CN104980947A - 一种微功率无线通信协议一致性测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微功率无线通信协议一致性测试系统，包括用于装载被测微功率无线通信设备的屏蔽箱、提供标准的信号源的矢量信号发生仪和上位机；所述的屏蔽箱在DC～1GHz频率范围内至少有80dBm的隔离度；在所述的屏蔽箱内设置有线性电源和滤波器，线性电源的输出通过所述的滤波器滤波后输出为被测微功率无线通信设备提供电源；所述的屏蔽箱内还放置了控制底板和侦听设备；所述的控制底板上位机命令的传输通道，解析来自上位机的所有操作内容，进而通过串口发起对被测微功率无线通信设备相应操作，侦听设备用于对空中有效数据的获取，同时通过串口直接将数据反馈至PC端上位机。该系统结构简单，操作方便。

Description

一种微功率无线通信协议一致性测试系统

技术领域

本发明涉及用电信息采集领域，特别涉及一种对用电信息采集系统中使用的微功率无线通信协议一致性测试系统。

背景技术

微功率(短距离)无线通信技术在上世纪末开始出现，经过十几年的发展，已经广泛应用于工业控制、家庭智能、无线遥控、安防报警、环境监测、智能抄表、有毒有害气体监测、物流等领域。目前作为用电信息采集系统的主要通信方式，有着广泛的应用。

国家电网企业标准中，电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分就是基于微功率无线通信的数据传输协议，该协议由国家电网公司公布，规定了电力用户用电信息采集系统用微功率无线网络组网功能、协议层次、空中帧结构、参数配置和必要的算法等。适用于用电信息采集系统本地通信采用微功率无线的组网方式下集中器通信单元与电能表通信单元和采集器通信单元之间的数据交换。

为了对电力用户用电信息采集系统进行检测，有必要对微功率无线通信协议一致性进行分析，已有的微功率无线通信协议一致性测试系统存在以下不足：

1、无足够的外部屏蔽设备做支撑，外部环境容易影响一致性测试结果。

2、数据侦听效果不佳导致协议一致性分析效果差。

3、只能够手动对通信协议逐条进行测试，测试效率不高。

4、不能同时兼容并完成电表模块协议一致性分析和中心节点协议一致性分析。

5、协议通用性差，无法完成当前国网微功率无线互联互通标准协议测试，物理层通信频点固定，不能根据需求灵活配置。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中微功率无线通信协议一致性测试系统存在的不足，本发明提供一种微功率无线通信协议一致性测试系统。

本发明的具体技术方案如下：一种微功率无线通信协议一致性测试系统，包括用于装载被测微功率无线通信设备的屏蔽箱、提供标准的信号源的矢量信号发生仪和上位机；所述的屏蔽箱在DC～1GHz频率范围内至少有80dBm的隔离度；在所述的屏蔽箱内设置有线性电源和滤波器，线性电源的输出通过所述的滤波器滤波后输出为被测微功率无线通信设备提供电源；所述的屏蔽箱内还放置了控制底板和侦听设备；所述的控制底板上位机命令的传输通道，解析来自上位机的所有操作内容，进而通过串口发起对被测微功率无线通信设备相应操作，侦听设备用于对空中有效数据的获取，同时通过串口直接将数据反馈至PC端上位机。

本发明的微功率无线通信模块硬件性能检测与评估系统的优点和积极效果为：

本系统采用80dB隔离度屏蔽箱作为测试环境，减少环境中的射频信号对检测过程进行干扰，同时通过AC滤波器及线性电源，从而为被测模块提供干净的射频及供电环境。

本设备包含双侦听台对空中数据进行获取，提高数据接收成功率，保证测试结果的可靠性。

本设备可手动逐条进行规约一致性测试，也可以按照设定的通信流程自动完成协议一致性测试。本设备还可同时完成中心节点和子节点的测试，测试效率有所提高。

本系统可根据测试需求自行定制测试频段范围内的协议内容，测试对象灵活。本系统已经针对国网微功率互联互通协议制定了测试方案，针对性强。

本发明的优选方式包括：在所述的屏蔽箱内还设置有对被测微功率无线通信设备的上断电、复位、串口通信、功耗测试、过流保护的控制板。所述的矢量信号发生仪通过RF接口输出可调频率、功率的调制信号接所述的被测微功率无线通信设备的RF接口，通过DATA、CLOCK接口输出TTL电平接所述的被 测微功率无线通信设备的数据接口。

附图说明

图1为本发明实施例1的系统框图。

图2为本发明实施例1的屏蔽箱内的结构图。

图3为本发明实施例1测试流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

实施例1，如图1所示，本实施例的微功率无线通信协议一致性测试系统主要由以下组成。

1)屏蔽箱：如图2所示，在DC～1GHz频率范围内至少有80dBm的隔离度，用于装载被测微功率无线通信设备，减少箱外噪声对被测模块的干扰。另外内置滤波器及线性电源，给模块提供干净的供电环境。同时内置控制板，用于控制被测设备的上断电、复位、串口通信、功耗测试、过流保护等功能。

除以上描述的设备之外，屏蔽箱内还放置了控制底板和侦听设备。控制底板用于供电同时作为PC端上位机命令的传输通道，解析来自上位机的所有操作内容，进而通过串口发起对待测模块的相应操作。侦听设备主要用于对空中有效数据的获取，同时通过串口直接将数据反馈至PC端上位机。

2)矢量信号发生仪：通过RF接口输出可调频率、功率的调制信号，另外还可通过DATA、CLOCK接口输出TTL电平，能够为微功率无线通信设备协议一致性测试提供标准的信号源，主要用于进行协议一致性分析测试逐条测试项时。

3)PC侧上位机：此部分为微功率无线通信协议一致性测试系统的主控部分，是微功率无线通信协议一致性测试系统的发起端和结束端，主要包含了加载测试方案、矢量信号发生器操作控制、屏蔽箱内侦听设备数据内容解析、发起测试项目、生成测试报告等一系列操作。

本实施例的微功率无线通信协议一致性测试设备目前主要测试针对对象 为符合国家电网《电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议》的微功率无线通信产品，系统内部已定制的国网测试方案测试内容涵盖了标准中各层次通信指令，包括应用层、网络层、MAC层、物理层，标准协议一致性内容如下表1所示：

表1

本实施例中的微功率无线通信协议一致性测试系统针对已有缺点，提出了如下改进内容：

1、为了防止外部环境噪声对被测模块通信信号干扰，本系统设备采用了隔离度大于80dB屏蔽箱用于隔离噪声，保证被测模块所处的检测环境没有高强度的信号干扰，以至于影响通信协议一致性测试结果。同时屏蔽箱内部带AC滤波器，内置线性电源保证被测模块电源供给。

2、新型微功率无线通信协议一致性测试系统屏蔽箱内分布双侦听模块设备，保证协议一致性测过程中空中有效数据能够被完整接收，保证协议一致性测试效果，双侦听设备通过串口线链接至PC端，PC端上位机软件对数据进行识别处理。

3、本协议一致性测试系统中矢量信号发生仪通过馈线链接至屏蔽箱体内平板天线，保证屏蔽箱内各个位置信号强度平均一致。PC端上位机通过控制矢量信号发生仪把数据内容发送至箱体内，被测模块响应响应的操作后，进而完成协议逐条测试。

除手动发起逐条测试外，本系统同样定制了国网互联互通标准，可按照功能进行自动流程测试，被测模块在跑流程时，即可完成一致性测试。并在PC端实时显示测试结果。流程图如图3所示

4、本系统软件部分已定制国网微功率无线互联互通协议测试方案，用户可根据PC端上位机选项加载测试方案，同时在协议一致性分析系统屏蔽箱内 放置待测中心模块和子模块，开启流程测试后自动同步完成中心节点、子节点通信协议一致性测试。

5、本微功率无线通信协议一致性测试系统从不仅仅只局限于470MHz～510MHz频段内数据通信通信，可根据测试需求通过上位机自行配置系统物理层通信测试频段，屏蔽箱能够保证1GHz以内通信环境不受外部信号影响。

6、本系统已按照国家电网《电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议》定制了协议一致性测试方案，选择并配置后即可对符合标准的模块进行协议一致性对比分析。

Claims (4)

1.一种微功率无线通信协议一致性测试系统，包括用于装载被测微功率无线通信设备的屏蔽箱、提供标准的信号源的矢量信号发生仪和上位机；其特征在于：所述的屏蔽箱在DC～1GHz频率范围内至少有80dBm的隔离度；在所述的屏蔽箱内设置有线性电源和滤波器，线性电源的输出通过所述的滤波器滤波后输出为被测微功率无线通信设备提供电源；所述的屏蔽箱内还放置了控制底板和侦听设备；所述的控制底板上位机命令的传输通道，解析来自上位机的所有操作内容，进而通过串口发起对被测微功率无线通信设备相应操作，侦听设备用于对空中有效数据的获取，同时通过串口直接将数据反馈至PC端上位机。

2.根据权利要求1所述的微功率无线通信协议一致性测试系统，其特征在于：在所述的屏蔽箱内还设置有对被测微功率无线通信设备的上断电、复位、串口通信、功耗测试、过流保护的控制板。

3.根据权利要求1所述的微功率无线通信协议一致性测试系统，其特征在于：所述的矢量信号发生仪通过RF接口输出可调频率、功率的调制信号接所述的被测微功率无线通信设备的RF接口，通过DATA、CLOCK接口输出TTL电平接所述的被测微功率无线通信设备的数据接口。

4.根据权利要求1所述的微功率无线通信协议一致性测试系统，其特征在于：所述的矢量信号发生仪的天线为安装在所述的屏蔽箱内保证屏蔽箱内各个位置信号强度平均一致的平板天线。