CN111505373A - 一种电能表的抄表监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电能表的抄表监测装置及方法。该装置包括:电压采集模块,控制模块和显示模块:控制模块分别和电压采集模块以及显示模块电连接;电压采集模块用于采集RS485总线上的电压信号,并将电压信号发送给控制模块,其中,RS485总线的一端连接电能表,另一端连接抄表终端;控制模块用于通过RS485总线获取抄表终端与电能表之间的第一通信数据,控制模块还用于向电能表发送抄表指令,并获取电能表基于抄表指令发送的第二通信数据,控制模块还用于将电压信号和解析后的第一通信数据和第二通信数据发送给显示模块;显示模块用于显示电压信号和解析后的第一通信数据和第二通信数据。利用本发明装置可以监测抄表终端与电能表通信执行情况及RS485总线电气特性。
Description
技术领域
本发明涉及电力检测领域,尤其涉及一种电能表的抄表监测装置及方法。
背景技术
目前电力***中设备的用电情况主要通过电能表进行测量,抄表终端通过RS485总线与各电能表通信,抄读电能表电能量数据,并将数据上传至主站。
在抄表过程中,若抄表终端抄读成功说明电能表正常及抄表参数正确,抄读失败时无法快速定位抄表失败的原因,影响抄表效率。
发明内容
本方案的目的在于提供一种电能表的抄表监测装置及方法,实现抄表终端与电能表通信过程“可视化”,监测抄表终端与电能表通信执行情况及RS485总线状态,以快速确定抄表失败的故障类型,便于工作人员排除故障,提高抄表效率。
第一方面,本发明实施例提供一种电能表的抄表监测装置,包括:
电压采集模块,控制模块和显示模块:所述控制模块分别和所述电压采集模块以及所述显示模块电连接;
所述电压采集模块用于采集RS485总线上的电压信号,并将所述电压信号发送给所述控制模块,其中,所述RS485总线的一端连接电能表,另一端连接抄表终端;
所述控制模块用于通过所述RS485总线获取抄表终端与电能表之间的第一通信数据,所述控制模块还用于向电能表发送抄表指令,并获取电能表基于所述抄表指令发送的第二通信数据,所述控制模块还用于将所述电压信号和解析后的所述第一通信数据和第二通信数据发送给所述显示模块;
所述显示模块用于显示所述电压信号和所述解析后的第一通信数据和第二通信数据。
可选的,所述电压采集模块包括电压大小调节单元和模数转换单元;
所述模数转换单元的输入端与所述电压大小调节单元的输出端电连接,所述模数转换单元的输出端与所述控制模块电连接;
所述电压大小调节单元用于获取RS485总线上的电压信号,并调节所述电压信号的大小;
所述模数转换单元用于对调节大小后所述电压信号进行模数转换。
可选的,该装置还包括RS485芯片,所述RS485芯片分别与所述控制模块和所述RS485总线电连接;
所述控制模块用于通过所述RS485芯片获取RS485总线上的第一通信数据,所述控制模块还用于通过所述RS485芯片向电能表发送抄表指令,并通过所述RS485芯片获取RS485总线上的第二通信数据。
可选的,所述控制模块还用于计算所述RS485总线的通信波特率,并将所述通信波特率发送给所述显示模块;
所述显示模块还用于显示所述通信波特率。
可选的,所述控制模块采用嵌入式微处理器。
第二方面,本发明实施例还提供了一种电能表的抄表监测方法,包括:
电压采集模块采集RS485总线上的电压信号,并将所述电压信号发送给控制模块,其中,所述RS485总线的一端连接电能表,另一端连接抄表终端;
所述控制模块通过所述RS485总线获取抄表终端与电能表之间的第一通信数据,所述控制模块还向电能表发送抄表指令,并获取电能表基于所述抄表指令发送的第二通信数据,所述控制模块还将所述电压信号和解析后的所述第一通信数据和第二通信数据发送给所述显示模块;
显示模块显示所述电压信号和所述解析后的第一通信数据和第二通信数据。
可选的,所述电压采集模块包括电压大小调节单元和模数转换单元,所述方法包括:
所述电压大小调节单元获取RS485总线上的电压信号,并调节所述电压信号的大小;
所述模数转换单元对调节大小后的所述电压信号进行模数转换。
可选的,所述控制模块通过RS485芯片向电能表发送抄表指令,并获取电能表基于抄表指令发送的通信数据。
可选的,所述控制模块计算所述RS485总线的通信波特率,并将所述通信波特率发送给所述显示模块;
所述显示模块显示所述通信波特率。
可选的,所述控制模块采用嵌入式微处理器。
本发明实施例提供的一种电能表的抄表监测装置及方法,便于电能表与抄表终端之间通讯故障原因的查找,电能表的抄表监测装置可以通过获取RS485总线上的电压信号并进行显示可以直观的判断RS485总线是否短路或断路等,通过获取RS485总线上的通信数据,对该通信数据进行解析并显示,可以直观的判断电能表与抄表终端之间的通信是否正常,通过向电能表发送抄表指令来判断电能表能否正常工作,采用本发明实施例提供的电能表的抄表监测装置,可以方便找出通讯故障点,快速确定故障类型,便于工作人员排除故障,提高抄表效率。
附图说明
图1为本发明实施例一的一种电能表抄表监测装置示意图;
图2为本发明实施例一的又一种电能表抄表监测装置示意图;
图3为本发明实施例一的另一种电能表抄表监测装置示意图;
图4为本发明实施例二的一种电能表的抄表监测方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例,而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种电能表抄表监测装置的示意图。参考图1,本实施例提供了一种电能表的抄表监测装置100,包括:
电压采集模块130,控制模块140和显示模块150:控制模块140分别和电压采集模块130以及显示模块150电连接;电压采集模块130用于采集RS485总线上的电压信号,并将电压信号发送给控制模块140,其中,RS485总线的一端连接电能表110,另一端连接抄表终端120;
控制模块140用于通过RS485总线获取抄表终端120与电能表110之间的第一通信数据,控制模块140还用于向电能表110发送抄表指令,并获取电能表110基于抄表指令发送的第二通信数据,控制模块140还用于将电压信号和解析后的第一通信数据和第二通信数据发送给显示模块150;
显示模块150用于显示电压信号和解析后的第一通信数据和第二通信数据。
其中控制模块140可以选用微处理器,显示模块150可以选用LCD显示屏。
本实施例提供的电能表的抄表监测装置通过获取RS485总线上的电压信号并进行显示可以直观的判断RS485总线是否短路或断路等,通过获取RS485总线上的通信数据,对该通信数据进行解析并显示,可以直观的判断电能表110与抄表终端120之间的通信是否正常,当电能表110与抄表终端120之间通讯发生故障时,采用本实施例提供的电能表的抄表监测装置,可以快速确定故障类型,便于工作人员排除故障,提高抄表效率。
图2为本发明实施例一提供的又一种电能表抄表监测装置,参考图2,电压采集模块130包括电压大小调节单元131和模数转换单元132;模数转换单元132的输入端与电压大小调节单元131的输出端电连接,模数转换单元132的输出端与控制模块140电连接;电压大小调节单元131用于获取RS485总线上的电压信号,并调节电压信号的大小;模数转换单元132用于对调节大小后电压信号进行模数转换。
其中,模数转换单元132可以选用数模转换器(ADC),电压大小调节单元131可以根据模数转换单元132可接收的电压范围调节电压信号的大小,使电压信号大小在模数转换单元可采样转换范围。相应的,控制模块140在接收到模数转换单元132发送的数字电压信号后,可以根据电压大小调节单元131对电压信号的缩放比例还原电压信号,并在显示模块150中显示RS485总线电压的大小和电压波形。
示例性的,RS485总线标准规定了总线电气特性:正电压在+2V~+6V之间,负电压在-2V~-6V之间,电压变化范围可达12V,ADC的采样电压一般为正几伏,需将RS485总线电压等比例进行缩放,使其电压变化范围在ADC可采样转换电压范围内。因此电压大小调节单元131对RS485总线上的电压进行调节,使调节后的电压大小在ADC的采集范围内,ADC采样正电压,RS485逻辑零为负电压,需将缩放后的RS485总线负电压抬升至零伏及以上,并且其正电压最大电位不能高于ADC可采样转换的最大电压。
本实施例提供的电能表的抄表监测装置当电能表110与抄表终端120之间通讯发生故障时,可以从显示模块150中观察RS485总线电压的大小和波形判断RS485总线是否能正常工作,利用本实施例可以对故障原因进行逐一排查,方便找出通讯故障点。
图3为本发明实施例一提供的另一种电能表抄表监测装置的示意图,参考图3,该装置还包括RS485芯片160,RS485芯片160分别与控制模块140和RS485总线电连接;控制模块140用于通过RS485芯片160获取RS485总线上的第一通信数据,控制模块还用于通过RS485芯片160向电能表110发送抄表指令,并通过RS485芯片160获取RS485总线上的第二通信数据。
示例性的,根据电能表110通信规约,控制模块140发送抄表指令发送至RS485芯片160,RS485芯片160通过RS485总线将指令信息发送到电能表110。此外,控制模块140也可直接与电能表110连接,向电能表110发送抄表指令,电能表110将通信数据直接返回给控制模块140。
其中,RS485芯片A、B引脚对应挂接至电能表110与抄表终端120之间的RS485总线上,监听RS485总线获取通信数据,并将通信数据发送到微处理器。微处理器根据电能表通信规约进行报文解析,并将原始报文及解析结果输出展示,通过查看报文及报文解析结果可了解电能表与抄表终端通信执行情况。
控制模块140通过对第二通信数据进行解析并显示,可以确定电能表110是否可以正常响应抄表指令即确定电能表110的通信端口是否正常及通信参数设置是否正确,通过对第一通信数据进行解析可以确定电能表110与抄表终端120之间的通信是否正常。
可选的,控制模块140还用于计算RS485总线的通信波特率,并将通信波特率发送给显示模块150,显示模块150还用于显示通信波特率。
示例性的,微处理器根据ADC数字信号监测电压翻转时刻,以两次电压翻转时刻之间的采样次数、起始电压翻转至结束电压翻转之间的电压翻转次数及ADC采样频率计算出RS485总线通信波特率。根据奈奎斯特采样定理,采样频率大于信号最高频率的2倍。为获得较好的采样效果及提高波特率计算准确度,ADC模数转换器采样频率提高到信号最高频率的3倍以上。通过计算并显示通信波特率,可以快速确定通信波特率设置是否合适及监测实际波特率与设置是否一致。
可选的,控制模块采用嵌入式微处理器。
示例性的,控制模块可以采用ARM芯片或者单片机等。
本实施例提供的电能表的抄表监测装置通过获取RS485总线上的电压信号并进行显示可以直观的判断RS485总线是否短路或断路等,通过获取RS485总线上的通信数据,对该通信数据进行解析并显示,可以直观的判断电能表与抄表终端之间的通信是否正常,通过向电能表发送抄表指令来判断电能表能否正常工作,通过计算并显示通信波特率,可以快速确定通信波特率设置是否合适及监测实际波特率与设置是否一致。采用本实施例提供的电能表的抄表监测装置,方便找出通讯故障点,快速确定故障类型,便于工作人员排除故障,提高抄表效率。
实施例二
图4为本发明实施例二提供的一种电能表的抄表监测方法流程图,本实施例还提供了一种电能表的抄表监测分析方法,参考图4,该方法包括:
步骤210、电压采集模块采集RS485总线上的电压信号,并将电压信号发送给控制模块,其中,RS485总线的一端连接电能表,另一端连接抄表终端。
步骤220、控制模块通过RS485总线获取抄表终端与电能表之间的第一通信数据,控制模块还向电能表发送抄表指令,并获取电能表基于抄表指令发送的第二通信数据,控制模块还将电压信号和解析后的第一通信数据和第二通信数据发送给显示模块。
步骤230、显示模块显示电压信号和解析后的第一通信数据和第二通信数据。可选的,电压采集模块包括电压大小调节单元和模数转换单元,方法包括:电压大小调节单元获取RS485总线上的电压信号,并调节电压信号的大小;模数转换单元对调节大小后的电压信号进行模数转换。
可选的,控制模块通过RS485芯片向电能表发送抄表指令,并获取电能表基于抄表指令发送的通信数据。。
可选的,控制模块计算RS485总线的通信波特率,并将通信波特率发送给显示模块;显示模块显示通信波特率。
可选的,控制模块采用嵌入式微处理器。
本实施例提供的电能表的抄表监测方法与本发明任意实施例提供的电能表的抄表监测装置属于相同的发明构思,具有相应的有益效果,未在本实施例详尽的技术细节,详尽本发明任意实施例提供的电能表的抄表监测装置。
注意,上述仅为本发明实施例的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明实施例不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明实施例的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明,但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明实施例构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明实施例的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种电能表的抄表监测装置,其特征在于,包括:
电压采集模块,控制模块和显示模块:所述控制模块分别和所述电压采集模块以及所述显示模块电连接;
所述电压采集模块用于采集RS485总线上的电压信号,并将所述电压信号发送给所述控制模块,其中,所述RS485总线的一端连接电能表,另一端连接抄表终端;
所述控制模块用于通过所述RS485总线获取抄表终端与电能表之间的第一通信数据,所述控制模块还用于向电能表发送抄表指令,并获取电能表基于所述抄表指令发送的第二通信数据,所述控制模块还用于将所述电压信号和解析后的所述第一通信数据和第二通信数据发送给所述显示模块;
所述显示模块用于显示所述电压信号和所述解析后的第一通信数据和第二通信数据。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:
所述电压采集模块包括电压大小调节单元和模数转换单元;
所述模数转换单元的输入端与所述电压大小调节单元的输出端电连接,所述模数转换单元的输出端与所述控制模块电连接;
所述电压大小调节单元用于获取RS485总线上的电压信号,并调节所述电压信号的大小;
所述模数转换单元用于对调节大小后所述电压信号进行模数转换。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:
RS485芯片,所述RS485芯片分别与所述控制模块和所述RS485总线电连接;
所述控制模块用于通过所述RS485芯片获取RS485总线上的第一通信数据,所述控制模块还用于通过所述RS485芯片向电能表发送抄表指令,并通过所述RS485芯片获取RS485总线上的第二通信数据。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:
所述控制模块还用于计算所述RS485总线的通信波特率,并将所述通信波特率发送给所述显示模块;
所述显示模块还用于显示所述通信波特率。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:
所述控制模块采用嵌入式微处理器。
6.一种电能表的抄表监测方法,其特征在于,包括:
电压采集模块采集RS485总线上的电压信号,并将所述电压信号发送给控制模块,其中,所述RS485总线的一端连接电能表,另一端连接抄表终端;
所述控制模块通过所述RS485总线获取抄表终端与电能表之间的第一通信数据,所述控制模块还向电能表发送抄表指令,并获取电能表基于所述抄表指令发送的第二通信数据,所述控制模块还将所述电压信号和解析后的所述第一通信数据和第二通信数据发送给所述显示模块;
显示模块显示所述电压信号和所述解析后的第一通信数据和第二通信数据。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述电压采集模块包括电压大小调节单元和模数转换单元,所述方法包括:
所述电压大小调节单元获取RS485总线上的电压信号,并调节所述电压信号的大小;
所述模数转换单元对调节大小后的所述电压信号进行模数转换。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括:
所述控制模块通过RS485芯片向电能表发送抄表指令,并获取电能表基于抄表指令发送的通信数据。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:
所述控制模块计算所述RS485总线的通信波特率,并将所述通信波特率发送给所述显示模块;
所述显示模块显示所述通信波特率。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:
所述控制模块采用嵌入式微处理器。
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