技术领域
[0001] 本实用新型属于用电应用技术领域，尤其涉及一种便携式费控卡表交互现场监测终端设备。
背景技术
[0002] 本地模式费控智能
电能表作为智能
电网重要组成部分，在解决电费回收难、通信网络不发达地区的缴费充值问题上起着重要作用。然而，本地费控模式在实际运行中，密钥安全规范及数据交互标准、数据交互的控制由
电能表自身程序执行，开户及售电数据则由售电
软件或终端厂商设计开发，数据文件的建立及密钥数据的更新由芯片厂商各省电
力公司负责，各方对数据交互的细节理解及检验手段各不相同，容易造成本地费控卡表在整个生命周期管理内出现信息交互故障。目前电力公司对用户电能表及购电卡的安装前数据交互测试，仅停留在实验室外观检测及发卡设备发行后的自我检测，当现场安装的费控卡表出现交互故障时，目前只能采用整体更换的方式解决故障，无法通过技术手段检测并分析出故障的根本原因，从而采取更为经济合理的方式解决故障。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种便携式费控卡表交互现场监测终端设备，解决当前现场安装的费控卡表出现原因不明的交互故障时，无法通过技术手段检测分析故障原因的问题。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供了一种便携式费控卡表交互现场监测终端设备，包括：
[0005]
数据采集模
块，其用于接收和发送射频
信号；
[0006]
信号处理模块，其包括：依次连接的功率
放大器、低通
滤波器、
混频器、A/D转换模块、FPGA处理器及ARM处理器，所述
功率放大器与所述数据采集模块连接，所述FPGA处理器用于控制所述A/D转换模块完成高速数据采集和输出及调制/解调，编码/解码，所述ARM处理器用于传递数据和协议栈解析；
[0007] 嵌入式PC，其与所述ARM处理器连接；以及
[0008] 电源模块，其分别与所述FPGA处理器、ARM处理器和嵌入式PC连接。
[0009] 进一步的，所述嵌入式PC还包括DMA
控制器，所述DMA控制器分别与所述ARM处理器和嵌入式PC连接，所述DMA控制器用于所述信号处理模块与嵌入式PC之间的数据转移和数据存储。
[0010] 进一步的，所述信号处理模块还包括时钟模块，所述时钟模块分别与所述FPGA处理器和ARM处理器连接。
[0011] 进一步的，还包括：3G/4G模块、GPS模块、
硬盘及
触摸屏，所述3G/4G模块、GPS模块、硬盘及触摸屏分别与所述嵌入式PC连接。
[0012] 进一步的，所述数据采集模块为天线。
[0013] 进一步的，所述数据采集模块、信号处理模块、嵌入式PC及电源模块集成在
合金机箱中。
[0014] 进一步的，所述合金机箱
外壳上设有：USB
接口、网络接口及输入输出接口，所述USB接口和网络接口分别与所述嵌入式PC连接；所述输入输出接口与所述数据采集模块连接。
[0015] 进一步的，所述电源模块采用DC电源。
[0016] 进一步的，所述嵌入式PC采用型号为CTN-BE0150A的嵌入式
主板。
[0017] 与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
[0018] 1、本实用新型所提供的便携式费控卡表交互现场监测终端设备，通过数据采集模块能采集费控智能电能表与购电卡之间的数据交互信息，并通过信号处理模块将信号处理成嵌入式PC能分析的数据，从而嵌入式PC能对费控智能电能表与购电卡之间的数据分析，从而能对现场安装的费控智能电能表与购电卡故障进行判断，从而能从费控卡表的交互信息中初步获取故障的根本原因。
[0019] 2、本实用新型所提供的便携式费控卡表交互现场监测终端设备中的各模块集成在合金机箱内，各模块体积小，因此便携式费控卡表交互现场监测终端设备体积小，便于携带。
附图说明
[0020] 为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对
实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021] 图1是本实用新型的一种便携式费控卡表交互现场监测终端设备的结构示意图；
[0022] 图2是本实用新型的一个实施例1的结构示意图；
[0023] 图3是本实用新型的嵌入式PC模块的结构
框图；
[0024] 其中：10-数据采集模块，20-信号处理模块，30-嵌入式PC，40-电源模块，101-天线，201-功率放大器，202-
低通滤波器，203-混频器，204-A/D转换模块，205-FPGA处理器，206-ARM处理器，207-时钟模块，301-DMA控制器，50-3G/4G模块，60-GPS模块，70-触摸屏，
80-硬盘。
具体实施方式
[0025] 下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实施新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0026] 如图1所示，本实用新型所提供的便携式费控卡表交互现场监测终端设备包括：
[0027] 数据采集模块10，用于接收费控卡表交互的实时
射频信号和发送模拟射频信号，费控卡表的交互信息为费控智能电能表与匹配的购电卡之间的信息交互的射频信号；
[0028] 信号处理模块20，用于将实时射频信号转换为实时
数字信号并发送，同时信号处理模块20能接收嵌入式PC30发送的模拟数字信号，并将模拟数字信号转换为模拟射频信号发送；
[0029] 嵌入式PC30，用于接收实时数字信号并进行时域和频域分析得到费控卡表交互状况的特征信息，然后根据特征信息进行初步的故障判定并发送，同时嵌入式PC30用于模拟和发送智能电表或购电卡工作时的模拟数字信号；以及
[0030] 电源模块40，分别与数据采集模块10和嵌入式PC30连接，用于为信号处理模块20和嵌入式PC30提供
电压。
[0031] 如图2所示，本实用新型所提供的便携式费控卡表交互现场监测终端设备包括：天线101、功率放大器201、低通滤波器202、混频器203、A/D转换模块204、FPGA处理器205、ARM处理器206、时钟模块207、DMA控制器301、嵌入式PC30、3G/4G模块50、GPS模块60、触摸屏70、硬盘80及DC电源401。
[0032] 天线101、功率放大器201、低通滤波器202、混频器203、A/D转换模块204、FPGA处理器205、ARM处理器206依次连接，时钟模块207分别与FPGA处理器205和ARM处理器206连接，DMA控制器301分别与ARM处理器206和嵌入式PC30连接，DC电源401分别与FPGA处理器205、ARM处理器206和嵌入式PC30连接，3G/4G模块50、GPS模块60、触摸屏70及硬盘80分别与嵌入式PC30连接。
[0033] 低通滤波器202采用
频率为20MHz的低通滤波器，A/D转换模块204采用AD9361。FPGA处理器205用于控制A/D转换模块204完成高速数据采集和输出及调制/解调，编码/解码；ARM处理器206用于FPGA处理器205和嵌入式PC30间传递数据和协议栈解析；时钟模块
207为FPGA处理器205和ARM处理器206的运行提供
基础时钟。
[0034] 除触摸屏70，便携式费控卡表交互现场监测终端设备其余组成部分都集成在合金机箱中。触摸屏70设置在合金机箱的外壳的
正面，合金机箱的外壳的正面还设有输入输出接口、USB口、网口及电源按钮，天线101与输入输出接口连接，并通过输入输出接口延伸出合金机箱，USB口、网口及电源按钮分别与嵌入式PC30连；合金机箱的外壳的背面还设有电源输入接口，电源输入接口与DC电源401连接，使得便携式费控卡表交互现场监测终端设备的大小相当于台式示波器大小，方便充电和携带。
[0035] 如图3所示，嵌入式PC30包括：信号采集\输出模块、数据解调\调
制模块、数据解码\编码模块、时序获取\生成模块、数据分析模块、故障分析
定位模块及
控制模块。信号采集模块分别与数据解调模块和数据分析模块连接，数据解调模块、数据解码模块及时序获取模块依次连接，且分别与故障分析模块连接，数据分析模块与故障分析模块连接，故障分析模块与控制模块连接，控制模块、时序生成模块、数据编码模块、数据调制模块、信号输出模块依次连接。嵌入式PC30采用型号为CTN-BE0150A的嵌入式主板，各个模块采用图形化编程语言Labview开发。
[0036] 继续参考图2和图3，电源输入接口接入电后，电源按钮使便携式费控卡表交互现场监测终端设备开机，将便携式费控卡表交互现场监测终端设备放置在故障的费控卡表附近，通过天线101接收费控卡表的交互信号，交互信号依次通过功率放大器201、频率为20MHz的低通滤波器、混频器203、AD9361、FPGA处理器205和ARM处理器206，得到实时数字信号，同时实时数字信号还包括时钟模块207提供的实时时间，GPS模块60将定位的地理
位置发送至嵌入式PC30，并与实时数字信号存储到DMA控制器301中；嵌入式PC30的信号采集模块从DMA控制器301中获取实时数字信号，数据解调模块对采集到的实时数字信号进行解调，解调后的数据送到数据解码模块进行解码，时序获取模块从解码的结果中获取信息数据，数据分析模块对获取得到的信息数据进行时域和频域的分析，同时故障分析模块利用解调后的数据、解码结果、时序获取的信息数据及数据分析模块分析的结果与正确结果进行匹配，初步定位故障，将所得所有数据传送至控制模块和存储在硬盘80中，方便更高级的设备进行进一步的特征分析及初步故障诊断；嵌入式PC30能通过3G/4G模块50将实时数字信号中获得的数据及初步定位故障传输至远端
服务器。正确结果为南方电网费控电能表技术规范中规定的信息，南方电网费控智能电表规范中有费控智能电能表的标准制造，费控智能电能表的编码、调制和报文信息及时
频域特征范围是规定好的。
[0037] 当需要模拟费控智能电能表或购电卡其中一方发送信号时，通过触摸屏70输入要需要的数据，嵌入式PC30的控制模块将数据传送到时序生成模块，时序生成模块根据数据生成时序，生成的时序依次经过数据编码模块、数据调制模块及信号输出模块得到模拟数字信号，然后将所得模拟数字信号存储到DMA控制器301中，ARM处理器206从DMA控制器301中调取模拟数字信号，模拟数字信号依次通过ARM处理器206、FPGA处理器205、AD9361、混频器203、频率为20MHz的低通滤波器及功率放大器201后得到模拟射频信号，模拟射频信号通过天线101传送至费控智能电能表或购电卡。
[0038] 综上所述，本实用新型便携式费控卡表交互现场监测终端设备集费控卡表交互信号采集、分析、存储及模拟的综合设备，本设备通过天线与费控卡表实现射频信号交互，通过信号处理模块进行一系列的数据转换，并将所得数据传输至嵌入式PC进行数据分析，得到初步故障判定。本设备集成在一个合金机箱上，与台式示波器大小相近，体积小巧，方便携带。本设备还具有GPS定位校时、3G\4G通信功能及硬盘，GPS定位校时和3G\4G通信能提高现场费控卡表通信故障定位的正确率，方便现场人员根据初步定位故障原因进行维修，从而减少维修开支，并能够累计故障数据为故障库的建立提供数据
支撑，方便更高级的设备进行进一步的特征分析、故障诊断及模拟；同时费控卡表的故障数据存储在硬盘中，方便后续更高级的设备进行进一步的特征分析及初步故障诊断。
[0039] 以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
