专利名称：电能表检验自动插卡装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种自动插卡装置及方法。
背景技术：
目前，普通校表装置对智能电能表进行电能表参数预置、清零及本地密钥下装等 功能均采用人工操作方式，插卡、拔卡、换卡均需要人工操作，劳动强度大，费时费力，效率 较低，且人工操作失误的可能性较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进， 提供一种电能表检验自动插卡装置及方法，以达到自动换卡的目的。为此，本发明采取以下 技术方案。电能表检验自动插卡装置，其特征在于包括用于控制换卡的主控计算机、根据主 控计算机命令自动换卡的主控模块及可插入被检电能表卡槽的模拟卡；所述的主控模块包 括单片机、与单片机I/O 口连接的切换单元、复数个与切换单元连接的插卡槽及对应各插 卡槽的功能卡；主控模块通过数据线与模拟卡通讯连接；所述的主控计算机设有用于读取 被检电能表信息的读卡模块、用于根据读卡信息判断模拟卡接触信息的模拟卡接触判断模 块、用于控制单片机换卡的自动换卡控制模块。主控计算机快速检查模拟卡与电能表接触 是否良好、自动换卡，确保电能表插卡的可靠性，电能表能正常进行校表的全自动插卡，提 高工作效率，减少操作失误。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征 所述的切换单元包括复数个与插卡槽数量对应的继电器组，一插卡槽连接一继电器
组，模拟卡通过数据线和继电器组与插卡槽连接。一继电器组包括三个继电器，一继电器组连接一指示灯。所述的主控模块设有四个插卡槽，四个插卡槽分别为参数设置卡槽、密钥下装卡 槽、密钥恢复卡槽及备用卡槽；对应的功能卡包括参数设置卡、用于将电能表的密钥从公钥 状态更新到私有密钥状态或对私有密钥更新的密钥下装卡及用于将电能表的密钥从私有 密钥状态恢复到公开密钥状态密钥恢复卡。备用卡槽主要用于如果电能表还有需要其他功 能的卡进行操作的情况下，进行插入其他功能的卡。所述的控制计算机通过串行接口通讯连接复数个主控模块；所述的单片机I/O 口 连接一地址选择开关以读取开关地址。所述的串行接口包括RS485接口、RS232接口及两接口之间转换模块。电能表检验自动插卡装置还包括与控制计算机通讯连接的机械手，所述的控制计 算机设有用于控制机械手插拔模拟卡的机械手控制模块。电能表检验自动插卡方法，其特征在于它包括以下步骤。1)准备步骤，将复数个功能卡插入对应的功能槽中。
2)插模拟卡步骤，由主控计算机控制机械手把模拟卡插入电能表插卡槽中。3)功能卡接通步骤，单片机接收到主控计算机的功能卡接通命令后接通对应功能 卡的切换单元，并断开其它功能卡的切换单元，此时，该功能卡与模拟卡连接，模拟卡模仿 功能卡的功能。4)功能卡切换步骤，主控计算机发切换命令给单片机，单片机断开接通的切换单 元，并接通下一切换单元，使下一功能卡与模拟卡连接，模拟卡模仿接通的功能卡功能。5)结束步骤，电能表全部读/写操作完成后，由主控计算机发命令控制单片机，使 接通的切换单元全部断开，然后主控计算机控制机械手从电能表插槽中拔出模拟卡，至此 对一块电能表操作完成，回至步骤2对下一块电能表进行操作。在功能卡切换步骤中，由主控计算机监控所换功能卡的编号，快速识别功能卡类 型，排除换卡失误；当主控计算机从电能表返回的数据中获取情报表明模拟卡与电能表接 触不良时，主控计算机重新给机械手发送执行拔插模拟卡的命令。切换单元包括四组继电器和四指示灯，一继电器组包含三个继电器，每组继电器 都分别由单片机的Pl 口 Pl. 1、Pl. 2、Pl. 3、Pl. 4置位来控制对应继电器的吸合或断开；一 主控计算机连接复数个主控模块，单片机的PO 口与地址选择开关相连，单片机从地址选择 开关读取地址，上电后，单片机等待接收命令，当读到数据后，先判断命令帧中的地址是否 与当前主控模块的地址匹配，若不匹配，则返回空闲状态；若匹配，则读取其中的数据部分， 根据相关规约执行对应的继电器断开、吸合动作。有益效果本发明不需要人工手动插卡、拔卡、换卡，电能表检验自动插卡装置实 现全自动操作。减少人力，提高工作效率、可靠性，且由于校表期间人工接触电能表减少，提 高了工作人员人身安全。
图1是本发明结构原理图。图2是本发明单片机接口电路示意图。
具体实施例方式以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。如图1所示，本发明包括用于控制换卡的主控计算机、根据主控计算机命令自动 换卡的主控模块及可插入被检电能表卡槽的模拟卡，与控制计算机通讯连接的机械手；所 述的主控模块包括单片机、与单片机I/O 口连接的四组继电器、四个与继电器组连接的插 卡槽及对应各插卡槽的功能卡；主控模块通过通过9P数据线与外部模拟卡模块连接。与模 拟卡通讯连接；所述的主控计算机设有用于读取被检电能表信息的读卡模块、用于根据读 卡信息判断模拟卡接触信息的模拟卡接触判断模块、用于控制单片机换卡的自动换卡控制 模块、用于控制机械手插拔模拟卡的机械手控制模块。一插卡槽连接一继电器组，模拟卡通 过数据线和继电器组与插卡槽连接。一继电器组包括三个继电器，一继电器组连接一指示 灯。四个插卡槽分别为参数设置卡槽、密钥下装卡槽、密钥恢复卡槽及备用卡槽；对应的功 能卡包括参数设置卡、用于将电能表的密钥从公钥状态更新到私有密钥状态或对私有密钥 更新的密钥下装卡及用于将电能表的密钥从私有密钥状态恢复到公开密钥状态密钥恢复卡。主控模块与控制计算机通过串行接口通讯连接；如图2所示，所述的单片机的PO 口连 接一地址选择开关以读取开关地址。串行接口包括RS485接口、RS232接口及两接口之间 转换模块，RS485接口可通过3P插座与主控计算机连接通讯，中间需有RS232转RS485模 块转接，并行I/O 口 Pl的8个口作为控制管脚与驱动三极管贴片相连，用来控制相关继电 器断开、吸合，串行口 RXD、T)(D与MAX485连接。电能表检验自动插卡方法包括以下步骤。1)准备步骤，将复数个功能卡插入对应的功能槽中。2)插模拟卡步骤，由主控计算机控制机械手把模拟卡插入电能表插卡槽中。3)功能卡接通步骤，单片机接收到主控计算机的功能卡接通命令后接通对应功能 卡的切换单元，并断开其它功能卡的继电器组，此时，该功能卡与模拟卡连接，模拟卡模仿 功能卡的功能。4)功能卡切换步骤，主控计算机发切换命令给单片机，单片机断开接通的切换单 元，并接通下一组继电器，使下一功能卡与模拟卡连接，模拟卡模仿接通的功能卡功能。5)结束步骤，电能表全部读/写操作完成后，由主控计算机发命令，控制单片机， 使接通的切换单元全部断开，然后机械手从电能表插槽中拔出模拟卡，至此对一块电能表 操作完成，回至步骤2对下一块电能表进行操作。当主控计算机从电能表返回的数据中获取情报表明模拟卡与电能表接触不良时， 主控计算机重新给机械手发送执行拔插模拟卡命令。一主控计算机连接复数个主控模块， 单片机的PO 口与地址选择开关相连，单片机从地址选择开关读取地址，上电后，单片机等 待接收命令，当读到数据后，先判断命令帧中的地址是否与当前主控模块的地址匹配，若不 匹配，则返回空闲状态；若匹配，则读取其中的数据部分，根据相关规约执行对应的继电器 断开、吸合动作。当某组继电器吸合时，其对应的指示灯点亮(最多只能有一组继电器吸 合)。某一组继电器吸合时，与此组继电器连接的插卡槽与模拟卡接通，模拟卡就模拟当前 卡槽里的卡工作，此时就可把模拟卡插入电能表插卡槽进行读、写操作了。当前读/写完成 后，再由主控计算机发送命令给单片机U1，单片机再控制继电器组断开/吸合，即是功能卡 切换操作，在此步骤中，由主控计算机监控所换功能卡的编号，快速识别功能卡类型，排除 换卡失误；每组继电器都分别由单片机的Pl 口 Pl. 1、Pl. 2、Pl. 3、Pl. 4置位来控制对应继 电器的吸合或断开。
权利要求
1.电能表检验自动插卡装置，其特征在于包括用于控制换卡的主控计算机、根据主 控计算机命令自动换卡的主控模块及可插入被检电能表卡槽的模拟卡；所述的主控模块包 括单片机、与单片机I/O 口连接的切换单元、复数个与切换单元连接的插卡槽及对应各插 卡槽的功能卡；主控模块通过数据线与模拟卡通讯连接；所述的主控计算机设有用于读取 被检电能表信息的读卡模块、用于根据读卡信息判断模拟卡接触信息的模拟卡接触判断模 块、用于控制单片机换卡的自动换卡控制模块。
2.根据权利要求1所述的电能表检验自动插卡装置，其特征在于所述的切换单元包 括复数个与插卡槽数量对应的继电器组，一插卡槽连接一继电器组，模拟卡通过数据线和 继电器组与插卡槽连接。
3.根据权利要求2所述的电能表检验自动插卡装置，其特征在于一继电器组包括三 个继电器，一继电器组连接一指示灯。
4.根据权利要求1所述的电能表检验自动插卡装置，其特征在于所述的主控模块设 有四个插卡槽，四个插卡槽分别为参数设置卡槽、密钥下装卡槽、密钥恢复卡槽及备用卡 槽；对应的功能卡包括参数设置卡、用于将电能表的密钥从公钥状态更新到私有密钥状态 或对私有密钥更新的密钥下装卡及用于将电能表的密钥从私有密钥状态恢复到公开密钥 状态密钥恢复卡。
5.根据权利要求1所述的电能表检验自动插卡装置，其特征在于所述的控制计算机 通过串行接口通讯连接复数个主控模块；所述的单片机I/O 口连接一地址选择开关以读取 开关地址。
6.根据权利要求5所述的电能表检验自动插卡装置，其特征在于所述的串行接口包 括RS485接口、RS232接口及两接口之间转换模块。
7.根据权利要求6所述的电能表检验自动插卡装置，其特征在于电能表检验自动插 卡装置还包括与控制计算机通讯连接的机械手，所述的控制计算机设有用于控制机械手插 拔模拟卡的机械手控制模块。
8.根据权利要求1所述的电能表检验自动插卡方法，其特征在于它包括以下步骤1)准备步骤，将复数个功能卡插入对应的功能槽中；2)插模拟卡步骤，由主控计算机控制机械手把模拟卡插入电能表插卡槽中；3)功能卡接通步骤，单片机接收到主控计算机的功能卡接通命令后接通对应功能卡的 切换单元，并断开其它功能卡的切换单元，此时，该功能卡与模拟卡连接，模拟卡模仿功能 卡的功能；4)功能卡切换步骤，主控计算机发切换命令给单片机，单片机断开接通的切换单元，并 接通下一切换单元，使下一功能卡与模拟卡连接，模拟卡模仿接通的功能卡功能；5)结束步骤，电能表全部读/写操作完成后，由主控计算机发命令控制单片机，使接通 的切换单元全部断开，然后主控计算机控制机械手从电能表插槽中拔出模拟卡，至此对一 块电能表操作完成，回至步骤2对下一块电能表进行操作。
9.根据权利要求8所述的电能表检验自动插卡方法，其特征在于在功能卡切换步骤 中，由主控计算机监控所换功能卡的编号，快速识别功能卡类型，排除换卡失误；当主控计 算机从电能表返回的数据中获取情报表明模拟卡与电能表接触不良时，主控计算机重新给 机械手发送执行拔插模拟卡的命令。
10.根据权利要求9所述的电能表检验自动插卡方法，其特征在于切换单元包括四 组继电器和四指示灯，一继电器组包含三个继电器，每组继电器都分别由单片机的Pl 口 Pl. 1、P1. 2、Pl. 3、Pl. 4置位来控制对应继电器的吸合或断开；一主控计算机连接复数个主 控模块，单片机的PO 口与地址选择开关相连，单片机从地址选择开关读取地址，上电后，单 片机等待接收命令，当读到数据后，先判断命令帧中的地址是否与当前主控模块的地址匹 配，若不匹配，则返回空闲状态；若匹配，则读取其中的数据部分，根据相关规约执行对应的 继电器断开、吸合动作。
全文摘要
电能表检验自动插卡装置及方法，涉及一种自动插卡装置及方法。目前，智能电能表进行电能表参数预置、清零及本地密钥下装等功能均采用人工插卡、拔卡、换卡，劳动强度大，费时费力，效率较低，且失误的可能性较大。本发明特征在于包括主控计算机、主控模块及模拟卡；所述的主控模块包括单片机、与单片机I/0口连接的切换单元、复数个与切换单元连接的插卡槽及对应各插卡槽的功能卡；主控模块通过数据线与模拟卡通讯连接；所述的主控计算机设有读卡模块、模拟卡接触判断模块、自动换卡控制模块。本发明不需要人工手动插卡、拔卡、换卡，实现全自动操作，减少人力，提高工作效率、可靠性及工作人员人身安全。
文档编号G07F15/00GK102121980SQ201110034160
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者任苏文, 姚力, 徐永进, 李熊, 蒋云华, 谢烽 申请人:浙江省电力公司