一种多表合一采集设备多功能检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多表合一采集设备多功能检测装置及方法，涵盖水气热表计M‑BUS接口电气性能测试、水气热表计通信协议测试、通信接口转换器功能测试、互换性测试、转换器配套通信模块互换性测试、转换器带载能力测试、转换器功耗测试、通信模块功耗测试；可根据不同的仪表、规约配置不同的通信接口和协议，并可进行扩展，各测试单元相互独立，测试时不受其他测试单元测试结果影响，测试方案可随机组合；测试设备类型涵盖不同类型转换器、通信模块和用于多表采集的计量表计，达到多合一的效果，提高设备利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种多表合一采集设备多功能检测装置及方法
本专利技术属于测量仪表
，涉及一种公共事业数据采集
中多表采集终端检测装置，具体涉及一种多表合一采集设备多功能检测装置及方法。
技术介绍
随着相继出台支持电、水、气、热能源数据集抄集采的政策，为保证“多表合一”采集系统采集综合能源数据的准确率与采集成功率，“多表合一”采集系统建设中的智能表计和通信接口转换器的产品质量检测成为一个重要环节，目前现有的采集终端检测设备仅支持为通信接口转换器提供电源，个别检测项目可以通过手动搭建检测环境实现，但是操作复杂、人为干扰因素严重且无法实现对智能表计和转换器的接口电气性能、接口带载能力、通信性能、通信协议等项目的系统全面的检测。结合现场使用表计种类多、接口和通信信道多样化、通信协议不统一等特点，为保证所有入网设备的兼容性、功能、电气性能等满足要求，减少因产品质量导致表计端口烧损、数据缺项漏项、设备兼容性差、通信不稳定、维护率高等问题。亟需一种能够涵盖水、气、热等智能表计的通信接口(如RS-485、M-Bus接口)电气性能测试、转换器功能测试、转换器通信单元互换性测试、转换器接口带载能力测试、转换器及通信单元功耗测试等综合性测试设备及方法。
技术实现思路
本申请的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种检测方便、功能全面、完全自动化的多表合一采集设备多功能检测装置及方法，它不仅能够对多表合一采集设备数据通信、参数配置和控制功能，通信协议和硬件功能进行检测，而且检测装置模块化，各个测试单元相互独立，能够测试多种类型被测品，实现RS485/M-BUS接口电气性能测试、水气热表计通信协议测试、转换器功能测试、转换器互换性测试、转换器配套通信模块互换性测试、转换器带载能力测试、转换器功耗测试、通信模块功耗测试等，以提高多表合一采集设备检测效率、保证被测品的产品质量。为实现上述目的，本申请包括两项专利技术，其中一项为一种多表合一采集设备多功能检测装置，另一项为一种多表合一采集设备多功能检测方法。所述一种多表合一采集设备多功能检测装置采用下述技术方案：一种多表合一采集设备多功能检测装置，包括上位机1、串口服务器2、综合测试单元3、通信模块测试单元4和M-BUS电气性能测试单元5；其特征在于：所述上位机1通过串口服务器2与综合测试单元3、通信模块测试单元4、M-BUS电气性能测试单元5相连；所述综合测试单元3采用虚拟通信模块8和虚拟表的方式实现待测转换器15的测试；所述通信模块测试单元4检测待测无线通信模块的待机、接收及发送状态的功耗，设置抄读频度、报文长短，评测待测无线通信模块的功耗水平及唤醒机制；所述M-BUS电气性能测试单元5检测被测表计的M-BUS的端子电压和接收电流。本专利技术进一步包括以下优选方案：所述串口服务器2支持16路以上串口接入。所述综合测试单元实现通信待测转换器15的功能测试，包括数据采集、数据传输、参数设置和查询、本地功能和终端维护。所述综合测试单元3包括虚拟通信模块8、M-BUS从机模块9、实体有线陪检表计11、测试头16；所述M-BUS从机模块9一端通过M-BUS总线接待测转换器15的主M-BUS端子，另一端通过串口服务器2连接到上位机1；所述的虚拟通信模块8一端与待测接口转换器15的测试头16相连接，另一端通过串口服务器2连接到上位机1，所述的实体有线陪检表计11通过M-BUS总线与待测接口转换器15的主M-BUS相连。上位机1经串口服务器2通过虚拟通信模块8对待测通信接口转换器15进行初始化，并设置抄表参数和抄表任务；待测接口转换器15通过M-BUS通信模块9抄读上位机1上虚拟表计的实时数据和冻结数据；所述待测接口转换器15还通过M-BUS总线抄读实体有线陪检表计11的表码数据；所述待测接口转换器15通过虚拟通信模块8将所抄读的虚拟表计的实时数据和冻结数据、实体有线陪检表计11的表码数据上传至上位机1，由上位机1根据抄读结果是否正确测试待测接口转换器15的功能(或者说测试待测接口转换器15的数据采集、数据处理、参数设置和查询、数据传输、终端维护等功能)。其中，所设置的抄表参数包括表地址、波特率、端口号信息。所抄读的上位机1上虚拟表计的冻结数据包括累计的水气热表示值、水气热表状态字、累计流量、冻结表码。所述综合测试单元3还包括实体无线陪检表计19，在待测转换器模块仓放入标准无线通信模块即实模块17，所述无线陪检表计19通过微功率无线通信与待测接口转换器15的实模块17相连接，上位机1通过虚拟通信模块8下发实时召测命令，召测实体无线陪检表计19的实时表码数据，实体无线陪检表计19通过无线通讯将需要召测的表码反馈给待测接口转换器15，待测接口转换器15通过虚拟通信模块8将召测的数据反馈给上位机1，测试待测接口转换器的互换性。所述综合测试单元3还包括单相源6、功耗仪7；所述单相源6通过导线与功耗仪7的输入端即电压端子相连接，所述功耗仪7的输出端通过电流互感器与待测接口转换器15的供电回路相连接，待测接口转换器15上电正常工作后，功耗仪7通过电流传感器采集待测接口转换器15的回路电流，并通过导线采集单相源6的电压，所述功耗仪7利用采集到的电压电流计算被测接口转换器15在非通讯状态下消耗的视在功率和有功功率，并将计算结果通过RS232串口上传至上位机1。所述单相源6还能够为整个多表合一采集设备多功能检测装置提供所需电源。所述综合测试单元3还包括误差测量单元10、标准时钟14；所述误差测量单元10经信号线读取待测转换器15的时钟，与标准时钟14的时间进行比对，并将计时误差经串口服务器2传至上位机1。所述上位机1通过串口服务器2为被测通信接口转换器15对时；被测接口转换器15对时上电24h后，误差测量单元10测量被测通信接口转换器15的秒脉冲输出，连续测量3次，每次测量时间为2min，取其算术平均值，与标准时钟14进行比较，将得出的日计时误差传送至上位机1。所述综合测试单元3还包括电子负载12、示波器13；所述的电子负载12通过M-BUS总线与待测接口转换器15的主M-BUS端子相连，所述示波器13与待测接口转换器15的主M-BUS端子相连，用来监测主M-BUS端子的输出电压。调节电子负载12的大小，使得负载电路电流为256mA，通过示波器13监测主M-BUS接口在发送报文、接收报文和空闲时电压范围是否满足要求。所述综合测试单元3还包括带载取样单元18，所述带载取样单元18一端与虚拟通信模块8相连，另一端与示波器13相连；带载取样单元18接虚拟通信模块8的直流电源引脚，带载取样单元18采集其电源引脚的电压波形，通过示波器13分析其纹波大小，由上位机1判断被测接口转换器15提供的模块电源的纹波是否满足要求。在所述被测接口转换器15的12V直流电压输出端口接入12Ω纯阻性负载28，并由所述的示波器13监测其电压范围是否满足要求，测试被测接口转换器12V直流输出的带载能力。所述通信模块测试单元4包括标准测试母版29，在标准测试母版29上设置多个待测模块位，将待测模块对应放置在待测模块位中，其中一个待测模块为上行通信模块20，其余待测模块位下行通信模块21；所述上行通信模块20通过串口服务器与上位机进行通信，多个下行通信模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多表合一采集设备多功能检测装置，包括上位机(1)、串口服务器(2)、综合测试单元(3)、通信模块测试单元(4)和M‑BUS电气性能测试单元(5)；其特征在于：所述上位机(1)通过串口服务器(2)与综合测试单元(3)、通信模块测试单元(4)、M‑BUS电气性能测试单元(5)相连；所述综合测试单元(3)采用虚拟通信模块(8)和虚拟表的方式实现待测转换器(15)的测试。所述通信模块测试单元(4)检测待测无线通信模块的待机、接收及发送状态的功耗，设置抄读频度、报文长短，评测待测无线通信模块的功耗水平及唤醒机制；所述M‑BUS电气性能测试单元(5)检测被测表计的M‑BUS的端子电压和接收电流。

【技术特征摘要】
1.一种多表合一采集设备多功能检测装置，包括上位机(1)、串口服务器(2)、综合测试单元(3)、通信模块测试单元(4)和M-BUS电气性能测试单元(5)；其特征在于：所述上位机(1)通过串口服务器(2)与综合测试单元(3)、通信模块测试单元(4)、M-BUS电气性能测试单元(5)相连；所述综合测试单元(3)采用虚拟通信模块(8)和虚拟表的方式实现待测转换器(15)的测试。所述通信模块测试单元(4)检测待测无线通信模块的待机、接收及发送状态的功耗，设置抄读频度、报文长短，评测待测无线通信模块的功耗水平及唤醒机制；所述M-BUS电气性能测试单元(5)检测被测表计的M-BUS的端子电压和接收电流。2.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述串口服务器(2)支持16路以上串口接入。3.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述综合测试单元实现通信待测转换器(15)的功能测试，包括数据采集、数据传输、参数设置和查询、本地功能和终端维护。4.根据权利要求3所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述综合测试单元(3)包括虚拟通信模块(8)、M-BUS从机模块(9)、实体有线陪检表计(11)、测试头(16)；所述M-BUS从机模块(9)一端通过M-BUS总线接待测转换器(15)的主M-BUS端子，另一端通过串口服务器(2)连接到上位机(1)；所述的虚拟通信模块(8)一端与待测接口转换器(15)的测试头(16)相连接，另一端通过串口服务器(2)连接到上位机(1)，所述的实体有线陪检表计(11)通过M-BUS总线与待测接口转换器(15)的主M-BUS相连。5.根据权利要求4所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：上位机(1)经串口服务器(2)通过虚拟通信模块(8)对待测通信接口转换器(15)进行初始化，并设置抄表参数和抄表任务；待测接口转换器(15)通过M-BUS通信模块(9)抄读上位机(1)上虚拟表计的实时数据和冻结数据；所述待测接口转换器(15)还通过M-BUS总线抄读实体有线陪检表计(11)的表码数据；所述待测接口转换器(15)通过虚拟通信模块(8)将所抄读的虚拟表计的实时数据和冻结数据、实体有线陪检表计(11)的表码数据上传至上位机(1)，由上位机(1)根据抄读结果是否正确测试待测接口转换器(15)的功能即测试待测接口转换器(15)的数据采集、数据处理、参数设置和查询、数据传输、终端维护等功能。6.根据权利要求5所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：其中，所设置的抄表参数包括表地址、波特率、端口号信息。7.根据权利要求5或6所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所抄读的上位机(1)上虚拟表计的冻结数据包括累计的水气热表示值、水气热表状态字、累计流量、冻结表码。8.根据权利要求4所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述综合测试单元(3)还包括实体无线陪检表计(19)，在待测转换器的实模块仓(17)中放入标准无线通信模块，所述无线陪检表计(19)通过微功率无线通信与待测接口转换器(15)的实模块(17)相连接，上位机(1)通过虚拟通信模块(8)下发实时召测命令，召测实体无线陪检表计(19)的实时表码数据，实体无线陪检表计(19)通过无线通讯将需要召测的表码反馈给待测接口转换器(15)，待测接口转换器(15)通过虚拟通信模块(8)将召测的数据反馈给上位机(1)，测试待测接口转换器的互换性。9.根据权利要求4或8所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述综合测试单元(3)还包括单相源(6)、功耗仪(7)；所述单相源(6)通过导线与功耗仪(7)的输入端即电压端子相连接，所述功耗仪(7)的输出端通过电流互感器与待测接口转换器(15)的供电回路相连接，待测接口转换器(15)上电正常工作后，功耗仪(7)通过电流传感器采集待测接口转换器(15)的回路电流，并通过导线采集单相源(6)的电压，所述功耗仪(7)利用采集到的电压电流计算被测接口转换器(15)在非通讯状态下消耗的视在功率和有功功率，并将计算结果通过RS232串口上传至上位机(1)。10.根据权利要求9所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述单相源(6)还能够为整个多表合一采集设备多功能检测装置提供所需电源。11.根据权利要求4或9所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述综合测试单元(3)还包括误差测量单元(10)、标准时钟(14)；所述误差测量单元(10)经信号线读取待测转换器(15)的时钟，与标准时钟(14)的时间进行比对，并将计时误差经串口服务器(2)传至上位机(1)。12.根据权利要求11所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述上位机(1)通过串口服务器(2)为被测通信接口转换器(15)对时；被测接口转换器(15)对时上电24h后，误差测量单元(10)测量被测通信接口转换器(15)的秒脉冲输出，连续测量3次，每次测量时间为2min，取其算术平均值，与标准时钟(14)进行比较，将得出的日计时误差传送至上位机(1)。13.根据权利要求4所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述综合测试单元(3)还包括电子负载(12)、示波器(13)；所述的电子负载(12)通过M-BUS总线与待测接口转换器(15)的主M-BUS端子相连，所述示波器(13)与待测接口转换器(15)的主M-BUS端子相连，用来监测主M-BUS端子的输出电压。14.根据权利要求13所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：调节电子负载(12)的大小，使得负载电路电流为256mA，通过示波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜艳，王者龙，陈琳，杜颖，郭亮，李琮琮，徐新光，杨剑，朱红霞，王清，张志，代燕杰，王平欣，陈祉如，董贤光，杨杰，于超，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国网山东省电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37