一种多表合一采集设备多功能检测装置及方法

1.一种多表合一采集设备多功能检测装置，包括上位机(1)、串口服务器(2)、综合测试单元(3)、通信模块测试单元(4)和M-BUS电气性能测试单元(5)；其特征在于：所述上位机(1)通过串口服务器(2)与综合测试单元(3)、通信模块测试单元(4)、M-BUS电气性能测试单元(5)相连；所述综合测试单元(3)采用虚拟通信模块(8)和虚拟表的方式实现待测接口转换器(15)的测试；所述综合测试单元(3)包括虚拟通信模块(8)、M-BUS从机模块(9)、实体有线陪检表计(11)、测试头(16)、电子负载(12)、示波器(13)、带载取样单元(18)；所述M-BUS从机模块(9)一端通过M-BUS总线接待测接口转换器(15)的主M-BUS端子，另一端通过串口服务器(2)连接到上位机(1)；所述的虚拟通信模块(8)一端与待测接口转换器(15)的测试头(16)相连接，另一端通过串口服务器(2)连接到上位机(1)，所述的实体有线陪检表计(11)通过M-BUS总线与待测接口转换器(15)的主M-BUS端子相连；所述的电子负载(12)通过M-BUS总线与待测接口转换器(15)的主M-BUS端子相连，所述示波器(13)与待测接口转换器(15)的主M-BUS端子相连，用来监测主M-BUS端子的输出电压；所述带载取样单元(18)一端与虚拟通信模块(8)相连，另一端与示波器(13)相连；带载取样单元(18)接虚拟通信模块(8)的直流电源引脚，带载取样单元(18)采集其电源引脚的电压波形，通过示波器(13)分析其纹波大小，由上位机(1)判断待测接口转换器(15)提供的模块电源的纹波是否满足要求；上位机(1)经串口服务器(2)通过虚拟通信模块(8)对待测接口转换器(15)进行初始化，并设置抄表参数和抄表任务；待测接口转换器(15)通过M-BUS从机模块(9)抄读上位机(1)上虚拟表计的实时数据和冻结数据；所述待测接口转换器(15)还通过M-BUS总线抄读实体有线陪检表计(11)的表码数据；所述待测接口转换器(15)通过虚拟通信模块(8)将所抄读的虚拟表计的实时数据和冻结数据、实体有线陪检表计(11)的表码数据上传至上位机(1)，由上位机(1)根据抄读结果是否正确测试待测接口转换器(15)的功能即测试待测接口转换器(15)的数据采集、数据处理、参数设置和查询、数据传输、终端维护功能；所述通信模块测试单元(4)检测待测无线通信模块的待机、接收及发送状态的功耗，设置抄读频度、报文长短，评测待测无线通信模块的功耗水平及唤醒机制；所述M-BUS电气性能测试单元(5)检测被测表计的M-BUS的端子电压和接收电流；所述综合测试单元(3)还包括实体无线陪检表计(19)，在待测转换器的实模块仓(17)中放入标准无线通信模块，所述实体无线陪检表计(19)通过微功率无线通信与待测接口转换器(15)的实模块仓(17)相连接，上位机(1)通过虚拟通信模块(8)下发实时召测命令，召测实体无线陪检表计(19)的实时表码数据，实体无线陪检表计(19)通过无线通讯将需要召测的表码反馈给待测接口转换器(15)，待测接口转换器(15)通过虚拟通信模块(8)将召测的数据反馈给上位机(1)，测试待测接口转换器的互换性；所述综合测试单元(3)还包括单相源(6)、功耗仪(7)；所述单相源(6)通过导线与功耗仪(7)的输入端即电压端子相连接，所述功耗仪(7)的输出端通过电流互感器与待测接口转换器(15)的供电回路相连接，待测接口转换器(15)上电正常工作后，功耗仪(7)通过电流传感器采集待测接口转换器(15)的回路电流，并通过导线采集单相源(6)的电压，所述功耗仪(7)利用采集到的电压电流计算待测接口转换器(15)在非通讯状态下消耗的视在功率和有功功率，并将计算结果通过RS232串口上传至上位机(1)；所述综合测试单元(3)还包括误差测量单元(10)、标准时钟(14)；所述误差测量单元(10)经信号线读取待测接口转换器(15)的时钟，与标准时钟(14)的时间进行比对，并将计时误差经串口服务器(2)传至上位机(1)；所述上位机(1)通过串口服务器(2)为待测接口转换器(15)对时；待测接口转换器(15)对时上电24h后，误差测量单元(10)测量待测接口转换器(15)的秒脉冲输出，连续测量3次，每次测量时间为2min，取其算术平均值，与标准时钟(14)进行比较，将得出的日计时误差传送至上位机(1)；所述通信模块测试单元(4)包括标准测试母版(29)，在标准测试母版(29)上设置多个待测模块位，将待测模块对应放置在待测模块位中，其中一个待测模块为上行通信模块(20)，其余待测模块位下行通信模块(21)；所述上行通信模块(20)通过串口服务器与上位机进行通信，多个下行通信模块(21)通过微功率无线分别抄读对应的实体无线陪检表计(19)；上位机(1)经串口服务器(2)通过待测的上行通信模块(20)对标准测试母版(29)设置抄表参数和抄表任务，待测的多个下行通信模块(21)根据抄表参数和任务抄读实体无线陪检表计(19)的实时数据和冻结数据，所述实时数据和冻结数据通过待测的上行通信模块(20)主动上报给上位机(1)，实时数据由上位机(1)召测反馈给上位机(1)，完成待测模块的互换性测试；所述通信模块测试单元(4)还包括电压取样单元(22)、电流取样单元(23)、时间取样单元(24)、功耗计算单元(25)；上位机(1)经串口服务器(2)向待测的上行通信模块(20)发送报文帧，同时，电压取样单元(22)、电流取样单元(23)、时间取样单元(24)同时采集待测的上行通信模块(20)和/或下行通信模块(21)的引脚电压、电流和时间数据，由功耗计算单元(25)计算出待测上行通信模块(20)和/或下行通信模块(21)的动态功耗，并将计算结果反馈给上位机(1)；在待测的上行通信模块(20)和/或下行通信模块(21)只上电不通信的状态下，电压取样单元(22)、电流取样单元(23)、时间取样单元(24)同时采集待测的上行通信模块(20)和/或下行通信模块(21)的引脚电压、电流和时间数据，由功耗计算单元(25)计算出待测上行通信模块(20)和/或下行通信模块(21)的，并将计算结果反馈给上位机(1)。 2.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述串口服务器(2)支持16路以上串口接入。 3.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述综合测试单元实现通信待测接口转换器(15)的功能测试，包括数据采集、数据传输、参数设置和查询、本地功能和终端维护。 4.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：其中，所设置的抄表参数包括表地址、波特率、端口号信息。 5.根据权利要求1或4所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所抄读的上位机(1)上虚拟表计的冻结数据包括累计的水气热表示值、水气热表状态字、累计流量、冻结表码。 6.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述单相源(6)还能够为整个多表合一采集设备多功能检测装置提供所需电源。 7.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：调节电子负载(12)的大小，使得负载电路电流为256mA，通过示波器(13)监测主M-BUS接口在发送报文、接收报文和空闲时电压范围是否满足要求。 8.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：在所述待测接口转换器(15)的12V直流电压输出端口接入12Ω纯阻性负载(28)，并由所述的示波器(13)监测其电压范围是否满足要求，测试被测接口转换器12V直流输出的带载能力。 9.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：设置在标准测试母版(29)中的待测模块共4个，其中1个为上行通信模块(20)，其余3个为下行通信模块(21)。 10.根据权利要求1所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述M-BUS电气性能测试单元(5)包括标准接口转换器(26)、示波器(13)；所述标准接口转换器(26)与被测表计(27)通过M-BUS连接，所述的被测表计(27)的M-BUS端子与示波器(13)通过测试线相连，所述的被测表计(27)的测试回路通过电流钳与示波器(13)连接，所述的示波器(13)用来监测被测表计M-BUS端子电压与接收电流的大小，当标准接口转换器(26)与被测表计(27)进行通讯时，用示波器(13)检测被测表计(27)的M-BUS的接收电流，判断其是否符合要求。 11.根据权利要求10所述的多表合一采集设备多功能检测装置，其特征在于：所述被测表计(27)为电、水、气或热表计。 12.一种基于权利要求1-11中任一项权利要求所述的多功能检测装置的多表合一采集设备多功能检测方法，其特征在于，所述多功能检测方法包括以下步骤：步骤一：将被测品放入多功能检测装置中，完成接线；步骤二：多功能检测装置上电，上位机配置好待测接口转换器、实体有线陪检表计、实体无线陪检表计以及虚拟表计的通信地址、波特率、端口号通信参数；步骤三：上位机依次启动待测接口转换器的功能测试、互换性测试、带载能力测试、输出电源纹波测试、日计时误差测量；步骤四：是否进行通信模块测试，否的话到步骤七，是的话进入步骤五；步骤五：启动通信模块测试单元测试，再次配置实体无线陪检表计地址、波特率通信参数；步骤六：上位机依次启动模块待测模块的互换性测试、功耗测试；步骤七：输出测试结果；步骤八：测试结束。 13.根据权利要求12所述的多表合一采集设备多功能检测方法，其特征在于：在步骤一中，所述被测品包括待测接口转换器、待测模块、待测表计，其中所述待测模块包括上行通信模块和下行通信模块。 14.根据权利要求13所述的多表合一采集设备多功能检测方法，其特征在于：在步骤一中，所述综合测试单元测试表位放入待测接口转换器，并将标准通信模块依次放入待测接口转换器实模块仓，连接好电源和M-BUS、RS485通信端子，放入无线实体陪检表计，其中，无线实体表计为无线水表或无线气表或无线热表，用于待测接口转换器的下行微功率无线通信方式测试；将有线实体陪检表计与待测接口转换器的主M-BUS连接好；所述的通信模块测试单元中，将待检模块放入标准测试母板中，待测模块中的上行通信模块通过串口服务器与上位机进行通信，其余待测模块中的下行通信模块通过微功率无线与对应的无线实体陪检表计通信；待测表计通过标准接口转换器、串口服务器连接至上位机。