一種微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用電信息采集領(lǐng)域，特別涉及一種對用電信息采集系統(tǒng)中使用的微功 率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 微功率（短距離）無線通信技術(shù)在上世紀(jì)末開始出現(xiàn)，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，已經(jīng)廣 泛應(yīng)用于工業(yè)控制、家庭智能、無線遙控、安防報警、環(huán)境監(jiān)測、智能抄表、有毒有害氣體監(jiān) 測、物流等領(lǐng)域。目前作為用電信息采集系統(tǒng)的主要通信方式，有著廣泛的應(yīng)用。
[0003] 國家電網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議第4部分就是基于微 功率無線通信的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，該協(xié)議由國家電網(wǎng)公司公布，規(guī)定了電力用戶用電信息采 集系統(tǒng)用微功率無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)功能、協(xié)議層次、空中幀結(jié)構(gòu)、參數(shù)配置和必要的算法等。適 用于用電信息采集系統(tǒng)本地通信采用微功率無線的組網(wǎng)方式下集中器通信單元與電能表 通信單元和采集器通信單元之間的數(shù)據(jù)交換。
[0004] 為了對電力用戶用電信息采集系統(tǒng)進(jìn)行檢測，有必要對微功率無線通信協(xié)議一致 性進(jìn)行分析，已有的微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)存在以下不足：
[0005] 1、無足夠的外部屏蔽設(shè)備做支撐，外部環(huán)境容易影響一致性測試結(jié)果。
[0006] 2、數(shù)據(jù)偵聽效果不佳導(dǎo)致協(xié)議一致性分析效果差。
[0007] 3、只能夠手動對通信協(xié)議逐條進(jìn)行測試，測試效率不高。
[0008] 4、不能同時兼容并完成電表模塊協(xié)議一致性分析和中心節(jié)點協(xié)議一致性分析。
[0009] 5、協(xié)議通用性差，無法完成當(dāng)前國網(wǎng)微功率無線互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議測試，物理層 通信頻點固定，不能根據(jù)需求靈活配置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)存 在的不足，本發(fā)明提供一種微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)。
[0011] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：一種微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)，包括用 于裝載被測微功率無線通信設(shè)備的屏蔽箱、提供標(biāo)準(zhǔn)的信號源的矢量信號發(fā)生儀和上位 機(jī)；所述的屏蔽箱在DC~1GHz頻率范圍內(nèi)至少有80dBm的隔離度；在所述的屏蔽箱內(nèi)設(shè)置 有線性電源和濾波器，線性電源的輸出通過所述的濾波器濾波后輸出為被測微功率無線通 信設(shè)備提供電源；所述的屏蔽箱內(nèi)還放置了控制底板和偵聽設(shè)備；所述的控制底板上位機(jī) 命令的傳輸通道，解析來自上位機(jī)的所有操作內(nèi)容，進(jìn)而通過串口發(fā)起對被測微功率無線 通信設(shè)備相應(yīng)操作，偵聽設(shè)備用于對空中有效數(shù)據(jù)的獲取，同時通過串口直接將數(shù)據(jù)反饋 至PC端上位機(jī)。
[0012] 本發(fā)明的微功率無線通信模塊硬件性能檢測與評估系統(tǒng)的優(yōu)點和積極效果為：
[0013] 本系統(tǒng)采用80dB隔離度屏蔽箱作為測試環(huán)境，減少環(huán)境中的射頻信號對檢測過 程進(jìn)行干擾，同時通過AC濾波器及線性電源，從而為被測模塊提供干凈的射頻及供電環(huán) 境。
[0014] 本設(shè)備包含雙偵聽臺對空中數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，提高數(shù)據(jù)接收成功率，保證測試結(jié)果 的可靠性。
[0015] 本設(shè)備可手動逐條進(jìn)行規(guī)約一致性測試，也可以按照設(shè)定的通信流程自動完成協(xié) 議一致性測試。本設(shè)備還可同時完成中心節(jié)點和子節(jié)點的測試，測試效率有所提高。
[0016] 本系統(tǒng)可根據(jù)測試需求自行定制測試頻段范圍內(nèi)的協(xié)議內(nèi)容，測試對象靈活。本 系統(tǒng)已經(jīng)針對國網(wǎng)微功率互聯(lián)互通協(xié)議制定了測試方案，針對性強(qiáng)。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)選方式包括：在所述的屏蔽箱內(nèi)還設(shè)置有對被測微功率無線通信設(shè) 備的上斷電、復(fù)位、串口通信、功耗測試、過流保護(hù)的控制板。所述的矢量信號發(fā)生儀通過 RF接口輸出可調(diào)頻率、功率的調(diào)制信號接所述的被測微功率無線通信設(shè)備的RF接口，通過 DATA、CLOCK接口輸出TTL電平接所述的被測微功率無線通信設(shè)備的數(shù)據(jù)接口。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明實施例1的系統(tǒng)框圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明實施例1的屏蔽箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)圖。
[0020] 圖3為本發(fā)明實施例1測試流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用來限定本發(fā)明。
[0022] 實施例1，如圖1所示，本實施例的微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)主要由以 下組成。
[0023] 1)屏蔽箱：如圖2所示，在DC~1GHz頻率范圍內(nèi)至少有80dBm的隔離度，用于裝 載被測微功率無線通信設(shè)備，減少箱外噪聲對被測模塊的干擾。另外內(nèi)置濾波器及線性電 源，給模塊提供干凈的供電環(huán)境。同時內(nèi)置控制板，用于控制被測設(shè)備的上斷電、復(fù)位、串口 通信、功耗測試、過流保護(hù)等功能。
[0024] 除以上描述的設(shè)備之外，屏蔽箱內(nèi)還放置了控制底板和偵聽設(shè)備?？刂频装逵糜?供電同時作為PC端上位機(jī)命令的傳輸通道，解析來自上位機(jī)的所有操作內(nèi)容，進(jìn)而通過串 口發(fā)起對待測模塊的相應(yīng)操作。偵聽設(shè)備主要用于對空中有效數(shù)據(jù)的獲取，同時通過串口 直接將數(shù)據(jù)反饋至PC端上位機(jī)。
[0025] 2)矢量信號發(fā)生儀：通過RF接口輸出可調(diào)頻率、功率的調(diào)制信號，另外還可通過 DATA、CL0CK接口輸出TTL電平，能夠為微功率無線通信設(shè)備協(xié)議一致性測試提供標(biāo)準(zhǔn)的信 號源，主要用于進(jìn)行協(xié)議一致性分析測試逐條測試項時。
[0026] 3)PC側(cè)上位機(jī)：此部分為微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)的主控部分，是微 功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)的發(fā)起端和結(jié)束端，主要包含了加載測試方案、矢量信 號發(fā)生器操作控制、屏蔽箱內(nèi)偵聽設(shè)備數(shù)據(jù)內(nèi)容解析、發(fā)起測試項目、生成測試報告等一系 列操作。
[0027] 本實施例的微功率無線通信協(xié)議一致性測試設(shè)備目前主要測試針對對象為符合 國家電網(wǎng)《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議第4部分：基于微功率無線通信的數(shù)據(jù)傳 輸協(xié)議》的微功率無線通信產(chǎn)品，系統(tǒng)內(nèi)部已定制的國網(wǎng)測試方案測試內(nèi)容涵蓋了標(biāo)準(zhǔn)中 各層次通信指令，包括應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、MAC層、物理層，標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議一致性內(nèi)容如下表1所示：
[0028] 表 1
[0029]
[0030]
[0031] 本實施例中的微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)針對已有缺點，提出了如下改 進(jìn)內(nèi)容：
[0032] 1、為了防止外部環(huán)境噪聲對被測模塊通信信號干擾，本系統(tǒng)設(shè)備采用了隔離度大 于80dB屏蔽箱用于隔離噪聲，保證被測模塊所處的檢測環(huán)境沒有高強(qiáng)度的信號干擾，以至 于影響通信協(xié)議一致性測試結(jié)果。同時屏蔽箱內(nèi)部帶AC濾波器，內(nèi)置線性電源保證被測模 塊電源供給。
[0033] 2、新型微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)屏蔽箱內(nèi)分布雙偵聽模塊設(shè)備，保證 協(xié)議一致性測過程中空中有效數(shù)據(jù)能夠被完整接收，保證協(xié)議一致性測試效果，雙偵聽設(shè) 備通過串口線鏈接至PC端，PC端上位機(jī)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行識別處理。
[0034] 3、本協(xié)議一致性測試系統(tǒng)中矢量信號發(fā)生儀通過饋線鏈接至屏蔽箱體內(nèi)平板天 線，保證屏蔽箱內(nèi)各個位置信號強(qiáng)度平均一致。PC端上位機(jī)通過控制矢量信號發(fā)生儀把數(shù) 據(jù)內(nèi)容發(fā)送至箱體內(nèi)，被測模塊響應(yīng)響應(yīng)的操作后，進(jìn)而完成協(xié)議逐條測試。
[0035] 除手動發(fā)起逐條測試外，本系統(tǒng)同樣定制了國網(wǎng)互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)，可按照功能進(jìn)行 自動流程測試，被測模塊在跑流程時，即可完成一致性測試。并在PC端實時顯示測試結(jié)果。 流程圖如圖3所不
[0036] 4、本系統(tǒng)軟件部分已定制國網(wǎng)微功率無線互聯(lián)互通協(xié)議測試方案，用戶可根據(jù)PC 端上位機(jī)選項加載測試方案，同時在協(xié)議一致性分析系統(tǒng)屏蔽箱內(nèi)放置待測中心模塊和 子模塊，開啟流程測試后自動同步完成中心節(jié)點、子節(jié)點通信協(xié)議一致性測試。
[0037] 5、本微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)從不僅僅只局限于470MHz~510MHz頻 段內(nèi)數(shù)據(jù)通信通信，可根據(jù)測試需求通過上位機(jī)自行配置系統(tǒng)物理層通信測試頻段，屏蔽 箱能夠保證1GHz以內(nèi)通信環(huán)境不受外部信號影響。
[0038] 6、本系統(tǒng)已按照國家電網(wǎng)《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議第4部分：基于 微功率無線通信的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議》定制了協(xié)議一致性測試方案，選擇并配置后即可對符合 標(biāo)準(zhǔn)的模塊進(jìn)行協(xié)議一致性對比分析。
【主權(quán)項】
1. 一種微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)，包括用于裝載被測微功率無線通信設(shè)備 的屏蔽箱、提供標(biāo)準(zhǔn)的信號源的矢量信號發(fā)生儀和上位機(jī)；其特征在于：所述的屏蔽箱在 DC~IGHz頻率范圍內(nèi)至少有80dBm的隔離度；在所述的屏蔽箱內(nèi)設(shè)置有線性電源和濾波 器，線性電源的輸出通過所述的濾波器濾波后輸出為被測微功率無線通信設(shè)備提供電源； 所述的屏蔽箱內(nèi)還放置了控制底板和偵聽設(shè)備；所述的控制底板上位機(jī)命令的傳輸通道， 解析來自上位機(jī)的所有操作內(nèi)容，進(jìn)而通過串口發(fā)起對被測微功率無線通信設(shè)備相應(yīng)操 作，偵聽設(shè)備用于對空中有效數(shù)據(jù)的獲取，同時通過串口直接將數(shù)據(jù)反饋至PC端上位機(jī)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)，其特征在于：在所述 的屏蔽箱內(nèi)還設(shè)置有對被測微功率無線通信設(shè)備的上斷電、復(fù)位、串口通信、功耗測試、過 流保護(hù)的控制板。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)，其特征在于：所述的 矢量信號發(fā)生儀通過RF接口輸出可調(diào)頻率、功率的調(diào)制信號接所述的被測微功率無線通 信設(shè)備的RF接口，通過DATA、CLOCK接口輸出TTL電平接所述的被測微功率無線通信設(shè)備 的數(shù)據(jù)接口。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)，其特征在于：所述的 矢量信號發(fā)生儀的天線為安裝在所述的屏蔽箱內(nèi)保證屏蔽箱內(nèi)各個位置信號強(qiáng)度平均一 致的平板天線。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種微功率無線通信協(xié)議一致性測試系統(tǒng)，包括用于裝載被測微功率無線通信設(shè)備的屏蔽箱、提供標(biāo)準(zhǔn)的信號源的矢量信號發(fā)生儀和上位機(jī)；所述的屏蔽箱在DC～1GHz頻率范圍內(nèi)至少有80dBm的隔離度；在所述的屏蔽箱內(nèi)設(shè)置有線性電源和濾波器，線性電源的輸出通過所述的濾波器濾波后輸出為被測微功率無線通信設(shè)備提供電源；所述的屏蔽箱內(nèi)還放置了控制底板和偵聽設(shè)備；所述的控制底板上位機(jī)命令的傳輸通道，解析來自上位機(jī)的所有操作內(nèi)容，進(jìn)而通過串口發(fā)起對被測微功率無線通信設(shè)備相應(yīng)操作，偵聽設(shè)備用于對空中有效數(shù)據(jù)的獲取，同時通過串口直接將數(shù)據(jù)反饋至PC端上位機(jī)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
【IPC分類】H04W24/00
【公開號】CN104980947
【申請?zhí)枴緾N201510229046
【發(fā)明人】臧志斌, 林大朋, 穆霖, 陸欣, 史兵, 何業(yè)慎, 李云峰, 徐英輝, 張宏賓, 吳小林, 唐悅, 楊鳳海, 史迪新
【申請人】深圳市國電科技通信有限公司, 國網(wǎng)北京市電力公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年5月7日