CN106501757A - 电能表故障检测装置 - Google Patents

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牛罡
蔡裕
王明军
朱惠娣
苏沛
尤秉文
董海波
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Zhengzhou Power Supply Co of Henan Electric Power Co
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State Grid Corp of China SGCC
Zhengzhou Power Supply Co of Henan Electric Power Co
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Abstract

本发明公开了一种电能表故障检测装置，包括电能表检测控制器和图片与视频采集模块，所述电能表检测控制器上设置有主控制器CPU，所述主控制器CPU上设置有无线通信模块、接口电路模块、看门狗模块、实时时钟模块、LTE天线、FLASH存储器模块、5V开关电源模块和蜂鸣器，所述图片与视频采集模块包括高清网络摄像机、电子显微镜和硬盘录像机，所述硬盘录像机设置在数据采集和处理终端上，所述高清网络摄像机和电子显微镜分别与数据采集和处理终端连接，所述电能表检测控制器与电表检定控制器终端连接，所述电表检定控制器终端与所述数据采集和处理终端连接。本发明能对整个检测过程进行实时监控，能够减少人力物力的投入。

Description

电能表故障检测装置
技术领域：
本发明涉及一种检测装置，特别是涉及一种电能表故障检测装置。
背景技术：
随着电能表更新换代速度越来越快,电能表的功能更全面和更智能化的同时,电能表的故障也更加多样化，有些报故障的用户电能表不能准确的找到故障所在以及电能表故障产生的原因，不能给用户一个满意的答复，从而产生与用户的争议纠纷，影响电力公司服务质量和企业形象。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够准确判断故障产生的原因，提高工作人员的工作效率，降低与用户产生争议的次数的电能表故障检测装置。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：
一种电能表故障检测装置，包括电能表检测控制器和图片与视频采集模块，所述电能表检测控制器上设置有主控制器CPU，所述主控制器CPU上设置有无线通信模块、接口电路模块、看门狗模块、实时时钟模块、LTE天线、FLASH存储器模块、5V开关电源模块和蜂鸣器，所述图片与视频采集模块包括高清网络摄像机、电子显微镜和硬盘录像机，所述硬盘录像机设置在数据采集和处理终端上，所述高清网络摄像机和电子显微镜分别与数据采集和处理终端连接，所述电能表检测控制器与电表检定控制器终端连接，所述电表检定控制器终端与所述数据采集和处理终端连接。
所述接口电路模块包括一个RS232接口电路和两个RS485接口电路，所述主控制器CPU通过RS485接口电路与所要检测的电能表连接。
所述电能表检测控制器通过主控制器CPU上的无线通信模块与电能表检定控制器终端连接，所述数据采集和处理终端与打印机连接。
所述硬盘录像机采用SN8616硬盘录像机，它采用的是嵌入式硬件和Linux***，稳定高效，可接驳符合ONVIF、RTSP等标准的业界主流厂商IPC，支持国际标准28181协议，支持4K高清网络视频的接入、预览、存储与回放，支持H.265编码格式码流的接入、预览、存储与回放和2路HDMI异源输出，输出分辨率最高可达4K，智能化切片引擎技术，实现海量数据的秒级精确定位，支持虚拟集控功能拓展，实现多屏联控。
所述高清网络摄像机采用SN1823高清摄像头，最高分辨率1920×1080，采用30倍光学镜头，H.265、H.264编码视频压缩技术，在高清画质下有效实现超低视频码流支持三码流输出，各码流可独立设置视频参数，所述高清网络摄像机全金属机身，散热好，强度高，寿命长，快装结构设计，电气连接快且简便，另外采用最新进口红外灯，红外夜视最大距离100米，夜间效果更好更远，红外灯采用与镜头变倍相匹配的分级分组调光控制。
所述电能表检测控制器上的电源电路采用市电220V供电方式，内部通过开关电源实现AC-DC转换输出电压为5V，它具有纹波小，损耗小，温度低，寿命长等特点；所述蜂鸣器用来对检测到的电能表故障进行报警提示。
所述主控制器CPU由72M主频的STM32F103, 10KB的 SRAM内存， 64K 的ROM Flash程序存储器，三个UART等外设接口组成，STM32F103是专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核，它各功能模块协调处理工作；所述实时时钟模块的芯片采用的是U201，它为设备运行提供时间参数，所述FLASH存储器模块采用的是U204芯片。
所述无线通信模块采用的是LTE模块的EC20，采用LTE 3GPP Rel.9技术，支持最大下行速率100Mbps和最大上行速率50Mbps，支持FDDLTE: B1/B3/B8TDDLTE: B38/B39/B40/B41GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz的语音、短信、数据传输和传真等功能，具有小尺寸、低功耗的特点，它是实现远程数据传送与主站信息交换的通道。
所述RS232接口电路采用MAX232EESA工业RS232芯片，负责设备维护，比如***固件升级和调试信息输出等，它通过软件编程可以支持所有RS232接口的通信调试协议；所述RS485接口电路采用MAX485EESA工业RS485芯片，负责将CPU发出的TTL电平信号转换成RS485通讯信号再进行一定距离传输（1200米以内），它通过软件编程可以支持所有RS485接口的通信调试协议，它主要负责与电能表进行数据通信，查询检测故障电表的故障产生原因。
所述看门狗模块主要是对主控制器CPU实施***监控电路，主控制器CPU每1.6秒给看门狗模块一次信号，可保证***正常工作。当程序超过1.6秒没有给看门狗模块信号时，看门狗模块会自动复位主控制器CPU，这样就可以保证当程序跑飞时***可以正常复位继续工作。
本发明的积极有益效果是：
1、本发明中电子显微镜的设置能够发现在外观上有异样但人眼无法分辨的损坏痕迹，例如铅封上的细微破坏痕迹，这样能够提高工作人员的工作效率，减少工作人员的工作量。
2、本发明中高清网络摄像机和硬盘录像机的设置，能够对整个检测过程中的数据、图片和视频进行实时监控，并以被检电能表为单位进行存档，方便后期的查询，具有很好的实用性。
3、本发明能够减少人力物力的投入，在用户与电力部门之间有争议时，能够利用监控设备提供有力有关争议问题的证据，从而降低用户与电力部门之间的争议，进而降低了由此产生的负面影响，具有很好的经济效益。
附图说明：
图1是本发明电能表故障检测装置的结构框图；
图2是图1中电能表检测控制器上的逻辑框图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释和说明：
参见图1和图2：图中，1-电能表检测控制器，2-电能表检测控制器终端，3-数据采集和处理终端，4-高清网络摄像机，5-电子显微镜，6-打印机，7-电能表，8-主控制器CPU，9-实时时钟模块，10-蜂鸣器，11-看门狗模块，12-RS232接口电路，13-RS485接口电路，14-FLASH存储器模块，15-LTE天线，16-5V开关电源模块，17-无线通信模块。
实施例：一种电能表故障检测装置，包括电能表检测控制器1和图片与视频采集模块，电能表检测控制器1上设置有主控制器CPU8，主控制器CPU8上设置有无线通信模块17、接口电路模块、看门狗模块11、实时时钟模块9、LTE天线15、FLASH存储器模块14、5V开关电源模块16和蜂鸣器10，图片与视频采集模块包括高清网络摄像机4、电子显微镜5和硬盘录像机，硬盘录像机设置在数据采集和处理终端3上，高清网络摄像机4和电子显微镜5分别与数据采集和处理终端3连接，电能表检测控制器1与电表检定控制器终端2连接，电表检定控制器终端2与数据采集和处理终端3连接。
接口电路模块包括一个RS232接口电路12和两个RS485接口电路13，主控制器CPU8通过RS485接口电路13与所要检测的电能表7连接；电能表检测控制器1通过主控制器CPU8上的无线通信模块17与电能表检定控制器终端2连接，数据采集和处理终端3与打印机6连接。
硬盘录像机采用SN8616硬盘录像机，它采用的是嵌入式硬件和Linux***，稳定高效，可接驳符合ONVIF、RTSP等标准的业界主流厂商IPC，支持国际标准28181协议，支持4K高清网络视频的接入、预览、存储与回放，支持H.265编码格式码流的接入、预览、存储与回放和2路HDMI异源输出，输出分辨率最高可达4K，智能化切片引擎技术，实现海量数据的秒级精确定位，支持虚拟集控功能拓展，实现多屏联控。
高清网络摄像机4采用SN1823高清摄像头，最高分辨率1920×1080，采用30倍光学镜头，H.265、H.264编码视频压缩技术，在高清画质下有效实现超低视频码流支持三码流输出，各码流可独立设置视频参数，高清网络摄像机4全金属机身，散热好，强度高，寿命长，快装结构设计，电气连接快且简便，另外采用最新进口红外灯，红外夜视最大距离100米，夜间效果更好更远，红外灯采用与镜头变倍相匹配的分级分组调光控制。
电能表检测控制器1上的电源电路采用市电220V供电方式，内部通过开关电源实现AC-DC转换输出电压为5V，它具有纹波小，损耗小，温度低，寿命长等特点，蜂鸣器10用来对检测到的电能表故障进行报警提示。
主控制器CPU8由72M主频的STM32F103, 10KB的 SRAM内存， 64K 的ROM Flash程序存储器，三个UART等外设接口组成，STM32F103是专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核，它各功能模块协调处理工作；实时时钟模块9的芯片采用的是U201，它为设备运行提供时间参数， FLASH存储器模块14采用的是U204芯片。
无线通信模块17采用的是LTE模块的EC20，采用LTE 3GPP Rel.9技术，支持最大下行速率100Mbps和最大上行速率50Mbps，支持FDDLTE: B1/B3/B8TDDLTE: B38/B39/B40/B41GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz的语音、短信、数据传输和传真等功能，具有小尺寸、低功耗的特点，它是实现远程数据传送与主站信息交换的通道。
RS232接口电路12采用MAX232EESA工业RS232芯片，负责设备维护，比如***固件升级和调试信息输出等，它通过软件编程可以支持所有RS232接口的通信调试协议； RS485接口电路13采用MAX485EESA工业RS485芯片，负责将CPU发出的TTL电平信号转换成RS485通讯信号再进行一定距离传输（1200米以内），它通过软件编程可以支持所有RS485接口的通信调试协议，它主要负责与电能表进行数据通信，查询检测故障电表的故障产生原因。
看门狗模块11主要是对主控制器CPU8实施***监控电路，主控制器CPU8每1.6秒给看门狗模块11一次信号，可保证***正常工作；当程序超过1.6秒没有给看门狗模块11信号时，看门狗模块11会自动复位主控制器CPU8，这样就可以保证当程序跑飞时***可以正常复位继续工作。
工作时，***电源开关打开，主控制器CPU8上的电源指示灯亮起，运行指示开始闪烁，网络指示灯闪烁指示无线通信模块17正在检测网络，无线通信模块17初始化完成后指示灯亮起，说明***启动完成；此时电能表检测控制器1处于等待状态，当主控制器CPU8收到上位机的检测电能表指令后，主控制器CPU8会通过RS485接口电路13向电能表7发送读表指令，通过读取不同的数据来判断电能表7的故障原因，要是需要参数修改时可直接通过RS485接口电路13直接参数下载；如果RS485接口电路13没有返回数据说明RS485接口电路13损坏或者连线没有连接好，请仔细检查连线；检测完备后主控制器CPU8通过无线通信模块17把检测数据传输给电能表检测控制器终端2，电能表检测控制器终端2会把这个故障原因数据传给数据采集和处理终端3，数据采集和处理终端3会将这个数据存储在自身的数据库里。
外观检定时，需要通过人眼先对外观进行前期检测，如果发现如铅封破坏痕迹时，直接拍照存档；当有些痕迹比较轻微，人眼不易分辨的情况下，可利用电子显微镜5清楚记录下图片档案，以备后期查询；对单表进行故障检定时，全程通过高清网络摄像机4拍摄视频，并通过网络接口把视频信息以故障表为单位存储在硬盘录像机内，硬盘录像机采用TB级大容量存储空间，可以连续存储高清视频达6个月及以上时间，方便后期视频实时回放查询。
以上所述，仅是本发明的优先实施例而已，并未对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电能表故障检测装置，包括电能表检测控制器和图片与视频采集模块，其特征是：所述电能表检测控制器上设置有主控制器CPU，所述主控制器CPU上设置有无线通信模块、接口电路模块、看门狗模块、实时时钟模块、LTE天线、FLASH存储器模块、5V开关电源模块和蜂鸣器，所述图片与视频采集模块包括高清网络摄像机、电子显微镜和硬盘录像机，所述硬盘录像机设置在数据采集和处理终端上，所述高清网络摄像机和电子显微镜分别与数据采集和处理终端连接，所述电能表检测控制器与电表检定控制器终端连接，所述电表检定控制器终端与所述数据采集和处理终端连接。
2.根据权利要求1所述的电能表故障检测装置，其特征是：所述接口电路模块包括一个RS232接口电路和两个RS485接口电路，所述主控制器CPU通过RS485接口电路与所要检测的电能表连接。
3.根据权利要求1所述的电能表故障检测装置，其特征是：所述电能表检测控制器通过主控制器CPU上的无线通信模块与电表检定控制器终端连接，所述数据采集和处理终端与打印机连接。
4.根据权利要求1所述的电能表故障检测装置，其特征是：所述硬盘录像机采用SN8616硬盘录像机，输出分辨率最高达到4K，所述高清网络摄像机采用SN1823高清摄像头，最高分辨率为1920×1080，所述主控制器CPU采用72M主频的STM32F103，10KB SRAM内存，64K ROMFlash程序存储器。
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