短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统

摘要

本发明公开一种短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统，包括：多功能电磁波小室，用于安放被测微功率无线通信设备以隔离外界环境影响；侦听单元，用于监听被测微功率无线通信设备与其它设备交互通信，将监听数据提供给工控计算机；标准协议信号源，用于向综合测试仪和工控计算机提供标准协议信号源；综合测试仪，用于在标准协议信号源的控制下通过与被测微功率无线通信设备交互，获得测试数据并提供给工控计算机；工控计算机，用于在标准协议信号源的控制下根据侦听单元提供的监听数据和/或综合测试仪提供的测试数据，判断被测微功率无线通信设备的协议一致性，从而实现对短距离电力通信用微功率无线通信设备的协议一致性进行测试。

说明书

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，尤其涉及短距离电力通信用微功率无线通信协议一致 性测试系统。

背景技术

随着国家电网公司电力用户用电信息采集系统建设的全面推进和深入发展，微功率无 线通信单元以其低功耗、组网灵活等特点，在用电信息数据传输网络中，愈加广泛应用， 逐渐成为信息采集和传输链路中关键且非常重要的部件或单元之一。由于市场空间巨大， 目前已有众多企业从事微功率无线通信单元的研发生产。而不同厂家的产品其生产规格和 技术指标也各有差异。由此就造成了规范上的不统一，对国家电网用电信息互联互通建设 和长期规划演进带来困难。

为了进一步规范有序的推进电力用户用电信息采集系统建设，国家电网公司基于顶层 设计思想，先后制定并修订了《电力用户用电信息采集系统》系列标准，其中包括《通信 单元技术规范》、《通信单元检验技术规范》和最近审查通过的《基于微功率无线通信的 数据传输协议》等等。这些规范对微功率无线通信单元的功能配置、型式结构、性能指标、 通信协议、安全认证、检验方法、建设及运行管理等进行了相对全面的完善和统一。

基于以上诸多考虑因素，国家电网公司有必要构建相应的测试评估系统，能够对即将 入网的微功率无线通信单元执行系列化的统一的技术规范、通信协议入网检验和故障检 测。然而，对于如何按照微功率无线通信的数据传输协议要求，对微功率无线通信设备进 行协议一致性测试，检验微功率无线通信设备是否满足微功率无线通信的数据传输协议要 求，现有技术中尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供一种短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统，用以 对短距离电力通信用微功率无线通信设备的协议一致性进行测试，该系统包括：

多功能电磁波小室、工控计算机、侦听单元、综合测试仪和标准协议信号源；其中， 多功能电磁波小室，用于安放被测微功率无线通信设备以隔离外界环境影响；

多功能电磁波小室中的被测微功率无线通信设备分别与工控计算机、侦听单元和综合 测试仪连接；工控计算机还分别与侦听单元、综合测试仪和标准协议信号源连接；综合测 试仪还与标准协议信号源连接；

侦听单元，用于监听被测微功率无线通信设备与其它设备的交互通信，将监听数据提 供给工控计算机；

标准协议信号源，用于在工控计算机的控制下，向综合测试仪输出标准基带信号；

综合测试仪，用于在工控计算机的控制下，通过与被测微功率无线通信设备交互，获 得测试数据并提供给工控计算机；

工控计算机，用于控制标准协议信号源向综合测试仪输出标准基带信号，以及，根据 侦听单元提供的监听数据和/或综合测试仪提供的测试数据，对被测微功率无线通信设备的 协议一致性进行判断。

一个实施例中，综合测试仪具体用于模拟网络中的中心节点向作为网络中非末梢从节 点的被测微功率无线通信设备发送网络维护请求帧；侦听单元具体用于获得监听数据并提 供给工控计算机；工控计算机具体用于根据侦听单元提供的监听数据，判断被测微功率无 线通信设备是否能够转发网络维护请求帧；

综合测试仪具体用于模拟网络中的中心节点向作为网络中末梢从节点的被测微功率 无线通信设备发送网络维护请求帧；侦听单元具体用于获得监听数据并提供给工控计算 机；工控计算机具体用于根据侦听单元提供的监听数据，判断被测微功率无线通信设备是 否能够反馈网络维护响应帧。

一个实施例中，侦听单元具体用于监听被测微功率无线通信设备与其它设备交互通信 过程中的MAC(Media Access Control，介质访问控制)信标帧，将监听到的MAC信标帧 提供给工控计算机；

工控计算机具体用于判断侦听单元提供的MAC信标帧是否满足标准协议的技术指标 要求。

一个实施例中，侦听单元具体用于监听被测微功率无线通信设备与其它设备交互通信 过程中的入网申请响应帧、游离节点就绪帧或路由错误帧，将监听数据提供给工控计算机；

工控计算机具体用于根据侦听单元提供的监听数据，判断入网申请响应帧或路由错误 帧是否满足标准协议的技术指标要求；或判断被测微功率无线通信设备是否能够转发游离 节点就绪帧。

一个实施例中，综合测试仪具体用于模拟网络中的中心节点向作为网络中非末梢从节 点的被测微功率无线通信设备发送场强收集请求帧；获得测试数据并提供给工控计算机； 工控计算机具体用于根据综合测试仪提供的测试数据，判断被测微功率无线通信设备是否 能够转发场强收集请求帧；

综合测试仪具体用于模拟网络中的中心节点向作为网络中末梢从节点的被测微功率 无线通信设备发送场强收集请求帧；侦听单元具体用于获得监听数据并提供给工控计算 机；工控计算机具体用于根据侦听单元提供的监听数据，判断被测微功率无线通信设备是 否能够反馈场强收集响应帧。

一个实施例中，综合测试仪具体用于模拟网络中的中心节点向作为网络中非末梢从节 点的被测微功率无线通信设备发送配置子节点请求帧；侦听单元具体用于获得监听数据并 提供给工控计算机；工控计算机具体用于根据侦听单元提供的监听数据，判断被测微功率 无线通信设备是否能够转发配置子节点请求帧；

综合测试仪具体用于模拟网络中的中心节点向作为网络中末梢从节点的被测微功率 无线通信设备发送配置子节点请求帧；侦听单元具体用于获得监听数据并提供给工控计算 机；工控计算机具体用于根据侦听单元提供的监听数据，判断被测微功率无线通信设备是 否能够反馈配置子节点响应帧。

一个实施例中，侦听单元具体用于监听被测微功率无线通信设备与其它设备交互通信 过程中的数据转发帧、应用层设置命令协议帧、应用层确认及否认帧、或应用层读取节点 配置帧，将监听数据提供给工控计算机；

工控计算机具体用于根据侦听单元提供的监听数据，判断数据转发帧、应用层设置命 令协议帧、应用层确认及否认帧、或应用层读取节点配置帧是否满足标准协议的技术指标 要求。

一个实施例中，多功能电磁波小室中的被测微功率无线通信设备通过射频线，分别与 侦听单元和综合测试仪连接；多功能电磁波小室中的被测微功率无线通信设备通过RS485 总线与工控计算机连接；工控计算机还通过RS485总线分别与侦听单元和标准协议信号源 连接；工控计算机还通过GPIB(General-Purpose Interface Bus，通用接口总线)与综合测 试仪连接；综合测试仪还通过射频线与标准协议信号源连接。

本发明实施例的短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统，能够按照微 功率无线通信的数据传输协议要求，对被测微功率无线通信设备进行协议一致性测试，检 验被测微功率无线通信设备是否满足微功率无线通信的数据传输协议要求，以达到有效提 高电力用户用电信息采集系统的可扩展性、可靠性、稳定性和先进性的建设目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统的示意 图；

图2为本发明实施例中短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统各部分 的连接示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实 施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不 作为对本发明的限定。

为了实现对短距离电力通信用微功率无线通信设备的协议一致性进行测试，本发明实 施例中提供一种短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统。图1为本发明实 施例中短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统的示意图，如图1所示，该 系统可以包括：

多功能电磁波小室、工控计算机、侦听单元、综合测试仪和标准协议信号源；其中， 多功能电磁波小室，用于安放被测微功率无线通信设备以隔离外界环境影响；

多功能电磁波小室中的被测微功率无线通信设备分别与工控计算机、侦听单元和综合 测试仪连接；工控计算机还分别与侦听单元、综合测试仪和标准协议信号源连接；综合测 试仪还与标准协议信号源连接；

侦听单元，用于监听被测微功率无线通信设备与其它设备的交互通信，将监听数据提 供给工控计算机；

标准协议信号源，用于在工控计算机的控制下，向综合测试仪输出标准基带信号；

综合测试仪，用于在工控计算机的控制下，通过与被测微功率无线通信设备交互，获 得测试数据并提供给工控计算机；

工控计算机，用于控制标准协议信号源向综合测试仪输出标准基带信号，以及，根据 侦听单元提供的监听数据和/或综合测试仪提供的测试数据，对被测微功率无线通信设备的 协议一致性进行判断。

图1所示的短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统，能够按照微功率 无线通信的数据传输协议要求，对被测微功率无线通信设备进行协议一致性测试，检验被 测微功率无线通信设备是否满足微功率无线通信的数据传输协议要求，以达到有效提高电 力用户用电信息采集系统的可扩展性、可靠性、稳定性和先进性的建设目的。

图1中还示出了短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统各部分的具体 连接方式。图1中的单实线为射频线，双实线为RS485总线，叠加的三条实线表示GPIB。 如图1所示，多功能电磁波小室中的被测微功率无线通信设备通过射频线，分别与侦听单 元和综合测试仪连接；多功能电磁波小室中的被测微功率无线通信设备通过RS485总线与 工控计算机连接；工控计算机还通过RS485总线分别与侦听单元和标准协议信号源连接； 工控计算机还通过GPIB与综合测试仪连接；综合测试仪还通过射频线与标准协议信号源 连接。

图1中未示出多功能电磁波小室中的被测微功率无线通信设备。图2为本发明实施例 中短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统各部分的连接示意图。图2中示 出了多功能电磁波小室中的被测微功率无线通信设备。

本发明实施例的短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统主要可以完 成对协议的MAC层、网络层、应用层等的一致性测试。

MAC层测试可以包括：网络维护请求测试、网络维护响应测试和MAC信标测试等。

实施例中，在进行网络维护请求测试时，网络维护请求是由网络中的中心节点发起， 用来验证非末梢从节点是否能够转发网络维护请求帧。技术指标例如可以参照[电力用户用 电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议]中8.3.1.1节。 具体实施时，综合测试仪具体可以用于模拟网络中的中心节点向作为网络中非末梢从节点 的被测微功率无线通信设备发送网络维护请求帧；侦听单元具体用于获得监听数据并提供 给工控计算机；工控计算机具体可以用于根据侦听单元提供的监听数据，判断被测微功率 无线通信设备是否能够转发网络维护请求帧。

实施例中，在进行网络维护响应测试时，网络维护请求是由网络中的中心节点发起， 用来验证末梢从节点是否能够反馈网络维护响应帧。技术指标例如可以参照[电力用户用电 信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议]中8.3.1.1节。具 体实施时，综合测试仪具体可以用于模拟网络中的中心节点向作为网络中末梢从节点的被 测微功率无线通信设备发送网络维护请求帧；侦听单元具体用于获得监听数据并提供给工 控计算机；工控计算机具体可以用于根据侦听单元提供的监听数据，判断被测微功率无线 通信设备是否能够反馈网络维护响应帧。

实施例中，在进行MAC信标测试时，是测试MAC信标帧。技术指标例如可以参照[电 力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议]中 8.2.2.1节。具体实施时，侦听单元具体可以用于监听被测微功率无线通信设备与其它设备 交互通信过程中的MAC信标帧，将监听到的MAC信标帧提供给工控计算机；工控计算 机具体可以用于判断侦听单元提供的MAC信标帧是否满足标准协议的技术指标要求。

网络层测试可以包括：入网申请响应测试、游离节点就绪测试、路由错误测试、场强 收集请求测试、场强收集应答测试、配置子节点测试和配置子节点应答测试等。

实施例中，在进行入网申请响应测试时，是测试入网申请响应帧。技术指标例如可以 参照[电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协 议]中6.3.7节、6.3.2节。在进行游离节点就绪测试时，被测试从节点为在网状态，验证能 否转发游离节点就绪帧。技术指标例如可以参照[电力用户用电信息采集系统通信协议第4 部分：基于微功率无线通信的数据传输协议]中6.3.3节。在进行路由错误测试时，是测试 路由错误帧。技术指标例如可以参照[电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基 于微功率无线通信的数据传输协议]中6.3.4节。

具体实施时，侦听单元具体可以用于监听被测微功率无线通信设备与其它设备交互通 信过程中的入网申请响应帧、游离节点就绪帧或路由错误帧，将监听数据提供给工控计算 机；工控计算机具体可以用于根据侦听单元提供的监听数据，判断入网申请响应帧或路由 错误帧是否满足标准协议的技术指标要求；或判断被测微功率无线通信设备是否能够转发 游离节点就绪帧。

实施例中，在进行场强收集请求测试时，场强收集请求是由中心节点发起，用来验证 非末梢从节点是否能够转发场强收集请求帧。技术指标例如可以参照[电力用户用电信息采 集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议]中6.3.5节。具体实施时， 综合测试仪具体可以用于模拟网络中的中心节点向作为网络中非末梢从节点的被测微功 率无线通信设备发送场强收集请求帧；侦听单元具体用于获得监听数据并提供给工控计算 机；工控计算机具体可以用于根据侦听单元提供的监听数据，判断被测微功率无线通信设 备是否能够转发场强收集请求帧。

实施例中，在进行场强收集应答测试时，场强收集应答是对中心节点发起的场强收集 请求帧的响应，用来验证末梢从节点是否能够响应场强收集请求帧。技术指标例如可以参 照[电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议] 中6.3.6节。具体实施时，综合测试仪具体可以用于模拟网络中的中心节点向作为网络中 末梢从节点的被测微功率无线通信设备发送场强收集请求帧；侦听单元具体用于获得监听 数据并提供给工控计算机；工控计算机具体可以用于根据侦听单元提供的监听数据，判断 被测微功率无线通信设备是否能够反馈场强收集响应帧。

实施例中，在进行配置子节点测试时，配置子节点是由中心节点发起，只有中心节点 才能发起，用来验证非末梢从节点是否能够转发配置子节点帧。技术指标例如可以参照[电 力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议]中 6.3.7节。具体实施时，综合测试仪具体可以用于模拟网络中的中心节点向作为网络中非末 梢从节点的被测微功率无线通信设备发送配置子节点请求帧；侦听单元具体用于获得监听 数据并提供给工控计算机；工控计算机具体可以用于根据侦听单元提供的监听数据，判断 被测微功率无线通信设备是否能够转发配置子节点请求帧。

实施例中，在进行配置子节点应答测试时，配置子节点应答是对中心节点发起配置子 节点帧的响应，用来验证末梢从节点是否能够响应配置子节点帧。技术指标例如可以参照 [电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议]中 6.3.8节。具体实施时，综合测试仪具体可以用于模拟网络中的中心节点向作为网络中末梢 从节点的被测微功率无线通信设备发送配置子节点请求帧；侦听单元具体用于获得监听数 据并提供给工控计算机；工控计算机具体可以用于根据侦听单元提供的监听数据，判断被 测微功率无线通信设备是否能够反馈配置子节点响应帧。

应用层测试可以包括：数据转发测试、应用层设置等命令帧设置、确认/否认测试和应 用层读取节点配置测试等。

实施例中，在进行数据转发测试时，是测试数据转发帧。技术指标例如可以参照[电力 用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议]中5.2.4.3 节。在进行应用层设置等命令帧设置时，是测试应用层的设置命令协议帧，包括：设置串 口、设置信道号、设置RSSI门限值、设置发射功率和设备重启等。技术指标例如可以参 照[电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议] 中5.2.4.2节。在进行确认/否认测试时，是测试应用层确认/否认帧。技术指标例如可以参 照[电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议] 中5.2.4.1节。在进行应用层读取节点配置测试时，是测试应用层读取节点配置帧。技术指 标例如可以参照[电力用户用电信息采集系统通信协议第4部分：基于微功率无线通信的 数据传输协议]中5.2.4.2节。

具体实施时，侦听单元具体可以用于监听被测微功率无线通信设备与其它设备交互通 信过程中的数据转发帧、应用层设置命令协议帧、应用层确认及否认帧、或应用层读取节 点配置帧，将监听数据提供给工控计算机；工控计算机具体可以用于根据侦听单元提供的 监听数据，判断数据转发帧、应用层设置命令协议帧、应用层确认及否认帧、或应用层读 取节点配置帧是否满足标准协议的技术指标要求。

综上所述，本发明实施例的短距离电力通信用微功率无线通信协议一致性测试系统， 能够按照微功率无线通信的数据传输协议要求，对被测微功率无线通信设备进行协议一致 性测试，检验被测微功率无线通信设备是否满足微功率无线通信的数据传输协议要求，以 达到有效提高电力用户用电信息采集系统的可扩展性、可靠性、稳定性和先进性的建设目 的。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产 品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机 可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程 序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图 和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程 和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指 令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生 一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现 在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方 式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装 置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方 框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机 或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他 可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方 框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。