手持式電量附件通信測試儀的製作方法

2023-05-06 18:37:31

專利名稱：手持式電量附件通信測試儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電量附件的手持式通信測試儀。
背景技術：
新型的電量附件同時帶有CAN及485接口，用於與數據採集裝置或上位機通信。電量附件用於採集斷路器的三相電壓及三相電流，通過計算得到有功功率、視在功率、功率因素，並將這些數據通過485總線以標準Modbus協議(或自定義協議)或CAN總線自定義協議上傳給數據採集裝置或者上位機。對於電量附件的測量和參數的修改，需要與PC機相連，通過上位機軟體進行相關的操作。而對於不同的接口，需要不同的連接設備，如CAN接口，需要CAN轉USB裝置。綜上所述，對於已經安裝在配電櫃斷路器上的電量附件進行通信測試或程序的更新，如果使用筆記本電腦、相關的連接件和電源等作為測試或更新設備，不僅連接繁瑣而且攜帶不方便，工作效率較低。

發明內容
本發明的目的是提供一種便於攜帶且連接簡單的用於電量附件的手持式通信測試儀。為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種手持式電量附件通信測試儀，其特徵在於包括用於與電量附件連接的第一 DB9接口及第二 DB9接口，第一 DB9接口與ISSP編程器相連，CAN總線收發器及485總線收發器共用一個第二 DB9接口，CAN總線收發器及485總線收發器通過第二 DB9接口接收來自電量附件的數據，ISSP編程器通過第一 DB9接口對電量附件的主控晶片進行程序的燒寫及更新，ISSP編程器、CAN總線收發器及485總線收發器連接主控單元，主控單元通過USB接口與上位機通信，電池單元連接電源電壓轉換電路，由電源電壓轉換電路將電池單元提供的電池電壓轉換為主控單元的工作電壓提供給主控單元，電池單元經由第二 DB9接口為電量附件供電，主控單元還連接存儲單元、顯示單元及按鍵模塊。優選地，所述主控單元還連接電源電壓檢測單元，由電源電壓檢測單元檢測所述電池單元及所述源電壓轉換電路的輸出電壓。優選地，所述按鍵模塊採用MPRl21觸摸控制晶片。優選地，所述主控單元還連接乙太網接口單元，所述主控單元經由乙太網接口單元與所述上位機通信。優選地，所述顯示單元選用2. 4寸帶觸摸功能的TFT液晶屏。本發明的大小相當於一個手機的大小，攜帶方便，可隨時隨地地對相關的電量附件進行通信測試、參數的設定或程序的更新等，操作時，只要使用一根DB9通信線將本發明提供的手持式電量附件通信測試儀和電量附件相連即可。綜上所述，本發明的優點是攜帶方便，功能強大，操作簡單。


圖1為本發明提供的一種手持式電量附件通信測試儀的示意圖。
具體實施例方式為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，並配合附圖作詳細說明如下。如圖1所示，本發明提供的一種手持式電量附件通信測試儀，本發明通過第一 DB9接口 DB9_1及第二 DB9接口 DB9_2與電量附件上的兩個DB9接口相連。其中，第一 DB9接口 DB9_1與電量附件的公頭DB9接口相連，用於通信和參數的設定；第二 DB9接口 089_2與電量附件的母頭DB9相連，用於電量附件程序的更新。第一 DB9接口 DB9_1與ISSP編程器相連，ISSP編程器用於對電量附件內部的主控晶片程序的燒寫，更新新的功能等。CAN總線收發器及485總線收發器共用一個第二 DB9接口 DB9_2，CAN總線收發器用於與帶CAN接口的電量附件通信，接收電量附件採集、計算的相關數據，485總線收發器則用於與帶485接口的電量附件通信，接收相關的數據。CAN收發器選擇3. 3V供電的抗靜電CAN接口，同樣485收發器也選擇抗靜電的晶片。ISSP編程器、CAN總線收發器及485總線收發器連接主控單元。主控單元為手持式電量附件通信測試儀的核心部件，主控晶片的選擇直接影響著該通信儀的性能。本發明的主控單元選擇當今最為流行的基於ARM cortex-m3核的高性價比32位單片機STM32F103VCT6。該晶片含有80個通用I/O埠，I個CAN2. OB接口，I個USB2. O全速接口，2個SPI 口，3個UART接口，2個16通道12位AD ;工作電壓2. O 3. 3V ;工作溫度_40°C到105°C。功能強大，接口豐富，足以滿足本發明的需求。主控單元通過USB接口及乙太網接口單元與上位機通信用。USB接口用於給本發明提供的手持式電量附件通信測試儀的主控晶片燒寫程序以及採集到的相關數據的導出等。乙太網接口單元保留用於後續的二次開發等。電池單元連接電源電壓轉換電路，本發明採用24V鋰電池供電。一方面，由電源電壓轉換電路將24V鋰電池提供的24V電壓轉換為3. 3V給主控單元供電；另一方面，24V鋰電池經由第二 DB9接口 DB9_2為電量附件供電，省去了電量附件的外接電源。在本發明中，由電源電壓檢測單元檢測所述電池單元的電壓。由鋰電池的特性可知，當電壓低於一定範圍時應該及時給鋰電池充電，否則會影響鋰電池的壽命。一般情況下，電池的電壓低於原電壓的87. 5%時應對鋰電池進行保護。所以當主控單元在20秒內連續檢測到電池電壓低於22V時，主控單元發出電壓低信號並顯示在顯示單元上。當連續10秒內檢測到電壓低於21V時，關閉所有的功能單元且主控單元進入休眠狀態。主控單元還連接存儲單元、顯示單元及按鍵模塊。由於現在SD卡存儲技術較為成熟，且價格低廉接口簡單。因此本發明使用SD卡作為存儲單元。SD卡採用SPI接口，可直接和主控單元相連，簡化了電路。存儲單元用於存儲電量附件上傳的相電壓、相電流、有功功率、視在功率等。本發明的顯示部分為技術成熟的TFT液晶屏，並選擇性價比最高的2. 4寸帶觸摸功能的TFT液晶屏，320X240的解析度，16位真彩顯示，可以顯示複雜多變的界面。由於帶觸控螢幕功能，使該測試儀的大部分操作都可以通過觸控螢幕完成，操作方便，使用簡單。由於普通的機械按鍵使用壽命短，現在電容觸摸技術已經趨於成熟，所以本發明以電容觸摸按鍵代替傳統的機械按鍵，提高了按鍵的使用壽命。按鍵模塊採用MPR121觸摸控制晶片，該晶片最多可以有12個觸摸點，也可以將其中的8個觸摸點設置為LED的驅動，該晶片採用1. 7IV到3. 6V供電，16ms的採樣周期的時候只有29uA的電流，當外部觸發輸入時，該晶片以中斷的方式和I2C來通知外部器件，用途非常廣泛。
權利要求
1.一種手持式電量附件通信測試儀，其特徵在於包括用於與電量附件連接的第一 DB9 接口(DB9_1)及第二 DB9 接口(DB9_2)，第一 DB9 接口(DB9_1)與 ISSP 編程器相連，CAN 總線收發器及485總線收發器共用一個第二 DB9接口(DB9_2)，CAN總線收發器及485總線收發器通過第二 DB9接口(DB9_2)接收來自電量附件的數據，ISSP編程器通過第一 DB9接口(DB9_1)對電量附件的主控晶片進行程序的燒寫及更新，ISSP編程器、CAN總線收發器及 485總線收發器連接主控單元，主控單元通過USB接口與上位機通信，電池單元連接電源電壓轉換電路，由電源電壓轉換電路將電池單元提供的電池電壓轉換為主控單元的工作電壓提供給主控單元，電池單元經由第二 DB9接口(DB9_2)為電量附件供電，主控單元還連接存儲單元、顯示單元及按鍵模塊。
2.如權利要求1所述的一種手持式電量附件通信測試儀，其特徵在於所述主控單元還連接電源電壓檢測單元，由電源電壓檢測單元檢測所述電池單元的電壓。
3.如權利要求1所述的一種手持式電量附件通信測試儀，其特徵在於所述按鍵模塊採用MPRl21觸摸控制晶片。
4.如權利要求1所述的一種手持式電量附件通信測試儀，其特徵在於所述主控單元還連接乙太網接口單元，所述主控單元經由乙太網接口單元與所述上位機通信。
5.如權利要求1所述的一種手持式電量附件通信測試儀，其特徵在於所述顯示單元選用2. 4寸帶觸摸功能的TFT液晶屏。
全文摘要
本發明提供一種手持式電量附件通信測試儀，其特徵在於包括用於與電量附件連接的第一DB9接口及第二DB9接口，第一DB9接口與ISSP編程器相連，CAN總線收發器及485總線收發器共用一個第二DB9接口，ISSP編程器、CAN總線收發器及485總線收發器連接主控單元，主控單元通過USB接口與上位機通信，電池單元連接電源電壓轉換電路，由電源電壓轉換電路將電池單元提供的電池電壓轉換為主控單元的工作電壓提供給主控單元，電池單元經由第二DB9接口為電量附件供電，主控單元還連接存儲單元、顯示單元及按鍵模塊。本發明的優點是攜帶方便，功能強大，操作簡單。
文檔編號G01R31/00GK103018609SQ20121055227
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日
發明者許文強, 王智勇, 魏鑫, 汪蓉, 謝凱仿, 趙文華 申請人:上海電器科學研究院, 上海電器科學研究所(集團)有限公司