CN111083723A - 一种微功率无线仿真测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微功率无线仿真测试系统，包括计算机仿真测试装置和与其连接的测试收发装置。测试收发装置与其相匹配的集中器模块无线连接进行数据交互，集中器模块与集中器连接，测试收发装置用于接收集中器组网中获取的各节点路由路径数据。计算机仿真测试装置包括收发模块、配置模块、数据处理模块、路由算法模块、网络模块和展示模块；计算机仿真测试装置用于模拟表计模块用电采集流程，通过测试收发装置与集中器模块的交互，最后展示测试结果。本发明测试时不需要搭建复杂测试环境，而是通过配置模块的配置快速、便捷地模拟各种测试环境，直观展示测试结果，有效的衡量路由算法质量，且能兼容不同无线技术方案，具有较强的兼容和扩展性能。
Description
技术领域
本发明涉及微功率无线通信技术领域，特别是涉及一种微功率无线仿真测试系统及方法。
背景技术
用电信息采集系统是以通信为基础的系统，其通信效率尤为重要。如今用电信息采集系统本地通信信道通信方式主要有宽带载波、窄带载波、微功率无线等通信方式，综合数据采集稳定性、数据及时性和设备成本等因素，微功率无线通信技术无疑是最具潜力也是最适合用电信息采集要求的通信方式之一。
但现有的微功率无线测试技术需要根据测试需求搭建复杂的实验环境，这种测试方式存在以下不足：(1)需要搭建复杂环境，不仅耗时耗力，测试效率低，且成本高；(2)受限于实验条件，环境模拟不充分，测试不到位；(3)一些测试平台难以扩展功能，无法适应新要求、新技术，如电、水、气、热能源计量一体化采集，低功耗物联网NB-IoT、Lora、蓝牙技术等；(4)无法直观展现组网拓扑结构，无法直观定位测试故障节点；(5)无法衡量集中器模块路由算法的质量，如稳定性、完整性、自适应性等；(6)难以获取整个组网、抄表或其他用电信息采集功能项的全过程。
由此可见，上述现有的微功率无线测试技术在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的微功率无线仿真测试系统及方法，使其简单方便的实现兼容多种不同无线技术的测试，并还能衡量路由算法的质量，成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种微功率无线仿真测试系统，使其简单方便的实现兼容多种不同无线技术的测试，并还能衡量路由算法的质量，从而克服现有的微功率无线测试技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种微功率无线仿真测试系统，包括计算机仿真测试装置和与其连接的测试收发装置，
所述测试收发装置，用于与其相匹配的集中器模块无线连接，所述集中器模块与集中器连接，所述测试收发装置用于与所述集中器组网，并接收所述集中器组网中获取到的各节点路由路径数据；
所述计算机仿真测试装置包括收发模块、配置模块、数据处理模块、路由算法模块、网络模块和展示模块；
所述收发模块，用于接收所述测试收发装置发送的数据，并将接收数据发送至所述数据处理模块；
所述配置模块，用于模拟配置各电表、水表、气表或热表的地区协议、扩展协议和通信协议，配置组网层次、层次衰减、场强信息，以及配置各电表、水表、气表或热表的数量和数据显示值，以及各电表应答策略和所述路由算法模块的内部路由算法及其策略；
所述数据处理模块，用于根据所述配置模块配置的协议解析由所述收发模块传送的数据，并将解析结果组帧发送至所述展示模块；
所述路由算法模块，用于通过所述配置模块配置的数据、内部路由算法及各节点场强信息，得出各节点内部路由路径，并将得到的内部路由路径传送至所述展示模块；
所述展示模块，用于通过表格或拓扑图的方式，直观展示所述数据处理模块发送的数据解析结果和所述路由算法模块发送的各节点内部路由路径的对比；
所述网络模块，用于通过网线与集中器连接，以向所述集中器下发所述配置模块配置的各表档案地址、抄读日冻结数据和设置时间。
作为本发明的一种改进，所述测试收发装置与集中器模块之间通过GFSK、OOK、NB-loT、Lora或蓝牙无线信道连接；所述测试收发装置通过USB接口与所述计算机仿真测试装置连接。
进一步改进，所述收发模块还具有对发送数据进行无线调制方式和发射功率选择的功能。
进一步改进，所述配置模块还用于配置组网层次中各电表地址、发射功率、软硬件版本、厂家标识参数；以及配置各电表冻结数据、有功功率、无功功率、日期和运行状态参数。
进一步改进，所述配置模块中对各电表应答策略的配置包括正常应答、不应答、否认应答、错误应答和延时应答。
进一步改进，所述展示模块还用于展示组网、抄表时间显示及其他业务信息显示。
进一步改进，所述计算机仿真测试装置还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述计算机仿真测试装置的操作记录、收发数据和结果对比。
本发明还提供一种应用上述微功率无线仿真测试系统的微功率无线仿真测试方法，包括：
(1)将所述集中器模块连接至所述集中器上，选择与所述集中器模块相匹配的测试收发装置，并将所述测试收发装置通过USB接口连接至所述计算机仿真测试装置上；
(2)通过所述配置模块配置模拟环境的各项参数，包括各电表、水表、气表或热表的地区协议、扩展协议和通信协议，配置组网层次、层次衰减、场强信息，以及配置各电表、水表、气表或热表的数量和数据显示值，以及各电表应答策略和所述路由算法模块的内部路由算法及其策略；
(3)通过所述网络模块向所述集中器发送所述配置模块模拟的各表档案地址，并由所述集中器启动组网命令；
(4)等待所述集中器组网完成后，通过所述测试收发装置接收由所述集中器路由算法得到的各节点路由路径数据，再通过所述收发模块的数据传送和所述数据处理模块的数据解析，最后将各节点路由路径通过所述展示模块展示，同时，所述路由算法模块通过所述配置模块配置的数据、内部路由算法及各节点场强信息，得出各节点内部路由路径，并将得到的内部路由路径传送至所述展示模块，由所述展示模块通过表格或拓扑图的方式，直观展示所述数据处理模块解析的由所述集中器路由算法得到的各节点路由路径和所述路由算法模块发送的各节点内部路由路径的对比。
进一步改进，还包括步骤(5)通过所述配置模块实时更改节点配置，再依据所述步骤(3)和(4)实现各表的异常情况测试。
进一步改进，还包括记录和存储测试过程中操作步骤、收发数据和对比结果的步骤。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
本发明微功率无线仿真测试系统测试时不需要搭建复杂的测试环境，而是通过配置模块的配置能够快速、便捷地模拟各种测试环境，包括使用协议、组网规模、应答策略等等；并且该系统能兼容不同无线技术方案，只要使用与集中器模块相对应的测试收发装置便可实现一种或多种无线技术方案测试，避免现有微功率无线测试方法的一次测试环境搭建只能适用一种无线技术的弊端。
本发明可以直观展示由集中器获得的各节点路由路径，并与内置路由算法所得路由路径作对比，能验证该集中器路由路径算法的完整性；并通过保存测试结果，可以比较多次组网路由路径，验证其稳定性；还可更改组网规模或配置某个、某些节点故障，验证其自适应性。
本发明能够充分模拟现场测试环境，直观展示测试结果，有效衡量路由算法质量，支持“四表集抄”、日志记录存储等功能，具有较强的兼容和扩展性能。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明微功率无线仿真测试系统的结构示意图。
具体实施方式
参照附图1所示，本发明微功率无线仿真测试系统，包括计算机仿真测试装置和与其连接的测试收发装置。
该测试收发装置通过USB接口与该计算机仿真测试装置连接，还和与其相匹配的集中器模块无线连接，该集中器模块与集中器连接。具体的，该测试收发装置与集中器模块之间通过GFSK、OOK、NB-loT、Lora或蓝牙无线信道连接。该测试收发装置通过与集中器模块的无线信道连接，提供传输通道，形成与集中器模块的交互，用于与集中器组网后接收该集中器组网中获取到的各节点路由路径数据，并将该数据传输至该计算机仿真测试装置。
该计算机仿真测试装置，用于模拟表计模块用电采集流程，通过测试收发装置与集中器模块的交互，最后进行测试结果的展示。该计算机仿真测试装置包括收发模块、配置模块、数据处理模块、路由算法模块、网络模块、展示模块和存储模块。
该收发模块，用于接收该测试收发装置发送的数据，并将接收数据发送至该数据处理模块。该收发模块还具有对发送至数据处理模块的数据进行无线调制方式和发射功率选择的功能。
该配置模块，用于(1)配置地区协议标准，如国网、南网或网省协议；配置扩展协议，如全网感知协议，停电上报协议等；配置电表本地通信协议，如DL/T-645多功能电能表通讯协议、DL/T-698.45协议等；配置水表、气表、热表的协议标准。
(2)配置组网层次及各层次电表、采集器、水气热表数量；配置层级衰减，场强信息等。
(3)配置电表地址、发射功率、软硬件版本、厂家标识等参数。
(4)配置电表数据显示值，如电量示值，冻结数据、有功功率、无功功率、日期、运行状态等；配置水气热表数据显示值。
(5)配置电表应答策略，正常应答、不应答、否认应答、错误应答、延时应答等。
(6)配置路由算法模块的内部路由算法及其策略。
该数据处理模块，用于根据该配置模块配置的协议解析由该收发模块传送的数据，并将解析结果组帧发送至该展示模块。
该路由算法模块，用于通过该配置模块配置的数据、内部路由算法及各节点场强信息，得出各节点内部路由路径，并将得到的内部路由路径传送至该展示模块。该路由算法模块产生的各节点内部路由路径可以作为评价集中器模块路由算法的质量评价标准。
该展示模块，用于通过表格或拓扑图的方式直观展示该数据处理模块发送的数据解析结果，即由该集中器路由算法得到的各节点路由路径，以及展示该路由算法模块得到并发送的各节点内部路由路径，并对两者进行路由路径对比。该展示模块还可以展示组网、抄表时间显示，以及某节点组网、抄表相关帧显示和其他业务信息显示，如事件上报、广播校时等。
该网络模块，用于通过网线与集中器连接，以向该集中器下发该配置模块配置的各表档案地址、抄读日冻结数据、设置时间等。该网络模块用以模拟主站功能。
该存储模块，用于存储该计算机仿真测试装置的日志记录、收发数据和结果对比。
本发明还提供一种应用上述微功率无线仿真测试系统的微功率无线仿真测试方法，包括如下步骤：
(1)将集中器模块连接至集中器上，选择与该集中器模块相匹配的测试收发装置，并将该测试收发装置通过USB接口连接至该计算机仿真测试装置上；
(2)通过该配置模块配置模拟环境的各项参数，包括各电表、水表、气表或热表的地区协议、扩展协议和通信协议，配置组网层次、层次衰减、场强信息，以及配置各电表、水表、气表或热表的数量和数据显示值，以及各电表应答策略和该路由算法模块的内部路由算法及其策略；
(3)通过该网络模块向该集中器发送该配置模块模拟的各表档案地址，并由该集中器启动组网命令；
(4)等待该集中器组网完成后，通过该测试收发装置接收由该集中器路由算法得到的各节点路由路径数据，再通过该收发模块的数据传送和该数据处理模块的数据解析，最后将各节点路由路径通过该展示模块展示，同时，该路由算法模块通过该配置模块配置的数据、内部路由算法及各节点场强信息，得出各节点内部路由路径，并将得到的内部路由路径传送至该展示模块，由该展示模块通过表格或拓扑图的方式，展示该数据处理模块解析的由该集中器路由算法得到的各节点路由路径和该路由算法模块发送的各节点内部路由路径的对比，对比结果间接直观。
(5)还通过该配置模块实时更改节点配置，再依据该步骤(3)和(4)实现各表的异常情况测试，如表故障、表错误应答、表延时应答等。还根据需求测试其他项目，如抄表、全网感知、广播校时等；
(6)通过存储模块实现记录和存储测试过程中操作步骤、收发数据和结果对比数据，以供后续分析。
本发明能够监控集中器模块组网、抄表等用电信息采集全过程，且自动分析处理数据信息，以表格、图形等方式展示，操作简单、结果准确，满足用电信息采集的要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种微功率无线仿真测试系统，其特征在于，包括计算机仿真测试装置和与其连接的测试收发装置，
所述测试收发装置，用于与其相匹配的集中器模块无线连接，所述集中器模块与集中器连接，所述测试收发装置用于与所述集中器组网，并接收所述集中器组网中获取到的各节点路由路径数据；
所述计算机仿真测试装置包括收发模块、配置模块、数据处理模块、路由算法模块、网络模块和展示模块；
所述收发模块，用于接收所述测试收发装置发送的数据，并将接收数据发送至所述数据处理模块；
所述配置模块，用于模拟配置各电表、水表、气表或热表的地区协议、扩展协议和通信协议，配置组网层次、层次衰减、场强信息，以及配置各电表、水表、气表或热表的数量和数据显示值，以及各电表应答策略和所述路由算法模块的内部路由算法及其策略；
所述数据处理模块，用于根据所述配置模块配置的协议解析由所述收发模块传送的数据，并将解析结果组帧发送至所述展示模块；
所述路由算法模块，用于通过所述配置模块配置的数据、内部路由算法及各节点场强信息，得出各节点内部路由路径，并将得到的内部路由路径传送至所述展示模块；
所述展示模块，用于通过表格或拓扑图的方式，直观展示所述数据处理模块发送的数据解析结果和所述路由算法模块发送的各节点内部路由路径的对比；
所述网络模块，用于通过网线与集中器连接，以向所述集中器下发所述配置模块配置的各表档案地址、抄读日冻结数据和设置时间。
2.根据权利要求1所述的微功率无线仿真测试系统，其特征在于，所述测试收发装置与集中器模块之间通过GFSK、OOK、NB-loT、Lora或蓝牙无线信道连接；所述测试收发装置通过USB接口与所述计算机仿真测试装置连接。
3.根据权利要求2所述的微功率无线仿真测试系统，其特征在于，所述收发模块还具有对发送数据进行无线调制方式和发射功率选择的功能。
4.根据权利要求1所述的微功率无线仿真测试系统，其特征在于，所述配置模块还用于配置组网层次中各电表地址、发射功率、软硬件版本、厂家标识参数；以及配置各电表冻结数据、有功功率、无功功率、日期和运行状态参数。
5.根据权利要求1所述的微功率无线仿真测试系统，其特征在于，所述配置模块中对各电表应答策略的配置包括正常应答、不应答、否认应答、错误应答和延时应答。
6.根据权利要求1所述的微功率无线仿真测试系统，其特征在于，所述展示模块还用于展示组网、抄表时间显示及其他业务信息显示。
7.根据权利要求1所述的微功率无线仿真测试系统，其特征在于，所述计算机仿真测试装置还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述计算机仿真测试装置的操作记录、收发数据和结果对比。
8.一种应用如权利要求1至7任一项所述微功率无线仿真测试系统的微功率无线仿真测试方法，其特征在于，包括：
(1)将所述集中器模块连接至所述集中器上，选择与所述集中器模块相匹配的测试收发装置，并将所述测试收发装置通过USB接口连接至所述计算机仿真测试装置上；
(2)通过所述配置模块配置模拟环境的各项参数，包括各电表、水表、气表或热表的地区协议、扩展协议和通信协议，配置组网层次、层次衰减、场强信息，以及配置各电表、水表、气表或热表的数量和数据显示值，以及各电表应答策略和所述路由算法模块的内部路由算法及其策略；
(3)通过所述网络模块向所述集中器发送所述配置模块模拟的各表档案地址，并由所述集中器启动组网命令；
(4)等待所述集中器组网完成后，通过所述测试收发装置接收由所述集中器路由算法得到的各节点路由路径数据，再通过所述收发模块的数据传送和所述数据处理模块的数据解析，最后将各节点路由路径通过所述展示模块展示，同时，所述路由算法模块通过所述配置模块配置的数据、内部路由算法及各节点场强信息，得出各节点内部路由路径，并将得到的内部路由路径传送至所述展示模块，由所述展示模块通过表格或拓扑图的方式，直观展示所述数据处理模块解析的由所述集中器路由算法得到的各节点路由路径和所述路由算法模块发送的各节点内部路由路径的对比。
9.根据权利要求8所述的微功率无线仿真测试方法，其特征在于，还包括步骤(5)通过所述配置模块实时更改节点配置，再依据所述步骤(3)和(4)实现各表的异常情况测试。
10.根据权利要求8所述的微功率无线仿真测试方法，其特征在于，还包括记录和存储测试过程中操作步骤、收发数据和对比结果的步骤。
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| CN201911136010.7A CN111083723A (zh) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | 一种微功率无线仿真测试系统及方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114422018A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-29 | 网络通信与安全紫金山实验室 | 卫星网络仿真系统及测试方法、设备、存储介质和产品 |
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2019
- 2019-11-19 CN CN201911136010.7A patent/CN111083723A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114422018A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-29 | 网络通信与安全紫金山实验室 | 卫星网络仿真系统及测试方法、设备、存储介质和产品 |
| CN114422018B (zh) * | 2021-12-30 | 2024-01-19 | 网络通信与安全紫金山实验室 | 卫星网络仿真系统及测试方法、设备、存储介质和产品 |
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