芯片的2腳分別經(jīng)電阻R66、電阻R83與外部485信號(hào)的B相連，SN74LV4051芯片的4腳分別經(jīng)電阻R71、電阻R78與外部485信號(hào)的B相連，SN74LV4051芯片的9腳、10腳、11腳、6腳分別經(jīng)電阻R75、電阻R74、電阻R72、電阻 R76 與 AM3522 芯片的 GP100_8、GP102_29、GP102_28 和 GP1_9 相連。
[0012]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:第一，將被測(cè)設(shè)備的RS-485線電壓信號(hào)通過(guò)功率繼電器切換進(jìn)行電壓測(cè)試，完成電壓測(cè)試后，再通過(guò)功率繼電器切換進(jìn)行阻抗測(cè)試，完成阻抗測(cè)試后，再通過(guò)功率繼電器切換，將RS-485信號(hào)送入模擬負(fù)載電路，通過(guò)不同的負(fù)載接入，模擬不同的負(fù)載數(shù)，測(cè)試抄讀情況來(lái)判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)還可支持的負(fù)載數(shù)；第二，通過(guò)本裝置可有效判斷被測(cè)的RS-485設(shè)備是否能兼容需要組網(wǎng)的RS-485網(wǎng)絡(luò)，可以單獨(dú)測(cè)定單RS-485設(shè)備的通訊情況，也可以組網(wǎng)測(cè)試指定設(shè)備的通訊情況；第三，建立了模擬負(fù)載，可切換不同的負(fù)載來(lái)測(cè)定當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)可以支持的負(fù)載數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的電路框圖；
圖2、3、4分別是圖1中電壓測(cè)試電路、阻抗測(cè)試電路和模擬負(fù)載電路的電路框圖；
圖5、6、7分別是圖1中電壓測(cè)試電路、阻抗測(cè)試電路和模擬負(fù)載電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]一種基于RS-485通信技術(shù)的便攜式組網(wǎng)測(cè)試裝置，包括CPU控制單元、模擬負(fù)載電路30、阻抗測(cè)試電路20和電壓測(cè)試電路10，所述CPU控制單元分別與模擬負(fù)載電路30、阻抗測(cè)試電路20和電壓測(cè)試電路10雙向通訊，所述CPU控制單元的RS-485接口與被測(cè)設(shè)備的RS-485線相連，所述CPU控制單元與被測(cè)設(shè)備雙向通訊，所述CPU控制單元采用AM3352芯片，所述模擬負(fù)載電路30包括485電平轉(zhuǎn)換芯片和模擬開關(guān)，所述485電平轉(zhuǎn)換芯片采用AZRS485芯片，所述模擬開關(guān)采用SN74LV4051芯片，如圖1所示。CPU控制單元分別向模擬負(fù)載電路30、阻抗測(cè)試電路20和電壓測(cè)試電路10發(fā)送測(cè)試控制信號(hào)。
[0015]如圖2所示，所述電壓測(cè)試電路10包括內(nèi)部繼電器切換電路11，其輸入端接收外部RS485信號(hào)，其輸出端與電壓信號(hào)采樣電路12的輸入端相連，電壓信號(hào)采樣電路12的輸出端與運(yùn)放跟隨及加法器電路13的輸入端相連，運(yùn)放跟隨及加法器電路13的輸出端與CPU控制單元的輸入端相連。電壓測(cè)試電路10通過(guò)內(nèi)部功率繼電器的切換選擇來(lái)確定是進(jìn)行通訊還是進(jìn)行RS-485網(wǎng)絡(luò)電壓測(cè)試，通過(guò)電阻分壓采樣電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)運(yùn)放跟隨，配合基準(zhǔn)電壓源輸出的基準(zhǔn)電壓送入加法器電路實(shí)現(xiàn)正負(fù)電壓的測(cè)量，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)電壓的值來(lái)判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)是否支持有極性485和無(wú)極性485。
[0016]如圖3所示，所述阻抗測(cè)試電路20包括內(nèi)部繼電器切換電路11，其輸入端接收外部RS485信號(hào)，其輸出端與電流信號(hào)采樣電路21的輸入端相連，電流信號(hào)采樣電路21的輸出端與運(yùn)放放大及加法器電路22的輸入端相連，運(yùn)放放大及加法器電路22的輸出端與CPU控制單元的輸入端相連。阻抗測(cè)試采用電阻采樣使用高精度運(yùn)放實(shí)現(xiàn)電流電壓變換，配合基準(zhǔn)電壓源輸出的基準(zhǔn)電壓送入加法器電路實(shí)現(xiàn)正負(fù)電流的測(cè)量。阻抗測(cè)試電路20和電壓測(cè)試電路10共用一個(gè)內(nèi)部繼電器切換電路11。
[0017]如圖4所示，所述模擬負(fù)載電路30包括485電平轉(zhuǎn)換芯片，其輸入端接收CPU控制信號(hào)，其輸出端與模擬開關(guān)電路31的輸入端相連，模擬開關(guān)電路31的輸出端與阻抗切換電路32的一端相連，阻抗切換電路32的另一端接收外部RS485信號(hào)。通過(guò)模擬開關(guān)切換不同的負(fù)載，將不同的負(fù)載掛接到RS-485總線上，模擬不同的負(fù)載數(shù)來(lái)進(jìn)行誤碼率測(cè)試，測(cè)試通訊質(zhì)量，確定當(dāng)前RS-485網(wǎng)絡(luò)還可以支持的負(fù)載數(shù)。
[0018]如圖5所示，所述內(nèi)部繼電器切換電路11包括功率繼電器RLl、RL2、RL3，所述電壓信號(hào)采樣電路12由電阻R4、R6、R8、R10組成，所述運(yùn)放跟隨及加法器電路13包括芯片U2，芯片U2為運(yùn)放LM2904D ;功率繼電器RLl的2腳分別與PTC器件RT8、TVS管TVSl的一端相連，PTC器件RT8的另一端接插座CNl的I腳，TVS管TVSl的另一端接插座CNl的2腳，外部485信號(hào)線經(jīng)插座CNl接入，功率繼電器RLl的4腳分別與所述AZRS485芯片的6腳、SN74LV4051芯片的3腳相連，功率繼電器RLl的3腳與功率繼電器RL3的2腳相連，功率繼電器RL3的4腳經(jīng)過(guò)電阻R4與電阻R6接地，電阻R4和電阻R6的分壓經(jīng)電阻R8接運(yùn)放LM2904D的3腳，運(yùn)放LM2904D的I腳和2腳相連后經(jīng)電阻RlO接地，運(yùn)放LM2904D的I腳經(jīng)電阻R84與運(yùn)放LM2904D的5腳相連；5V電源經(jīng)電阻R13分別與電阻R14、穩(wěn)壓芯片U6的1、2腳相連，穩(wěn)壓芯片U6的3腳接地，電阻R14的另一端與運(yùn)放LM2904D的5腳相連，