CN105243829B - 一种可随身携带的模拟表模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可携带的模拟电能表，可以满足电表及集抄产品在现场的调试安装、运行维护、软件升级、程序烧录、参数设置、数据通信、协议转换、数据采集、数据存储等功能的使用需求，而且在现场可以使用移动电源供电。同时，该产品体积小，大小大约为45X35X15mm，便于携带而且可以使用移动电源供电独立工作，也可使用电脑USB接口供电无需外接电源，对于研发、调试、技术支持等工作来说，既轻松又方便。
Description
技术领域
本发明属于电气技术领域，特别是指一种小型的可随身携带的模拟电能表。
背景技术
在电表或集抄产品的开发和现场维护过程中，经常使用到电脑与电表或集抄产品使用RS485通讯接口进行通讯。而且无论是现在的台式机还是笔记本都不再带有串口，而是采用市售的USB转RS232模块把USB接口转换成RS232 接口，然后再使用市售的无源RS232转RS485模块转换成RS485接口，结构如图1所示。
图1中采用USB转RS232模块和RS232转RS485模块这种方式存在以下几个问题：
这种方式无法进行电气隔离，在现场环境下，对电脑和人都有一定的不安全性，如果电表或集抄设备带有强电，容易发生触电或损害电脑，为此开发出了隔离取电方式及RS485磁隔离方式则有效的规避了这一风险。
由于市售的RS232转RS485模块都是无源模块，传输距离较近，容易受到干扰,不稳定。
现技术的转换模块体积过大，接线复杂，不便于携带。
由于是USB与RS232模块这两个结构共同实现一个功能，任何一个结构有问题都有可能出现异常且不便于排查。
现技术无法进行协议转换。
如果需要使用两路或两路以上时，需要两套或以上这样的模块，而且需要占用计算机的两个或两个以上的USB接口。
如果在此基础上实现虚拟电表功能需要在电脑上开发一套软件，而且任何时候都需要电脑，而现场很多时候不方便使用电脑，因为供电不方便。
由于传统的模拟表模块存在以上问题，而且在开发和现场维护过程中还需要使用红外通讯，烧录程序，或者升级程序，修改参数等功能，为此需要开发一种便携式多功能虚拟电表，一体化解决电表企业和电表客户的使用需求。
发明内容
本发明的目的是对现技术的模拟表模块提出改进技术方案，通过本技术方案能够解决现模拟表模块在开发及现场维护时的不便利问题，同时能够实现红外通讯、烧录程序、升级程序或修改参数等功能的一体化技术方案。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可携带的模拟电能表，包括有壳体、存储器、设置于所述壳体内的主板及设置于所述壳体上的通信接口；
所述主板包括有USB转串口模块、第一RS232转RS485模块、第二RS232 转RS485模块、红外转换模块及微控制单元；
所述第一RS232转RS485模块与所述USB转串口模块的第一UART接口连接；所述USB转串口模块的第二UART接口与所述微控制单元的第一UART接口连接；
所述第二RS232转RS485模块与所述微控制单元的第二UART接口连接；
所述红 外转换模块与所述微控制单元的第三UART接口连接；
所述存储器与所述微控制单元的SPI 接口连接；
所述通信接口包括有USB接口、第一RS485接口、第二RS485接口及红外接口；
所述USB接口与所述USB转串口模块连接；所述第一RS485接口与所述第一RS232转RS485模块连接；所述第二RS485接口与所述第二RS232转RS485 模块连接；所述红外接口与所述红外转换模块连接。
进一步的，在所述壳体上还设置有按键、显示屏、人机接口及烧录接口。
进一步的，在所述主板上还包括有按键模块及显示模块；所述按键模块与所述显示模块均与所述微控制单元的第一I/O口连接；所述按键模块与所述显示模块均与所述人机接口连接。
进一步的，在所述主板上还包括有电平转换模块；所述电平转换模块分别与所述微控制单元的第二I/O口及所述烧录接口连接。
所述存储器为FLASH存储器。
进一步的，还包括有转换开关；所述转换开关的一端与所述第二RS485接口连接，所述转换开关的另一端分别与所述人机接口或烧录接口中的至少一个接口连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过设置有两个RS485接口，并且第二RS485接口具有模拟电表功能，可以模拟多只电表的通讯及数据，满足集抄产品的抄表测试。
2、本发明的第一RS485接口通过采用具有有源磁隔离的USB转RS485功能，可以方便调试现场的电表盒集抄设备，检验现场RS485接线是否正常。
3、本发明的红外接口具有USB转红外功能，可以现场通过电脑实现红外接口和集抄设备及电表设备的通讯，这样无需任何接线就可以实现现在电表或集抄设备的运行维护。
附图说明
图1为现技术的模拟表模块与电脑连接示意图；
图2为本发明模拟表模块结构框图；
图3为本发明模拟表模块俯视图；
图4为本发明模拟表模块仰视图；
图5为本发明模拟表模块左视图；
图6为本发明模拟表模块右视图；
图7为本发明主板结构示意图；
图8为本发明模拟表模块功能框图。
附图标记说明
1壳体，2主板，01 USB转串口模块，02第一RS232转RS485模块， 03第二RS232转RS485模块，04红外转换模块，05微处理单元，06存储器，07按键模块，08显示模块，09电平转换模块，10 USB接口，11 第一RS485接口，12第二RS485接口，13红外转换接口，14人机接口，15烧录接口。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请中，UART(universal asynchronous receiver and transmitter) 接口为异步串行通信接口。
本发明提供一种可携带的模拟电能表，如图2至图7所示，包括有壳体1、存储器06、设置于所述壳体内的主板2及设置于所述壳体上的通信接口。
所述主板2包括有USB转串口模块01、第一RS232转RS485模块02、第二RS232转RS485模块03、红外转换模块04及微控制单元05。
在本申请中，使用隔离的终端USB供电；USB转串口模块使用FT2232D芯片，该芯片具有USB转两路TTL电平的UART接口的功能。在本申请中，第一 RS232转RS485模块和第二RS232转RS485模块均采用ADM2582E芯片，该芯片可以实现电平隔离和磁隔离的RS232转RS485功能；在本申请中，微控制单元采用带有三路UART接口的MCU芯片RN8211，该芯片可以实现红外38K载波调制功能。在本申请中，红外转换模块使用HS138-W红外接收和发射器件。
所述第一RS232转RS485模块02与所述USB转串口模块的第一UART接口连接；所述USB转串口模块的第二UART接口与所述微控制单元的第一UART 接口连接；
所述第二RS232转RS485模块与所述微控制单元的第二UART接口连接；
所述红 外转换模块与所述微控制单元的第三UART接口连接；
所述存储器与所述微控制单元的SPI 接口连接；
所述通信接口包括有USB接口10、第一RS485接口11、第二RS485接口 12及红外接口13；
所述USB接口与所述USB转串口模块连接；所述第一RS485接口与所述第一RS232转RS485模块连接；所述第二RS485接口与所述第二RS232转RS485 模块连接；所述红外接口与所述红外转换模块连接。
进一步的，在所述壳体1上还设置有按键、显示屏、人机接口14及烧录接口15。
进一步的，在所述主板2上还包括有按键模块07及显示模块08；所述按键模块与所述显示模块均与所述微控制单元的第一I/O口连接；所述按键模块与所述显示模块均与所述人机接口连接。
进一步的，在所述主板2上还包括有电平转换模块09；所述电平转换模块分别与所述微控制单元的第二I/O口及所述烧录接口连接。
所述存储器为FLASH存储器。
本模拟表模块还包括有转换开关；所述转换开关的一端与所述第二RS485 接口连接，所述转换开关的另一端分别与所述人机接口或烧录接口中的至少一个接口连接。通过转换开关的关闭和断开，来实现模拟表模块的不同功能，其中，转换开关关闭时，分别实现第二RS485接口分别与人机接口或烧录接口中的一个接口或两个接口的短路，此时，模拟表模块变为USB转RS485功能；当转换开关断开时，本模拟表模块实现的是模拟表功能。
如图8所示，本发明能够实现以下功能：
模拟电表功能，本发明的第二RS485接口通过第二RS232转RS485模块具有模拟电表功能，可以模拟多只电表的通讯及数据，满足集抄产品的抄表测试。
调试安装功能，本发明的第一RS485接口通过第一RS232转RS485模块及 USB转串口模块，可以方便调试现场的电表盒集抄设备，检验现场RS485接线是否正常。并且本实施例的第一路UART接口为具有有源磁隔离的USB转换 RS485功能。
红外转换功能，本发明的红外接口具有USB转红外功能，可以现场通过电脑实现红外接口和集抄设备及电表设备的通讯，这样无需任何接线就可以实现现场电表和集抄设备的运行维护。
软件升级功能，本发明的第二RS485接口可以实现现场对集抄或电表产品的软件升级，具体实现过程为通过USB接口把想升级的集抄或电表的程序文件下载到多功能虚拟电表的Flash存储器中，然后在现场通过按键操作实现通过第二RS485接口把程序文件分包下发给集抄或电表，实现在线升级功能，升级过程中无需电脑接入，方便快捷。
程序烧录功能，通过程序烧录接口，可以实现生产过程中对集抄或电表产品的程序烧录，具体实现过程为通过USB接口把想烧录的集抄或电表的程序文件下载到多功能虚拟电表的Flash存储器中，然后在现场通过按键操作实现通过烧录接口把程序文件烧录进集抄或电表的CPU里，实现程序烧录功能，烧录过程中无需电脑接入，方便快捷。
参数设置功能，本技术方案通过第二RS485接口离线对集抄或电表进行参数设置。具体实现过程为通过USB接口把想设置的参数下载到多功能虚拟电表的Flash存储器中，然后在现场通过按键操作实现通过第二RS485接口把参数发送给集抄或电表，实现参数设置功能；设置过程中无需电脑接入，方便快捷。
数据通讯功能，本技术方案具有二个RS485接口和一个红外通讯接口，可以实现电脑跟集抄或电表数据通讯功能。
本技术方案通过第二RS485接口实现协议转换功能、对电表数据的定时采集功能及将电表数据的定时采集并保存到FLASH存储芯片里，然后使用USB 接口对存储的数据读取到电脑里。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (6)
1.一种可随身携带的模拟表模块，其特征在于：包括有壳体、存储器、设置于所述壳体内的主板及设置于所述壳体上的通信接口；
所述主板包括有USB转串口模块、第一RS232转RS485模块、第二RS232转RS485模块、红外转换模块及微控制单元；
所述第一RS232转RS485模块与所述USB转串口模块的第一UART接口连接；所述USB转串口模块的第二UART接口与所述微控制单元的第一UART接口连接；
所述第二RS232转RS485模块与所述微控制单元的第二UART接口连接；
所述红外转换模块与所述微控制单元的第三UART接口连接；
所述存储器与所述微控制单元的SPI 接口连接；
所述通信接口包括有USB接口、第一RS485接口、第二RS485接口及红外接口；
所述USB接口与所述USB转串口模块连接；所述第一RS485接口与所述第一RS232转RS485模块连接；所述第二RS485接口与所述第二RS232转RS485模块连接；所述红外接口与所述红外转换模块连接；
所述第二RS485 接口通过第二RS232 转RS485 模块具有模拟电表功能，模拟多只电表
的通讯及数据，满足集抄产品的抄表测试；
所述第一RS485 接口通过第一RS232 转RS485 模块及USB 转串口模块，方便调试现场
的电表盒集抄设备，检验现场RS485 接线是否正常；
所述红外接口具有USB 转红外功能，现场通过电脑实现红外接口和集抄设备及电表设
备的通讯，这样无需任何接线就能实现现场电表盒集抄设备的运行维护。
2.根据权利要求1所述的可随身携带的模拟表模块，其特征在于：在所述壳体上还设置有按键、显示屏、人机接口及烧录接口。
3.根据权利要求2所述的可随身携带的模拟表模块，其特征在于：在所述主板上还包括有按键模块及显示模块；所述按键模块与所述显示模块均与所述微控制单元的第一I/O口连接；所述按键模块与所述显示模块均与所述人机接口连接。
4.根据权利要求2所述的可随身携带的模拟表模块，其特征在于：在所述主板上还包括有电平转换模块；所述电平转换模块分别与所述微控制单元的第二I/O口及所述烧录接口连接。
5.根据权利要求1所述的可随身携带的模拟表模块，其特征在于：所述存储器为FLASH存储器。
6.根据权利要求2所述的可随身携带的模拟表模块，其特征在于：还包括有转换开关；所述转换开关的一端与所述第二RS485接口连接，所述转换开关的另一端分别与所述人机接口或烧录接口中的至少一个接口连接。
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