智能電表充電卡充值故障檢測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)

苗長(zhǎng)勝 龍海蓮 向景睿 羅銀康 吳勇 魯恩

摘 要 隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，智能電能表的應(yīng)用也日益普及。智能電能表具有消費(fèi)透明，繳費(fèi)靈活，信息交互方便等特點(diǎn)，為電力客戶(hù)提供了更可靠、更優(yōu)質(zhì)、更智能的用電服務(wù)。目前，四川省電力公司正在運(yùn)行的本地費(fèi)控智能電能表達(dá)1856萬(wàn)只。在智能電表的使用過(guò)程中，充值卡質(zhì)量以及充值卡與電能表的匹配程度是影響智能電能表的充值/繳費(fèi)的成功率的重要因素，以前發(fā)生充值/繳費(fèi)的時(shí)候，一般會(huì)將充值卡帶到檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)安捷倫的檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)。安捷倫的檢測(cè)裝置存在著體積龐大、價(jià)格昂貴、檢驗(yàn)操作麻煩等缺點(diǎn)，而且不能實(shí)現(xiàn)發(fā)生故障時(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及解決購(gòu)電用戶(hù)的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了智能電能表應(yīng)用水平及購(gòu)電用戶(hù)對(duì)電力服務(wù)的滿(mǎn)意度。因此，急需研發(fā)一種能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)智能電表進(jìn)行充值故障檢測(cè)和信息處理的終端裝置。

【關(guān)鍵詞】故障檢測(cè) 故障診斷

1 故障檢測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)

購(gòu)電卡的芯片會(huì)受到靜電、靜磁場(chǎng)的影響而發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)亂，本系統(tǒng)通過(guò)建設(shè)數(shù)據(jù)分析檢測(cè)平臺(tái)，能對(duì)購(gòu)電卡的抗靜電能力、靜磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，能夠直接定性、定量的判斷故障原因，梳理購(gòu)電卡與智能電表正確的交互指令集，研制一套能夠進(jìn)行卡表交互數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及分析的便攜式充值故障測(cè)試工具。通過(guò)智能平板和Web平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能電表監(jiān)測(cè)診斷、用電數(shù)據(jù)抄讀和輔助管理功能，以滿(mǎn)足智能電表抄讀和診斷分析應(yīng)用需求。

2 故障檢測(cè)系統(tǒng)的功能組成

故障檢測(cè)系統(tǒng)包含系統(tǒng)管理、標(biāo)準(zhǔn)管理、任務(wù)管理、智能電表監(jiān)測(cè)及故障診斷分析、用電信息抄讀、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、接口管理等七個(gè)部分。在功能需求實(shí)現(xiàn)上分為移動(dòng)端APP和Web平臺(tái)兩部分。其功能結(jié)構(gòu)如圖1所示：

（1）Web管理系統(tǒng)是費(fèi)控管理項(xiàng)目的集中管理平臺(tái)，基于J2EE架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和共享應(yīng)用。包含系統(tǒng)管理模塊、標(biāo)準(zhǔn)管理模塊、任務(wù)管理模塊、通信接口管理模塊、通信規(guī)約管理模塊和業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊。Web管理系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖2所示。

（2）移動(dòng)端APP包括系統(tǒng)管理模塊、任務(wù)管理模塊和控制交互模塊。系統(tǒng)管理模塊主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳/下載、系統(tǒng)更新管理、用戶(hù)登錄/登出等三個(gè)功能；任務(wù)管理模塊通過(guò)數(shù)據(jù)接口從Web管理系統(tǒng)中下載監(jiān)測(cè)、抄讀等任務(wù)信息，支持任務(wù)信息的現(xiàn)場(chǎng)查看、增加和編輯管理；控制交互模塊實(shí)現(xiàn)手持終端與智能電表間的應(yīng)用交互，并通過(guò)交互終端提供相應(yīng)接口獲取智能電表檢測(cè)和抄讀信息后，進(jìn)行存儲(chǔ)、分析管理。

3 故障診斷APP業(yè)務(wù)流程

智能電表檢測(cè)及故障診斷APP業(yè)務(wù)流程如圖3所示。

4 故障診斷分析流程

Web管理系統(tǒng)長(zhǎng)期存儲(chǔ)移動(dòng)APP上傳的屢次智能電表檢測(cè)信息，具有智能電表診斷分析權(quán)限的用戶(hù)可以隨時(shí)進(jìn)行智能電表的診斷分析，查詢(xún)智能電表歷次發(fā)生各種故障類(lèi)型的故障詳細(xì)信息，支持拼圖展現(xiàn)各種故障類(lèi)型分布情況查詢(xún)。具體診斷流程如圖4所示。

5 接口管理

接口管理包含移動(dòng)端APP與智能平板間的控制交互接口、移動(dòng)端APP與Web管理系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互接口兩部分，其交互示意如圖5所示。

控制交互接口是通過(guò)移動(dòng)端APP，調(diào)用智能平板提供的驅(qū)動(dòng)接口，實(shí)現(xiàn)和電表的通訊、控制和數(shù)據(jù)讀取。

移動(dòng)端APP與Web管理系統(tǒng)通訊接口實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的交互和共享，其功能主要包含：新版本檢測(cè)和更新；組織管理、崗位管理、角色管理、人員管理、權(quán)限信息、登錄信息下載；電表分類(lèi)、供應(yīng)商目錄、資產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)（組織機(jī)構(gòu)）、故障類(lèi)別標(biāo)準(zhǔn)、故障標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫(kù)下載；用戶(hù)所在單位管轄范圍（管理單位）電表信息下載；登錄用戶(hù)關(guān)聯(lián)的檢測(cè)、抄讀任務(wù)下載；用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)新增檢測(cè)、抄讀任務(wù)上傳；檢測(cè)、抄讀數(shù)據(jù)上傳。

6 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)創(chuàng)新提出費(fèi)控故障數(shù)據(jù)分析專(zhuān)家?guī)焖悸罚槍?duì)安全芯片（含購(gòu)電卡）網(wǎng)省級(jí)密鑰數(shù)據(jù)更新、購(gòu)電卡寫(xiě)入數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)交互時(shí)序等問(wèn)題進(jìn)行分析及故障定位，能對(duì)購(gòu)電卡的抗靜電能力、靜磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，能夠直接定性、定量的判斷故障原因，并為指導(dǎo)售電系統(tǒng)、終端平臺(tái)、電表程序、二次發(fā)行管理的研發(fā)、改造及升級(jí)提供技術(shù)基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張雄偉，曹鐵勇.DSP芯片的原理與開(kāi)發(fā)應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2]（美）Rick Rogers（美）Blake Meike （美）Zigurd Mednieks等著，李耀亮譯[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[3]趙曙光.可編程邏輯器件原理、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[M].西安：電子科技大學(xué)出版社，2000.

作者單位

1.國(guó)網(wǎng)四川省電力公司計(jì)量中心 四川省成都市 610072

2.北京智芯微電子科技有限公司 北京市 100000