CN115150875A - 一种智能电能表蓝牙功能的测试方法及其测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力设备测试领域，具体涉及一种智能电能表蓝牙功能的测试方法及其测试系统。该测试方法将具有蓝牙通信模块的测试机与待测电能表进行通信连接，并通过多个测试项目检测电能表蓝牙模块在复杂工况下的通信可靠性。该测试方法中实施的测试项目具体包括：连接测试、温差测试、功耗测试、干扰测试、以及数据传输测试。电能表蓝牙可靠性测试的测试指标项包括：配对成功率、最大通信距离、高低温特性、各项功耗、抗干扰性能和通信误码率等。测试系统包括：测试台、上位机、测试机、恒温箱、浪涌发生器、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试仪、静电放电设备和电参数测试仪。本发明解决了现有智能电能表缺乏快速、高效的蓝牙功能测试方法的问题。

Description

一种智能电能表蓝牙功能的测试方法及其测试系统

技术领域

本发明属于电力设备测试领域，具体涉及一种智能电能表蓝牙功能的测试方法及其测试系统。

背景技术

随着智能电网的不断发展和完善，电网工作重心逐渐由建设转为运维管理和应用。运维是应用的基础，应用是采集系统真正的价值体现。目前，智能电网的发展仍处于用电信息采集系统建设完成初期，系统的运维和深化应用经验尚浅，如何有效地提高运维效率，如何最大限度地提升用电信息采集系统的数据和功能应用，成为用电信息采集系统面临的一项重要课题。

在电力用户端，依赖带有通信功能的电能表和集中器、智能融合终端等设备，客户的用电信息采集已经完全实现了自动化。在新标准下，智能电能表均要求具有蓝牙通信功能，未来蓝牙技术将取代传统485通讯，成为电能表与其它设备进行数据传输的主要通信手段。目前，新上网的电能表均为已带有蓝牙功能的电能表。但是，国网公司以及其它设备厂商仍然缺乏检测电能表中蓝牙可靠性的有效手段，现有厂商采用电能表蓝功能测试方法不统一，且主要参照常规消费端电子产品的蓝牙性能测试方法进行测试；得到的测试结果与电能表对蓝牙模块的性能要求不匹配，参考价值不高。

此外，现有测试方法缺乏相应的测试设备，并高度依赖人工进行测试；测试效率较低，单个电能表的测试周期过长。因此，如何实现电能表蓝牙功能的标准化检测和快速检测成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有智能电能表缺乏快速、高效的蓝牙功能测试方法，传统测试方法效率低，难以对大量电能表进行同步测试的问题。本发明提供一种智能电能表蓝牙功能的测试方法及其测试系统。

本发明采用以下技术方案实现：

一种智能电能表蓝牙功能的测试方法；该测试方法将一个具有蓝牙通信模块的测试机与待测电能表进行通信连接，进而通过多个测试项目检测电能表中蓝牙通信模块在复杂条件下的通信可靠性。

该测试方法中实施的测试项目具体包括：连接测试、温差测试、功耗测试、干扰测试、以及数据传输测试。各个测试项目的测试内容如下：

一、连接测试

项目（1）、依次以测试机和待测电表为配对请求方进行配对测试，判断二者是否均能够成功配对。

项目（2）、在配对成功后，依次对待测电表和测试机的蓝牙功能进行关断，并在关断后等待预设时间重启，然后判断是否成功完成重新连接，并记录重连时间。

项目（3）、在连接状态下，以1m为距离变化量，使得测试机依次远离待测电表，判断在不同通信距离条件下二者的连接状态是否正常；并记录连接状态中断前的最大通信距离。

二、功耗测试

项目（4）、采用三相电参数测试仪向待测电表施加220V、5A的测试交流电信号。分别采集预设时长内待测电表在蓝牙模式开启与关闭状态的功耗，并计算出蓝牙模块的待机功耗。

项目（5）、采用三相电参数测试仪向待测电表施加220V、5A的测试交流电信号。分别采集预设时长内待测电表在蓝牙模式关闭状态以及与测试机正常连接状态下的功耗，并计算出蓝牙模块的通信保持功耗。

项目（6）、采用三相电参数测试仪向待测电表施加220V、5A的测试交流电信号。分别采集预设时长内待测电表在蓝牙模式关闭状态以及与测试机通过蓝牙功能传输测试数据状态下的功耗，并计算出蓝牙模块的通信传输功耗。

三、干扰测试

项目（7）、在电表与测试机蓝牙连接状态下，采用浪涌发生器向待测电表的L端和N端发出试验干扰为差模±4kV，典型波形为1.2/50us的浪涌干扰信号。并在干扰结束后通过测试机向电能表发送测试数据；判断数据是否发送成功。

项目（8）、在电表与测试机蓝牙连接状态下，采用电快速瞬变脉冲群抗扰度测试设备向待测电表的L端和N端发出试验干扰为±4kV，频率为100kHz，典型波形为5/50ns的快速瞬变脉冲群干扰信号。并在干扰结束后通过测试机向电能表发送测试数据；判断数据是否发送成功。

项目（9）、在电表与测试机蓝牙连接状态下，采用静电放电设备向待测电表的不同位置进行接触放电。其中，以金属螺钉为测试点放电±8kV，每个测试点放电10次。以显示屏和各个缝隙为测试点放电为±15kV，每个测试点放电10次。并在干扰结束后通过测试机向电能表发送测试数据；判断数据是否发送成功。

四、温差测试

项目（10）、将与测试机处于连接状态的待测电表放入到测试箱中，以20℃为基准温度，5℃为调幅，对测试箱温度进行调升，直到达到温度上限。每次调升后保温30min，再检测各温度条件下待测电表与测试机的连接状态是否正常。

项目（11）、将与测试机处于连接状态的待测电表放入到测试箱中，以20℃为基准温度，5℃为调幅，对测试箱温度进行调降，直到达到温度下限。每次调降后保温30min，再检测各温度条件下待测电表与测试机的连接状态是否正常。

五、数据传输测试

在测试项目（3）、（7）-（11）的测试过程中，由待测电表通蓝牙模式向测试机发送预先写入的测试数据，并由测试机对接收到的数据进行解码，测试数据传输速率和误码率。

作为本发明进一步地改进，电能表蓝牙可靠性测试的测试指标项包括：主动配对和被动配对的配对成功率、自动重连、最大通信距离、耐高温特性、耐低温特性、待机功耗、通信保持功耗、通信传输功耗、抗浪涌特性、抗脉冲群特性，耐静电特性和通信误码率。

作为本发明进一步地改进，通信误码率的指标项中分别包括：最大通信距离误码率；高温误码率、低温误码率、浪涌误码率、脉冲群误码率和静电误码率。

其中，最大通信距离误码率指电能表在与测试机达到最大蓝牙通信距离时，通过蓝牙模式进行数据传输的误码率。

高温误码率指电能表在上限高温环境下，通过蓝牙模式进行数据传输的误码率。

低温误码率指电能表在上限低温环境下，通过蓝牙模式进行数据传输的误码率。

浪涌误码率指电能表在经过浪涌干扰测试后，通过蓝牙模式进行数据传输时的误码率。

脉冲群误码率指电能表在经过脉冲群信号干扰测试后，通过蓝牙模式进行数据传输时的误码率。

静电误码率指电能表在经过高压静电测试后，通过蓝牙模式进行数据传输时的误码率。

作为本发明进一步地改进，在连接测试中，合格的待测电表应当同时满足：主动配对和配对均成功；重连成功且重连时间不低于5s；最大通信距离不低于10m。

作为本发明进一步地改进，在温差测试中，合格的待测电表应当满足：在极限高温55℃的条件下与测试机保持稳定连接；在极限低温-25℃的条件下与测试机保持稳定连接；且在极限高温55℃和极限低温-25℃的条件下，保温时间增加至4h，被测电表仍与测试机保持稳定连接。

作为本发明进一步地改进，在功耗测试中，合格的待测电表应当满足：待机功耗、通信保持功耗和通信传输功耗均未超过电能表使用的蓝牙模块的标称功耗的范围。

作为本发明进一步地改进，在功耗测试过程中，待测电表各项功耗数据的计算方法如下：

待机功耗=预设时间内蓝牙模式开启但未连接状态下的设备功耗-预设时间内蓝牙模式关闭状态下的设备功耗。

通信保持功耗=预设时间蓝牙模式开启且与测试机连接状态下的设备功耗-预设时间内蓝牙模式关闭状态下的设备功耗。

通信传输功耗=预设时间蓝牙模式开启且向测试机发送测试数据的功耗-预设时间内蓝牙模式关闭状态下的设备功耗。

作为本发明进一步地改进，在干扰测试过程中，合格的待测电表应当满足：在干扰信号施加过程中，允许短暂性性能降低但需保持连接，干扰结束后，蓝牙性能恢复正常，并完成测试数据接收。

作为本发明进一步地改进，在数据传输测试过程中，通过对比接收到的数据与原始测试数据来计算数据传输过程中的误码率，并利用误码率来评估电能表在不同测试项目中的数据传输稳定性。

其中，合格的待测电表应当满足：最大通信距离误码率；高温误码率、低温误码率、浪涌误码率、脉冲群误码率和静电误码率均不高于电能表在采用电力载波通信进行数据传输时的误码率。

本发明还包括一种电能表蓝牙功能的测试系统，该测试系统采用如前述的智能电能表蓝牙功能的测试方法对待测电表进行蓝牙可靠性测试。并在测试结束后为每个待测电表生成一份蓝牙可靠性测试报告。

测试报告的内容至少包括如下指标：主动配对和被动配对的配对成功率、自动重连、最大通信距离、耐高温特性、耐低温特性、待机功耗、通信保持功耗、通信传输功耗、抗浪涌特性、抗脉冲群特性，耐静电特性和通信误码率。

本发明提供的电能表蓝牙功能的测试系统包括：多个测试台、上位机、测试机、至少一台恒温箱、浪涌发生器、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试仪、静电放电设备和电参数测试仪。

其中，测试台内包含多个测试工位，待测试的电能表分别安装在各个测试工位处。

上位机用于管理整个测试过程，分析各项测试项目的检测结果。上位机与测试台中的各个待测试的电能表通过RS485接口通信连接，进而在测试过程中采集电能表的设备信息以及运行数据，并在执行测试任务过程中向电能表下达相关的测试指令。

测试机中包含一个蓝牙通信模块。测试机与上位机通过以太网或RS485接口通信连接。测试机用于根据上位机的指令依次与各个电能表建立蓝牙连接关系，并执行蓝牙通信测试任务。

恒温箱用于在温差测试项目中提供所需的高温环境和低温环境。浪涌发生器用于产生干扰测试过程中所需的浪涌信号。电快速瞬变脉冲群抗扰度测试仪用于产生干扰测试过程中所需的脉冲群信号。静电放电设备用于在干扰测试项目中向电能表各个测试点位放电。电参数测试仪用于测量各个电能表在测试过程的电参数信息。

本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：

本发明针对电能表度蓝牙模块的性能要求制定了完整蓝牙功能的可靠性测试方法。该测试方法能够涵盖电能表杂实际工况下的几乎所有极端场景，因此得到的蓝牙性能测试结果对于评估电能表产品在蓝牙模式下的数据传输功能具有非常突出的参考价值。该测试方法不仅可以测试出具有较高可信的测试结果，而且便于进行实施，因此适用于作为新国标电能表设备厂家的标准化测试方法，或是作为相关的领域的强制性产品测试标准进行推广应用。

针对设计出的测试方法，本发明还给出了测试过程中推荐的典型测试设备的配置情况，并针对性设计了一套专用的电能表蓝牙功能的测试系统，利用该系统，测试人员可以快速地对多台电能表同时开展测试任务，测试过程中由上位机自动记录每台电能表的在各项测试任务中的测试结果，并在全部测试任务结束后生成相应的测试报告。利用该测试系统可以大大提高电能表蓝牙功能测试的工作效率，缩短大批量电能表的测试时长。同时，还有效避免了人工测试过程中数据遗漏或测试结果统计出错的问题。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例1中提供的一种智能电能表蓝牙功能的测试方法的流程图。

图2为本发明实施例2中提供的一种电能表蓝牙功能的测试系统的系统框架图。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供一种智能电能表蓝牙功能的测试方法；该测试方法将一个具有蓝牙通信模块的测试机与待测电能表进行通信连接，进而通过多个测试项目检测电能表中蓝牙通信模块在复杂条件下的通信可靠性。

本实施提供的测试方法中，设计的用于评估电能表蓝牙可靠性的的测试指标项包括：主动配对和被动配对的配对成功率、自动重连、最大通信距离、耐高温特性、耐低温特性、待机功耗、通信保持功耗、通信传输功耗、抗浪涌特性、抗脉冲群特性，耐静电特性和通信误码率。

其中，“主动配对”是指待测电能表作为蓝牙连接的请求方时，能够建立蓝牙连接关系的成功率。

“被动配对”是指待测电能表作为蓝牙连接的响应方时，响应其它设备的蓝牙连接请求，并能够建立蓝牙连接关系的成功率。

“自动重连”指待测电能表与目标已经建立蓝牙连接关系后，其中任意一方关闭蓝牙模式并重新开启后，二者能够自动重新建立连接关系的成功率和连接速率。

“最大通信距离”指待测电能表与目标设备间可以保持蓝牙连接并可以通过蓝牙模式传输数据时的最大距离。

“耐高温特性”指待测电能表保持蓝牙连接并正常传输数据时能够承受的高温极限。该项通常仅测量电能表在预设的工作温度上限时是否可以正常建立蓝牙连接并通过蓝牙模式传输数据。

“耐低温特性”指待测电能表保持蓝牙连接并正常传输数据时能够承受的低温极限。该项通常仅测量电能表在预设的工作温度下限时是否可以正常建立蓝牙连接并通过蓝牙模式传输数据。

“待机功耗”指待测电能表在蓝牙开启但未连接时蓝牙模块的功耗。

“通信保持功耗”指待测电能表在与目标设备连接但未传输数据时蓝牙模块的功耗。

“通信传输功耗”指待测电能表与目标设备进行数据传输时蓝牙模块的功耗。

“抗浪涌特性”指待测电能表对浪涌干扰信号承受能力。

“抗脉冲群特性”指待测电能表对脉冲群干扰信号的承受能力。

“耐静电特性”指待测电能表对静电干扰信号的承受能力。

“通信误码率”指电能表在不同工况下传输数据时的安全性和稳定性，误码率越低则表面蓝牙模块在该工况下越安全和稳定。基于本案中涉及到的复杂工况，本实施例中测试的通信误码率的指标项分别包括：最大通信距离误码率；高温误码率、低温误码率、浪涌误码率、脉冲群误码率和静电误码率。

其中，“最大通信距离误码率”指电能表在与测试机达到最大蓝牙通信距离时，通过蓝牙模式进行数据传输的误码率。

“高温误码率”指电能表在上限高温环境下，通过蓝牙模式进行数据传输的误码率。

“低温误码率”指电能表在上限低温环境下，通过蓝牙模式进行数据传输的误码率。

“浪涌误码率”指电能表在经过浪涌干扰测试后，通过蓝牙模式进行数据传输时的误码率。

“脉冲群误码率”指电能表在经过脉冲群信号干扰测试后，通过蓝牙模式进行数据传输时的误码率。

“静电误码率”指电能表在经过高压静电测试后，通过蓝牙模式进行数据传输时的误码率。

基于以上指标，本实施例提供的测试方法中实施的测试项目具体包括：连接测试、温差测试、功耗测试、干扰测试、以及数据传输测试。如图1所示，各个测试项目的测试内容如下：

一、连接测试

项目（1）、依次以测试机和待测电表为配对请求方进行配对测试，判断二者是否均能够成功配对。

项目（2）、在配对成功后，依次对待测电表和测试机的蓝牙功能进行关断，并在关断后等待预设时间重启，然后判断是否成功完成重新连接，并记录重连时间。

项目（3）、在连接状态下，以1m为距离变化量，使得测试机依次远离待测电表，判断在不同通信距离条件下二者的连接状态是否正常；并记录连接状态中断前的最大通信距离。

二、功耗测试

项目（4）、采用三相电参数测试仪向待测电表施加220V、5A的测试交流电信号。分别采集预设时长内待测电表在蓝牙模式开启与关闭状态的功耗，并计算出蓝牙模块的待机功耗。

项目（5）、采用三相电参数测试仪向待测电表施加220V、5A的测试交流电信号。分别采集预设时长内待测电表在蓝牙模式关闭状态以及与测试机正常连接状态下的功耗，并计算出蓝牙模块的通信保持功耗。

项目（6）、采用三相电参数测试仪向待测电表施加220V、5A的测试交流电信号。分别采集预设时长内待测电表在蓝牙模式关闭状态以及与测试机通过蓝牙功能传输测试数据状态下的功耗，并计算出蓝牙模块的通信传输功耗。

在功耗测试过程中，待测电表各项功耗数据的计算方法如下：

待机功耗=预设时间内蓝牙模式开启但未连接状态下的设备功耗-预设时间内蓝牙模式关闭状态下的设备功耗。

通信保持功耗=预设时间蓝牙模式开启且与测试机连接状态下的设备功耗-预设时间内蓝牙模式关闭状态下的设备功耗。

通信传输功耗=预设时间蓝牙模式开启且向测试机发送测试数据的功耗-预设时间内蓝牙模式关闭状态下的设备功耗。

三、干扰测试

项目（7）、在电表与测试机蓝牙连接状态下，采用浪涌发生器向待测电表的L端和N端发出试验干扰为差模±4kV，典型波形为1.2/50us的浪涌干扰信号。并在干扰结束后通过测试机向电能表发送测试数据；判断数据是否发送成功。

项目（8）、在电表与测试机蓝牙连接状态下，采用电快速瞬变脉冲群抗扰度测试设备向待测电表的L端和N端发出试验干扰为±4kV，频率为100kHz，典型波形为5/50ns的快速瞬变脉冲群干扰信号。并在干扰结束后通过测试机向电能表发送测试数据；判断数据是否发送成功。

项目（9）、在电表与测试机蓝牙连接状态下，采用静电放电设备向待测电表的不同位置进行接触放电。其中，以金属螺钉为测试点放电±8kV，每个测试点放电10次。以显示屏和各个缝隙为测试点放电为±15kV，每个测试点放电10次。并在干扰结束后通过测试机向电能表发送测试数据；判断数据是否发送成功。

四、温差测试

项目（10）、将与测试机处于连接状态的待测电表放入到测试箱中，以20℃为基准温度，5℃为调幅，对测试箱温度进行调升，直到达到温度上限。每次调升后保温30min，再检测各温度条件下待测电表与测试机的连接状态是否正常。

项目（11）、将与测试机处于连接状态的待测电表放入到测试箱中，以20℃为基准温度，5℃为调幅，对测试箱温度进行调降，直到达到温度下限。每次调降后保温30min，再检测各温度条件下待测电表与测试机的连接状态是否正常。

五、数据传输测试

在测试项目（3）、（7）-（11）过程中，由待测电表通蓝牙模式向测试机发送预先写入的测试数据，并由测试机对接收到的数据进行解码，测试数据传输速率和误码率。

在本实施例提供的各项测试任务中，合格电能表应当满足如下条件：

1、在连接测试中，合格的待测电表应当同时满足：

（1）主动配对和配对均成功。

（2）重连成功且重连时间不低于5s。

（3）最大通信距离不低于10m。

2、在温差测试中，合格的待测电表应当同时满足：

（1）在极限高温55℃的条件下与测试机保持稳定连接。

（2）在极限低温-25℃的条件下与测试机保持稳定连接。

（3）在极限高温55℃和极限低温-25℃的条件下，保温时间增加至4h，被测电表仍与测试机保持稳定连接。

需要说明的是，在测试过程中，极限高温和极限低温可以根据设备的具体工况进行调整。例如对于在某些极端低温环境下工作的电能表，其对于低温下限的要求可能会低于-25℃，此时，则可以根据需要将测试过程中的低温下限进一步降低。

3、在功耗测试中，合格的待测电表应当满足：

待机功耗、通信保持功耗和通信传输功耗均未超过电能表使用的蓝牙模块的标称功耗的范围。

4、在干扰测试过程中，合格的待测电表应当满足：在各项干扰信号施加过程中，允许短暂性性能降低但需保持连接，干扰结束后，蓝牙性能恢复正常，并完成测试数据接收。

5、在数据传输测试过程中，通过对比接收到的数据与原始测试数据来计算数据传输过程中的误码率，并利用误码率来评估电能表在不同测试项目中的数据传输稳定性。其中，合格的待测电表应当满足：

蓝牙传输模式下，最大通信距离误码率、高温误码率、低温误码率、浪涌误码率、脉冲群误码率和静电误码率均不高于电能表在采用电力载波通信进行数据传输时的误码率。

本实施例提供的测试方法可以应用于对出厂前的电能表的蓝牙通信模块进行测试，检测该模块在各类复杂工况下的稳定性和安全性。由本实施例提供的测试项目已经包含了电能表的蓝牙通信模块在实际应用过程中可能出现的所有工况，因此该测试方法的测试结果可以被认为是有效且准确的。该结果对于评估电能表蓝牙通信模块的性能而言具有针对性，该评估结果的可信度较高。

同时，本实施例提供测试流程还经过特别设计和整合，可以完成所有指标的测试，并且最大化实现流程节约化，避免相似指标项的重复测量，进而有效缩短整个测试方案的时长；提高电能表蓝牙功能可靠性的测试效率。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例进一步提供一种电能表蓝牙功能的测试系统。该测试系统采用如实施例1中的智能电能表蓝牙功能的测试方法对待测电表进行蓝牙可靠性测试。并在测试结束后为每个待测电表生成一份蓝牙可靠性测试报告。

测试报告的内容至少包括如下指标：主动配对和被动配对的配对成功率、自动重连、最大通信距离、耐高温特性、耐低温特性、待机功耗、通信保持功耗、通信传输功耗、抗浪涌特性、抗脉冲群特性，耐静电特性和通信误码率。

具体地，如图2所示，本实施例中提供的电能表蓝牙功能的测试系统包括安装在一个专用测试实验室内的多台设备。工作设备具体包括：多个测试台、上位机、至少一台测试机；以及恒温箱、浪涌发生器、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试仪、静电放电设备、电参数测试仪等相关的测试仪器。其中测试台、上位机、测试机和电参数测试仪主要用于执行测试任务，而恒温箱、浪涌发生器、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试仪和静电放电设备则用于提供所需的测试环境。

其中，测试台为待测试的电能表的安装治具，该测试台中已经预留有相关的连接线缆，测试台内包含多个测试工位，每个待测试的电能表分别安装在各个测试工位处。电能表安装到各个工位上之后，将各条线缆与电能表的相关接口和电极相连接，进而使得上位机可以与电能表的计量芯和控制芯进行通信。电参数测量仪用于在测试过程中采集电能表的各项电参数信息；电参数测量仪也安装在在测试台上。具体地，本实施例采用的电参数测量仪采用支持多通道同步测量的电参数测量仪。

本实施例中的上位机是一个用于管理整个测试过程的设备。上位机与测试台中的各个待测试的电能表通过RS485接口通信连接，进而在测试过程中采集电能表的设备信息以及运行数据，并在执行测试任务过程中向电能表下达相关的测试指令。然后，上位机再采集电能表和测试机在测试过程中产生的测试数据，进而根据测试数据分析出电能表在各项测试项目的检测结果。

测试机是测试系统中的另外一个关键设备。测试机中包含一个蓝牙通信模块。测试机与上位机通过以太网或RS485接口通信连接。测试机用于根据上位机的指令依次与各个电能表建立蓝牙连接关系，并执行蓝牙通信测试任务。

在实际应用中，测试机可以采用如手机、台式电能表、笔记本电脑、平板电脑等相关的通用设备，也可以采用具有蓝牙通信模块的专用通信设备。此外，测试机中使用的蓝牙通信模块应当与电能表中的蓝牙通信模块兼容，同时支持一对多的连接功能。测试机中的蓝牙模块作为主机时，支持的最大连接数应当大于单个测试台上的测试工位数。

恒温箱用于在温差测试项目中提供所需的高温环境和低温环境。在实际应用中，为了提高设备的工作效率，应当在一个实验室内，分别安装一台高温试验以及一台低温试验箱。两个恒温箱分别用于开展高温测试和低温测试。

具体地，本实施例采用KVWZ-615T-HF型恒温试验箱，该恒温箱可以在-25℃-60℃的较宽范围内进行变温调节，设备的变温范围较宽，温度控制精度较高，因而完全可以满足本测试的试验要求。

浪涌发生器用于产生干扰测试过程中所需的浪涌信号。具体地，本实施例采用LSG-5060AG型浪涌发生器。本实施提供的浪涌发生器在测试过程，将电极连接在电能表的L接线柱和N接线柱上，然后生成试验干扰为差模±4kV，典型波形为1.2/50us的浪涌干扰信号，并将浪涌干扰信号施加给待测的电能表。

电快速瞬变脉冲群抗扰度测试仪用于产生干扰测试过程中所需的脉冲群信号。具体地，本实施例采用SB-4300AG型电快速瞬变脉冲群抗扰度测试仪。本实施例提供的电快速瞬变脉冲群抗扰度测试仪测试电快速瞬变脉冲群抗扰度时，试验干扰为±4kV，频率为100kHz，试验典型波形为5/50ns，作用于电能表的L、N两端。

本实施例采用的静电放单设备型号为ESD-2020AG，静电放电设备用于在干扰测试项目中向电能表各个测试点位放电。在测试过程中，静电放电位置包括两类：一是作用于金属的螺钉上的局部接触式放电，试验干扰为接触放电±8kV，每个测试点位放电10次。二是作用于电能表的显示屏和各个缝隙的空气放电；空气放电为±15kV，每个测试点位放电10次。

在功耗测试中，本实施例采用三相电参数测试仪PF9830测量电能表的三路交流电压、三路交流电流的幅值及其各量间的相位，并测量电表测量单/三相有功功率、有功功率因数、无功功率、无功功率因数、频率等电参数。便于准确统计电能表在各个通信状态下的实时功耗。

采用本实施例提供的测试系统进行测试时，测试人员首先将各个待测电能表安装到测试台上，并完成电能表。实验过程中每个测试台上的多个电能表在测试过程会同步完成同一项测试任务。测试试验中的多台测试仪器可以针对不同测试台上的多个设备开展不同测试项目，进而提高测试过程的效率；缩短批量出厂电表的测量时长。

测试台在测试过程会通过线缆和相应的数据线缆与上位机进行通讯，同时测试机也与上位机通过相应线缆通信连接，本实施中，测试机和测试台均采用RS485接口与上位机连接。当待测电能表正确转配到测试台中的各个测试工位上之后。上位机会首先进行初始化。初始化过程中，上位机自动获取测试台中每个电能表的MAC地址和设备识别编码，进而在后期向相应的设备下达测试指令（如数据传输指令和蓝牙模式的开关控制指令），以及在测试项目结束后生成各个电能表的测试日志。在测试过程中，每当测试台上的电能表完成一项测试任务后，上位机会对其中的各个电能表的测试日志进行更新，直到某个电能表完成所有测试项目后，上位机会生成一个对应的测试报告。

在本实施例提供的测试系统中，除温差测试之外，其余各个测试项目在测试过程中不区分先后顺序，测试人员可以根据各批次测试对象（即电能表）的数量合理安排各个电能表执行不同的测试项目，以保证测试实验室内的各台测试设备均保持较高的占用率，进而缩短测试时长。

考虑到温差测试过程的测试周期较长，且在测试结束后需要对电能表进行温度恢复。因此，测试人员在测试任务组织过程中应当将温差测试作为每台电能表的最后一项测试任务。在同一个测试实验室中进行批量测试时，实验室内应当至少安装两台恒温恒湿试验箱，其中一台作为执行低温测试的试验箱，另一台作为执行高温测试的试验箱。对于不同测试台上的电能表产品，低温测试和高温测试可以交替开展，进而缩短整个批次产品的测试任务的耗费时长。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能电能表蓝牙功能的测试方法；其特征在于，其将一个具有蓝牙通信模块的测试机与待测电能表进行通信连接，并通过多个测试项目检测电能表中蓝牙模块在复杂工况下的通信可靠性；实施的测试项目包括：连接测试、温差测试、功耗测试、干扰测试、以及数据传输测试；所述测试方法包括如下过程：

一、连接测试

项目1、依次以测试机和待测电表为配对请求方进行配对测试，判断二者是否均能够成功配对；

项目2、在配对成功后，依次对待测电表和测试机的蓝牙功能进行关断，并在关断后等待预设时间重启，判断是否成功完成重新连接；并记录重连时间；

项目3、在连接状态下，以1m为距离变化量，使得测试机依次远离待测电表，判断在不同通信距离条件下二者的连接状态是否正常；并记录连接状态中断前的最大通信距离；

二、功耗测试

项目4、采用三相电参数测试仪向待测电表施加220V、5A的测试交流电信号；分别采集预设时长内待测电表在蓝牙模式开启与关闭状态的功耗，并计算出蓝牙模块的待机功耗；

项目5、采用三相电参数测试仪向待测电表施加220V、5A的测试交流电信号；分别采集预设时长内待测电表在蓝牙模式关闭状态以及与测试机正常连接状态下的功耗，并计算出蓝牙模块的通信保持功耗；

项目6、采用三相电参数测试仪向待测电表施加220V、5A的测试交流电信号；分别采集预设时长内待测电表在蓝牙模式关闭状态以及与测试机通过蓝牙功能传输测试数据状态下的功耗，并计算出蓝牙模块的通信传输功耗；

三、干扰测试

项目7、在电表与测试机蓝牙连接状态下，采用浪涌发生器向待测电表的L端和N端发出试验干扰为差模±4kV，典型波形为1.2/50us的浪涌干扰信号；并在干扰结束后通过测试机向电能表发送测试数据；判断数据是否发送成功；

项目8、在电表与测试机蓝牙连接状态下，采用电快速瞬变脉冲群抗扰度测试设备向待测电表的L端和N端发出试验干扰为±4kV，频率为100kHz，典型波形为5/50ns的快速瞬变脉冲群干扰信号；并在干扰结束后通过测试机向电能表发送测试数据；判断数据是否发送成功；

项目9、在电表与测试机蓝牙连接状态下，采用静电放电设备向待测电表的不同位置进行接触放电，其中，以金属螺钉为测试点放电±8kV，每个测试点放电10次；以显示屏和各个缝隙为测试点放电为±15kV，每个测试点放电10次；并在干扰结束后通过测试机向电能表发送测试数据；判断数据是否发送成功；

四、温差测试

项目10、将与测试机处于连接状态的待测电表放入到测试箱中，以20℃为基准温度，5℃为调幅，对测试箱温度进行调升，直到达到温度上限；每次调升后保温30min，再检测各温度条件下待测电表与测试机的连接状态是否正常；

项目11、将与测试机处于连接状态的待测电表放入到测试箱中，以20℃为基准温度，5℃为调幅，对测试箱温度进行调降，直到达到温度下限；每次调降后保温30min，再检测各温度条件下待测电表与测试机的连接状态是否正常；

五、数据传输测试

在测试项目3、7-11的测试过程中，由待测电表通蓝牙模式向测试机发送预先写入的测试数据，并由测试机对接收到的数据进行解码，测试数据传输速率和误码率。

2.如权利要求1所述的智能电能表蓝牙功能的测试方法，其特征在于：电能表蓝牙可靠性测试的测试指标项包括：主动配对和被动配对的配对成功率、自动重连、最大通信距离、耐高温特性、耐低温特性、待机功耗、通信保持功耗、通信传输功耗、抗浪涌特性、抗脉冲群特性，耐静电特性和通信误码率。

3.如权利要求2所述的智能电能表蓝牙功能的测试方法，其特征在于：所述通信误码率的指标项中分别包括：最大通信距离误码率；高温误码率、低温误码率、浪涌误码率、脉冲群误码率和静电误码率。

4.如权利要求1所述的智能电能表蓝牙功能的测试方法，其特征在于：在连接测试中，合格的待测电表应当同时满足：主动配对和配对均成功；重连成功且重连时间不低于5s；最大通信距离不低于10m。

5.如权利要求1所述的智能电能表蓝牙功能的测试方法，其特征在于：在温差测试中，合格的待测电表应当满足：在极限高温55℃的条件下与测试机保持稳定连接；在极限低温-25℃的条件下与测试机保持稳定连接；且在极限高温55℃和极限低温-25℃的条件下，保温时间增加至4h，被测电表仍与测试机保持稳定连接。

6.如权利要求1所述的智能电能表蓝牙功能的测试方法，其特征在于：在功耗测试中，合格的待测电表应当满足：待机功耗、通信保持功耗和通信传输功耗均未超过电能表使用的蓝牙模块的标称功耗的范围。

7.如权利要求6所述的智能电能表蓝牙功能的测试方法，其特征在于：在功耗测试过程中，待测电表各项功耗数据的计算方法如下：

待机功耗=预设时间内蓝牙模式开启但未连接状态下的设备功耗-预设时间内蓝牙模式关闭状态下的设备功耗；

通信保持功耗=预设时间蓝牙模式开启且与测试机连接状态下的设备功耗-预设时间内蓝牙模式关闭状态下的设备功耗；

通信传输功耗=预设时间蓝牙模式开启且向测试机发送测试数据的功耗-预设时间内蓝牙模式关闭状态下的设备功耗。

8.如权利要求1所述的智能电能表蓝牙功能的测试方法，其特征在于：在干扰测试过程中，合格的待测电表应当满足：在干扰信号施加过程中，允许短暂性性能降低但需保持连接，干扰结束后，蓝牙性能恢复正常，并完成测试数据接收。

9.如权利要求3所述的智能电能表蓝牙功能的测试方法，其特征在于：在数据传输测试过程中，通过对比接收到的数据与原始测试数据来计算数据传输过程中的误码率，并利用误码率来评估电能表在不同测试项目中的数据传输稳定性；

其中，合格的待测电表应当满足：最大通信距离误码率；高温误码率、低温误码率、浪涌误码率、脉冲群误码率和静电误码率均不高于电能表在采用电力载波通信进行数据传输时的误码率。

10.一种电能表蓝牙功能的测试系统，其特征在于，其用于采用如权利要求1-9任意一项所述的智能电能表蓝牙功能的测试方法对待测电表进行蓝牙可靠性测试；并在测试结束后为每个待测电表生成一份蓝牙可靠性测试报告；所述测试报告的内容至少包括如下指标：主动配对和被动配对的配对成功率、自动重连、最大通信距离、耐高温特性、耐低温特性、待机功耗、通信保持功耗、通信传输功耗、抗浪涌特性、抗脉冲群特性，耐静电特性和通信误码率；其中，所述测试系统包括：

多个测试台，其内包含多个测试工位，待测试的电能表分别安装在各个测试工位处；

上位机，其用于管理整个测试过程，分析各项测试项目的检测结果，所述上位机与测试台中的各个待测试的电能表通过RS485接口通信连接，进而在测试过程中采集电能表的设备信息以及运行数据，并在执行测试任务过程中向电能表下达相关的测试指令；

至少一台测试机，其中包含一个蓝牙通信模块；所述测试机与所述上位机通过以太网或RS485接口通信连接；所述测试机用于根据上位机的指令依次与各个电能表建立蓝牙连接关系，并执行蓝牙通信测试任务；

至少一台恒温箱，其用于在温差测试项目中提供所需的高温环境和低温环境；

至少一台浪涌发生器，其用于产生干扰测试过程中所需的浪涌信号；

至少一台电快速瞬变脉冲群抗扰度测试仪，其用于产生干扰测试过程中所需的脉冲群信号；

至少一台静电放电设备，其用于在干扰测试项目中向电能表各个测试点位放电；以及

多台电参数测试仪，其用于测量各个电能表在测试过程的电参数信息。

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