一種用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，該專變采集終端為III型專變采集終端，包括主控模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、交流信號采集模塊、控制輸出模塊、安全認(rèn)證模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、時鐘模塊、外設(shè)模塊和供電模塊；數(shù)據(jù)存儲模塊、交流信號采集模塊、控制輸出模塊、安全認(rèn)證模塊、遠(yuǎn)程通信模塊和時鐘模塊分別與所述主控模塊雙向連接，外設(shè)模塊與所述主控模塊單向連接，供電模塊為III型專變采集終端中其它模塊供電。本發(fā)明考核流水線對生產(chǎn)過程中不合格產(chǎn)品的識別和分揀能力；III型專變采集終端可分別設(shè)置不同的故障類型，也可恢復(fù)正常功能狀態(tài)，在檢測過程中可根據(jù)故障配比靈活設(shè)置終端故障類別。
【專利說明】一種用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種專變采集終端，具體涉及一種用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力計量行業(yè)發(fā)展，電網(wǎng)改造過程中智能儀表的廣泛應(yīng)用，采集終端等智能設(shè)備安裝數(shù)量及生產(chǎn)規(guī)模逐年增加，各類自動化檢定流水線投入使用，為解決對自動化檢定生產(chǎn)流水線的檢測，研究開發(fā)自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗裝置項目。
[0003]自動化檢定生產(chǎn)流水線測試系統(tǒng)，依據(jù)相關(guān)國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，針對流水線的檢定工作，現(xiàn)場進(jìn)行:自動化檢定生產(chǎn)流水線測試裝置檢測、自動化檢定生產(chǎn)流水線功能檢測、自動化檢定生產(chǎn)流水線性能檢測。全面考核自動化檢定流水線的技術(shù)指標(biāo)、檢定效率、可靠性、準(zhǔn)確率。
[0004]自動化檢定生產(chǎn)流水線功能檢測是核查電能表或終端從出庫開始至入庫結(jié)束期間，流水線是否能按流水線企標(biāo)規(guī)定要求，正常工作而進(jìn)行的檢測。檢測項目包括拆垛、上料、掃碼、檢定、拆接線、分撿、封印、下料、堆垛等功能。
[0005]其中檢定項包括依據(jù)JJG596進(jìn)行的相關(guān)功能測試，包括外觀檢查、交流電壓試驗、啟動試驗、潛動試驗、基本誤差、儀表常數(shù)試驗、時鐘日計時誤差等。
[0006]自動化檢定生產(chǎn)流水線性能檢測是依據(jù)Q/GDW574-2010《電能表自動化檢定系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》及Q/GDW575-2010《用電信息采集終端自動化檢定系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》針對流水線的性能而進(jìn)行的測試，測試項目包括自動化流水線一次鉛封成功率、一次拆接線成功率、不合格表分揀成功率、貼標(biāo)成功率、誤檢率、錯檢率等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，考核流水線對生產(chǎn)過程中不合格產(chǎn)品的識別和分揀能力；111型專變采集終端可分別設(shè)置不同的故障類型，也可恢復(fù)正常功能狀態(tài)，在檢測過程中可根據(jù)故障配比靈活設(shè)置終端故障類別。
[0008]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0009]本發(fā)明提供一種用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，專變采集終端為III型專變采集終端，其包括主控模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、交流信號采集模塊、控制輸出模塊、安全認(rèn)證模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、時鐘模塊、外設(shè)模塊和供電模塊；所述數(shù)據(jù)存儲模塊、交流信號采集模塊、控制輸出模塊、安全認(rèn)證模塊、遠(yuǎn)程通信模塊和時鐘模塊分別與所述主控模塊雙向連接，所述外設(shè)模塊與所述主控模塊單向連接，所述供電模塊為III型專變采集終端中其它模塊供電。
[0010]所述主控模塊包括微處理單元、SDRAM存儲器和DATAFLASH存儲器；
[0011]所述微處理單元外接晶振為18.432MHz，倍頻后運行在198MHz的狀態(tài)，其操作系統(tǒng)采用Iinux多任務(wù)操作系統(tǒng),植入Sqlite數(shù)據(jù)庫；
[0012]所述SDRAM存儲器為操作系統(tǒng)高速程序運行區(qū)和堆棧區(qū)使用，其讀/寫過程與微處理單元時鐘嚴(yán)格同步；
[0013]所述DATAFLASH存儲器存放啟動引導(dǎo)程序，完成操作系統(tǒng)啟動的前期外設(shè)配置工作。
[0014]所述數(shù)據(jù)存儲模塊包括主存儲器和副存儲器；
[0015]主存儲器采用8位并行總線寬度的NANDFLASH接口芯片，不小于128M的存儲容量，滿足操作系統(tǒng)內(nèi)核鏡像、根文件系統(tǒng)、Sqlite數(shù)據(jù)庫文件等數(shù)據(jù)存放容量；
[0016]副存儲器采用串行DATAFLASH存儲芯片。
[0017]所述交流信號采集模塊包括采集傳感器、采集運算模塊和計量控制模塊，完成對當(dāng)前交流電網(wǎng)電壓、電流和功率的信號采集；
[0018]所述采集傳感器包括電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器采用分壓電阻完成電壓采樣，通過電流互感器完成電流采樣；
[0019]所述采集運算模塊和計量控制模塊集成于萬工SOC單芯片V9103，該芯片具有兩路串口，其中一路用于進(jìn)行誤差的校準(zhǔn)，配備EEPROM作為臨時數(shù)據(jù)的存儲。
[0020]所述交流信號采集模塊與主控模塊中的微處理單元采用串行RS232接口通信交互，實時讀取當(dāng)前電壓、電流、功率因數(shù)和電能數(shù)據(jù)。
[0021]所述控制輸出模塊與主控模塊中的微處理單元采用串行RS232接口通信交換，對外開關(guān)量輸出信號通過繼電器控制完成，主要對本地臺變測量點進(jìn)行遙控跳合閘、功率負(fù)荷控制、電量控制等功能。
[0022]所述安全認(rèn)證模塊包括微處理器和外設(shè)接口電路，實現(xiàn)安全存儲、數(shù)據(jù)加/解密、雙向身份認(rèn)證、存取權(quán)限控制、線路加密傳輸?shù)劝踩刂乒δ堋?br> [0023]所述遠(yuǎn)程通信模塊包括GPRS無線通道和以太網(wǎng)通道；
[0024]所述GPRS無線通道選用移遠(yuǎn)M72D方案，其與主控模塊中的微處理單元采用RS232串行通信連接方式；微處理單元內(nèi)部具有以太網(wǎng)控制器，通過以太網(wǎng)通道實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)通信。
[0025]所述時鐘模塊與主控模塊中的微處理單元采用串行I2C總線連接，時鐘模塊采用帶溫度補償?shù)?025T時鐘芯片，并通過時鐘芯片對外輸出日計時誤差輸出校對脈沖信號。
[0026]所述外設(shè)模塊包括IXD顯示模組、功能按鍵、光通訊調(diào)制模塊、狀態(tài)量檢測模塊、LED狀態(tài)指示、本地RS-232通信接口、RS-485通信接口、USB通信接口和后備電源接口。
[0027]所述供電模塊包括電源管理模塊和電源模塊；
[0028]所述電源模塊使用三相四線制電源輸入，采用工頻變壓器連接整流、濾波、穩(wěn)壓的方式供電，使用復(fù)合熱敏電阻和壓敏電阻作為接口防護電路；
[0029]所述電源管理模塊包括電池組和充放電電路；所述電池組采用四節(jié)鎳氫1.2V可充電電池串聯(lián)，掉電后后備電源的供電電壓為4.8V?5.2V ;所述充放電電路采用電壓基準(zhǔn)和模擬比較器芯片完成電源模塊掉電后接入后備電源的切換控制。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0031]1、利用該III型專變采集終端，模擬特定的故障現(xiàn)象，在流水線上進(jìn)行檢定，流水線應(yīng)能正確判定出故障設(shè)備的故障類別；
[0032]2、操作系統(tǒng)對流水線的檢定結(jié)果和預(yù)設(shè)故障狀態(tài)進(jìn)行比對分析，并給出判定結(jié)論；
[0033]3、保留原標(biāo)準(zhǔn)版采集終端各項功能指標(biāo)，滿足流水線正常功能檢測要求，增加故障類型設(shè)置功能模塊，可通過通信接口設(shè)置和恢復(fù)故障類型；
[0034]4、通過III型專變采集終端在自動化流水線線體上的靈活配置流轉(zhuǎn)，既解決了自動化流水線對終端合格產(chǎn)品的模擬檢驗，又填補了自動化流水線對終端非合格產(chǎn)品模擬檢定成功率檢測的空白；同時為國家相關(guān)流水線檢驗規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)制定提供了實踐依據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明實施例中用電信息采集終端功能示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明實施例中用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖3是本發(fā)明實施例中安全認(rèn)證模塊電路原理圖；
[0038]圖4是本發(fā)明實施例中供電模塊框圖；
[0039]圖5是本發(fā)明實施例中后備電源模塊電路原理圖；
[0040]圖6是本發(fā)明實施例中用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端外觀結(jié)構(gòu)圖；
[0041]其中，1-表蓋，2-液晶顯示屏，3-USB通信接口，4_控制輸出模塊，5_鉛封螺釘，6-尾蓋，7-光通信口，8-功能按鍵，9-RS-232通信接口，10-電池盒，11-遠(yuǎn)程通信模塊，12-輔助端子，13-底殼，14-主端子。

【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0043]如圖1，用電信息采集終端是低壓電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。能夠通過下行信道自動采集并存儲各種具有通信功能的智能儀表、采集模塊的電量數(shù)據(jù)，其下行信道可以是本地?zé)o線自組網(wǎng)通訊信道或RS-485串行通信通道；同時能通過上行信道與主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其上行信道采用公用通訊網(wǎng)，支持客戶端、服務(wù)器兩種通訊模式，并且采用模塊化設(shè)計，可通過更換通信模塊直接改變通信方式。符合用電信息采集系統(tǒng)主站與國網(wǎng)集中器通信協(xié)議，符合國網(wǎng)集中器技術(shù)條件和型式規(guī)范。
[0044]用電信息采集終端故障模擬設(shè)備，依據(jù)終端生產(chǎn)流水功能檢驗規(guī)范，模擬檢驗項目中多種故障類型，并安裝流轉(zhuǎn)于自動化流水線生產(chǎn)線體所有檢驗環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)驗證此生產(chǎn)流水線功能、性能是否達(dá)標(biāo)為目的；本裝置擴展1376.1通信協(xié)議，可通過本地通道設(shè)置功能故障類型，用于流水線功能檢測輔助設(shè)備，功能故障類型可設(shè)置可恢復(fù)。
[0045]如圖2，本發(fā)明提供一種用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，所述系統(tǒng)包括主控模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、交流信號采集模塊、控制輸出模塊、安全認(rèn)證模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、時鐘模塊、外設(shè)模塊和供電模塊；所述數(shù)據(jù)存儲模塊、交流信號采集模塊、控制輸出模塊、安全認(rèn)證模塊、遠(yuǎn)程通信模塊和時鐘模塊分別與所述主控模塊雙向連接，所述外設(shè)模塊與所述主控模塊單向連接，所述供電模塊為III型專變采集終端中其它模塊供電。
[0046]所述主控模塊包括微處理單元、SDRAM存儲器和DATAFLASH存儲器；
[0047]所述微處理單元采用型號為AT91SAM9260的芯片，其外接晶振為18.432MHz，倍頻后運行在198MHz的狀態(tài)，其操作系統(tǒng)采用Iinux多任務(wù)操作系統(tǒng)，植入Sqlite數(shù)據(jù)庫；AT91SAM9260芯片內(nèi)部具有以太網(wǎng)控制器，外部搭配一個以太網(wǎng)物理層驅(qū)動芯片，驅(qū)動芯片選擇型號是DM9161AEP。該芯片可支持自動路由功能和自動的協(xié)議選擇功能。其外圍電路不需要濾波器，因此具有較高的可靠性。
[0048]所述SDRAM存儲器為操作系統(tǒng)高速程序運行區(qū)和堆棧區(qū)使用，其讀/寫過程與微處理單元時鐘嚴(yán)格同步；
[0049]所述DATAFLASH存儲器存放啟動引導(dǎo)程序，完成操作系統(tǒng)啟動的前期外設(shè)配置工作。
[0050]所述數(shù)據(jù)存儲模塊包括主存儲器和副存儲器；
[0051]主存儲器采用8位并行總線寬度的NANDFLASH接口芯片，不小于128M的存儲容量，滿足操作系統(tǒng)內(nèi)核鏡像、根文件系統(tǒng)、Sqlite數(shù)據(jù)庫文件等數(shù)據(jù)存放容量；
[0052]副存儲器采用串行DATAFLASH存儲芯片。
[0053]所述交流信號采集模塊包括采集傳感器、采集運算模塊和計量控制模塊，完成對當(dāng)前交流電網(wǎng)電壓、電流和功率的信號采集；
[0054]所述采集傳感器包括電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器采用分壓電阻完成電壓采樣，通過電流互感器完成電流采樣；
[0055]所述采集運算模塊和計量控制模塊集成于萬工SOC單芯片V9103，該芯片具有兩路串口，其中一路用于進(jìn)行誤差的校準(zhǔn)，配備EEPROM作為臨時數(shù)據(jù)的存儲。
[0056]所述交流信號采集模塊與主控模塊中的微處理單元采用串行RS232接口通信交互，實時讀取當(dāng)前電壓、電流、功率因數(shù)和電能數(shù)據(jù)。
[0057]所述控制輸出模塊與主控模塊中的微處理單元采用串行RS232接口通信交換，對外開關(guān)量輸出信號通過繼電器控制完成，主要對本地臺變測量點進(jìn)行遙控跳合閘、功率負(fù)荷控制、電量控制等功能。
[0058]所述安全認(rèn)證模塊包括微處理器和外設(shè)接口電路，實現(xiàn)安全存儲、數(shù)據(jù)加/解密、雙向身份認(rèn)證、存取權(quán)限控制、線路加密傳輸?shù)劝踩刂乒δ?。用電信息采集終端是營銷管理業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源的提供者，需要確保系統(tǒng)的安全性和保密性。無論是分布式主站部署方式還是集中式主站部署方式，對安全防護的整體框架是相同的，都需要分別對邊界、主站、信道、采集設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行防護，以滿足整個系統(tǒng)的安全防護需求。
[0059]如圖3，外設(shè)接口電路采用高速SPI串行通訊電路，通訊線路上控制線、時鐘線及數(shù)據(jù)線分別串聯(lián)電阻，通訊接口 M0S1、MIS0、CS和SCK引腳和主控MCU之間均串聯(lián)一個100歐姆的電阻進(jìn)行濾波，數(shù)據(jù)線MISO、MOSI增加上拉電阻，與主控MCU相連接；有效提高數(shù)據(jù)通訊的抗干擾性能，滿足終端主控與安全認(rèn)證模塊的加密數(shù)據(jù)通訊交互要求，提高了加密認(rèn)證數(shù)據(jù)的運算效率；采用三極管來實現(xiàn)處理器對ESAM電源的直接控制，主控MCU端口輸出引腳E-RST連接PNP三極管Pl的基極，發(fā)射極連接到3.3V系統(tǒng)電源，電源附近通過1uF鉭電容進(jìn)行濾波，集電極連接到ESAM的電源引腳，并通過C103電容進(jìn)行高頻干擾信號的濾波；當(dāng)ESAM出現(xiàn)工作異常時，可通過處理器直接對ESAM進(jìn)行斷電復(fù)位，最大限度的來保證安全模塊使用的可靠性，以此實現(xiàn)整機的可靠運行。
[0060]所述遠(yuǎn)程通信模塊包括GPRS無線通道和以太網(wǎng)通道；
[0061]所述GPRS無線通道選用移遠(yuǎn)M72D方案，其與主控模塊中的微處理單元采用RS232串行通信連接方式；微處理單元內(nèi)部具有以太網(wǎng)控制器，通過以太網(wǎng)通道實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)通信。
[0062]遠(yuǎn)程通信模塊的參數(shù)如表1:
[0063]表1
[0064]

【權(quán)利要求】
1.一種用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，其特征在于:所述專變采集終端為III型專變采集終端，其包括主控模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、交流信號采集模塊、控制輸出模塊、安全認(rèn)證模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、時鐘模塊、外設(shè)模塊和供電模塊；所述數(shù)據(jù)存儲模塊、交流信號采集模塊、控制輸出模塊、安全認(rèn)證模塊、遠(yuǎn)程通信模塊和時鐘模塊分別與所述主控模塊雙向連接，所述外設(shè)模塊與所述主控模塊單向連接，所述供電模塊為III型專變采集終端中其它模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，其特征在于:所述主控模塊包括微處理單元、SDRAM存儲器和DATAFLASH存儲器； 所述微處理單元外接晶振為18.432MHz，倍頻后運行在198MHz的狀態(tài)，其操作系統(tǒng)采用Iinux多任務(wù)操作系統(tǒng),植入Sqlite數(shù)據(jù)庫； 所述SDRAM存儲器為操作系統(tǒng)高速程序運行區(qū)和堆棧區(qū)使用，其讀/寫過程與微處理單元時鐘嚴(yán)格同步； 所述DATAFLASH存儲器存放啟動引導(dǎo)程序，完成操作系統(tǒng)啟動的前期外設(shè)配置工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，其特征在于:所述數(shù)據(jù)存儲模塊包括主存儲器和副存儲器； 主存儲器采用8位并行總線寬度的NANDFLASH接口芯片，不小于128M的存儲容量，滿足操作系統(tǒng)內(nèi)核鏡像、根文件系統(tǒng)、Sqlite數(shù)據(jù)庫文件等數(shù)據(jù)存放容量； 副存儲器采用串行DATAFLASH存儲芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，其特征在于:所述交流信號采集模塊包括采集傳感器、采集運算模塊和計量控制模塊，完成對當(dāng)前交流電網(wǎng)電壓、電流和功率的信號采集； 所述采集傳感器包括電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器采用分壓電阻完成電壓采樣，通過電流互感器完成電流采樣； 所述采集運算模塊和計量控制模塊集成于萬工SOC單芯片V9103，該芯片具有兩路串口，其中一路用于進(jìn)行誤差的校準(zhǔn)，配備EEPROM作為臨時數(shù)據(jù)的存儲。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，其特征在于:所述交流信號采集模塊與主控模塊中的微處理單元采用串行RS232接口通信交互，實時讀取當(dāng)前電壓、電流、功率因數(shù)和電能數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，其特征在于:所述控制輸出模塊與主控模塊中的微處理單元采用串行RS232接口通信交換，對外開關(guān)量輸出信號通過繼電器控制完成，主要對本地臺變測量點進(jìn)行遙控跳合閘、功率負(fù)荷控制、電量控制等功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，其特征在于:所述安全認(rèn)證模塊包括微處理器和外設(shè)接口電路，實現(xiàn)安全存儲、數(shù)據(jù)加/解密、雙向身份認(rèn)證、存取權(quán)限控制、線路加密傳輸?shù)劝踩刂乒δ堋?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，其特征在于:所述遠(yuǎn)程通信模塊包括GPRS無線通道和以太網(wǎng)通道； 所述GPRS無線通道選用移遠(yuǎn)M72D方案，其與主控模塊中的微處理單元采用RS232串行通信連接方式；微處理單元內(nèi)部具有以太網(wǎng)控制器，通過以太網(wǎng)通道實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)通
?目。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，其特征在于:所述時鐘模塊與主控模塊中的微處理單元采用串行I2C總線連接，時鐘模塊采用帶溫度補償?shù)?025Τ時鐘芯片，并通過時鐘芯片對外輸出日計時誤差輸出校對脈沖信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，其特征在于:所述外設(shè)模塊包括LCD顯示模組、功能按鍵、光通訊調(diào)制模塊、狀態(tài)量檢測模塊、LED狀態(tài)指示、本地RS-232通信接口、RS-485通信接口、USB通信接口和后備電源接口。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自動化檢定流水線現(xiàn)場校驗的專變采集終端，其特征在于:所述供電模塊包括電源管理模塊和電源模塊； 所述電源模塊使用三相四線制電源輸入，采用工頻變壓器連接整流、濾波、穩(wěn)壓的方式供電，使用復(fù)合熱敏電阻和壓敏電阻作為接口防護電路； 所述電源管理模塊包括電池組和充放電電路；所述電池組采用四節(jié)鎳氫1.2V可充電電池串聯(lián)，掉電后后備電源的供電電壓為4.8V?5.2V ;所述充放電電路采用電壓基準(zhǔn)和模擬比較器芯片完成電源模塊掉電后接入后備電源的切換控制。
【文檔編號】G01R35/00GK104198974SQ201410451958
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】董俐君, 祝恩國, 高琛, 鐘小強, 張海龍, 劉喆 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院