CN105118286A - 电力线宽带载波通信模块七级中继通信测试系统 - Google Patents

Abstract

一种宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试系统，包括：交流滤波器、电源模块、宽带电力载波集中控制器、耦合器、七个固定衰减器、七个基表单元及七级屏蔽箱；七级屏蔽箱具有十四个单元格；七级屏蔽箱第一个单元格内设置电源模块，第二个单元格内设置固定衰减器和基表单元，第四、六、八、十、十二、十四个单元格内分别设置基表单元，第三、五、七、九、十一、十三个单元格内设置固定衰减器；各基表单元分别与同级及下一级的固定衰减器相连，电源模块及各基表单元通过电源线顺序相连，宽带电力载波集中控制器通过耦合器与某一固定衰减器连接。本发明可以实现宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试，集成度高，便于接线，操作灵活简单。

Description

电力线宽带载波通信模块七级中继通信测试系统

技术领域

本发明属于宽带电力载波通信技术领域，具体涉及一种电力线宽带载波通信模块七级中继通信的测试系统。

背景技术

近年来，随着高通创锐讯和华为海思相继推出应用于能源管理和家庭自动化的电力线宽带载波芯片，电力线宽带载波技术以更稳定、更高速的优势逐渐取代窄带电力线载波技术，进入电能表自动抄表系统、路灯控制和智能家居领域。然而，针对电力线宽带载波通信模块的组网测试并没有一个成熟的方案可以模拟出复杂的现场环境，用来检验模块的中继通信性能。

公开号为CN102647239A的中国发明专利申请公开了一种信息采集无线下行通道网络测试系统，其包括：主机、与主机连接的集中器屏蔽箱、与集中器屏蔽箱连接的可变衰减器、汇接网络模块、射频电缆与采集器屏蔽箱组合体；所述可变衰减器与集中器屏蔽箱连接，所述汇接网络模块衔接所述可变衰减器与采集器屏蔽箱；所述组合体为多个，通过所述汇接网络模块相连接；集中器屏蔽器与采集器屏蔽器之间设置射频电缆通路进行通信，主机通过调节可变衰减器的衰减幅度控制射频电缆通道对信号的传输距离，调节由集中器以及采集器组建的多级无线网络的层级和路由。

上述专利申请的测试系统可对息采集无线下行通道网络的组网效果以及网络功能和性能进行分析验证获得测试结果；但是该测试系统采用分立屏蔽箱，而且需外接汇接网络模块和载波衰减器，体积大、屏蔽难、成本高，不方便于多级组网。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽带电力线载波模块的七级中继通信测试系统，可模拟现场环境，检验不同宽带载波方案的路由算法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试系统，其特征在于，包括：交流滤波器、电源模块、PC机、宽带电力载波集中控制器、耦合器、七个固定衰减器、七个基表单元及七级屏蔽箱；七级屏蔽箱具有十四个单元格、十三个隔离层；七级屏蔽箱第一个单元格内设置电源模块，第二个单元格内设置固定衰减器(1)和基表单元(1)，第四、六、八、十、十二、十四个单元格内分别设置基表单元(2-7)，第三、五、七、九、十一、十三个单元格内设置固定衰减器(2-7)；所述各基表单元通过屏蔽射频线分别与同级及下一级的固定衰减器相连，所述电源模块及各基表单元通过电源线顺序相连；所述宽带电力载波集中控制器与PC机相连，宽带电力载波集中控制器通过耦合器与某一固定衰减器连接。

作为具体的技术方案，所述七级屏蔽箱的每个隔离层上设有金属电源座，金属电源座上设置有直流滤波器。

作为具体的技术方案，所述每个隔离层上、第一个单元格的左侧面上、第二、四、六、八、十、十二、十四个单元格的前端都设有SMA母头。

作为具体的技术方案，所述七级屏蔽箱具有上盖板，上盖板上相对于第二、四、六、八、十、十二、十四个隔离层的位置开有可视窗，可视窗用双层铜网屏蔽信号。

作为具体的技术方案，所述七级屏蔽箱箱内设置有5mm厚黑色吸波棉加2mm厚蓝色防静电棉。

作为具体的技术方案，七级屏蔽箱左端侧壁上设置有金属电源座，该金属电源座上设有交流滤波器，交流滤波器与所述电源模块连接。

作为具体的技术方案，所述固定衰减器为∏型电阻衰减电路。

作为具体的技术方案，所述基表单元包括电路基板和设置于电路基板上的单片机、载波模块、载波信号耦合器、电源接口、信号接口；载波模块通过2x6脚的XS4插座与电路基板上的单片机相连，通过2x4脚的XS2插座与电路基板上的载波信号耦合器相连。

本发明的又一目的是提供一种七级屏蔽箱，用于宽带电力线载波模块的七级中继通信测试。本发明又一目的由以下技术方案实现：

一种七级屏蔽箱，其特征在于，包括十四个单元格和十三个隔离层，第一个单元格内用于设置电源模块，第二个单元格内用于设置固定衰减器(1)和基表单元(1)，第四、六、八、十、十二、十四个单元格内用于设置基表单元(2-7)，第三、五、七、九、十一、十三个单元格内用于设置固定衰减器(2-7)。

作为具体的技术方案，所述七级屏蔽箱的每个隔离层上设有用于安装直流滤波器的金属电源座。

作为具体的技术方案，所述每个隔离层上、第一个单元格的左侧面上、第二、四、六、八、十、十二、十四个单元格的前端都设有SMA母头。

作为具体的技术方案，所述七级屏蔽箱具有上盖板，上盖板上相对于第二、四、六、八、十、十二、十四个隔离层的位置开有可视窗，可视窗用双层铜网屏蔽信号。

作为具体的技术方案，所述七级屏蔽箱箱内设置有5mm厚黑色吸波棉加2mm厚蓝色防静电棉。

作为具体的技术方案，七级屏蔽箱左端侧壁上设置有用于安装交流滤波器的金属电源座。

本发明的有益效果在于：采用的七级屏蔽箱可以集中安装电源模块、基表单元、固定衰减器、直流滤波器等，而且便于接线，操作灵活简单。此外，基表单元上可更换不同载波模块，每个载波模块与一个单片机相连，载波模块的物理地址从单片机读入，更换任何载波模块都不会影响系统设置，单片机内可写入电表、路灯控制或智能家居等客户程序，作多种应用的中继通信测试。而且宽带电力载波集中控制器通过控制线与PC机相连，PC机上的上位机软件PLCManager可以清楚的看到系统的中继拓扑图和实时抄表情况。

附图说明

图1为本发明实施例提供的测试系统的构成框图。

图2为本发明实施例中七级屏蔽箱(除箱盖外)的结构俯视图。

图3为本发明实施例中的固定衰减器的电路原理图。

图4为本发明实施例中的基表单元的单片机及其外围电路的原理图。

图5为2x4脚的双排插座的电路示意图。

图6为2x6脚的双排插座的电路示意图。

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供的宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试系统，包括：交流滤波器、电源模块、PC机、宽带电力载波集中控制器、耦合器、七个固定衰减器1-7、七个基表单元1-7、十三个直流滤波器1-13及七级屏蔽箱(结合图2)。

如图2所示，七级屏蔽箱有十四个单元格、十三个隔离层。其中，七级屏蔽箱左端侧壁上设置有金属电源座，交流滤波器嵌在七级屏蔽箱左端侧壁的金属电源座上。七级屏蔽箱左起第一个单元格为电源模块单元格，用于安装电源模块，电源模块为直流电源；第二个单元格用于安装前端固定衰减器1和基表单元1；第四、六、八、十、十二、十四个单元格为基表单元格，用于安装基表单元2-7；第三、五、七、九、十一、十三个单元格为衰减器单元格，用于安装固定衰减器2-7。各单元格内有固定底座，用于相应固定电源模块、基表单元及固定衰减器。

七级屏蔽箱的每个隔离层上设有金属电源座，十三个直流滤波器1-13分别嵌在屏蔽箱十三个隔离层的金属电源座上。在每个隔离层上、第一个单元格的左侧面上、第二、四、六、八、十、十二、十四个单元格的前端都设有SMA母头。在屏蔽箱的上盖板上相对于第二、四、六、八、十、十二、十四个隔离层的位置开有可视窗，可视窗用双层铜网屏蔽信号。

为了更好的吸收箱内辐射，箱内选用了5mm厚黑色吸波棉加2mm厚蓝色防静电棉的设计。针对屏蔽箱上下盖接触面的处理部分，采用3mm厚屏蔽条处理方式，它的使用可以确保表明光洁，避免有油污现象影响接触效果，从而确保屏蔽箱良好的导电连续性，提高屏蔽效果。

如图1所示，宽带电力载波集中控制器与PC机之间通过数据传输线相连，所采用的数据传输线可以是双绞线、同轴电缆、光纤等网线。宽带电力载波集中控制器作为组网主节点与耦合器一起插在排插上，两者通过电力载波实现通信。耦合器有两个4.7nF的电容和一个10KΩ的电阻，其中一个电容接地，安装于电源插头上。

结合图2所示，耦合器的输出端口SMA射频头通过七级屏蔽箱的第二个单元格前端的SMA母头与固定衰减器1输入端的屏蔽射频线相连，固定衰减器1输出端的屏蔽射频线与基表单元1的一根屏蔽射频线相连，固定衰减器1和基表单元1安装于第二个单元格内；基表单元1的另一根屏蔽射频线通过第二个隔离层上的SMA母头与固定衰减器2输入端的屏蔽射频线相连，固定衰减器2输出端的屏蔽射频线通过第三个隔离层上的SMA母头与基表单元2的一根屏蔽射频线相连，固定衰减器2安装于第三个单元格内，基表单元2安装于第四个单元格内，以此方法，直到安装完基表单元7。

宽带电力载波集中控制器为低压宽带电力线载波通信单元，该低压宽带电力线载波通信单元为市场上销售的产品，其符合国标Q-GDW1379.4-2013电力用户用电信息采集系统检验技术规范第4部分(通信单元检验技术规范)中终端用通信单元的要求。电源模块的电源线插在直流滤波器上，直流滤波器间通过电源线连通，实现给基表单元供电。

如图3所示，本实施例中的固定衰减器的电路，其中R7、R8、R9、R10、R15构成一个∏型电阻衰减电路，其中R10、R15为端口匹配电阻，调节R7、R8、R9的大小可以实现不同的衰减值大小。

如图4所示，各基表单元包括电路基板和设置于电路基板上的单片机、载波模块、载波信号耦合器、电源接口、信号接口。本实施例中单片机的型号为R5F21284，载波模块上电后读入单片机地址作为自身地址。如图5所示，载波模块通过2x6脚的XS4插座与电路基板的单片机相连；如图6所示，载波模块通过2x4脚的XS2插座与基表单元上的载波信号耦合器相连，插座设计排针排母的各管脚按Q-GDW1355-2013单相智能电能表型式规范附录F中关于通信载波模块管脚定义要求来定义。这样的连接方式可以方便更换载波模块，而且更换任何载波模块都不会影响系统设置。若单片机写入电能表DL/T645接口协议，则可作抄表应用，单片机还可写入路灯控制或智能家居等客户程序，作多种应用的组网测试。基表单元上的载波信号耦合器后有两根射频线，用于连通前后的固定衰减器。固定衰减器为本级载波模块提供适当的衰减，模拟现场载波模块在线路上的真实衰减情况。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的揭露范围之中。

Claims (14)

1.一种宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试系统，其特征在于，包括：交流滤波器、电源模块、PC机、宽带电力载波集中控制器、耦合器、七个固定衰减器、七个基表单元及七级屏蔽箱；七级屏蔽箱具有十四个单元格、十三个隔离层；七级屏蔽箱第一个单元格内设置电源模块，第二个单元格内设置固定衰减器(1)和基表单元(1)，第四、六、八、十、十二、十四个单元格内分别设置基表单元(2-7)，第三、五、七、九、十一、十三个单元格内设置固定衰减器(2-7)；所述各基表单元通过屏蔽射频线分别与同级及下一级的固定衰减器相连，所述电源模块及各基表单元通过电源线顺序相连；所述宽带电力载波集中控制器与PC机相连，宽带电力载波集中控制器通过耦合器与某一固定衰减器连接。

2.根据权利要求1所述的宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试系统，其特征在于，所述七级屏蔽箱的每个隔离层上设有金属电源座，金属电源座上设置有直流滤波器。

3.根据权利要求1所述的宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试系统，其特征在于，七级屏蔽箱左端侧壁上设置有金属电源座，该金属电源座上设有交流滤波器，交流滤波器与所述电源模块连接。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试系统，其特征在于，所述每个隔离层上、第一个单元格的左侧面上、第二、四、六、八、十、十二、十四个单元格的前端都设有SMA母头。

5.根据权利要求4所述的宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试系统，其特征在于，所述七级屏蔽箱具有上盖板，上盖板上相对于第二、四、六、八、十、十二、十四个隔离层的位置开有可视窗，可视窗用双层铜网屏蔽信号。

6.根据权利要求5所述的宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试系统，其特征在于，所述七级屏蔽箱箱内设置有5mm厚黑色吸波棉加2mm厚蓝色防静电棉。

7.根据权利要求1所述的宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试系统，其特征在于，所述固定衰减器为∏型电阻衰减电路。

8.根据权利要求1所述的宽带电力线载波通信模块七级中继通信测试系统，其特征在于，所述基表单元包括电路基板和设置于电路基板上的单片机、载波模块、载波信号耦合器、电源接口、信号接口；载波模块通过2x6脚的XS4插座与电路基板上的单片机相连，通过2x4脚的XS2插座与电路基板上的载波信号耦合器相连。

9.一种七级屏蔽箱，其特征在于，包括十四个单元格和十三个隔离层，第一个单元格内用于设置电源模块，第二个单元格内用于设置固定衰减器(1)和基表单元(1)，第四、六、八、十、十二、十四个单元格内用于设置基表单元(2-7)，第三、五、七、九、十一、十三个单元格内用于设置固定衰减器(2-7)。

10.根据权利要求9所述的七级屏蔽箱，其特征在于，所述每个隔离层上设有用于安装直流滤波器的金属电源座。

11.根据权利要求9所述的七级屏蔽箱，其特征在于，七级屏蔽箱左端侧壁上设置有用于安装交流滤波器的金属电源座。

12.根据权利要求9至11任意一项所述的七级屏蔽箱，其特征在于，所述每个隔离层上、第一个单元格的左侧面上、第二、四、六、八、十、十二、十四个单元格的前端都设有SMA母头。

13.根据权利要求12所述的七级屏蔽箱，其特征在于，所述七级屏蔽箱具有上盖板，上盖板上相对于第二、四、六、八、十、十二、十四个隔离层的位置开有可视窗，可视窗用双层铜网屏蔽信号。

14.根据权利要求13所述的七级屏蔽箱，其特征在于，所述七级屏蔽箱箱内设置有5mm厚黑色吸波棉加2mm厚蓝色防静电棉。