CN213547859U - 一种双模通信测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种双模通信测试系统，包括载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置；所述载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置分别与上位机电连接；本申请可以通过多种测试装置找出并凸显双模通信过程中可能出现的一些关键问题，有效解决目前双模通信测试方式单一而无法全面模拟现场运行工况的问题，从而为完善双模通信系统提供必要的验证测试手段。

Description

一种双模通信测试系统

技术领域

本申请涉及电力通信技术领域，尤其涉及一种双模通信测试系统。

背景技术

电力线载波/微功率无线双模装置(简称双模装置)具有电力线载波和微功率无线两种通信方式，电力线载波和微功率无线互相桥接，互为补充，自动切换。将载波信号和微功率无线信号相互转换中继，完成数据的传输。通过实时采集、存储、分析、核算电力用户的用电信息，可帮助居民用户了解电价、停复电及缴费等信息，为企业用户提供节能减排、用电优化、安全用电等信息，指导社会科学用电，及时发现用电隐患、排查故障。采用电力线载波和微功率无线双模通信可扩展实时应用功能，向电力用户推行阶梯电价、实现多次结算、有序用电管理、在线监测设备运行，保障用电安全，实现双向互动功能。

目前针对双模通信方式的测试手段相对单一，一般采用对单一装置通信方式的测试系统，需人工进行干预，也无法全面模拟现场运行工况并且常出现通信链路不稳定的情况。

实用新型内容

本申请提供了一种双模通信测试系统，以解决无法全面模拟现场运行工况的问题。

本申请提供的一种双模通信测试系统，包括载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置；所述载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置分别与上位机电连接；

所述载波通信测试装置和无线通信测试装置均包括待测电表模块、集中器模块、测试工装、程控衰减器、频谱仪、信号发射器和开关切换器；所述待测电表模块的输入端、所述集中器模块的输入端连接电源，所述待测电表模块的输出端、所述集中器模块的输出端连接所述测试工装的输入端，所述测试工装与所述程序衰减器连接；所述频谱仪经所述开关切换器与所述程序衰减器连接；所述信号发射器经所述开关切换器与所述程序衰减器连接；

所述功耗协议测试装置包括直流功耗仪、交流功耗仪和待测模块；所述直流功耗仪的输入端与直流电源连接，所述交流功耗仪的输入端与交流电源连接；所述直流功耗仪的输出端和所述交流功耗仪的输出端均与所述待测模块连接；

所述交互流程测试装置包括宽带载波路由模块、抄控器和配合电表；所述宽带载波路由模块分别与所述抄控器的对应的接口和所述配合电表的对应接口连接；

所述组网测试装置包括屏蔽模块、功分器和程控衰减器；所述屏蔽模块经由所述功分器连接所述程控衰减器。

可选的，所述频谱仪通过射频线连接所述开关切换器。

可选的，所述待测模块包括集中器、单相单元、三相单元和继电切换器；所述集中器、所述单相单元和所述三相单元分别与所述继电切换器连接。

可选的，所述抄控器与上位机采用串行接口连接。

可选的，所述屏蔽模块包括耦合天线、单线程单元和测试工装，所述屏蔽模块顶部设有所述耦合天线，所述测试工装设置在所述屏蔽模块底部，所述测试工装与所述耦合天线通过单线程单元连接。

由以上技术方案可知，本申请提供的一种双模通信测试系统，包括载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置；所述载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置分别与上位机电连接；本申请可以通过多种测试装置找出并凸显双模通信过程中可能出现的一些关键问题，有效解决目前双模通信测试方式单一而无法全面模拟现场运行工况的问题，从而为完善双模通信系统提供必要的验证测试手段。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种双模通信测试系统结构示意图；

图2为本申请中载波通信测试装置基本性能测试电路拓扑示意图；

图3为本申请中无线通信测试装置基本性能测试电路拓扑示意图；

图4为本申请中功耗协议测试装置一致性测试电路拓扑示意图；

图5为本申请中组网测试装置测试连接示意图；

图6为本申请中组网测试装置屏蔽模块示意图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

参见图1，为一种双模通信测试系统的结构示意图。本申请提供的一种双模通信测试系统，包括载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置；所述载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置分别与上位机电连接；

参见图2，为本申请中载波通信测试装置基本性能测试电路拓扑示意图。所述载波通信测试装置包括待测电表模块、集中器模块、测试工装、程控衰减器、频谱仪、信号发射器和开关切换器；所述待测电表模块的输入端、所述集中器模块的输入端连接电源，所述待测电表模块的输出端、所述集中器模块的输出端连接所述测试工装的输入端，所述测试工装与所述程序衰减器连接；所述频谱仪经所述开关切换器与所述程序衰减器连接；所述信号发射器经所述开关切换器与所述程序衰减器连接；

进一步地，载波通信测试装置基本性能测试包括工作频段、发射功率谱密度、中心频率、工作带宽、最大发射电平等基本性能测试。其中，以工作频段、工作带宽、最大发射电平测试为例，测试步骤如下：

S1：上位机将控制信号传递给所述信号发射器，所述信号发射器将信号发射给各个设备展开初始化工作，将所述测试工装、所述程控衰减器、所述频谱仪初始化，接着按照实际需要设置所述频谱仪的监测频段；

S2：上位机控制路由模块连续抄表，使所述待测电表模块处于连续收发状态；

S3：所述频谱仪接收到所述待测模块发出的信号，上位机控制所述频谱仪并记录载波信号最大输出电平P_max及对应频点f_m；

S4：上位机查找出比最大输出电平P_max的对应频点f_m低21dB的上下两个频率，分别记作f₁和f₂，即工作带宽B＝f₁-f₂。

其中，所述集中器模块属于管理控制设备，负责定时读取终端数据、系统的命令传送、数据通讯、网络管理、事件记录、数据的横向传输等功能。所述测试工装尽可能彻底地检查出装置中的错误，提高测试系统的可靠性。进一步地，发射功率谱密度测试、点对点抗衰减性能测试、点对点抗白噪声干扰能力测试及点对点抗阻抗变化能力测试，均可采用图2所示载波通信测试装置基本性能测试电路拓扑实施。

参见图3，为本申请中无线通信测试装置基本性能测试电路拓扑示意图。所述无线通信测试装置均包括待测电表模块、集中器模块、测试工装、程控衰减器、频谱仪、信号发射器和开关切换器；所述待测电表模块的输入端、所述集中器模块的输入端连接电源，所述待测电表模块的输出端、所述集中器模块的输出端连接所述测试工装的输入端，所述测试工装与所述程序衰减器连接；所述频谱仪经所述开关切换器与所述程序衰减器连接；所述信号发射器经所述开关切换器与所述程序衰减器连接；

进一步地，无线通信测试装置基本性能测试包括无线发射功率、无线发射数传频偏、杂散辐射限制、通信成功率测试和功耗等基本性能测试。其中以无线发射功率测试为例，测试步骤如下：

S1：上位机将控制信号传递给所述信号发射器，所述信号发射器将信号发射给各个设备展开初始化工作，将所述测试工装、所述程控衰减器、所述频谱仪初始化，接着按照实际需要设置所述频谱仪的扫描接收频段；

S2：上位机控制所述程控衰减器通过串行接口向所述待测模块发送命令，其中所述程控衰减器发送M₄信号码流；所述待测模块接收后将信号传送给所述频谱仪；

S3：所述频谱仪接收到所述待测模块发出的信号，记录峰-峰值；

S4：上位机显示出所频谱仪记录的测量值，并将其dBm转化成mW，即得到无线发射功率；

其中，所述程控衰减器与所述待测电表模块之间为高速电力载波信号传输，所述程控衰减器与所述集中器模块之间为高速电力载波信号传输。进一步地，有关数传频偏测试、杂散辐射限值测试、接收灵敏度测试、可接受中心频率偏移测试及接收机抗邻道干扰抑制等，均可采用图3所示无线通信测试装置基本性能测试电路拓扑实施。

参见图4，为本申请中功耗协议测试装置一致性测试电路拓扑示意图。所述功耗协议测试装置包括直流功耗仪、交流功耗仪和待测模块；所述直流功耗仪的输入端与直流电源连接，所述交流功耗仪的输入端与交流电源连接；所述直流功耗仪的输出端和所述交流功耗仪的输出端均与所述待测模块连接；

进一步地，所述待测模块包括集中器、单相单元、三相单元和继电切换器；所述集中器、所述单相单元和所述三相单元分别与所述继电切换器连接。所述功耗协议测试装置还包括测试工装，所述测试工装与所述待测模块连接。

其中，功耗协议测试包括交流功耗测试和直流功耗测试，所述直流功耗仪和所述交流功耗仪可以分别准确测出所经过负载电路的电流和电压，直流功耗和交流功耗之和即为待测模块的总功耗。以静态功耗和动态功耗测试为例，测试步骤如下：

S1：上位机将所述直流功耗仪、所述交流功耗仪和所述测试工装进行初始化工作；

S2：上位机控制所述继电切换器执行切换任务，使得仅有一个所述待测模块经由所述直流功耗仪和所述交流功耗仪连接到直流电源和交流电源；

S3：上位机控制所述待测模块处于接收状态和通信状态，分别读取直流功耗仪和交流功耗仪中的功耗值；

S4：读取直流功耗仪和交流功耗仪中的功耗值之和记录为相应状态的功耗测量值。

进一步地，所述继电切换器中含有控制芯片，通过控制芯片执行切换任务。本申请可以从应用角度测试多厂家模块的互联互通性能。有关其他一致性测试测试包括应用层抄表、应用层从节点主动注册、应用层广播校时、应用层事件上报和应用层通讯测试命令等，均可采用图4所示功耗协议测试装置一致性测试电路拓扑实施。

进一步地，所述交互流程测试装置包括宽带载波路由模块、抄控器和配合电表；所述宽带载波路由模块分别与所述抄控器的对应接口和所述配合电表的对应接口连接；

交互流程测试装置互换性测试内容包括具备档案同步流程、从节点监控流程、从节点主动注册流程、事件上报流程、集中器主动模式周期抄表流程、路由主动模式周期抄表流程、启动广播流程、表端模块协议流程测试功能，使用协议自动测试软件进行测试，主要测试交互流程、规约匹配度等是否符合国网、南网计量自动化设备本地通信模块接口协议技术要求，确保各种通信单元的互换性。

以本地通信模块接口协议测试为例，测试步骤如下：

S1：将所述宽带载波路由模块连接所述抄控器对应接口，所述抄控器串行接口与上位机连接，所述抄控器和所述配合测试电表连接电源；

S2：打开上位机界面，选择波特率为9600，选择偶校验，8位数据位和1位停止位，最后打开串行接口；

S3：针对本地通信接口协议的各项应用功能，通过测试软件发送相应指令逐一测试。

关于表端协议测试和互换性测试，即被测模块支持DLT645-2007协议及面向对象协议，智能表低压双模模块与符合DL/T645要求的智能表相匹配。

参见图5，为本申请中组网测试装置测试连接示意图。所述组网测试装置包括屏蔽模块、功分器和程控衰减器；所述屏蔽模块经由所述功分器连接所述程控衰减器。所述屏蔽模块包括耦合天线、单线程单元和测试工装，所述屏蔽模块顶部设有所述耦合天线，所述测试工装设置在所述屏蔽模块底部，所述测试工装与所述耦合天线通过单线程单元连接。

其中，组网测试涵盖双模模块的无线组网、HPLC组网、综合组网、日冻结采集测试、小时冻结测试、随抄采集测试、相位识别测试、台区识别测试、停电上报测试和台区串扰测试等，本申请以双模模块的无线组网和高速电力载波组网测试为例，解释如下：如图5所示，所述屏蔽模块包含无线组网功能，每个所述屏蔽模块放置多个双模从节点模块，通过第一个所述屏蔽模块的双模集中器模块发起组网，每个所述屏蔽模块的顶部包含一个所述耦合天线，双模模块的无线信号经耦合天线后通过射频电缆连接所述功分器和所述程控衰减器，接着与其他屏蔽模块进行通信。上位机可通过设置所述程控衰减器的衰减值，控制网络的拓扑和级数，最多可组成3～4级无线网络。

参见图6，为本申请中组网测试装置屏蔽模块示意图。其中，屏蔽模块包含一路RS485信号、一路直流电源、一路交流电源和三路高速电力载波信号输入；一路RS485信号用于上位机与测试工装的通信；一路直流电源用于给待测模块直流供电；一路交流电源用于给待测模块提供过零检测、停电上报、台区识别等，此交流电源在不同的机柜可分别连接台区1的A相、B相、C相或者台区2的A相，可满足相位识别测试和台区识别测试需求。此外，所述屏蔽模块的三路输入和三路输出通过射频电缆分别连接到其他不同的屏蔽模块，上位机通过控制每一路信号的衰减值，可以选择本级屏蔽模块的上一级、下一级与任何模块连接，从而自动组成若干种固定形状的链形拓扑、星形拓扑或者树形拓扑。部分屏蔽模块内部预留了一个CCO插槽位置，可安装一个CCO模块，进行台区串扰测试。

本申请提供的一种双模通信测试系统，包括载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置；所述载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置分别与上位机电连接；本申请基于LABVIEW和NI虚拟仪器技术进行软件设计和开发，将多类测试方式及软件技术实施进行模块化处理，进而极大地降低了软件开发周期和人力物力成本；本申请提供的一种双模通信测试系统包括五大类的测试装置，不仅满足常规单一通信稳定性能测试的基本要求，同时面对双模通信自由切换和自组网的特定要求，本申请所提供的测试系统都能满足，此外还可根据具体应用实施进行拓展。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种双模通信测试系统，其特征在于，包括载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置；所述载波通信测试装置、无线通信测试装置、功耗协议测试装置、交互流程测试装置和组网测试装置分别与上位机电连接；

所述载波通信测试装置和无线通信测试装置均包括待测电表模块、集中器模块、测试工装、程控衰减器、频谱仪、信号发射器和开关切换器；所述待测电表模块的输入端、所述集中器模块的输入端连接电源，所述待测电表模块的输出端、所述集中器模块的输出端连接所述测试工装的输入端，所述测试工装与所述程控衰减器连接；所述频谱仪经所述开关切换器与所述程序衰减器连接；所述信号发射器经所述开关切换器与所述程序衰减器连接；

所述功耗协议测试装置包括直流功耗仪、交流功耗仪和待测模块；所述直流功耗仪的输入端与直流电源连接，所述交流功耗仪的输入端与交流电源连接；所述直流功耗仪的输出端和所述交流功耗仪的输出端均与所述待测模块连接；

所述交互流程测试装置包括宽带载波路由模块、抄控器和配合电表；所述宽带载波路由模块分别与所述抄控器的对应的接口和所述配合电表的对应接口连接；

所述组网测试装置包括屏蔽模块、功分器和程控衰减器；所述屏蔽模块经由所述功分器连接所述程控衰减器。

2.根据权利要求1所述的一种双模通信测试系统，其特征在于，所述频谱仪通过射频线连接所述开关切换器。

3.根据权利要求1所述的一种双模通信测试系统，其特征在于，所述待测模块包括集中器、单相单元、三相单元和继电切换器；所述集中器、所述单相单元和所述三相单元分别与所述继电切换器连接。

4.根据权利要求1所述的一种双模通信测试系统，其特征在于，所述抄控器与上位机采用串行接口连接。

5.根据权利要求1所述的一种双模通信测试系统，其特征在于，所述屏蔽模块包括耦合天线、单线程单元和测试工装，所述屏蔽模块顶部设有所述耦合天线，所述测试工装设置在所述屏蔽模块底部，所述测试工装与所述耦合天线通过单线程单元连接。

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