專利名稱：一種低壓采集終端現(xiàn)場通信檢測用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種低壓采集終端現(xiàn)場通信檢測用裝置，乃是指用于低壓電力線用電信息數(shù)據(jù)采集終端，在進(jìn)行現(xiàn)場通信檢測時(shí)利用內(nèi)置通信模塊進(jìn)行低壓載波通信功能和485通信功能測試以及利用內(nèi)置測試模塊進(jìn)行低壓載波通信信道和485通信信道檢測用的裝置。
背景技術(shù)：
用電信息采集系統(tǒng)是國家電網(wǎng)公司正在推廣的智能電網(wǎng)相關(guān)工作之一，低壓電力線載波通信和485通信作為現(xiàn)場最主要的通信方式得到了大量應(yīng)用，由于現(xiàn)場環(huán)境造成的通信問題以及產(chǎn)品本身的通信問題需要專業(yè)的工具進(jìn)行分析和調(diào)試，目前市場上只有通用的測試儀器產(chǎn)品如示波器、頻譜分析儀、信號(hào)發(fā)生器等，這些測試儀器普遍存在測試頻率范圍寬、性能指標(biāo)高、功能專一等優(yōu)點(diǎn)，但示波器因?yàn)轭l率范圍寬就不能屏蔽工頻只顯示載波，雖然頻譜分析儀顯示頻譜特性、性能指標(biāo)高，但不能實(shí)現(xiàn)同時(shí)觀看時(shí)域波形和頻譜圖的特殊功能要求，信號(hào)發(fā)生器雖然輸出波形多，但也不可能嵌入專用的通信協(xié)議，所以這些標(biāo)準(zhǔn)測試產(chǎn)品不太適用于現(xiàn)場調(diào)試過程。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供的是一種低壓采集終端現(xiàn)場通信檢測用裝置，其目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷，通過通信模塊的實(shí)際通信效果，結(jié)合對(duì)現(xiàn)場信道進(jìn)行測試，給出顯示圖形，幫助使用者進(jìn)行分析和判斷，可以較快地解決低壓采集終端產(chǎn)品的現(xiàn)場應(yīng)用問題。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)包括低壓載波通信通道、485通信通道、低壓載波通信測試通道和485通信測試通道；所述的低壓載波通信通道由嵌入式系統(tǒng)、低壓載波通信模塊、工頻隔離高頻耦合電路、低壓載波通信端口組成；所述的485通信通道由嵌入式系統(tǒng)、485通信模塊、485通信端口組成；所述的低壓載波通信測試通道由低壓載波通信測試端口、工頻隔離高頻耦合電路、選擇開關(guān)、信號(hào)幅度調(diào)理電路、A/D和采樣控制電路、數(shù)字信號(hào)處理單元和嵌入式系統(tǒng)組成；所述的485通信測試通道由485通信測試端口、選擇開關(guān)、信號(hào)幅度調(diào)理、A/D和采樣控制電路、數(shù)字信號(hào)處理單元和嵌入式系統(tǒng)組成。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)通過內(nèi)部提供的低壓載波通信信道和485通信信道來判斷用電信息采集終端低壓載波通信功能和485通信功能的完好性，同時(shí)通過測試低壓載波通信使用環(huán)境和485通信使用環(huán)境來分析影響正常通信的可能原因。裝置內(nèi)部的通信模塊產(chǎn)生相應(yīng)的通信信號(hào)，嵌入式系統(tǒng)控制該通信模塊與用電信息采集終端進(jìn)行收發(fā)通信；裝置通過對(duì)使用環(huán)境的較高頻信號(hào)分量進(jìn)行A/D采樣和數(shù)字信號(hào)處理，來監(jiān)視整個(gè)通信過程，并同時(shí)監(jiān)測外部通信環(huán)境噪聲來分析影響通信的可能原因；裝置通過工頻隔離電路與低壓電力線進(jìn)行隔離，保證測試安全。
附圖1是一種低壓采集終端現(xiàn)場通信檢測用裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，其結(jié)構(gòu)包括低壓載波通信通道、485通信通道、低壓載波通信測試通道和485通信測試通道；所述的低壓載波通信通道由嵌入式系統(tǒng)、低壓載波通信模塊、工頻隔離高頻耦合電路、低壓載波通信端口組成；其中嵌入式系統(tǒng)既作為載波通信模塊控制單元，又作為485通信模塊控制單元，作為載波通信模塊控制單元的輸出/輸入控制接口連接載波通信模塊的輸入/輸出接口，載波通信模塊的輸出/輸入端連接工頻隔離高頻耦合電路的輸入/輸出端，工頻隔離高頻耦合電路的輸出/輸入端連接低壓載波通信端口的輸入/輸出端，低壓載波通信端口就是低壓電力線。所述的485通信通道由嵌入式系統(tǒng)、485通信模塊、485通信端口組成；嵌入式系統(tǒng)作為485通信模塊控制單元的控制接口連接485通信模塊的接口，485通信模塊的輸出連接485通信端口，485通信端口實(shí)現(xiàn)與終端485端口的通信。所述的低壓載波通信測試通道由低壓載波通信測試端口、工頻隔離高頻耦合電路、選擇開關(guān)、信號(hào)幅度調(diào)理電路、A/D和采樣控制電路、數(shù)字信號(hào)處理單元和嵌入式系統(tǒng)組成；其中低壓載波通信測試端口連接低壓電力線，低壓載波通信測試端口的輸出連接工頻隔離高頻耦合電路，高頻耦合工頻隔離電路的輸出連接選擇開關(guān)，選擇開關(guān)的輸出連接信號(hào)幅度調(diào)理電路，信號(hào)幅度調(diào)理電路的輸出連接A/D和采樣控制電路，A/D和采樣控制電路的輸出連接數(shù)字信號(hào)處理單元，數(shù)字信號(hào)處理單元的輸出連接嵌入式系統(tǒng)。所述的485通信測試通道由485通信測試端口、選擇開關(guān)、信號(hào)幅度調(diào)理、A/D和采樣控制電路、數(shù)字信號(hào)處理單元和嵌入式系統(tǒng)組成；其中485通信線連接485通信測試端口，485通信測試端口的輸出連接選擇開關(guān)，選擇開關(guān)的輸出連接信號(hào)幅度調(diào)理電路，信號(hào)幅度調(diào)理電路的輸出連接A/D和采樣控制電路，A/D和采樣控制電路的輸出連接數(shù)字信號(hào)處理單元，數(shù)字信號(hào)處理單元的輸出連接嵌入式系統(tǒng)。工頻隔離高頻耦合電路是為了隔離工頻(特指220V/50HZ和380V/50Hz交流電)和信號(hào)(特指載波信號(hào)、485信號(hào)和線路噪聲信號(hào))，采用高通濾波器區(qū)分工頻50Hz與其它有用頻率，利用高通濾波器的低頻截止特性達(dá)到衰減工頻的目的，高通濾波器的通帶損耗決定有用信號(hào)的衰減量。選擇開關(guān)采用雙刀雙擲電磁繼電器形式，通過控制線包的方式實(shí)現(xiàn)切換選擇。信號(hào)幅度調(diào)理電路是為了調(diào)整有用信號(hào)的大小，保證有用信號(hào)不超出后級(jí)A/D采樣的動(dòng)態(tài)范圍，采用電阻分壓進(jìn)一步降低工頻損壞的風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合高速運(yùn)算放大器構(gòu)成的增益調(diào)整電路進(jìn)行幅度調(diào)整。A/D采樣電路僅對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行采樣處理，將有用模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)有用模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。采樣控制負(fù)責(zé)對(duì)A/D采樣速率和采樣時(shí)間進(jìn)行控制，利用可編程邏輯門電路實(shí)現(xiàn)定時(shí)采樣和控制。數(shù)字信號(hào)處理單元完成數(shù)字信號(hào)處理過程，如FFT運(yùn)算以及信號(hào)傳輸過程，F(xiàn)FT運(yùn)算結(jié)果傳送嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行顯示，采用DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片可以實(shí)現(xiàn)FFT算法和數(shù)據(jù)傳輸。[0016]嵌入式系統(tǒng)是整個(gè)裝置的核心，除了用于信號(hào)測試外，還用于通信模塊控制，實(shí)現(xiàn)收發(fā)通信，嵌入式系統(tǒng)還完成數(shù)據(jù)分析、顯示、通信、控制和人機(jī)接口。檢測方法采用內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)載波通信模塊和485通信模塊與被測終端進(jìn)行交互通信來判斷被測終端是否存在載波通信和485通信功能故障，并結(jié)合通信程序評(píng)判通信過程的誤碼率；通過內(nèi)置觸發(fā)的時(shí)域和頻域的雙重檢測功能設(shè)備，在一個(gè)屏幕上同時(shí)顯示波形和頻譜，來評(píng)估時(shí)域通信和頻域通信是否正常；通過測試當(dāng)前通信環(huán)境的時(shí)域波形和頻譜圖來監(jiān)視是否存在特定噪聲干擾；采用信號(hào)耦合和工頻隔離技術(shù)提取信號(hào)分量，采用A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，利用DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)結(jié)合嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換，并實(shí)現(xiàn)波形和頻譜的共同顯示。
權(quán)利要求1.一種低壓采集終端現(xiàn)場通信檢測用裝置，其特征在于，包括低壓載波通信通道、 485通信通道、低壓載波通信測試通道和485通信測試通道；所述的低壓載波通信通道由嵌入式系統(tǒng)、低壓載波通信模塊、工頻隔離高頻耦合電路、低壓載波通信端口組成；所述的 485通信通道由嵌入式系統(tǒng)、485通信模塊、485通信端口組成；所述的低壓載波通信測試通道由低壓載波通信測試端口、工頻隔離高頻耦合電路、選擇開關(guān)、信號(hào)幅度調(diào)理電路、A/D和采樣控制電路、數(shù)字信號(hào)處理單元和嵌入式系統(tǒng)組成；所述的485通信測試通道由485通信測試端口、選擇開關(guān)、信號(hào)幅度調(diào)理、A/D和采樣控制電路、數(shù)字信號(hào)處理單元和嵌入式系統(tǒng)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓采集終端現(xiàn)場通信檢測用裝置，其特征在于嵌入式系統(tǒng)既作為載波通信模塊控制單元，又作為485通信模塊控制單元，作為載波通信模塊控制單元的輸出/輸入控制接口連接載波通信模塊的輸入/輸出接口，載波通信模塊的輸出/ 輸入端連接工頻隔離高頻耦合電路的輸入/輸出端，工頻隔離高頻耦合電路的輸出/輸入端連接低壓載波通信端口的輸入/輸出端，低壓載波通信端口就是低壓電力線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓采集終端現(xiàn)場通信檢測用裝置，其特征在于嵌入式系統(tǒng)作為485通信模塊控制單元的控制接口連接485通信模塊的接口，485通信模塊的輸出連接485通信端口，485通信端口實(shí)現(xiàn)與終端485端口的通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓采集終端現(xiàn)場通信檢測用裝置，其特征在于低壓載波通信測試端口連接低壓電力線，低壓載波通信測試端口的輸出連接工頻隔離高頻耦合電路，高頻耦合工頻隔離電路的輸出連接選擇開關(guān)，選擇開關(guān)的輸出連接信號(hào)幅度調(diào)理電路， 信號(hào)幅度調(diào)理電路的輸出連接A/D和采樣控制電路，A/D和采樣控制電路的輸出連接數(shù)字信號(hào)處理單元，數(shù)字信號(hào)處理單元的輸出連接嵌入式系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓采集終端現(xiàn)場通信檢測用裝置，其特征在于485通信線連接485通信測試端口，485通信測試端口的輸出連接選擇開關(guān)，選擇開關(guān)的輸出連接信號(hào)幅度調(diào)理電路，信號(hào)幅度調(diào)理電路的輸出連接A/D和采樣控制電路，A/D和采樣控制電路的輸出連接數(shù)字信號(hào)處理單元，數(shù)字信號(hào)處理單元的輸出連接嵌入式系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種低壓采集終端現(xiàn)場通信檢測用裝置，包括低壓載波通信通道、485通信通道、低壓載波通信測試通道和485通信測試通道。優(yōu)點(diǎn)通過內(nèi)部提供的低壓載波通信信道和485通信信道來判斷用電信息采集終端低壓載波通信和485通信功能的完好性，同時(shí)通過測試低壓載波通信和485通信使用環(huán)境來分析影響正常通信的可能原因。嵌入式系統(tǒng)控制裝置內(nèi)部的通信模塊產(chǎn)生相應(yīng)的通信信號(hào)，與用電信息采集終端進(jìn)行交互通信；對(duì)使用環(huán)境的信號(hào)分量進(jìn)行A/D采樣和數(shù)字信號(hào)處理，來監(jiān)視整個(gè)通信過程，并監(jiān)測外部通信環(huán)境噪聲；工頻隔離電路與低壓電力線進(jìn)行隔離，保證測試安全。
文檔編號(hào)H04B3/54GK202334541SQ20112047484
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者徐超, 段迎春, 趙永春, 陸健友 申請(qǐng)人:南京新聯(lián)電子股份有限公司, 南京新聯(lián)電訊儀器有限公司, 南京致德軟件科技有限公司