电力线载波通信性能自动测试系统的制作方法

本发明涉及载波通信技术领域，尤其涉及一种电力线载波通信性能自动测试系统。

背景技术：

国内从1996年开始，电力线载波通信应用于低压集中抄表(简称低压集抄)领域已有近20年的时间，从最初的FSK或PSK调制的单载波调制、通信速率较低的窄带低速电力线载波通信(通信速率一般在10kbps以下)，到OFDM调制、通信速率相对较高的窄带高速电力线载波通信(通信速率一般在10kbps以上1Mbps以下)，在低压集抄领域都得到了广泛的应用。随着国家建设坚强智能电网的政策出台，更高速率的宽带电力线载波(OFDM调制，通信速率在1Mbps以上)也得到了发展，并有取代窄带低速和窄带高速电力线载波通信的趋势。高通、Mstar、华为海思等公司相继推出了基于HomePlug国际标准的宽带电力线载波芯片，基于这些芯片开发的宽带电力线载波通信产品也在低压集抄系统中有少量应用。宽带电力线载波通信产品生产厂家，需要通过对宽带电力线载波通信芯片(一般使用芯片厂家的Demo评估板)的通信性能进行测试评估，从而选择最优通信性能的芯片开发相应的通信产品。电力公司在选择宽带电力线载波通信产品应用于低压集抄系统时，也需要对宽带电力线载波通信产品的通信性能进行测试评估。窄带低速和窄带高速电力线载波通信性能的测试评估已有相对成熟的测试方法和测试系统，但还未有自动测试系统。由于宽带电力线载波通信应用于低压集抄领域相对较晚，还未有专门针对宽带电力线载波通信性能测试的系统，宽带电力线载波通信性能的测试大多数还是延用窄带电力线载波通信性能测试系统，存在一定的局限性，导致测试结果不是很精确。

技术实现要素：

本发明目的在于公开一种电力线载波通信性能自动测试系统，以实现电力线载波通信性能的自动测试。

为实现上述目的，本发明公开一种电力线载波通信性能自动测试系统，包括测试主端和测试从端，所述测试主端连接的载波设备为载波主设备，所述测试从端连接的载波设备为载波从设备，所述载波主设备与所述载波从设备以电力线载波通信；该系统还包括与所述测试主端和测试从端连接的以太网测试子系统，所述以太网测试子系统包括以太网交换机及其连接的控制主机和对应于所述测试主端和测试从端的两套相对称的测试设备，各所述测试设备与所述测试主端和测试从端的耦合器一一对应连接，且所述测试主端的耦合器与所述测试从端的耦合器对称分布。

基于上述系统架构，为电力线载波通信性能的自动测试提供了硬件基础。而且依托该架构，能便捷地对比分析测试主端和测试从端的数据，并确保测试主端与测试从端所采样数据的同步性，进而提高了测试的精确率，减少误差。

本发明中，上述控制主机用于通过以太网及相应的控制协议控制所述测试设备完成对测试主端和测试从端的测试，该控制主机装载有测试系统软件，该测试系统软件包括：

人机交互界面；

以太网接口驱动程序，用于提供测试系统软件与以太网的接口支持；

参数设置模块，用于提供测试系统的参数设置支持，包括测试项目的参数设置、测试系统软件的设置；

测试设备控制模块，用于对各所述测试设备进行控制和处理，实现通信性能测试流程的处理和结果的保存和输出；以及

管理模块，用于对测试系统软件各模块进行统一协调和管理。

优选的，上述测试设备控制模块还用于通过与衰减器对应的控制单元来控制测试主端与测试从端之间的通信链路的衰减值。

综上，本发明所公开的上述测试系统可以专门针对宽带电力线载波通信的特点，对宽带电力线载波通信产品的通信性能进行自动测试。具体操作时，只需对测试参数进行设置，后续整个测试过程无需人工参与。值得说明的是，通过参数设计，本测试系统同样适用于窄带载波通信性能的测试，因此该系统具有很好的兼容性和扩展性。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

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

图1是本发明优选实施例公开的电力线载波通信性能自动测试系统架构图；

图2是本发明优选实施例公开的控制主机加载并运行的自动测试系统软件的逻辑框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

本发明实施例公开一种电力线载波通信性能自动测试系统，如图1所示，该系统包括：

以电力线载波通信的测试主端和测试从端，其中，该测试主端连接的载波设备为载波主设备，该测试从端连接的载波设备为载波从设备，该载波主设备与该载波从设备以电力线载波通信；以及与测试主端和测试从端连接的以太网测试子系统(即图示中的测试辅助设备)。

其中，图1所示的测试主端设有连接载波主设备的主设备测试位、与市电连接的第一交流稳压电源(即图示中的交流稳压电源1)以及与相应测试设备一一对应连接的耦合器(即图示中的耦合器1、耦合器2、耦合器3)，主设备测试位与各该耦合器导线连接并依次经第一LISN(即图示中的LISN-1)和第一隔离器(即图示中的隔离器1)连接第一交流稳压电源。其中，LISN为Line Impedance Stabilization Network的缩写，即线路阻抗稳定网络。

同理，图1所示的测试从端设有连接载波从设备的从设备测试位、与市电连接的第二交流稳压电源(即图示中的交流稳压电源2)以及与相应测试设备一一对应连接的耦合器(即图示中的耦合器4、耦合器5、耦合器6)，从设备测试位与各该耦合器导线连接并依次经第二LISN(即图示中的LISN-2)和第二隔离器(即图示中的隔离器2)连接第二交流稳压电源。

本实施例中，上述的载波主设备可以是宽带电力线载波主设备，也可以是窄带电力线载波主设备；同理，上述载波从设备也可以是宽带电力线载波从设备或窄带电力线载波从设备。

如图1所示，本实施例中的以太网测试子系统包括以太网交换机及其连接的控制主机(图示为PC机)和对应于测试主端和测试从端的两套相对称的测试设备，各测试设备与测试主端和测试从端的耦合器一一对应连接，且测试主端的耦合器与测试从端的耦合器对称分布。图中的测试设备包括：示波器1、示波器2、频谱仪1、频谱仪2、信号发生器1及信号发生器2。进一步的，本实施例所公开的以太网测试子系统还包括连接在测试主端与测试从端之间的程控衰减器及其对应的控制单元，程控衰减器经控制单元连接以太网交换机，且控制单元还与测试主端中的载波主设备连接，以此通过与衰减器对应的控制单元来控制所述测试主端与测试从端之间的通信链路的衰减值。优选的，该程控衰减器与测试主端的载波主设备之间设有耦合器，同理，该程控衰减器与测试从端之间的载波从设备之间也设有耦合器。

优选的，本发明公开的测试系统还可以进一步设置有至少一屏蔽箱以容置测试主端和测试从端中的至少一端，可选的，屏蔽箱内的测试主端和/或测试从端以BNC(Bayonet Nut Connector，卡扣配合型连接器)接口与相应的测试设备连接。本实施例中，如图1所示，该屏蔽箱优选设置在测试从端，以此将电力线载波信号与电磁辐射信号区分开，避免测试主端的电磁辐射信号对测试从端的接收信号造成干扰，提高测试数据的精确率。

可选的，如图1所示，上述系统详细的连接关系及功能模块的作用如下：

在测试主端：市电通过交流稳压电源1为测试主端提供稳定的220V交流电源，隔离器1隔离电网输入的干扰，LISN-1为宽带载波主设备提供阻抗稳定的电力环境。宽带载波主设备、耦合器1、耦合器2和耦合器3的强电端子通过电力线与LISN-1的强电端子相连接。LISN-1的弱电端子(BNC接头)通过同轴屏蔽线与频谱仪1连接。耦合器1的弱电端子(BNC接头)通过同轴屏蔽线与程控衰减器连接。耦合器2的弱电端子(BNC接头)通过同轴屏蔽线与信号发生器1连接。耦合器3的弱电端子(BNC接头)通过同轴屏蔽线与示波器1连接。宽带载波主设备UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)数据接口通过数据线与控制单元的UART数据接口连接。

在测试从端：市电通过交流稳压电源2为测试从端提供稳定的220V交流电源，隔离器2隔离电网输入的干扰，LISN-2为宽带载波从设备提供阻抗稳定的电力环境。宽带载波从设备、耦合器4、耦合器5和耦合器6的强电端子通过电力线与LISN-2的强电端子连接。LISN-2的弱电端子通过同轴屏蔽线及屏蔽箱上的BNC2接头与频谱仪2连接。耦合器4的弱电端子通过同轴屏蔽线及屏蔽箱上的BNC4接头与程控衰减器连接。耦合器5的弱电端子通过同轴屏蔽线及屏蔽箱上的BNC3接头与信号发生器2连接。耦合器6的弱电端子通过同轴屏蔽线及屏蔽箱上的BNC1接头与示波器2连接。

在以太网测试子系统：两台示波器(1，2)、两台频谱仪(1，2)、两台信号发生器(1，2)以及控制单元分别通过以太网接口和以太网交换机与PC机连接，组网以太网络，相互进行数据交换。

基于上述系统架构，为电力线载波通信性能的自动测试提供了硬件基础。而且依托该架构，能便捷地对比分析测试主端和测试从端的数据，并确保测试主端与测试从端所采样数据的同步性，进而提高了测试的精确率，减少误差。

本实施例中，上述控制主机用于通过以太网及相应的控制协议控制测试设备完成对测试主端和测试从端的测试，控制主机装载有测试系统软件，测试系统软件包括：

人机交互界面。

以太网接口驱动程序，用于提供测试系统软件与以太网的接口支持。

参数设置模块，用于提供测试系统的参数设置支持，包括测试项目的参数设置、测试系统软件的设置。

测试设备控制模块，用于对各测试设备进行控制和处理，实现通信性能测试流程的处理和结果的保存和输出。进一步的，该测试设备控制模块还用于通过与衰减器对应的控制单元来控制测试主端与测试从端之间的通信链路的衰减值。可选的，上述通信性能测试包括载波工作频带、发送功率谱密度、接收灵敏度、抗衰减性能、抗噪声干扰性能、通信成功率中的任意一种或任意组合。

管理模块，用于对测试系统软件各模块进行统一协调和管理。

进一步的，该系统软件还可以设置测试报告生成和输出模块，以在测试工作完成后，对测试结果开有报告并输出保存于PC机的硬盘中。

图2示出了一种分工更细化的测试系统软件框图，对上述的测试设备控制模块做了进一步的拆分，拆分后的架构分工更明确，从而更利于软件的开发及维护，进而提高该测试系统软件的稳定性和可靠性。具体的，上述测试设备控制模块被拆分成：

分别针对各测试设备及关联设备进行控制及处理的示波器控制处理模块、频谱仪控制处理模块、信号发生器控制处理模块及控制单元控制处理模块；以及

分别针对测试的各项性能的接收灵敏度测试模块、通信成功率测试模块、抗噪声干扰性能测试模块、抗衰减性能测试模块、发送功率谱密度及通信频带测试模块等等。

综上，本实施例所公开的上述测试系统可以专门针对宽带电力线载波通信的特点，对宽带电力线载波通信产品的通信性能进行自动测试。具体操作时，只需对测试参数进行设置，后续整个测试过程无需人工参与。值得说明的是，通过参数设计，本测试系统同样适用于窄带载波通信性能的测试，因此该系统具有很好的兼容性和扩展性。

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