[发明专利]低压电力线载波通信影响试验模块

说明书

技术领域

本发明涉及载波通信网络试验测试模块，具体为低压电力线载波通信影响试验模块。

背景技术

低压电力线载波通信凭借其低压电力线通信线路牢固可靠、不需要另外投资建设通信线路等特点，已经成为覆盖范围最广的低压配电网通信方式和智能电网建设中本地通信的重要手段，常用于采集终端设备（如电能表）与集中器之间的载波通信。但由于低压配电网向所有低压用户开放，线路中具有不同阻抗特性的负载随时切入切出，线路一般为树状辐射结构，网路结构复杂且型式多样，造成载波通信信道阻抗匹配困难，严重影响了低压电力载波通讯的可靠性。因此，建立合适的低压电力线载波信道模型对低压电力载波深入研究和模拟现场通信性能测试有重要意义。

发明内容

本发明解决目前缺乏低压电力线载波信道模型的问题，提供一种低压电力线载波通信影响试验模块。

本发明是采用如下技术方案实现的：低压电力线载波通信影响试验模块，包括一个控制计算机,与控制计算机相连的控制MCU电路、信号驱动电路、继电器控制电路、载波影响负载切换电路、负载切换指示电路；

所述的MCU电路包括STM32F103芯片，该芯片的输入端与控制计算机相连；由控制计算机向STM32F103芯片发出PC测试软件的指令，STM32F103芯片写有对PC软件的指令进行判断的程序；

所述的信号驱动电路由光电耦合器EL817和串入/并出高速转换器4094和驱动芯片ULN2003依次相连而成，光电耦合器EL817的输入端与STM32F103芯片的输出端口相连；

所述的继电器控制电路包括多个继电器，各继电器的一端都与电源相连，各继电器的另一端分别与驱动芯片ULN2003的输出总线的各线端相连；

所述的载波影响负载切换电路包括电阻并联支路组、阻抗并联支路组、电容并联支路组和电感串联支路；电阻并联支路组的每个并联支路由一个继电器的常开触点和一个电阻串联而成；阻抗并联支路组的每个并联支路由一个继电器的常开触点和一个阻抗串联而成；电容并联支路组的每个并联支路由一个继电器的常开触点和一个电容串联而成；电感串联支路由多个电感串联而成且每个电感的两端并联一个继电器的常开触点；阻抗并联支路组和电容并联支路组并联在两载波信号传输线之间，电阻并联支路组和电感串联支路串联在载波信号传输线上；其中继电器控制电路中的继电器数量至少等于电阻并联支路数、阻抗并联支路数、电容并联支路数和电感串联支路的电感数之和；

所述的负载切换指示电路包含数量与电阻并联支路数、阻抗并联支路数、电容并联支路数和电感串联支路的电感数之和相同的多个发光二极管，各发光二极管的一端都与电源相连，各发光二极管的另一端分别与ULN2003芯片的输出总线的各线端相连。

电阻并联支路组中每一支路中的电阻模拟载波线路不同长度对载波通讯的影响；阻抗并联支路组中每一支路中的阻抗模拟载波线路不同负载对载波通讯的影响；电感串联支路中的每个电感模拟载波线路不同电感量对载波通讯的影响；电容并联支路组中每一支路中的电容模拟载波线路不同电容值对载波通讯的影响。

控制MCU是整个模块的控制中心，负载切换电路是模块的动作机构。控制MCU电路接收控制计算机的PC测试软件的指令进行负载类型的切换，控制MCU接收PC软件的指令后程序判断哪几个继电器需要吸合，然后发出继电器控制信号，控制信号经光电隔离EL817送给串入并出转换器4094和驱动芯片ULN2003，MCU的3.3V逻辑信号转换成为12V的继电器控制信号，对应的继电器动作，将载波通讯影响试验负载切入，指示面板上的相应指示灯同时闪亮，方便查看切入的负载种类和档位，此时负载切换电路构成的负载网络的两端（即载波传输线的两端）即模拟了一种电网的网络特性。各继电器常开触点在ＰＣ软件控制下可任意开闭设置，任意开闭组合，模拟不同现场载波通讯线路环境下，载波通讯性能的测试。当负载切换电路的载波传输线（相当于实际中的火线和零线）两端分别接入载波工装电能表和集中器时，通过测试或观察集中器读取网络另一端的载波电能表的数据情况，完成在这一种负载网络下载波性能的测试。这里，控制计算机所需的PC测试软件和STM32F103芯片所需的指令判断程序是本领域技术人员容易实现的。