CN102820908B - 一种低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置 - Google Patents

Abstract

一种低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置：9个节点的输入口、输出口连接成树形结构，节点的控制口分别连接控制总线再与路径仿真控制系统相连。每个节点由程控开关、衰减器、节点控制单元和三个端口组成。衰减器由三组程控衰减器组合而成，并受节点控制单元控制，可以形成不同衰减量组合。本发明可以用来构建9节点树形路径仿真装置，每个节点的输出端口可以挂载波电能表，主干位置可以挂低压集抄集中器，9节点树形路径仿真装置可以在路径仿真控制系统软件控制下改变不同衰减量组合形式，用于仿真现场电力线路的各种通信环境，可测试载波路由通信能力，帮助使用者分析集中器和载波电能表是否具有复杂路径的抄表能力和路径变化适应能力。

Description

一种低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置

技术领域

本发明涉及一种用于智能电网中智能计量终端的低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置。

背景技术

智能电网中AMI关键是通信技术的保障，低压电力线载波通信是低压集抄现场主要的下行通信方式，已经在国内低压集抄系统中得到了广泛应用。低压电力线本不是专为载波通信铺设的线路，在载波通信应用前就已经存在，主要解决用户用电问题。从变压器到用户侧构成了各种线路的形态，其中主要的形态之一就是树形结构。虽然物理上该形态在一定时间段内接近不变，但是针对载波通信来说由于用电器的工作状态不同造成载波通信拓扑结构发生改变的情况一直存在。因此，低压电力载波通信的路由能力是影响其通信性能主要原因，也是评价各载波通信技术和方案的主要方面。

现阶段国内已有实验室已经具备了部分载波通信性能的测试能力，但是针对现场环境特别是线路形态的仿真测试困难一直存在，主要是缺少各种线路形态及载波通信路径的仿真装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种9节点树形路径仿真装置，包括：

9个节点连接成树形：主干出来后分为第一分支和第二分支，第一分支为依次连接的第一、第二、第三节点（1、2、3），第二分支为依次连接的第四、第五、第七节点（4、5、7），第二分支的第四和第五节点（4、5）之间有叉支连接第六节点（6）、第五节点（5）和第七节点（7）之间有叉支分别连接第八节点（8）、第九节点（9）；

主干连接第一节点（1）和第四节点（4）的输入，第一节点(1)的输出连接第二节点(2)的输入，第二节点(2)的输出连接第三节点(3)的输入；第四节点(4)的输出连接第五节点(5)的输入和第六节点(6)的输入；第五节点(5)的输出连接第七节点(7)的输入、第八节点(8)的输入和第九节点(9)的输入；

9个节点的控制口分别通过控制总线与路径仿真控制系统连接。

所述的节点为：依次连接的输入口、输入程控开关、衰减器、输出程控开关和输出口，另有节点控制单元分别连接输入程控开关、衰减器、输出程控开关，节点控制单元接受控制口控制。

所述的路径仿真控制系统是具有内嵌处理器的计算机系统和路径仿真控制软件，该软件具有路径形态设置、路径形态改变、路径衰减控制以及通信的作用，包括界面管理、路径形态配置、通信参数设置、流程设计等功能。

所述的程控开关是受节点控制单元输出的开关选通信号经驱动电路控制的继电器。

所述衰减器由3组程控开关继电器、3个衰减器以及驱动电路组成，依次连接的第一至第三衰减器的接入和断开分别对应由第一至第三组程控开关继电器控制，程控开关继电器的动作受节点控制器产生的选通信号经驱动电路驱动控制，每个衰减器为20DB，3个继电器控制3个衰减器，可以分别接通或断开，衰减量也相应增加或缩小。

所述的节点控制单元是单片机控制电路，其中控制口提供通信和工作用电源，单元的工作受到路径仿真控制系统的控制，命令来自通信口，根据不同命令输出不同的选通信号，该选通信号可以控制节点的程控开关和节点的衰减器。

所述的控制总线是RS-485标准总线+节点工作用直流电源。

仿真控制系统通过控制总线控制9个节点的工作方式，改变节点的程控开关状态可以选择路径切入或断开，改变节点的线路衰减器状态可以选择不同的线路衰减量组合，改变9个节点的组合关系可以用来模拟现场线路的不同形态和不同衰减特性。

本发明的优点：9个节点具有相同的结构形式，连接成树形，节点内部的节点控制单元采用单片机电路形式实现，节点的通信采用RS485通信方式，节点的所有控制采用继电器形式，节点的衰减采用LC低通滤波器方式，仅高频有衰减，不影响工频通过，路径仿真控制系统软件设置不同的形态和不同的衰减，通过控制总线实现对9个节点的形态控制和衰减控制。本发明实现的低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置可以模拟现场线路的树形形态进行载波通信路由能力的测试。

附图说明

图1是本发明的装置结构示意图；

图2是本发明的节点结构示意图

图3是本发明的程控开关结构示意图；

图4是本发明的衰减器结构示意图；

图5是本发明的装置挂表示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置，它包括：

9个节点连接成树形：主干出来后分为第一分支和第二分支，第一分支为依次连接的第一节点1、第二节点2、第三节点3，第二分支为依次连接的第四节点4、第五节点5、第七节点7，第二分支的第四节点4和第五节点5之间有叉支连接第六节点6、第五节点5和第七节点7之间有叉支分别连接第八节点8、第九节点9。

主干连接第一节点1和第四节点4的输入；第一节点1的输出连接第二节点2的输入；第二节点2的输出连接第三节点3的输入；第四节点4的输出连接第五节点5的输入和第六节点6的输入；第五节点5的输出连接第七节点7的输入、第八节点8的输入和第九节点9的输入；9个节点的控制口分别连接控制总线，再与路径仿真控制系统连接。

仿真控制系统通过控制总线控制9个节点的工作方式，改变节点的程控开关状态可以选择路径切入或断开，改变节点的线路衰减器状态可以选择不同的线路衰减量组合，改变9个节点的组合关系可以用来模拟现场线路的不同形态和不同衰减特性。

如图2所示，节点由依次连接的输入口、输入程控开关、衰减器、输出程控开关和输出口，另有节点控制单元分别连接输入程控开关、衰减器、输出程控开关，节点控制单元接受控制口控制。

如图3所示，程控开关是受节点控制单元输出的开关选通信号经驱动电路控制的继电器。驱动电路典型型号为MC1413，继电器典型型号为G2R-2。

如图4所示，衰减器是由3组程控开关继电器、3个衰减器以及驱动电路组成，依次连接的第一至第三衰减器的接入和断开分别对应由第一至第三组程控开关继电器控制，程控开关继电器的动作受节点控制器产生的选通信号经驱动电路驱动控制，3个继电器控制3个衰减器，可以分别接通或断开，衰减量也相应增加或缩小。

每个衰减器有20dB，每个衰减器的接入或断开受开关控制单元输出的衰减选通信号经驱动电路控制的继电器完成，3个继电器控制3个20dB衰减器，可以分别接通或断开，衰减量也相应增加或缩小，组合关系为0dB，20dB，40dB和60Db.衰减器可以是LC无源器件构成的低通滤波器，设计时保证工频通过不受影响，仅高频载波有20dB的衰减。

节点控制单元是单片机控制电路，其中控制口提供通信和工作用电源，单元的工作受到路径仿真控制系统的控制，命令来自通信口，根据不同命令输出不同的选通信号，该选通信号可以控制节点的程控开关和节点的衰减器。节点控制单元的单片机可以选用AT91ASM7S。

控制总线是RS-485标准总线+节点工作用直流电源。

路径仿真控制系统是具有内嵌处理器的计算机系统和路径仿真控制软件。该软件具有路径形态设置、路径形态改变、路径衰减控制以及通信的作用，包括界面管理、路径形态配置、通信参数设置、流程设计等功能。

如图5所示是一种装置挂表测试示意。

本发明实现的低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置可以模拟现场线路的树形形态进行载波通信路由能力的测试。

Claims (6)

1.一种低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置，其特征在于：包括连接成树形的9个节点：主干出来后分为第一分支和第二分支，第一分支为依次连接的第一节点（1）、第二节点（2）和第三节点（3），第二分支为依次连接的第四节点（4）、第五节点（5）和第七节点（7），第二分支的第四节点（4）和第五节点（5）之间有叉支连接第六节点（6），第五节点（5）和第七节点（7）之间有叉支分别连接第八节点（8）、第九节点（9）；

载波路由通信的主干连接第一节点（1）和第四节点（4）的输入，第一节点（1）的输出连接第二节点（2）的输入，第二节点（2）的输出连接第三节点（3）的输入；第四节点（4）的输出连接第五节点(5)的输入和第六节点(6)的输入；第五节点(5)的输出连接第七节点(7)的输入、第八节点(8)的输入和第九节点(9)的输入；

9个节点的控制口分别通过控制总线与载波通信路由路径仿真控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置，其特征在于：所述的节点由依次连接的输入口、输入程控开关、衰减器、输出口程控开关、输出口构成，另有带控制口的节点控制单元分别控制所述的输入程控开关、衰减器和输出口程控开关。

3.根据权利要求2所述的低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置，其特征在于：所述的输入程控开关和输出程控开关为受节点控制单元输出的开关选通信号经驱动电路控制的继电器。

4.根据权利要求3所述的低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置，其特征在于：所述控制总线是RS-485标准总线+节点工作用直流电源。

5.根据权利要求4所述的低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置，其特征在于：所述路径仿真控制系统是具有内嵌处理器的计算机系统和路径仿真控制软件。

6.根据权利要求5所述的低压电力载波通信9节点树形路由路径仿真装置，其特征在于：所述衰减器由3组程控开关继电器、3个衰减器以及驱动电路组成，依次连接的第一至第三衰减器的接入和断开分别对应由第一至第三组程控开关继电器控制，程控开关继电器的动作受节点控制单元产生的选通信号经驱动电路驱动控制。