电力线载波通信的碰撞干扰测试装置的制作方法

本实用新型涉及一种电力线载波通信的碰撞干扰测试装置，属于电力线载波通信技术领域。

背景技术：

电力线载波通信网络在进行组网及路由时需要对节点的干扰范围进行确定，也就是确定本节点在进行载波信号发送的同时，另一节点的并行或短时错时发送是否会造成目标接收过程的失败，即载波信号的碰撞能力，以便确定和记录节点的单跳邻居节点。载波信号的抗碰撞能力对电力线载波通信网络的组网效率有直接影响。基于OFDM的电力线载波通信模块通过编码容错技术，具有较强的抗通信信号碰撞能力。举例而言，当两个模块同时发送信号时，如果发送信号相错一定时间，第一个模块所发信号如果前导部分能够发出，则即使后续信号已经和第二个模块所发信号完全碰撞重合，但接收器仍有可能从碰撞混合信号中提取识别出第一个模块所发的通信数据。为了验证该特性，更好地掌握电力线载波通信网络的组网情况，测试并促进容错编码技术的使用与发展，需要设计电力线载波通信的碰撞测试装置。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种电力线载波通信的碰撞干扰测试装置，能够在实现对载波信号进行全面可控配置的同时，完成对载波信号抗碰撞能力的测试与评估。

本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种电力线载波通信的碰撞干扰测试装置，包括：处理器、至少一电力线通信PLC模块、至少一程控衰减器、至少一功率驱动电路、至少一电力耦合电路、可控衰减器、PLC监视器、计算机；

所述处理器连接所述至少一PLC模块，每一PLC模块连接一程控衰减器，每一程控衰减器连接一功率驱动电路，每一功率驱动电路连接一电力耦合电路，每一电力耦合电路通过电力线连接可控衰减器，电力耦合电路通过电力线连接可控衰减器，所述可控衰减器连接PLC监视器，所述PLC监视器连接计算机。

可选的，所述处理器对所发送载波信号的配置包括数据报文的设置和参数设置；

其中，所述数据报文的设置用于配置所述PLC模块的发送数据，多个所述数据报文内容相同或者不同，多个所述数据报文长度相同或者不同；所述参数设置包括：所述PLC模块输出的载波信号的衰减调节比率、多个载波信号的发送延时、连续测试时的发送间隔以及发送次数中至少一种。

可选的，所述处理器发送的载波信号由每一所述PLC模块产生，经对应的所述程控衰减器进行衰减率调节，后由1倍的对应的所述功放驱动电路和所述电力线耦合电路，注入到电力线上。

可选的，所述电力线输出的碰撞信号经可调衰减器由PLC监视器进行接收，并通过串口将接收信号传送给所述计算机，所述计算机分析测试过程的接收报文，并统计接收成功率。

可选的，还包括：过零检测电路，所述过零检测电路输出经过光耦隔离后，将光耦输出端通过信号夹连接到所述PLC模块上过零检测电路中的光耦输出端，以提供过零检测信号。

可选的，过零发送的模块或者过零检测电路，发送延时设置的时间参数是分段类型的。

可选的，每个过零点信号片为3ms，则设置延时需要按照0～3.0ms或者7.0～13.0ms或者17.0～23.0ms分段。

可选的，所述装置用于时变衰减和信噪比测试时，将一路程控衰减器前端输入信号改为由信号发生器产生的噪声信号，将噪声和载波信号混合进行测试。

本实用新型实施例的碰撞干扰测试装置，基于处理器通过人机接口实现对所发送载波信号的全面配置，并基于计算机对接收到的碰撞信号进行统计分析，从而实现电力线载波通信的碰撞测试。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例提供的电力线载波通信的碰撞干扰测试装置示意图之一。

图2为本实用新型实施例提供的电力线载波通信的碰撞干扰测试装置示意图之二。

图3为本实用新型实施例提供的电力线载波通信的碰撞干扰测试装置示意图之三。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例提供一种电力线载波通信的碰撞干扰测试装置，包括：处理器、至少一PLC(Power Line Communication电力线通信)模块、至少一程控衰减器、至少一功率驱动电路、至少一电力耦合电路、可控衰减器、PLC监视器、计算机；

所述处理器连接所述至少一PLC模块，每一PLC模块连接一程控衰减器，每一程控衰减器连接一功率驱动电路，每一功率驱动电路连接一电力耦合电路，每一电力耦合电路通过电力线连接可控衰减器，电力耦合电路通过电力线连接可控衰减器，所述可控衰减器连接PLC监视器，所述PLC监视器连接计算机。

可选的，所述处理器对所发送载波信号的配置包括数据报文的设置和参数设置；

其中，所述数据报文的设置用于配置所述PLC模块的发送数据，多个所述数据报文内容相同或者不同，多个所述数据报文长度相同或者不同；所述参数设置包括：所述PLC模块输出的载波信号的衰减调节比率、多个载波信号的发送延时、连续测试时的发送间隔以及发送次数中至少一种。

可选的，所述处理器发送的载波信号由每一所述PLC模块使用抄控器产生，经对应的所述程控衰减器进行衰减率调节，后由1倍的对应的所述功放驱动电路和所述电力线耦合电路，注入到电力线上。

可选的，所述电力线输出的碰撞信号经可调衰减器由PLC监视器进行接收，并通过串口将接收信号传送给所述计算机，所述计算机分析测试过程的接收报文，并统计接收成功率。

可选的，还包括：过零检测电路，所述过零检测电路输出经过光耦隔离后，将光耦输出端通过信号夹连接到所述PLC模块上过零检测电路中的光耦输出端，以提供过零检测信号。

可选的，过零发送的模块或者过零检测电路，发送延时设置的时间参数是分段类型的。

可选的，每个过零点信号片为3ms，则设置延时需要按照0～3.0ms或者7.0～13.0ms或者17.0～23.0ms分段。

可选的，所述装置用于时变衰减和信噪比测试时，将一路程控衰减器前端输入信号改为由信号发生器产生的噪声信号，将噪声和载波信号混合进行测试。

本实用新型实施例的碰撞干扰测试装置，基于处理器通过人机接口实现对所发送载波信号的全面配置，并基于计算机对接收到的碰撞信号进行统计分析，从而实现电力线载波通信的碰撞测试。

实施例2

本实用新型的一个具体实施方式的电路结构图如图1所示。碰撞测试装置中PLC模块1和PLC模块2采用抄控器程序，PLC监视器上的模块采用表端程序，PLC监视器上电需要从PC的测试软件读取表地址。

参数调节输入接口采用按键实现。可调参数包括：

(1)载波信号1的衰减调节比率0～100％

(2)载波信号2的衰减调节比率0～100％

(3)载波信号2相对载波信号1的发送延时0～999.9ms

(4)连续测试的发送间隔0.01～9.99s

(5)发送次数：非0即开始发送，---为连续发送。

参数调节按键包括参数选择按键、确定按键、参数修改位的选择方向键(左右)、参数增减调节按键(上下)。参数增减调节按键也可以通过参数调节转轮顺时针旋转或逆时针旋转实现。

参数调节显示接口采用数码管实现。一个数码管显示参数编号，另3个数码管显示参数。

数据报文设置接口用于配置PLC模块1和2的发送数据，两个报文可以具有不同内容，不同长度。

处理器开始启动载波数据发送后，会先启动向PLC模块1传输数据，并依据所设置的延时再启动向PLC模块1传输数据。

PLC模块1和2接收到来自处理器的发送数据报文后，即刻生成载波信号1和载波信号2。载波信号1和载波信号2通过模块自己的功放驱动电路和耦合电路输出出来。其耦合输出一段借6V的直流偏置，再分别送入程控衰减器1和2。

处理器可以通过设置使能信号1和2、以及衰减参数数据总线可以依据衰减调节比率值设置不同衰减率。

经过衰减的载波信号再分别经过1倍的功放驱动电路和电力线耦合电路，注入电力线上。

混合在一起的载波信号经过可调衰减器被PLC监视器接收并通过串口传送给电脑。电脑上的接收成功统计软件分析测试过程接收报文，并统计接收成功率。

本应用实施例的设计方案无法给两个PLC模块1和2的电力线接口同时提供交流电力信号，两个PLC模块1和2无法实现过零检测。然而，如果给模块提供交流电力信号，则无法控制衰减，信号就直接耦合在了一起。为此采用独立的过零检测电路，该电路输出经过光耦隔离后，将光耦输出端通过信号夹连接PLC模块1和2上过零检测电路中光耦输出端，以提供过零检测信号。

对于过零发送的模块，发送延时设置的时间参数是分段类型的，比如每个过零点信号片为3ms，则设置延时需要按照0～3.0ms、7.0～13.0ms、17.0～23.0ms、……分段才有效。

实际模块接收到发送报文，到其从功放电路发送出来，存在延时。并且该延时会因程序流水处理不同而变化，由此两模块相互碰撞测试，实际碰撞延时可能是波动的。但多次测量也应该是均值稳定的。由此，本实用新型实施例在应用时，采用统计方法估计碰撞后接收成功率。

本实用新型实施例的碰撞测试装置稍加改变可以用于时变衰减和信噪比测试。将两路载波模块发送改为一路，同时将另一路程控衰减器前端输入信号改为由信号发生器产生的噪声信号。由此将噪声和载波信号混合进行测试，如图3所示。

信号发生器产生固定类型、强度的噪声，比如单频干扰、白噪声等类型。通过处理器设置，时变衰减和信噪比测试参数。比如包括如下情况：

(1)进行干扰测试：

设置噪声衰减调节比率0～100％、载波信号2的衰减调节比率0～100％；

无需设置发送延时；

设置连续测试的发送间隔0.01～9.99s和发送次数；

(2)时变衰减和信噪比测试：依据过零点进行时变控制(100Hz)

设置第一个包含过零点的时段1相比过零点提前的时间T1s:0～9.9ms，该时段结束相比过零点延续的时间T1e:0～(9.9-T1s)ms；

设置包含过零点的时段1的噪声衰减调节比率0～100％、载波信号2的衰减调节比率0～100％；

设置不包含过零点的时段2的噪声衰减调节比率0～100％、载波信号2的衰减调节比率0～100％；

无需设置发送延时；

设置连续测试的发送间隔0.01～9.99s和发送次数。

本实用新型实施例的碰撞干扰测试装置基于处理器通过人机接口实现对所发送载波信号的全面配置，并基于计算机对接收到的碰撞信号进行统计分析，从而实现电力线载波通信的碰撞测试。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。