[發(fā)明專利]應(yīng)用于低壓集中抄表系統(tǒng)的電力線窄帶載波現(xiàn)場測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110203492.0
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102347786A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李帆;夏水斌;傅士冀;鄧桂平;郭玥;李俊
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北省電力公司電力試驗研究院
• 主分類號: H04B3/46
• 分類號: H04B3/46;H04B3/54
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力線載波通信技術(shù)，尤其涉及一種應(yīng)用于低壓集中抄表系統(tǒng)的電力線窄帶載波現(xiàn)場測試裝置。

背景技術(shù)

中國電力線的分布極為復(fù)雜，用電環(huán)境也各不相同，電力線的通信環(huán)境十分惡劣。一方面，電力線上存在多種干擾，如脈沖、白噪聲等，這些干擾具有很強(qiáng)的突變性，可隨著時間和空間的變化而隨時改變。這些復(fù)雜的因素給電力線載波通信造成了巨大障礙，也為技術(shù)人員的開發(fā)增加了困難。另外，由于目前中國電力線通信技術(shù)以及硬件資源的局限，實現(xiàn)這些干擾的分析與研究也是十分困難的，很多已有的技術(shù)方案事先未針對各種干擾進(jìn)行大量分析與現(xiàn)場試驗就投入使用，造成了電力線通信性能的不可靠性。另一方面，由于系統(tǒng)設(shè)備中各種復(fù)雜的邏輯控制電路存在信號交叉?zhèn)鬏敚D(zhuǎn)換節(jié)點繁雜等情況，電力線載波通訊極易出現(xiàn)故障，因此，在設(shè)計技術(shù)開發(fā)方案前，應(yīng)做詳盡和詳實的現(xiàn)場測試。上述復(fù)雜狀況不僅給客戶的應(yīng)用帶來極大的不便，也限制了電力線通信技術(shù)的發(fā)展。

應(yīng)用于電力低壓集中抄表系統(tǒng)的載波通信芯片，由于不同的生產(chǎn)廠家有各自不同的載波調(diào)制頻點，且通信協(xié)議各不相同，運(yùn)維調(diào)試工作目前由各個生產(chǎn)廠家進(jìn)行。隨著近年來低壓載波集中抄表終端和智能載波電能表的全面推廣應(yīng)用，通信協(xié)議和型式的統(tǒng)一為現(xiàn)場測試技術(shù)的發(fā)展帶來了先機(jī)。因此，迫切需要一種能夠?qū)﹄娏€通信情況進(jìn)行全面診斷與檢測的、便捷、通用、高效的電力線通信測試裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點和不足，提供一種應(yīng)用于低壓集中抄表系統(tǒng)的電力線窄帶載波現(xiàn)場測試裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

1、電力線窄帶載波現(xiàn)場測試裝置（簡稱測試裝置）

本測試裝置包括依次連接的電力線、切換模塊、載波信號轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；

切換模塊由保護(hù)器和電路切換開關(guān)組成；

載波信號轉(zhuǎn)換模塊由第一、二、三、四載波模塊組成；

數(shù)據(jù)處理模塊由MCU、供電電源、鍵盤、液晶顯示和通信接口組成；

其連接關(guān)系是：

電力線、保護(hù)器和電路切換開關(guān)依次連接，電路切換開關(guān)的四個分接頭分別與載波信號轉(zhuǎn)換模塊中的第一、二、三、四載波模塊連接，通過電路切換開關(guān)實現(xiàn)對載波通信電路的切換，構(gòu)成載波通信的電力線傳輸通道；

第一、二、三、四載波模塊通過RS232接口分別與MCU31并行連接，實現(xiàn)轉(zhuǎn)換后的載波信號的接收和發(fā)送；

供電電源、鍵盤、液晶顯示和通信接口分別與MCU連接，實現(xiàn)供電、對被測對象參數(shù)的設(shè)置、數(shù)據(jù)的分析處理、信息的顯示及提供外接設(shè)備的通信接口。

工作原理：?

通過電路切換開關(guān)實現(xiàn)對載波通信電路的切換，根據(jù)現(xiàn)場使用的載波方案來選擇載波模塊；載波模塊實現(xiàn)電力線上的載波信號與信號處理模塊能識別的數(shù)字電平信號的轉(zhuǎn)換，建立數(shù)據(jù)處理模塊中的檢測軟件與被測對象的通信信道；

數(shù)據(jù)處理模塊通過通用程序發(fā)送被測集中器或抄讀器的載波通信命令，接收被測載波表的通信數(shù)據(jù)；整個裝置構(gòu)成了對采用任意全載波方案的低壓集中抄表系統(tǒng)的主動發(fā)送設(shè)備，實現(xiàn)載波通信功能，利用低壓電力線為通信介質(zhì)與終端設(shè)備（載波電能表）建立可靠的數(shù)據(jù)連接，以半雙工的通信方式對終端進(jìn)行抄控操作。同時，作為電力線載波信號和可識別通訊數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換通道，本裝置可直觀地對實時運(yùn)行的采集系統(tǒng)中低壓電力線上的被測對象（載波集中器、載波電能表）之間的通信狀況進(jìn)行監(jiān)測。

數(shù)據(jù)處理模塊還可以通過預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行虛擬數(shù)據(jù)包的收發(fā)測試，通過接收數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)的比較，完成電力線載波現(xiàn)場點對點通信質(zhì)量的測試。

鍵盤輸入完成對現(xiàn)場測試環(huán)境參數(shù)的設(shè)置，液晶顯示可直觀顯示經(jīng)解析后的通訊數(shù)據(jù)，通信接口可作為外接設(shè)備的信號輸入端。

2、基于電力線窄帶載波現(xiàn)場測試裝置的測試方法（簡稱測試方法）

本測試方法包括下列步驟：

第1、將兩臺載波現(xiàn)場測試裝置分別連接在電力線（220V低壓電力線路）的兩個被測節(jié)點（200～1000m）上，將其中一臺定義為發(fā)送端，將另一臺定義為接收端；

第2、選擇一種載波方案，在發(fā)送端通過預(yù)先設(shè)定的程序發(fā)送特定的數(shù)據(jù)包，在接收端通過對接收數(shù)據(jù)包的解析來檢測現(xiàn)場點對點載波通信質(zhì)量，包括通信成功率、誤包率、信號衰減度和信噪比；

第3、分別選擇另外三種載波方案，按照第2步驟進(jìn)行現(xiàn)場點對點載波通信質(zhì)量的檢測；

第4、通過四種方案測試數(shù)據(jù)的比較，確定最優(yōu)方案，為載波集中器及載波電能表的選型提供參考依據(jù)。

本發(fā)明具有下列優(yōu)點和積極效果：