[发明专利]应用于低压集中抄表系统的电力线窄带载波现场测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力线载波通信技术，尤其涉及一种应用于低压集中抄表系统的电力线窄带载波现场测试装置。

背景技术

中国电力线的分布极为复杂，用电环境也各不相同，电力线的通信环境十分恶劣。一方面，电力线上存在多种干扰，如脉冲、白噪声等，这些干扰具有很强的突变性，可随着时间和空间的变化而随时改变。这些复杂的因素给电力线载波通信造成了巨大障碍，也为技术人员的开发增加了困难。另外，由于目前中国电力线通信技术以及硬件资源的局限，实现这些干扰的分析与研究也是十分困难的，很多已有的技术方案事先未针对各种干扰进行大量分析与现场试验就投入使用，造成了电力线通信性能的不可靠性。另一方面，由于系统设备中各种复杂的逻辑控制电路存在信号交叉传输，转换节点繁杂等情况，电力线载波通讯极易出现故障，因此，在设计技术开发方案前，应做详尽和详实的现场测试。上述复杂状况不仅给客户的应用带来极大的不便，也限制了电力线通信技术的发展。

应用于电力低压集中抄表系统的载波通信芯片，由于不同的生产厂家有各自不同的载波调制频点，且通信协议各不相同，运维调试工作目前由各个生产厂家进行。随着近年来低压载波集中抄表终端和智能载波电能表的全面推广应用，通信协议和型式的统一为现场测试技术的发展带来了先机。因此，迫切需要一种能够对电力线通信情况进行全面诊断与检测的、便捷、通用、高效的电力线通信测试装置。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的上述缺点和不足，提供一种应用于低压集中抄表系统的电力线窄带载波现场测试装置。

本发明的目的是这样实现的：

1、电力线窄带载波现场测试装置（简称测试装置）

本测试装置包括依次连接的电力线、切换模块、载波信号转换模块和数据处理模块；

切换模块由保护器和电路切换开关组成；

载波信号转换模块由第一、二、三、四载波模块组成；

数据处理模块由MCU、供电电源、键盘、液晶显示和通信接口组成；

其连接关系是：

电力线、保护器和电路切换开关依次连接，电路切换开关的四个分接头分别与载波信号转换模块中的第一、二、三、四载波模块连接，通过电路切换开关实现对载波通信电路的切换，构成载波通信的电力线传输通道；

第一、二、三、四载波模块通过RS232接口分别与MCU31并行连接，实现转换后的载波信号的接收和发送；

供电电源、键盘、液晶显示和通信接口分别与MCU连接，实现供电、对被测对象参数的设置、数据的分析处理、信息的显示及提供外接设备的通信接口。

工作原理： 

通过电路切换开关实现对载波通信电路的切换，根据现场使用的载波方案来选择载波模块；载波模块实现电力线上的载波信号与信号处理模块能识别的数字电平信号的转换，建立数据处理模块中的检测软件与被测对象的通信信道；

数据处理模块通过通用程序发送被测集中器或抄读器的载波通信命令，接收被测载波表的通信数据；整个装置构成了对采用任意全载波方案的低压集中抄表系统的主动发送设备，实现载波通信功能，利用低压电力线为通信介质与终端设备（载波电能表）建立可靠的数据连接，以半双工的通信方式对终端进行抄控操作。同时，作为电力线载波信号和可识别通讯数据的转换通道，本装置可直观地对实时运行的采集系统中低压电力线上的被测对象（载波集中器、载波电能表）之间的通信状况进行监测。

数据处理模块还可以通过预先设定的程序进行虚拟数据包的收发测试，通过接收数据与发送数据的比较，完成电力线载波现场点对点通信质量的测试。

键盘输入完成对现场测试环境参数的设置，液晶显示可直观显示经解析后的通讯数据，通信接口可作为外接设备的信号输入端。

2、基于电力线窄带载波现场测试装置的测试方法（简称测试方法）

本测试方法包括下列步骤：

第1、将两台载波现场测试装置分别连接在电力线（220V低压电力线路）的两个被测节点（200～1000m）上，将其中一台定义为发送端，将另一台定义为接收端；

第2、选择一种载波方案，在发送端通过预先设定的程序发送特定的数据包，在接收端通过对接收数据包的解析来检测现场点对点载波通信质量，包括通信成功率、误包率、信号衰减度和信噪比；

第3、分别选择另外三种载波方案，按照第2步骤进行现场点对点载波通信质量的检测；

第4、通过四种方案测试数据的比较，确定最优方案，为载波集中器及载波电能表的选型提供参考依据。

本发明具有下列优点和积极效果：