波模块，而且更换任何载波模块都不会影响系统设置；若单片机写入电能表DL/T645接口协议，则可作抄表应用，单片机还可写入路灯控制或智能家居等客户程序，作多种应用的组网测试。
[0031]如图4和图5所示，本实施例的排母插座采用2x4脚的XS5插座和2x6脚的XS6插座，排针排母的各管脚按Q-GDW 1355-2013单相智能电能表型式规范附录F中关于通信载波模块管脚定义要求来定义，载波模块通过XS6插座与单片机相连，通过XS5插座与载波信号耦合器相连。作为一个优选的技术方案，2x4脚的XS5插座的2脚和7脚间接电阻R321, 2脚同时和I脚相连，7脚同时和8脚相连，3-6脚为空脚，I脚接电阻R322后连载波信号耦合器的L_PLC端，8脚接电阻R323后连载波信号耦合器的N_PLC端，与XS5插座引脚相连的电阻R321，R322，R323及与上级路由节点连接口的载波信号耦合器相连的R198 (图9)组成的衰减电路，可为同一个组网单元内各载波模块之间提供适当的衰减，模拟在同一电表箱内各载波模块之间的真实衰减情况。
[0032]图6为下级路由节点连接口的电路连接图。图6中SMA天线座J63为射频连接口，Dll为ESD保护器件，两个0.1uF的电容C252和C253构成载波信号耦合器，其中一个电容接地，将载波信号由差模信号转化为共模信号，以便载波信号通过屏蔽射频线传输。载波信号耦合器在1-30MHZ频段内可做到插损小于ldB。本实施例的载波信号程控衰减器由4级载波信号衰减电路和4个电子开关组成，每级载波信号衰减电路均为Π型电阻衰减电路，如R192、R199、R283和R200构成一个Π型电阻衰减电路，R200、R201、R284和R202构成一个Π型电阻衰减电路，R202、R203、R285和R206构成一个Π型电阻衰减电路，R198(图9)、R191、R282和R192构成一个Π型电阻衰减电路。结合图7，图7为电子开关的电路图。电子开关由电容C259、C260、电阻R219、R221、R222、开关二极管D2和三极管Q2组成。其中，开关二极管D2的正极接电阻R219后接电源，开关二极管D2的负极接电阻R221后与三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的基极接电阻R222后与单片机的1 口相连，三极管Q2的发射极接地，电容C295 —端接地、一端接电源，电子开关的连接端atl经电容C259后与开关二极管D2的正极相连，电子开关的连接端at2经电容C260后与开关二极管D2的负极相连。电容C259和C260为隔直电容，电阻R219和R221为开关二极管D2提供适当的偏置电流。每级载波信号衰减电路均与一个电子开关并连，通过控制该电子开关的通断来实现载波信号衰减电路的旁路或接入，每级电子开关的结构均相同，如图6，共有4个电子开关依次连接于4级载波信号衰减电路的atl、at2、at3、at4及at5处。载波信号电子开关4_5串接在载波信号衰减电路与射频连接口 J63之间(at5和at6处)，控制载波信号的通断和与下级路由节点之间的传输通道的通断，载波信号电子开关4-5与前述控制载波信号衰减电路的电子开关的电路完全相同。单片机1 口(crtl、crt2、crt3、crt4)通过电子开关电路中的电阻R222和三极管Q2来控制开关二极管D2的通断，从而控制载波信号衰减电路的接入或旁路，达到控制衰减值的目的。单片机1 口(crt5)通过载波信号电子开关电路中的电阻R222和三极管Q2来控制开关二极管D2的通断，从而控制上、下级路由节点之间的传输通道的通断，达到控制载波信号路由方向的目的。相邻上下级组网单元载波信号的衰减值由上级组网单元内置的程控衰减器控制。
[0033]如图8所示，图8为上级路由节点连接口的电路连接图。两个0.1uF的电容C255和C256构成载波信号耦合器，其中一个电容接地。DlO为ESD保护器件，SMA天线座J61和J62为射频连接口。
[0034]参照图9，图9为电源输入连接口的电路连接图。SMA天线座J66 (射频连接口)为12V电源输入接口，通过射频信号线与12V直流电源相连。C219，C220和C221为滤波电容，除了起到电源滤波作用之外，还可阻止载波信号通过此SMA天线座传导辐射出去。图8中D9为ESD保护器件。
[0035]本发明的处理单元通过载波通信发控制指令给与程控衰减器和载波信号电子开关相连的单片机，单片机通过1 口分别控制设置于组网单元内的程控衰减器和载波信号电子开关，从而可以控制各通信节点间衰减值大小和载波信号路由方向，实现计算机自适应组网。另外，可以设置与处理单元及组网单元相连的任意波发生器(图1)，任意波发生器一端与处理单元相连，另一端与组网单元的上级路由节点连接口相连，通过注入任意幅度的干扰信号，模拟各种特殊的现场应用环境。处理单元与宽带电力线载波路由模块相连，读取每个载波模块的路由信息、操作各载波模块复位或上下线、读电量及其他信息、测试吞吐量等，并记录下所有实时数据，对收集到的数据进行分析整理，从而建立出不同的模型，用于控制测试系统。计算机可采用LABVIEW或其他GUI工具运行友好的、图形化的人机界面软件。
[0036]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。
【主权项】
1.内置程控衰减器的电力线宽带载波通信模块组网测试系统，其特征在于，包括:电源模块、宽带电力线载波路由模块、处理单元及至少一个组网单元；所述处理单元与所述宽带电力线载波路由模块相连，所述宽带电力线载波路由模块通过屏蔽射频线和一个组网单元相连，该组网单元通过屏蔽射频线与其它组网单元级联组网，所述电源模块与所述组网单元相连，为所述组网单元供电； 其中，所述组网单元包括电路基板、设置于所述电路基板上的载波信号程控衰减器、载波信号耦合器、数个载波模块、载波信号电子开关、射频连接口，所述电路基板设于金属外壳内，所述每一载波模块与一设置于电路基板上的单片机相连，相邻载波模块之间通过信号线相连；所述射频连接口包括与电源模块相连的电源输入连接口、与上级组网单元相连的上级路由节点连接口和与下级组网单元相连的下级路由节点连接口，所述电源输入连接口通过屏蔽射频线与各载波模块连接，所述上级路由节点连接口连载波信号耦合器后与每一个载波模块相连，所述下级路由节点连接口经载波信号电子开关、载波信号程控衰减器及载波信号耦合器后与每一个载波模块相连，所述载波信号程控衰减器及载波信号电子开关通过控制线与电路基板上的一个单片机相连。
2.如权利要求1所述的内置程控衰减器的电力线宽带载波通信模块组网测试系统，其特征在于:所述电源模块为直流电源。
3.如权利要求1所述的内置程控衰减器的电力线宽带载波通信模块组网测试系统，其特征在于:所述载波信号耦合器由两个0.1uF的电容，其中一个电容接地。
4.如权利要求1所述的内置程控衰减器的电力线宽带载波通信模块组网测试系统，其特征在于:所述载波信号程控衰减器包括4级载波信号衰减电路以及分别与每级载波信号衰减电路连接的4个电子开关，所述一个电子开关控制一级载波信号衰减电路的接入或旁路。
5.如权利要求4所述的内置程控衰减器的电力线宽带载波通信模块组网测试系统，其特征在于:所述每一级载波信号衰减电路均为Π型电阻衰减电路。
6.如权利要求4所述的内置程控衰减器的电力线宽带载波通信模块组网测试系统，其特征在于:所述电子开关由电容C259、C260、电阻R219、R221、R222、开关二极管D2和三极管Q2组成，其中，所述开关二极管D2的正极接电阻R219后接电源、负极接电阻R221后与三极管Q2的集电极相连、基极接电阻R222后与单片机相连，所述三极管Q2的发射极接地，电容C295 —端接地、一端接电源，所述电子开关的一个连接端经电容C259后与开关二极管D2的正极相连，另一个连接端经电容C260后与开关二极管D2的负极相连，所述连接端用于与载波信号衰减电路相连。
7.如权利要求1所述的内置程控衰减器的电力线宽带载波通信模块组网测试系统，其特征在于:所述载波信号电子开关设置于所述载波信号衰减电路与下级路由节点连接口之间，用于控制载波信号通断以及与下级组网单元之间的传输通道的通断。
8.如权利要求1所述的内置程控衰减器的电力线宽带载波通信模块组网测试系统，其特征在于:还包括与所述处理单元及组网单元相连的任意波发生器，所述任意波发生器与所述组网单元的上级路由节点连接口相连。
9.如权利要求1所述的内置程控衰减器的电力线宽带载波通信模块组网测试系统，其特征在于:所述载波模块通过2x6脚的排针排母与单片机相连。
10.如权利要求1或9所述的内置程控衰减器的电力线宽带载波通信模块组网测试系统，其特征在于:所述载波模块通过2x4脚的双排排针排母与载波信号耦合器相连，所述排母插座的2脚和7脚间接电阻R321，2脚同时和I脚相连，7脚同时和8脚相连，3-6脚为空脚，I脚接电阻R322后连载波信号耦合器的L_PLC端，8脚接电阻R323后连载波信号耦合器的N_PLC端。
【专利摘要】内置程控衰减器的电力线宽带载波通信模块组网测试系统，包括电源模块、宽带电力线载波路由模块、处理单元及组网单元；处理单元与宽带电力线载波路由模块相连，宽带电力线载波路由模块通过屏蔽射频线和一个组网单元相连，其余组网单元通过屏蔽射频线与其它组网单元级联组网，电源模块与组网单元相连；本发明的组网单元设置多个载波模块，一个载波模块与一个单片机相连，而且组网单元内置可以利用自身的载波通信方式来控制的程控衰减器，不但可以方便更换载波模块，不会影响系统设置，而且可以控制各通信节点间衰减值大小和载波信号路由方向，实现计算机自适应组网，单片机内可写入电表、路灯控制或智能家居等客户程序，作多种应用的组网测试。
【IPC分类】H04B3-48
【公开号】CN104734745
【申请号】CN201410817509
【发明人】吕俊, 吴斌, 刘述钢
【申请人】珠海慧信微电子有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月24日