一種可現(xiàn)場作業(yè)的帶液晶通斷時間面積熱計量系統(tǒng)調(diào)試設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可現(xiàn)場作業(yè)的帶液晶通斷時間面積熱計量系統(tǒng)調(diào)試設(shè)備，殼體上安裝有液晶屏和操作按鍵，液晶屏和操作按鍵與殼體內(nèi)的電路模塊連接；所述電路模塊包括核心的單片機，單片機上連接有電源電路、穩(wěn)壓電路、485通訊電路、USB轉(zhuǎn)串口電路、編程接口電路、存儲器電路、ESAM模塊電路、時鐘芯片模塊電路、BUS接口電路、BUS通訊接口、RS-232電路、按鍵電路、繼電器電路，其中RS-232電路與顯示屏接口電路、BUS接口電路連接，顯示屏接口電路連接液晶屏，穩(wěn)壓電路連接液晶屏、BUS接口電路，按鍵電路連接操作按鍵。本實用新型的調(diào)試設(shè)備基于通用的工業(yè)協(xié)議實現(xiàn)，改善了表具的通用性，將表具數(shù)據(jù)經(jīng)MBUS總線傳輸給上位機的中央管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、計算、調(diào)試集于一體，顯著改進了調(diào)試效率，拓展了調(diào)試設(shè)備的適用范圍。
【專利說明】一種可現(xiàn)場作業(yè)的帶液晶通斷時間面積熱計量系統(tǒng)調(diào)試設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種調(diào)試設(shè)備，尤其涉及帶液晶的通斷時間面積熱計量系統(tǒng)調(diào)試設(shè)備，屬于工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]熱計量系統(tǒng)調(diào)試設(shè)備是適用于通斷時間面積法、流溫法等系統(tǒng)的調(diào)試設(shè)備，在工業(yè)上是一種常見設(shè)備，目前市場上多家均有生產(chǎn)。在電路設(shè)計之初，各家廠商自行設(shè)計電路通訊協(xié)議實現(xiàn)的電路模塊與IC卡的交互，這種情況使得由于通訊協(xié)議的差異導(dǎo)致市場上的諸多表具無法統(tǒng)一的將表具內(nèi)的數(shù)據(jù)信息向外部機器傳送，從而無法實現(xiàn)智能、統(tǒng)一、數(shù)字化表具數(shù)據(jù)統(tǒng)計，降低了表具的協(xié)同效率，很多情況下只能通過工作人員現(xiàn)場抄表，常見的方式是抄表員采用筆記本電腦現(xiàn)場操作，實際工作中攜帶不方便且操作問題繁雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型公開了一種可現(xiàn)場作業(yè)的帶液晶通斷時間面積熱計量系統(tǒng)調(diào)試設(shè)備，通過對結(jié)構(gòu)進行改進實現(xiàn)了通過液晶顯示便于快捷準確顯示表內(nèi)數(shù)據(jù)，同時表內(nèi)各電路模塊的數(shù)據(jù)通訊基于MBUS通用的工業(yè)協(xié)議實現(xiàn)，能夠?qū)⒈砭邇?nèi)存儲的數(shù)據(jù)經(jīng)由集中器的MBus總線傳輸給上位機的中央管理系統(tǒng)，有效改善了表具的通用性，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、計算、調(diào)試集于一體，顯著改進了調(diào)試效率，同時拓展了調(diào)試設(shè)備的適用范圍。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種可現(xiàn)場作業(yè)的帶液晶通斷時間面積熱計量系統(tǒng)調(diào)試設(shè)備，殼體上安裝有液晶屏和操作按鍵，液晶屏和操作按鍵與殼體內(nèi)的電路模塊連接；所述電路模塊包括核心的單片機，單片機上連接有電源電路、穩(wěn)壓電路、485通訊電路、USB轉(zhuǎn)串口電路、編程接口電路、存儲器電路、ESAM模塊電路、時鐘芯片模塊電路、BUS接口電路、BUS通訊接口、RS_232電路、按鍵電路、繼電器電路，其中RS-232電路與顯示屏接口電路、BUS接口電路連接，顯示屏接口電路連接液晶屏，穩(wěn)壓電路連接液晶屏、BUS接口電路，按鍵電路連接操作按鍵。
[0006]在上述結(jié)構(gòu)中，通過BUS接口電路將表具連接入M-BUS集中器從而能夠使得設(shè)備接入MBUS總線，傳輸給上位機系統(tǒng)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，MBUS總線是工業(yè)控制領(lǐng)域多年來已經(jīng)發(fā)展成熟并通用的總線協(xié)議，具有廣泛的適用性和良好的傳輸性能；同時，通過外置的液晶屏，能夠準確、直觀的顯示表內(nèi)數(shù)據(jù)，便于在必要情況下現(xiàn)場維修、調(diào)試等應(yīng)用。
[0007]在本實用新型中，所述的電源電路用來為設(shè)備的各個模塊提供穩(wěn)定的電力輸出，其規(guī)格為工業(yè)上標準的24V直流輸出，本實用新型的電源電路在接入端采用三相結(jié)構(gòu)，以防止靜電；在電路中安裝有保險管和壓敏電阻，從而防止大電流、高電壓突變等對電路造成損害，在輸出端采用二極管作隔離，并安裝有電感、電容以保持輸出電壓的穩(wěn)定。
[0008]在本實用新型中，穩(wěn)壓電路主要是為液晶面板等組件提供內(nèi)部供電，以保證其電壓的穩(wěn)定性。
[0009]在本實用新型中，485通訊電路為常見工業(yè)規(guī)格電路，采用MAX485接口芯片，該芯片是Maxim公司的一種RS-485芯片，用于RS-485與RS-422通信，實現(xiàn)將單片機TTL轉(zhuǎn)為485串口，也就是做485總線通信，達到外部機器與主芯片電路通訊控制的目的。
[0010]在本實用新型中，單片機采用STM32F105，廣泛支持多種外圍硬件設(shè)備。
[0011]在本實用新型中，USB轉(zhuǎn)串口電路采用CP2102芯片，能夠?qū)SB 口模擬成COM 口，從而提供串口通信功能。
[0012]在本實用新型中，編程接口電路為JTAG接口，JTAG為工業(yè)領(lǐng)域通用的在線編程接口，能夠?qū)﹄娐犯鹘M件節(jié)點進行廣泛調(diào)試。
[0013]在本實用新型中，存儲器電路為可擦寫的串行存儲器，能夠存儲數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行更新，優(yōu)選采用24C256芯片，此種存儲芯片為具有I2C接口的512x64存貯器，具有較大的數(shù)據(jù)容量(256Kbit)。
[0014]在本實用新型中，ESAM電路為嵌入式安全控制模塊，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的安全存儲、加解密、身份識別與認證，有效保證了表內(nèi)數(shù)據(jù)的安全性，防止其被篡改，已有的ESAM模塊均可用于本實用新型，例如北京圓志科信、思創(chuàng)博林、深圳展力科技等均有此類模塊銷售。
[0015]在本實用新型中，時鐘芯片模塊電路為單片機產(chǎn)生時鐘信號，為了保證時鐘信號的準確性，在電路中設(shè)有備用電池以保證供電穩(wěn)定。
[0016]在本實用新型中，BUS接口電路用于連接M-BUS集中器，此類接口是工業(yè)領(lǐng)域成熟并且廣泛應(yīng)用的。
[0017]在本實用新型中，BUS通訊接口用于基于MBUS協(xié)議實現(xiàn)跟下位機進行通訊。
[0018]在本實用新型中，RS-232電路采用一路或多路MAX3232芯片，用于通過顯示屏接口電路連接液晶屏或者與M-BUS等進行通訊。
[0019]在本實用新型中，按鍵電路用于相應(yīng)外部的按鍵操作，從而執(zhí)行相應(yīng)的功能。
[0020]在本實用新型中，繼電器電路用于控制內(nèi)部組件的電路通斷，例如可以用于控制GPRS和M-BUS的電源供應(yīng)。
[0021 ] 進一步的，所述單片機上還連接有存儲接口，所述存儲接口包括SD卡接口電路、USB接口電路。
[0022]通過上述接口，可以實現(xiàn)SD卡、U盤等常見存儲設(shè)備的插入讀取和數(shù)據(jù)存儲等功倉泛。
[0023]進一步的，所述單片機上還連接有通訊模塊，所述通訊模塊包括GPRS電路、與GPRS電路連接的SM卡電路，GPRS電路還連接到穩(wěn)壓電路。
[0024]通過上述方式，可以利用無線移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將表內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠?，從而更便捷的實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸。
[0025]為了便于檢修人員得知通訊模塊的工作狀態(tài)，所述GPRS電路還連接有LED電路，通過LED燈的顏色、閃爍等指示GPRS的工作狀態(tài)。
[0026]通過上述改進，本實用新型的調(diào)試設(shè)備具有良好的數(shù)據(jù)采集計算和對外傳輸功能、便于現(xiàn)場操作，使用該調(diào)試設(shè)備具有良好的安全性和使用壽命，適用于通斷時間面積法、流溫法等系統(tǒng)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型的調(diào)試設(shè)備電路結(jié)構(gòu)連接示意圖；
[0028]圖2a_2u依次為本實用新型設(shè)備中所用的電源電路、穩(wěn)壓電路、485通訊電路、單片機、USB轉(zhuǎn)串口電路、編程接口電路、存儲器電路、SD卡接口電路、ESAM模塊電路、時鐘芯片模塊電路、BUS接口電路、BUS通訊接口、USB接口電路、RS-232電路、按鍵電路、SM卡電路、GPRS電路、LED電路、電源指示燈電路、繼電器電路、顯示屏接口電路。
【具體實施方式】
[0029]在附圖和下述具體實施中， 申請人:提供了本實用新型調(diào)試設(shè)備的優(yōu)選實現(xiàn)結(jié)構(gòu)和所用電路元件，本實用新型并不受下述所限，其保護范圍涵蓋于權(quán)利要求及其等同變換。
[0030]參考附圖1，本實用新型的調(diào)試設(shè)備，中心部件為單片機，在單片機上連接有電源電路、穩(wěn)壓電路、485通訊電路、USB轉(zhuǎn)串口電路、編程接口電路、存儲器電路、ESAM模塊電路、時鐘芯片模塊電路、BUS接口電路、BUS通訊接口、RS-232電路、按鍵電路、繼電器電路、SD卡接口電路、USB接口電路、SM卡電路和GPRS電路，其中RS-232電路與顯示屏接口電路、BUS接口電路連接，顯示屏接口電路連接液晶屏，按鍵電路連接操作按鍵，GPRS電路連接有LED電路、穩(wěn)壓電路連接到液晶屏、GPRS電路、BUS接口電路和外部的集中器為其提供穩(wěn)定電壓。
[0031]參考附圖2a，為本實用新型所用的電源電路，電源接口端采用三相(J03-C0N3)防止靜電，電路中安裝有保險管(熔斷型FUSE1)、壓敏電阻(NTC，型號為10D-9)保護電路防止大電流、電壓突變對電路造成傷害，通過ACDC電源模塊使電源模塊輸出規(guī)格為DC-24V，電源模塊輸出端(J02-C0N2)用二極管(D6，型號IN4007)做隔離，并且接有電感L2、電容CDl以保證電壓輸出的穩(wěn)定。
[0032]參考圖2b，穩(wěn)壓電路為三路，分別為液晶屏，GPRS，BUS，集中器等內(nèi)部供電，其中LM2576穩(wěn)壓芯片與低壓差穩(wěn)壓器SPX29302實現(xiàn)4V的輸出電壓經(jīng)過濾波處理后，可滿足GPRS模塊的供電要求；一路采用LM2576芯片為液晶屏輸出24V電壓，另一路采用LM2576輸出12V電壓給BUS。
[0033]參考圖2c，為485通訊電路，采用MAX485芯片提供RS485通訊功能，接口處可以提供DC-12V電壓。
[0034]參考圖2d，為本發(fā)明所用的單片機STM32F105，該單片機由意法半導(dǎo)體推出，接口豐富，速度快，可穩(wěn)定滿足各種工業(yè)需求。
[0035]參考圖2e，為USB轉(zhuǎn)串口電路，將集中器的USB 口虛擬成COM 口，此處所用的是CP2102芯片，CP2102集成度高，內(nèi)置USB2.0全速功能控制器、USB收發(fā)器、晶體振蕩器、EEPROM及異步串行數(shù)據(jù)總線(UART)，支持調(diào)制解調(diào)器全功能信號，無需任何外部的USB器件即可將USB 口虛擬成COM 口以達到擴展的目的。
[0036]參考圖2f，為編程接口電路，采用JTAG用于為單片機輸入指令進行編程，此電路與單片機等均由單片機生產(chǎn)商在產(chǎn)品手冊上提供。
[0037]參考圖2g，為存儲器電路，采用24C256作為存儲芯片。
[0038]參考圖2h，為SD卡接口電路，由單片機直接控制，提供SD卡、TF卡等讀取寫入功倉泛。[0039]參考圖2i，為ESAM模塊電路，采用ESAM芯片U2提供數(shù)據(jù)的安全存儲，數(shù)據(jù)的加解密，終端身份的識別與認證等功能。
[0040]參考圖2j，為時鐘芯片模塊電路，采用PCF8563來做時鐘應(yīng)用，并給PCF8563提供備用電池BTl以保證穩(wěn)定供電。
[0041]參考圖2k，為BUS接口電路，用于連接到M-BUS集中器。
[0042]參考圖21,為BUS通訊接口，用于跟下位機進行通訊。
[0043]參考圖2m，為USB接口電路，通過三極管Ql I (型號8050)控制5V輸入，控制USB開關(guān)，并通過輸出5V電壓提供USB端口(USB-C0N8)插入的USB存儲設(shè)備工作。
[0044]參考圖2n，RS-232電路，包括兩路，分別采用MAX3232芯片，用于跟M-BUS (左)和顯示屏(右)通訊。
[0045]參考圖20，為按鍵電路，分為多路，分別相應(yīng)不同的電路按鍵功能，圖示了響應(yīng)復(fù)位按鍵的S5按鍵電路和啟動按鍵的S2按鍵電路。
[0046]參考圖2p，為SM卡電路，為通訊領(lǐng)域通用電路，采用GSM卡座規(guī)范，用于支持SM卡;
[0047]參考圖2q， 為GPRS電路，執(zhí)行GPRS數(shù)據(jù)收發(fā)功能，圖示采用的是上海移為(Quectel)工業(yè)級的GPRS模塊M50，是一種單芯片解決方案，提供四頻GSM/GPRS通訊功能，低功耗，功能豐富，具有良好的售后和服務(wù)支持。
2r，為LED電路，由GPRS電路控制，指示GPRS的工作狀態(tài)。
2s,為電源指示燈電路，WD接單片機檢測電源指示上電狀態(tài)。
2t，為繼電器電路，用于控制GPRS和M-BUS的電源。
2u，為顯示屏接口電路，用來連接液晶屏的針腳。
[0048]參考圖[0049]參考圖[0050]參考圖[0051]參考圖
【權(quán)利要求】
1.一種可現(xiàn)場作業(yè)的帶液晶通斷時間面積熱計量系統(tǒng)調(diào)試設(shè)備，其特征在于殼體上安 裝有液晶屏和操作按鍵，液晶屏和操作按鍵與殼體內(nèi)的電路模塊連接；所述電路模塊包括 核心的單片機，單片機上連接有電源電路、穩(wěn)壓電路、485通訊電路、USB轉(zhuǎn)串口電路、編程 接口電路、存儲器電路、ESAM模塊電路、時鐘芯片模塊電路、BUS接口電路、BUS通訊接口、 RS-232電路、按鍵電路、繼電器電路，其中RS-232電路與顯示屏接口電路、BUS接口電路連 接，顯示屏接口電路連接液晶屏，穩(wěn)壓電路連接液晶屏、BUS接口電路，按鍵電路連接操作按 鍵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)試設(shè)備，其特征在于所述單片機上還連接有存儲接口，所 述存儲接口包括SD卡接口電路、USB接口電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)試設(shè)備，其特征在于所述單片機上還連接有通訊模塊，所 述通訊模塊包括GPRS電路、與GPRS電路連接的SM卡電路，GPRS電路還連接到穩(wěn)壓電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)試設(shè)備，其特征在于所述GPRS電路還連接有LED電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)試設(shè)備，其特征在于所述電源電路采用三相結(jié)構(gòu)，電路中 設(shè)有保險管和壓敏電阻，輸出端設(shè)有二極管、電感、電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)試設(shè)備，其特征在于所用單片機為STM32F105。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)試設(shè)備，其特征在于所用USB轉(zhuǎn)串口電路采用CP2102芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)試設(shè)備，其特征在于所用存儲器電路采用24C256芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)試設(shè)備，其特征在于所用時鐘芯片模塊電路中設(shè)有備用電池。
【文檔編號】G01K19/00GK203405294SQ201320467816
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】王文進 申請人:北京京源水儀器儀表有限公司