马亚彬1，林向阳2，钱波2，朱云2，周佰春2
（1.国网安徽省电力公司电力科学研究院，安徽合肥230000；2.河南许继仪表有限公司，河南许昌461000）
摘要：设计了一种低压集中抄表终端通道检测装置。终端出厂前，使用该装置对集中抄表终端的GPRS通道、以太网通道、载波通道、485通道、串口通道及状态量等通道进行集成检测。重点说明了集中抄表终端通道检测装置的系统构成、硬件实现及软件实现等。经过反复测试证明，该装置对集中抄表终端通道检测速度快，准确性高，保证了集中抄表终端出厂的硬件通道正确性。
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关键词 ：集中抄表终端；通道检测；调检效率；出厂检测
中图分类号： TN707?34；TP399 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）16?0122?03
收稿日期：2015?01?28
0 引言
随着国家电网公司全面启动电力用户用电信息采集系统的建设，提出了电力用户“全覆盖、全采集”的目标，使集中抄表终端的需求量迅速增长。为确保集中抄表终端的产品质量，终端出厂前要对各硬件通道进行检测，检测合格后出厂，降低了终端现场运行的故障率[1?2]。目前，采集终端生产过程中没有统一的调试装置对各硬件通道进行集成检测，需要单独对每一个硬件通道进行检测，检测完一个硬件通道后更换装置才能进行其他通道的检测，整机检测效率低，资源占用多。
本文设计了一种集成检测装置，只需将抄表终端安装到检测装置上，按照说明接线后1 min内即可自动检测完成1台抄表终端。该检测装置检测速度快，检测结果稳定可靠，且不需要PC机的支持。有效利用了资源，降低了成本、提高了生产效率。
1 终端通道检测的系统组成
集中抄表终端通道检测系统由通道检测装置、集中抄表终端、终端通道自检程序组成。抄表终端通道自检程序在程序烧写工序中烧写进终端ROM 存储器中。图1为集中抄表终端通道检测装置。将待检测抄表终端安装在检测装置端子座上，拉下扳手固定抄表终端，插上串口短接线和以太网线。打开检测装置电源开关，待抄表终端启动后，依次按抄表终端上的“上、下、左、右、取消、确认”按键，使抄表终端进入通道自检程序。按下检测装置上的遥信测试按钮，观察液晶显示各硬件通道检测结果，判断抄表终端各硬件通道检测是否合格。
2 终端通道检测装置硬件单元
终端通道检测装置硬件由装置台、终端放置标准底座及硬件检测单元组成。其中装置台包括手柄、LED数码管、电源开关等组成。手柄装置比螺丝更快速的固定抄表终端，LED数码管实时监测装置电压值。电源开关为检测装置及其硬件组件提供电源。终端放置标准底座采用接触端子，避免接线，可快速安全的放置待检测抄表终端。硬件检测单元由串口检测单元、以太网检测单元、载波模块检测单元、GPRS模块检测单元、遥信检测单元、485通道检测单元等组成。
2.1 串口检测单元
串口检测单元硬件原理是将连接抄表终端的RS 232串口检测线的接收RXD和发送TXD短接，终端RS 232串口自发自收，如果发/收数据一致，则判断通道合格。抄表终端通道自检程序运行后，通过RS 232 端口发送测试数据{0x01，0x02，0x03，0x04}；抄表终端RS 232端口定时检测接收数据，如果收到数据，且和下发的报文一致，即认为抄表终端的RS 232口通道检测合格。
2.2 以太网检测单元
以太网检测单元硬件原理采用周立功公司的嵌入式以太网串口转换模块。图2为以太网串口转换模块接线图[3]。短接以太网串口转换模块的串口端的接收RXD 和发送TXD，终端以太网端口自发自收。将以太网先一端连接抄表终端的GPRS模块的以太网口，另一端连接以太网串口转换模块的以太网口。抄表终端通道自检程序运行后，通过以太网端口发送测试数据{0x05，0x06，0x07，0x08}；抄表终端以太网口定时检测接收数据，若收到数据且和发送的测试数据一致则抄表终端的以太网口通道检测合格。
2.3 载波通道检测单元
载波通道检测单元由抄表终端载波路由模块和单相载波表组成，抄表终端载波路由模块与单相表载波模块需为同一载波厂家。抄表终端通道自检程序运行后，通过载波端口发送初始化载波模块报文、设置主节点地址报文、设置载波表档案报文、抄读载波表正向有功电能示值报文。抄表终端通过载波模块发送的报文符合Q/GDW1376.2?2013 规约[4]。若抄表终端载波端口接收到单相载波表回复的正向有功电能示值报文即判断终端载波端口通道检测合格。
2.4 GPRS通道检测单元
抄表终端需安装带SIM 卡的GPRS模块，抄表终端通道自检程序运行后，通过GPRS 端口发送AT 命令进行网络注册、信号强度读取及GPRS网络附着。抄表终端自检程序检测到GPRS 网络附着成功后即判断终端GPRS通道检测合格[5]。
2.5 遥信检测单元
遥信检测单元硬件原理是通过检测装置的遥信检测按钮实现，抄表终端默认遥信处于开路状态[5]。抄表终端通道自检程序运行后，正常情况下，不进行任何操作时，终端检测到5路遥信均处于开路状态，按下遥信检测按钮，抄表终端5路遥信状态处于闭合状态，当抄表终端自检程序检测到遥信状态处于闭合状态时即判断遥信通道检测合格。
2.6 RS 485通道检测单元
抄表终端具有2 路RS 485 通道，通过检测装置的485辅助端子连接分别连接2只单相485表。抄表终端通道自检程序运行后，分别向RS 485a和RS 485b端口下发广播命令读电表通信地址，抄表终端定时检测2路RS 485 端口接收数据，如果2 路RS 485 端口收到单向表返回的电表通信地址报文即判断抄表终端2 路RS 485端口检测合格。
3 抄表终端通道自检程序设计
抄表终端通道自检程序流程图如图3 所示。抄表终端上电启动后，依次按下抄表终端上的“上、下、左、右、取消、确认”按键，使抄表终端进入通道自测程序。抄表终端通道自检程序依次判断各硬件通道是否检测合格，若不合格执行对应通道自检操作。待各硬件通道全检测合格后，终端液晶提示“合格”字样。
RS 232 串口和以太网通道检测原理为自收自发，抄表终端自检程序对RS 232串口或以太网端口发送测试数据，抄表终端的RS 232 或以太网端口收到所发送的测试数据时判断为检测合格。抄表终端自检程序成功抄读检测装置的单相载波表的正向有功电能示值即判断载波通道为合格。抄表终端自检程序对RS 485端口发送广播读电能表地址命令，若RS 485 端口收到检测装置的485表返回的电能表设备地址即判断为合格。
抄表终端自检程序启动后对GPRS端口发送AT命令进行网络初始化操作，终端成功注册上GPRS网络后即判断GPRS通道合格。单个通道单元检查完成后，液晶显示通道检测结果，液晶显示为每个检测单元对应一行，根据检测流程从上到下。终端检测60 s液晶未提示“合格”时，可通过液晶查看不合格通道如图4（a）所示，并筛选出终端进行排查，全部检测合格如图4（b）所示。
4 结语
本文详细介绍了抄表终端通道检测装置的硬件原理及抄表终端软件自检流程。使用该装置对抄表终端进行出厂前的通道检测，保证抄表终端各硬件通道在现场正常运行，减少了抄表终端的现场维护费用。该通道检测装置可集成检测抄表终端的各硬件通道，检测结果准确，检测完成后抄表终端液晶实时提示检测结果。
经过厂内2 000只抄表终端调试效率对比，使用原分散式硬件通道调试方法需要10 min/台，使用本文设计的通道检测装置需要1 min/台。提高了生产调试效率，节省资源，为抄表终端的大批量供货提供了保证。
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参考文献
[1] 马利人.低压集抄系统检测装置的研制[J].电测与仪表，2010，47（8）：53?56.
[2] 王明胜.浅析电力负荷控制终端装置检测[J].科学时代，2010（12）：134?137.
[3] 广州致远电子股份有限公司.嵌入式以太网转串口模块[EB/OL].[2013 ? 02 ? 25].http：//www.zlg.cn/sitecn/Ethernet/product_126229229_159.html.
[4] 国家电网公司.集中器本地通信模块接口协议[S].北京：中国电力出版社，2013.
[5] 国家电网公司.采集终端远程通信模块接口协议[S].北京：中国电力出版社，2013.
[6] 国家电网公司.主站与采集终端通信协议[S].北京：中国电力出版社，2013.
作者简介：马亚彬（1980—），硕士。从事采集终端与电能计量产品研究、测试。
林向阳（1985—），硕士。从事嵌入式终端产品研究。
钱波（1984—），硕士。从事嵌入式终端产品研究。
朱云（1986—）。从事嵌入式终端产品研究及技术支持工作。
周佰春（1987—）。从事嵌入式终端产品研究及技术支持工作。