CN105933074A - 一种微功率通讯模块覆盖距离测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力系统运行与控制技术领域，特别涉及一种微功率通讯模块覆盖距离测试方法，通过搭建微功率通讯模块覆盖距离测试系统实现对微功率通讯模块的协议一致性、组网功能和距离覆盖相关参数指标的检测。其主要步骤包括：搭建微功率通讯模块覆盖距离测试系统；工控机向主节点微功率通讯模块下发组网抄表指令；主节点微功率通讯模块向从节点微功率通讯模块发送组网抄表指令；为每个从节点微功率通讯模块关联电表地址；检验主节点微功率通讯模块和各从节点微功率通讯模块之间的协议性能及与距离覆盖相关的指标。

Description

一种微功率通讯模块覆盖距离测试方法

技术领域

本发明涉及电力系统运行与控制技术领域，特别涉及一种微功率通讯模块覆盖距离测试方法。

背景技术

目前用电信息采集系统中常用的本地通信方式主要有电力线载波通信、RS-485通信和微功率无线通信等通信技术。

微功率无线通信技术是指使用433MHz、470MHz-510MHz、2.4GHz等频段，发射功率在毫瓦级，数据传输速率在千比特每秒量级，选用GFSK等简易调制方式的无线通信技术。相对于电力线载波通信，微功率无线通信具有无需布线、通信可靠性高、通信速率快、网络稳定等优点。但是，微功率无线通信技术在实际应用中，也存在覆盖半径小、中继能力差、信号衰减快等问题。因此，需要研制用电信息采集微功率无线通信测试系统来检测不同微功率无线通信产品间的中继能力、路由级数、覆盖范围，以使其更高效、更可靠地应用于用电信息采集系统。

微功率无线通信技术越来越多用在国家电网公司的电力用户用电信息采集系统中，随着中心节点和从节点通信模块使用的越来越广泛，以及国网公司不断推出新业务和新应用，微功率无线通信信道承载着越来越大的数据量，如何保证微功率无线通信技术符合国网公司的要求及新业务与新应用的要求，成为亟待评估和衡量微功率无线通信技术及其产品的重要工作。而评估和衡量微功率无线通信技术及其应用产品的一个最重要的功能与性能验证指标就是最大距离覆盖。影响距离覆盖的因素主要有以下几个方面：

一是发射机的射频输出功率；

二是接收机的接收灵敏度；

三是系统的抗干扰能力；

四是发射/接收天线的类型及增益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种微功率通讯模块覆盖距离测试方法，通过搭建微功率通讯模块覆盖距离测试系统实现对微功率通讯模块的协议一致性、组网功能和距离覆盖相关参数指标的检测。

本发明的技术方案为：

一种微功率通讯模块覆盖距离测试方法，包括以下步骤：

步骤1搭建微功率通讯模块覆盖距离测试系统

微功率通讯模块覆盖距离测试系统包括主节点暗室、两个从节点暗室、两个智能衰减单元、通路阵列单元、两个汇接网络、干扰源和工控机。工控机经485总线接主节点暗室和两个智能衰减单元，主节点暗室、一个智能衰减单元、一个汇接网络、另一个智能衰减单元以及另一个汇接网络顺次通过射频线通信，主节点暗室和两个从节点暗室分别通过射频线接通路阵列单元，通路阵列单元通过射频线接干扰源，干扰源经485总线接工控机。主节点暗室中设置一个主节点微功率通讯模块，两个从节点暗室中各设置两个从节点微功率通讯模块。

步骤2工控机向主节点微功率通讯模块下发组网抄表指令。

步骤3主节点微功率通讯模块向从节点微功率通讯模块发送组网抄表指令。

步骤4为每个从节点微功率通讯模块关联电表地址。

步骤5计算主节点微功率通讯模块和各从节点微功率通讯模块的距离覆盖，见公式1：

Lfs＝32.44+20lgd+20lgf 公式1

其中，Lfs为微功率通讯模块的传输损耗，亦称衰减，单位dB；d为微功率通讯模块的传输距离，单位Km；f为微功率通讯模块的工作频率，单位MHz；当微功率通讯模块的传输损耗Lfs达到通信限值时，对应的传输距离d即距离覆盖。

具体的，智能衰减单元为0～2GHz的宽频带智能化程控衰减器。

本发明的有益效果：本发明适用于各类不同频段的微功率通讯模块的覆盖距离测试。本发明通过从节点微功率通讯模块及其关联的电表地址，提供了一个完全模拟真实情况的抄表环境，并通过3级最大路由层级模拟最大路径下微功率通讯模块的组网抄表功能，实现对主从微功率通讯模块的协议一致性、组网功能和距离覆盖相关参数指标的检测。

附图说明

图1为微功率通讯模块覆盖距离测试系统的组成示意图。

图1中，实线表示485总线通信，虚线表示射频线通信。

具体实施方式

实施例通过以下步骤进行微功率通讯模块覆盖距离的测试：

步骤1搭建微功率通讯模块覆盖距离测试系统

如图1所示，微功率通讯模块覆盖距离测试系统包括主节点暗室、两个从节点暗室、两个智能衰减单元、通路阵列单元、两个汇接网络、干扰源和工控机。工控机经485总线接主节点暗室和两个智能衰减单元，主节点暗室、一个智能衰减单元、一个汇接网络、另一个智能衰减单元以及另一个汇接网络顺次通过射频线通信，主节点暗室和两个从节点暗室分别通过射频线接通路阵列单元，通路阵列单元通过射频线接干扰源，干扰源经485总线接工控机。主节点暗室中设置一个主节点微功率通讯模块，两个从节点暗室中各设置两个从节点微功率通讯模块。主节点暗室和两个从节点暗室均为多功能电磁波小室。智能衰减单元为0～2GHz的宽频带智能化程控衰减器。

系统中通过汇接网络装置将3个多功能电磁波小室进行连接，通过通路阵列单元将电磁波小室和计算机相连，保证了数据传送和接收能够形成一个完整的回路。系统中给每个电磁波小室加装一个智能衰减单元，并根据国家电网标准中的要求模拟实际的衰减环境，检验微功率通讯模块影响距离覆盖的各项指标。

在微功率通讯模块覆盖距离测试系统中，检测微功率通讯模块的覆盖半径和中继能力必须使用衰减器，它能在不同频段内对信号强度进行衰减并以此模拟信号覆盖范围。依照电力行业及国家电网公司相关技术标准，微功率无线通信的频段范围应为470～510MHz。但是，目前微功率无线设备供应商极多，其工作频点和调制方式各不相同，满足其工作频率的衰减器也各不相同，导致针对不同厂家的被测无线设备进行互操作性测试时，需要人工更换对应频段的衰减器，而即使是针对同一厂家的无线设备进行测试，同一衰减器也需切换不同量程。由于厂家众多，衰减器种类、规格也很多，因而手动切换过程极为繁琐。

实施例采用工作在0～2GHz的宽频带智能化程控衰减器，它能在工控机的控制下自动模拟信号衰减幅度和信号覆盖范围，高效检测微功率无线设备的覆盖半径和中继能力，大幅度提高微功率无线测试系统的工作效率。

步骤2工控机向主节点微功率通讯模块下发组网抄表指令。

步骤3主节点微功率通讯模块向从节点微功率通讯模块发送组网抄表指令。

步骤4为每个从节点微功率通讯模块关联电表地址。配合虚拟电表软件可为每一个从节点微功率通讯模块关联电表地址，通过从节点微功率通讯模块和虚拟电表可为组网抄表提供一个完全模拟真实情况的抄表环境，并通过3级最大路由层级模拟最大路径下无线模块的组网抄表模型。

步骤5检验主节点微功率通讯模块和各从节点微功率通讯模块之间的协议性能并利用公式1计算距离覆盖。

Lfs＝32.44+20lgd+20lgf 公式1

其中，Lfs为微功率通讯模块的传输损耗，亦称衰减，单位dB；d为微功率通讯模块的传输距离，单位Km；f为微功率通讯模块的工作频率，单位MHz；当微功率通讯模块的传输损耗Lfs达到通信限值时(即继续衰减则无法进行正常的通信时)，对应的传输距离d即距离覆盖。传输损耗Lfs可利用微功率通讯模块覆盖距离测试系统进行控制和检测，通过智能衰减单元控制微功率通讯模块的信号强度衰减。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种微功率通讯模块覆盖距离测试方法，其特征在于其包括以下步骤：

步骤1搭建微功率通讯模块覆盖距离测试系统

所述微功率通讯模块覆盖距离测试系统包括主节点暗室、两个从节点暗室、两个智能衰减单元、通路阵列单元、两个汇接网络、干扰源和工控机；所述工控机经485总线接主节点暗室和两个智能衰减单元，所述主节点暗室、一个智能衰减单元、一个汇接网络、另一个智能衰减单元以及另一个汇接网络顺次通过射频线通信，所述主节点暗室和两个从节点暗室分别通过射频线接通路阵列单元，所述通路阵列单元通过射频线接干扰源，所述干扰源经485总线接工控机；所述主节点暗室中设置一个主节点微功率通讯模块，两个所述从节点暗室中各设置两个从节点微功率通讯模块；

步骤2工控机向主节点微功率通讯模块下发组网抄表指令；

步骤3主节点微功率通讯模块向从节点微功率通讯模块发送组网抄表指令；

步骤4为每个所述从节点微功率通讯模块关联电表地址；

步骤5计算主节点微功率通讯模块和各从节点微功率通讯模块的距离覆盖，见公式1：

Lfs＝32.44+20lgd+20lgf 公式1

其中，Lfs为微功率通讯模块的传输损耗，亦称衰减，单位dB；d为微功率通讯模块的传输距离，单位Km；f为微功率通讯模块的工作频率，单位MHz；当微功率通讯模块的传输损耗Lfs达到通信限值时，对应的传输距离d即距离覆盖。

2.根据权利要求1所述的一种微功率通讯模块覆盖距离测试方法，其特征在于所述智能衰减单元为0～2GHz的宽频带智能化程控衰减器。