测试系统

文档序号:926682 发布日期:2021-03-02 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 测试系统 (Test system ) 是由 史鹏博 李蕊 段大鹏 赵成 李铭凯 李雪城 程诗尧 迟源 刘月骁 朱锦山 丁宁 于 2020-11-16 设计创作,主要内容包括:本申请提供了一种测试系统,该测试系统包括:屏蔽机柜,用于采集测试对象的实时数据,屏蔽机柜包括暗室,暗室用于安装测试对象,测试对象至少包括微功率单元和第一电能表终端,第一电能表终端为通过微功率无线通信网络进行通信的电能表终端;通用机柜,与屏蔽机柜通信连接,用于发送干扰信号至屏蔽机柜,并获取实时数据;模拟主站,与通用机柜通信连接,用于接收实时数据并对实时数据进行分析,得到测试结果。该测试系统通提高测试的准确性,解决了现有技术中测试系统无法模拟现场环境的问题。(The application provides a test system, this test system includes: the shielding cabinet is used for acquiring real-time data of a test object, and comprises a darkroom for mounting the test object, the test object at least comprises a micro-power unit and a first electric energy meter terminal, and the first electric energy meter terminal is an electric energy meter terminal which communicates through a micro-power wireless communication network; the general cabinet is in communication connection with the shielding cabinet and is used for sending interference signals to the shielding cabinet and acquiring real-time data; and the simulation master station is in communication connection with the universal cabinet and is used for receiving the real-time data and analyzing the real-time data to obtain a test result. The test system improves the accuracy of the test and solves the problem that the test system can not simulate the field environment in the prior art.)

测试系统

技术领域

本申请涉及微功率无线通信领域,具体而言,涉及一种测试系统。

背景技术

随着用电智能化建设的不断推进,各种无线通信产品被用于计量装备和智能交互终端,实现对所有电力用户和关口的全面覆盖,实现计量装置在线监测和用户负荷、电量、电压等重要信息的实时采集,及时、完整、准确地为有关系统提供基础数据,为企业经营管理各环节的分析、决策提供支撑,为实现智能双向互动服务提供信息基础。

目前,电网仅能实现本地无线通信系统的单一下行无线信道检测,用于实现相关设备的质量检测与性能评估。对于本地无线通信系统中的环形链路尚不具备仿真能力,特别是不能模拟现场环境,故无法结合现场对微功率无线通信进行综合评估及仿真。因此,亟需建立、提升电力的实验室检测能力和评估环境,以及解决微功率无线通信信道的问题分析、评估。为了适应四表集抄的技术和应用的需要,也亟待需要在实验室内基于四表集抄的现场环境建立四表集抄的通信检测与协议研究,以对该技术和方案进行全面一体化的评估与研究,完善和提升现有的实验室对四表集抄的检测水平及能力。

电力线不同于普通的数据通信线路,其初衷是为了进行电能而非数据的传输,对于数据通信而言,其信道特性非常不理想,是一个非常不稳定的传输信道,这具体表现为噪声显著且信号衰减严重。电力线上有许多不可预料的噪声和干扰源,而且电力线通信具有时间上不可控、不恒定的特点,与信号洁净、特性恒定的网络电缆或空中信号相比,电力线上接入了很多电器设备,这些设备任何时候都可以插入或断开,因而导致电力线的特性不断地变化,由于输入阻抗的阻抗波动和不连续变化,载波通道中总存在着耦合的不匹配现象,这会大大增加传输的损耗。为克服上述问题,基于宽带载波通信技术也亟需配套的评估环境,实现对该项技术和产品进行定量和定性衡量。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解,因此,背景技术中可能包含某些信息,这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种测试系统,以解决现有技术中测试系统无法模拟现场环境的问题。

根据本发明实施例的一个方面,提供了一种测试系统,包括:屏蔽机柜,用于采集测试对象的实时数据,所述屏蔽机柜包括暗室,所述暗室用于安装所述测试对象,所述测试对象至少包括微功率单元和第一电能表终端,所述第一电能表终端为通过微功率无线通信网络进行通信的电能表终端;通用机柜,与所述屏蔽机柜通信连接,用于发送干扰信号至所述屏蔽机柜,并获取所述实时数据;模拟主站,与所述通用机柜通信连接,用于接收所述实时数据并对所述实时数据进行分析,得到测试结果。

可选地,所述暗室有多个,一个所述暗室安装多个所述测试对象。

可选地,所述测试对象还包括采集器、双模单元、四表集抄终端、PLC单元和第二电能表终端,所述双模单元为通过微功率无线通信网络或者宽带载波进行通信的,所述第二电能表终端为通过宽带载波进行通信的电能表终端。

可选地,所述测试系统还包括:合路器,与所述暗室通信连接,用于将多种所述实时数据的对应的多路信号合为一路;衰减器,分别与所述合路器和所述通用机柜通信连接,用于对所述实时数据的对应的信号进行衰减。

可选地,所述通用机柜包括:信号源,用于产生干扰信号;集中器,与所述衰减器通信连接,用于获取所述实时数据。

可选地,所述通用机柜还包括小室,所述信号源和所述集中器放置在所述小室中,所述小室用于隔绝外界的无线电波。

可选地,所述测试系统还包括:耦合器,分别与所述暗室和所述信号源通信连接,用于将所述干扰信号传输至所述暗室。

可选地,所述通用机柜还包括:第一接口控制器,分别与所述信号源、所述耦合器、所述衰减器和所述集中器通信连接,用于控制所述信号源和所述耦合器之间信道以及所述衰减器和所述集中器之间信道的通断;第二接口控制器,分别与所述集中器和所述模拟主站通信连接,用于控制所述集中器和所述模拟主站之间信道的通断。

可选地,所述模拟主站包括:配置模块,与所述通用机柜通信连接,用于将所述实时数据编辑为协议文件,所述协议文件为二进制格式数据;解析模块,与所述配置模块通信连接,用于将所述协议文件解析得到测试数据,所述测试数据为JSON格式数据;数据库模块,用于存储评估数据,所述评估数据为测试所需的数据;测试模块,与所述解析模块和所述数据库模块通信连,用于根据所述测试数据和所述评估数据进行分析,得到测试结果。

可选地,所述测试系统还包括:显示设备,与所述模拟主站通信连接,用于展示所述测试结果。

在本发明实施例中,上述测试系统中,测试对象安装在屏蔽机柜的暗室中,屏蔽机柜采集测试对象的实时数据,通用机柜发送干扰信号和微功率无线信号至上述屏蔽机柜,并获取上述实时数据,模拟主站接收上述实时数据并对上述实时数据进行分析,得到测试结果。该测试系统通过通用机柜发送干扰信号至屏蔽机柜,影响屏蔽机柜中的测试对象,模拟实际现场环境的各种通信环境和干扰,模拟主站通过通用机柜获取测试对象的实时数据并进行分析,得到测试结果,提高测试的准确性,解决了现有技术中测试系统无法模拟现场环境的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1示出了根据本申请的一种实施例的测试系统的示意图;

图2示出了根据本申请的一种实施例的七级路由结构的示意图。

其中,上述附图包括以下附图标记:

10、屏蔽机柜;11、暗室;20、通用机柜;21、信号源;22、集中器;23、第一接口控制器;24、第二接口控制器;30、模拟主站;31、配置模块;32、解析模块;33、数据库模块;34、测试模块;40、合路器;50、衰减器;60、耦合器;70、显示设备。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应该理解的是,当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时,该元件可直接在该另一元件上,或者也可存在中间元件。而且,在说明书以及权利要求书中,当描述有元件“连接”至另一元件时,该元件可“直接连接”至该另一元件,或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术中所说的,现有技术中测试系统无法模拟现场环境,为了解决上述问题,本申请的一种典型的实施方式中,提供了一种测试系统。

根据本申请的实施例,提供了一种测试系统。

图1是根据本申请实施例的测试系统的示意图。如图1所示,该测试系统包括:

屏蔽机柜10,用于采集测试对象的实时数据,上述屏蔽机柜10包括暗室,上述暗室11用于安装上述测试对象,上述测试对象至少包括微功率单元和第一电能表终端,上述第一电能表终端为通过微功率无线通信网络进行通信的电能表终端;

通用机柜20,与上述屏蔽机柜10通信连接,用于发送干扰信号至上述屏蔽机柜10,并获取上述实时数据;

模拟主站30,与上述通用机柜20通信连接,用于接收上述实时数据并对上述实时数据进行分析,得到测试结果。

上述测试系统中,测试对象安装在屏蔽机柜的暗室中,屏蔽机柜采集测试对象的实时数据,通用机柜发送干扰信号和微功率无线信号至上述屏蔽机柜,并获取上述实时数据,模拟主站接收上述实时数据并对上述实时数据进行分析,得到测试结果。该测试系统通过通用机柜发送干扰信号至屏蔽机柜,影响屏蔽机柜中的测试对象,模拟实际现场环境的各种通信环境和干扰,模拟主站通过通用机柜获取测试对象的实时数据并进行分析,得到测试结果,提高测试的准确性,解决了现有技术中测试系统无法模拟现场环境的问题。

需要说明的是,上述测试系统的功能包括:模拟不同的台区档案管理、台区串扰,以此评估节点管理和节点容量;路由层级的灵活构建以及不同路由层级的从节点之间的通信协议交互流程动态演示,验证最优的路由路径;射频路径动态衰减、噪声(同频干扰和临频干扰)、外界干扰对微功率无线通信链路的影响;数据分析,包括空中协议分析、组网信标时隙分析、网络场强分析;评估场强门限在不同应用场景中的效果,实现针对不同应用场景配置场强门限,使得通信网络健壮性更好。

还需要说明的是,上述测试系统采用标准机柜进行封装、合理设置流程、优化路径和占地面积,实现了系统的高效性、最优化,另外,通过将标准化的测量仪器、机柜和自动化评估与仿真软件进行有效的集成,将现场的微功率无线通信信道仿真模型应用到仪器和装置中,模拟实际现场环境的各种通信环境和干扰,实现更全面的仿真和评估,具备自动一体化、模块化。

本申请的一种实施例中,上述暗室有多个,一个上述暗室安装多个上述测试对象。具体地,暗室分为上下两层,可内置两个托盘,以电表为例,每个托盘上可放置或固定连接6个单相或三相电能表,即一个暗室可放置12个单相或三相电能表,以实现批量测试,托盘可灵活外拉,暗室的门需手动打开或闭合,便于取放。

需要说明的是,暗室是为了建立一个仿真无线环境,支持多种接口和辅助天线,以便实现现场的无线通信信道模拟,接口包括RS232串口、RS485串口、RS422串口、多个SMA射频接口、220V强电接口、5V弱电接口、12V弱电接口以及24V弱电接口。优选地,屏蔽机柜为电磁波屏蔽机柜,暗室为电磁波暗室。

本申请的一种实施例中,上述测试对象还包括采集器、双模单元、四表集抄终端、PLC单元和第二电能表终端,上述双模单元为通过微功率无线通信网络或者宽带载波进行通信的,上述第二电能表终端为通过宽带载波进行通信的电能表终端。具体地,上述测试系统的测试对象种类繁多,即测试系统具有较强的可扩展性,可根据工作量的大小和项目内容进行灵活扩充,能够兼容基于微功率无线通信的四表集抄,并通过升级能够无缝过渡到宽带载波通信。

本申请的一种实施例中,如图1和图2所示,上述测试系统还包括合路器40和衰减器50,其中,上述合路器40与上述暗室11通信连接,上述合路器40用于将多种上述实时数据的对应的多路信号合为一路;上述衰减器50分别与上述合路器40和上述通用机柜20通信连接,上述衰减器50用于对上述实时数据的对应的信号进行衰减。具体地,上述衰减器通过合路器与暗室通信连接,暗室采集实时数据生成对应的信号,上述合路器将多种上述实时数据的对应的多路信号合为一路,然后发送至上述衰减器,以通过衰减器传输至上述通用机柜,上述屏蔽机柜采用模块化设计,易于移动、维护和故障隔离。

需要说明的是,上述衰减器采用触摸屏和主控板的设计模式,通过设置合适的衰减值,模拟实际环境中无线信号的传输衰减性能,优选地,衰减器动态调节范围为6~75dB,步进为1dB,可以手动调节,也可以通过软件远程调节,上述衰减器封装有协议分析单元,协议分析单元用于实时收集、分析微功率无线通信网络实际交互的通信协议报文和流程,优选地,协议分析单元的工作频率范围为100MHz~1000MHz,接收电平范围为-102dBm~+17dBm。

还需要说明的是,上述合路器为二功分/合路器,两个暗室采集的实时数据的信号通过二功分/合路器合为一路,采用多个二功分/合路器即可将多路信号发至通用机柜,上述通用机柜发送的信号可以通过二功分/合路器均分为两路信号,采用多个二功分/合路器即可将信号分别发至多个暗室,例如,如图2所示,每一个集中器均连接7个暗室,连接方式为直线连接,形成七级路由结构。

本申请的一种实施例中,如图1所示,上述通用机柜包括信号源21和集中器22,上述信号源21用于产生干扰信号;上述集中器22与上述衰减器通信连接,上述集中器22用于获取上述实时数据。具体地,产生射频模拟干扰信号,干扰信号包括同频信号、临频信号和现场干扰信号,上述集中器与上述衰减器通信连接,以获取上述实时数据,更为具体地,通用机柜2为19英寸标准机柜,最多应能支持三个集中器或虚拟集中器同时工作,方便移动和固定。

需要说明的是,干扰信号的频率范围为9kHz~3GHz,输出功率为-144dBm~+26dBm,上述信号源支持的调制解调方式,支持回放功能和实时信号产生,上述信号源具备外调制端口,外调制端口用于输入定制的基带信号,上述信号源的通信接口支持1000BaseTLAN、USB 2.0和GPIB SCPI,上述信号源兼容蜂窝、音频、视频广播、检测、定位、跟踪与导航。

本申请的一种实施例中,上述通用机柜还包括小室,上述信号源和上述集中器放置在上述小室中,上述小室用于隔绝外界的无线电波。具体地,小室为多功能电磁波小室,从而隔离小室外界的无线电波,避免其对上述信号源和上述集中器的干扰。

需要说明的是,小室内部封装有协议分析单元,协议分析单元用于实时收集、分析微功率无线通信网络实际交互的通信协议报文和流程,优选地,上述协议分析单元的工作频率范围为100MHz~1000MHz,上述协议分析单元的接收电平范围为-102dBm~+17dBm。

还需要说明的是,为了进一步降低外界无线电波对测试的干扰,要求小室对3.0GHz以下频率的无线电信号有70dB以上的抑制,参照标准的无线电委员会相关技术参数进行设计,射频相关特性的使用场合中使用的射频耦合装置的选取应与被测通信单元在射频参数上相匹配。小室主要技术参数如下:小室的隔离频率达到3.0GHz,小室的所有通信端口、射频端口及电源端口都应采用EMI滤波器,小室的多功能电波小室的屏蔽门应采用步进电机闭合方式,不能采用气动方式,使得小室对3.0GHz以下频率的无线电信号有70dB以上的抑制,小室具有吸波材料,且吸波性能大于20dB,小室对辐射源与被测通信模块之间的耦合损耗应小于30dB,变化量不超过2dB。

本申请的一种实施例中,如图1所示,上述测试系统还包括耦合器60,上述耦合器60分别与上述暗室11和上述信号源21通信连接,用于将上述干扰信号传输至上述暗室11。具体地,上述耦合器为射频耦合器,上述信号源与上述暗室之间通过射频耦合器连接,形成噪声链路,射频耦合器的输入端连接信号源的噪声信道与微功率无线信道,射频耦合器的输出端与暗室连接,上述射频耦合器将上述干扰信号传输至上述暗室,影响上述暗室中的测试对象。

本申请的一种实施例中,如图1所示,上述通用机柜20还包括第一接口控制器23和第二接口控制器24,其中,上述第一接口控制器23分别与上述信号源21、上述耦合器60、上述衰减器50和上述集中器22通信连接,上述第一接口控制器23用于控制上述信号源21和上述耦合器60之间信道以及上述衰减器50和上述集中器22之间信道的通断;上述第二接口控制器24分别与上述集中器22和上述模拟主站30通信连接,上述第二接口控制器24用于控制上述集中器22和上述模拟主站30之间信道的通断。具体地,上述通用机柜通过第一接口控制器和第二接口控制器集中管理各器件之间信道的通断,降低通信故障的概率。

本申请的一种实施例中,如图1所示,上述模拟主站30包括配置模块31、解析模块32、数据库模块33和测试模块34,其中,上述配置模块31与上述通用机柜20通信连接,上述配置模块31用于将上述实时数据编辑为协议文件,上述协议文件为二进制格式数据;上述解析模块32与上述配置模块31通信连接,上述解析模块32用于将上述协议文件解析得到测试数据,上述测试数据为JSON格式数据;上述数据库模块33用于存储评估数据,上述评估数据为测试所需的数据;上述测试模块34与上述解析模块32和上述数据库模块33通信连,上述测试模块34用于根据上述测试数据和上述评估数据进行分析,得到测试结果。具体地,上述模拟主站为工业计算机,数据库模块主要添加MYSQL接口进行存储数据,上述测试模块包括存储器和处理器,存储器存储测试程序,处理器执行测试程序对上述测试数据和上述评估数据进行分析,得到测试结果。

需要说明的是,模拟主站还包括用于展示的UI界面,UI界面主要包括仪器参数配置模块、界面显示模块、主界面模块、日志模块和记录模块等几个部分,仪器参数配置主要实现对信号源设置,显示界面主要包括logo图标、主菜单和日历窗口,测试主界面主要实现对测试方案、测试项目、测试统计等部分的添加修改,测试日志主要包括测试数据显示和控制台两个部分,测试数据显示主要对测试结果进行显示,控制台则对整个测试过程进行打印显示;控制记录模块则对测试日期、时间和编号进行显示。

本申请的一种实施例中,如图1所示,上述测试系统还包括显示设备70,上述显示设备70与上述模拟主站30通信连接,上述显示设备70用于展示上述测试结果,便于测试人员查看测试结果,上述测试系统还包括配电箱,配电箱为屏蔽机柜、通用机柜、模拟主站以及显示设备供电。

从以上的描述中,可以看出,本申请上述的实施例实现了如下技术效果:

本申请的测试系统中,测试对象安装在屏蔽机柜的暗室中,屏蔽机柜采集测试对象的实时数据,通用机柜发送干扰信号和微功率无线信号至上述屏蔽机柜,并获取上述实时数据,模拟主站接收上述实时数据并对上述实时数据进行分析,得到测试结果。该测试系统通过通用机柜发送干扰信号至屏蔽机柜,影响屏蔽机柜中的测试对象,模拟实际现场环境的各种通信环境和干扰,模拟主站通过通用机柜获取测试对象的实时数据并进行分析,得到测试结果,提高测试的准确性,解决了现有技术中测试系统无法模拟现场环境的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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