CN106100767A - 一种载波通信模块智能检测系统 - Google Patents

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Abstract

一种载波通信模块智能检测系统，包括三相净化交流稳压源、人工电源网络、计算机主机、被测单元、配测设备、频谱分析仪、程控衰减器、噪声耦合器、噪声源模拟器、可变负载模拟器和检测试验台。三相净化交流稳压源通过电力线与人工电源网络相连，通过两条电力线连至被测单元和配测设备，中间连接程控衰减器，为检测系统提供一个独立的载波传输与衰减通道；计算机主机通过以太网和检测试验台建立连接，与频谱分析仪、噪声源模拟器、可变负载模拟器、程控衰减器实现通讯控制载波通道参数，完成载波通信模块性能测试和模拟系统测试；本发明可以全面模拟现场电力线载波的通信环境，实现对载波通信模块性能的智能化检测。

Description

一种载波通信模块智能检测系统
技术领域
本发明属于电力载波通信技术领域，特别涉及一种载波通信模块智能检测系统。
背景技术
低压电力线载波通信技术被广泛应用于低压居民用户的用电信息采集，在用电信息采集系统下行通信中占有重要地位，它具有建设成本低、无需运行费用等优势。但是，低压电力线对于载波抄表具有高衰减、强干扰和阻抗结构可变等动态时变特征，对载波通信过程有严重影响，导致现有载波通信的抄表成功率偏低，数据传输速率低下；同时对载波通信模块的性能提出了更高的要求。
电力用户用电信息采集系统建设对载波通信模块质量的要求不断提高，需要严格地按照《Q/GDW 1374.3-2013 电力用户用电信息采集系统技术规范 第3部分：通信单元技术规范》、《1379.4-2013 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》和《DL/T 698-2008 电能信息采集与管理系统标准》等相关技术标准，对集中器、采集终端和载波电表的通信模块进行全面检测。
目前国内载波通信方案众多，针对载波通信模块的检测大多采用抄控器方案测试，只是解决一些简单问题，此方案无法满足现场测试的迫切要求，测试的一致性不能统一，难以形成相关检测标准。为提高电力线载波通信抄表成功率，需要在实验室模拟现场电力线复杂的通信环境，有效检测各种载波通信模块的性能指标。因此，有必要发明一种载波通信智能检测系统，测试各类载波模块的通信性能，保证符合要求的载波通信产品安装到现场。
发明内容
本发明的目的则是克服了现有技术的不足，提供了一种载波通信模块智能检测系统。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种载波通信模块智能检测系统，包括：三相净化交流稳压源、人工电源网络、计算机主机、被测单元、配测设备、频谱分析仪、程控衰减器、噪声耦合器、噪声源模拟器、可变负载模拟器和检测试验台。通过模拟低压配电网的阻抗变化、噪声干扰、线路衰减，实现对载波通信产品的抗干扰特性、最大输出信号电平性能、阻抗特性、模拟低压线路、通信规约符合性等项目测试，完成对载波通信模块性能的智能化检测。
所述人工电源网络的输入端通过电力线与三相净化交流稳压源相连，所述人工电源网络的输出端通过电力线与所述被测单元相连，用于为所述被测单元提供供电电源，所述人工电源网络的输出端通过另一条电力线连接所述程控衰减器与所述配测设备相连，用于为所述配测设备提供供电电源；所述人工电源网络通过同轴电缆连接频谱分析仪，频谱分析仪与检测试验台双向通讯互联。
被测单元和配测设备分别通过控制总线连接计算机主机；被测单元通过电力线连接噪声耦合器；噪声耦合器再通过同轴电缆连接噪声源模拟器；噪声源模拟器与检测试验台双向通讯互联。配测设备通过电力线连接程控衰减器；程控衰减器再通过电力线连接可变负载模拟器；可变负载模拟器与检测试验台双向通讯互联。
所述程控衰减器一端通过电力线与所述被测单元相连，另一端通过另一条电力线与所述配测设备相连，使所述被测单元与所述配测设备之间形成一条独立的载波传输与衰减通道；
所述三相净化交流稳压源，其输出端连接所述人工电源网络，实现整个检测环境与市电网络的有效隔离；
所述噪声耦合器用于将所述噪声源模拟器产生的噪声耦合到电力线载波通道；
所述检测试验台与所述计算机主机之间通过以太网建立连接，通过操作计算机主机对测试台体进行控制，改变载波通道参数并收集检测数据。
所述人工电源网络适合频率3～500kHz,满足各种类型载波通信模块检测；计算机主机充当载波系统主站的功能；
所述程控衰减器可满足衰减频率5kHz～500kHz，衰减幅度-90dB～0dB随机可调；频谱分析仪的频率范围3k～3GHz，用于各种载波信号频率与电平测试。
所述噪声耦合器的通带频率5kHz～500kHz，用于将噪声源模拟器产生的各种噪声耦合到载波电力线上。
所述可变负载模拟器用于实现阻性、感性、容性等线性负载和非线性负载，负载阻值可满足分别在0.1～100Ω范围内可调；
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种载波通信模块智能检测系统，可以全面模拟现场电力线载波的通信环境（包括阻抗变化、噪声干扰、线路衰减等），实现对载波通信产品的抗干扰特性、最大输出信号电平性能、阻抗特性、模拟线路特征的综合测试、通信规约符合性、数据传输可靠性测试等性能指标检测；系统能够按照预先设计的测试流程实现多项功能自动检测或单项检测，并对检测结果进行数据处理、打印、和数据通讯，完成载波通信模块性能检测和模拟系统测试。
附图说明
图1为本发明提供的一种载波通信模块智能检测系统硬件连接原理图。
具体实施方式
以下结合实施例对照附图对本发明进行详细说明。
图1为本实施例的载波通信模块智能检测系统，包括三相净化交流稳压源、人工电源网络、计算机主机、被测单元、配测设备、频谱分析仪、程控衰减器、噪声耦合器、噪声源模拟器、可变负载模拟器和检测试验台。
三相净化交流稳压源通过电力线与人工电源网络相连，通过两条电力线连至被测单元和配测设备，用于被测单元和配测设备提供电源，为系统提供一个干净稳定的检测环境；被测单元和配测设备之间连接着程控衰减器，为检测系统提供一个独立的载波传输与衰减通道；计算机主机通过控制总线连接配测设备，实现载波模式下对被测单元（载波通信模块）的数据传输控制；同时，计算机主机通过以太网和检测试验台建立连接，与频谱分析仪、噪声源模拟器、可变负载模拟器实现通讯控制，改变载波通道参数（噪声干扰、信号衰减、阻抗变化），从而实现仪器参数配置和测试数据读出，完成载波通信模块性能测试和模拟系统测试。
本发明实施的检测系统是国家电网公司智能电能表、电力用户用电信息采集系统系列标准所规定的智能电能表、集中器、采集器和通信模块的载波通信性能检测；配测设备即为抄控器和集中器或载波通信模块，被测单元可以是单相、三相智能电表或各种相应的载波通信模块；
人工电源网络适合频率3～500kHz,满足各种类型载波通信模块检测；计算机主机充当载波系统主站的功能；
噪声源模拟器可模拟实现有色背景噪声、窄带噪声、与工频同步的周期性脉冲噪声、与工频异步的周期性脉冲噪声和异步脉冲噪声，噪声幅值、宽度和重复频率可通过检测试验台调节设置；噪声耦合器的通带频率5kHz～500kHz，用于将噪声源模拟器产生的各种噪声耦合到载波电力线上；
可变负载模拟器用于实现阻性、感性、容性等线性负载和非线性负载，负载阻值可满足分别在0.1～100Ω范围内可调；
程控衰减器可满足衰减频率5kHz～500kHz，衰减幅度-90dB～0dB随机可调；频谱分析仪的频率范围3k～3GHz，用于各种载波信号频率与电平测试。
具体实施过程：
（1）在计算机主机中开启用电信息采集系统主站功能，并对检测试验台初始化；
（2）计算机主机通过以太网和检测试验台建立连接，设置载波通道参数（噪声干扰、信号衰减、阻抗变化）；
（3）使配测设备与计算机主机（采集系统主站）建立通信，计算机主机向配测设备发送采集被测单元数据的指令；
（4）配测设备收到指令后， 以载波方式向被测单元发送抄收数据的报文，经过设置了各种参数的电力线后到达被测单元；
（5）配测设备正常接收到返回报文后，上行至计算机主机（采集系统主站）并解析无误，则认为此次载波通信成功，实现通信成功率检测；
（6）在测试过程中，通过计算机主机控制改变载波通道参数，通过频谱分析仪测试载波信号频率、输出电平以及相关抗干扰能力检测，最终实现载波通信模块性能检测。
本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种载波通信模块智能检测系统，其特征在于，所述系统包括三相净化交流稳压源、人工电源网络、计算机主机、被测单元、配测设备、频谱分析仪、程控衰减器、噪声耦合器、噪声源模拟器、可变负载模拟器和检测试验台；
所述人工电源网络的输入端通过电力线与三相净化交流稳压源相连，所述人工电源网络的输出端通过电力线与所述被测单元相连，用于为所述被测单元提供供电电源，所述人工电源网络的输出端通过另一条电力线连接所述程控衰减器与所述配测设备相连，用于为所述配测设备提供供电电源；所述人工电源网络通过同轴电缆连接频谱分析仪，频谱分析仪与检测试验台双向通讯互联；
所述被测单元和配测设备分别通过控制总线连接计算机主机；被测单元通过电力线连接噪声耦合器；噪声耦合器再通过同轴电缆连接噪声源模拟器；噪声源模拟器与检测试验台双向通讯互联；所述配测设备通过电力线连接程控衰减器；程控衰减器再通过电力线连接可变负载模拟器；可变负载模拟器与检测试验台双向通讯互联。
2.根据权利要求1所述一种载波通信模块智能检测系统，其特征在于，所述人工电源网络适合频率3～500kHz,满足各种类型载波通信模块检测；计算机主机充当载波系统主站的功能。
3.根据权利要求1所述一种载波通信模块智能检测系统，其特征在于，所述程控衰减器可满足衰减频率5kHz～500kHz，衰减幅度-90dB～0dB随机可调；频谱分析仪的频率范围3k～3GHz，用于各种载波信号频率与电平测试。
4.根据权利要求1所述一种载波通信模块智能检测系统，其特征在于，所述噪声耦合器的通带频率5kHz～500kHz，用于将噪声源模拟器产生的各种噪声耦合到载波电力线上。
5.根据权利要求1所述一种载波通信模块智能检测系统，其特征在于，所述可变负载模拟器用于实现阻性、感性、容性等线性负载和非线性负载，负载阻值可满足分别在0.1～100Ω范围内可调。
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