一种电能表连接灵敏度测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电能表连接灵敏度测试系统及方法，所述系统包括顺序连接的主节点、第一信号耦合器、可调衰减器、第二信号耦合器和从节点；主节点用于基于第一信号耦合器抄读从节点的信号；可调衰减器用于调节第二信号耦合器与第一信号耦合器之间的信号衰减；系统还包括频谱分析仪，频谱分析仪用于监测从节点接收信号的大小。所述方法包括如下步骤：设置主节点的发射功率，并基于发射功率抄读从节点；改变可调衰减器的衰减值，通过频谱分析仪监测从节点接收信号的大小直至接收成功率低于设定阈值。通过本发明专利技术方法通过可调衰减器及频谱分析仪的方式实现判断智能电能表载波模块接收微弱信号的能力，提高电能表的传输可靠性。

A Sensitivity Testing System and Method for Connection of Electric Energy Meters

【技术实现步骤摘要】
一种电能表连接灵敏度测试系统及方法
本专利技术涉及电能表
，特别是一种电能表连接灵敏度测试系统及方法。
技术介绍
智能电表是智能电网的智能终端，它已经不是传统意义上的电能表，智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用它还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能，智能电表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向，而所有的这些数据采集功能，都面临一个问题，采集终端从电表中数据的读取速度、读取距离受其通讯方式的控制。国网逐步展开宽带载波的抄表现场安装调试工作，在此情况下，针对电能表及集采终端的宽带载波模块做接收灵敏度测试，进一步验证其通讯距离，抗衰减功能等，极其重要。宽带载波在实时性、通信速率、动态组网上有明显优势，体现在业务上，主要是抄通率达到100％(排除其他非线路问题)，实现实时费控、远程实时充值，台区线损分析等都具有重要的现实意义。接收灵敏度是检验智能电能表载波模块接收微弱信号的能力，是制约载波通信有效通信距离的决定性技术指标之一，然而目前的国网检验中，并未将此项目纳入测试方案之中。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的就是提供一种电能表连接灵敏度测试系统及方法，实现判断智能电能表载波模块接收微弱信号的能力。本专利技术的目的之一是通过这样的技术方案实现的，一种电能表连接灵敏度测试系统，所述系统包括顺序连接的主节点、第一信号耦合器、可调衰减器、第二信号耦合器和从节点；所述主节点用于基于所述第一信号耦合器抄读从节点的信号；所述从节点用于基于所述第二信号耦合器向所述主节点发送被抄信号；所述可调衰减器用于调节所述第二信号耦合器与所述第一信号耦合器之间的信号衰减；所述系统还包括频谱分析仪，所述频谱分析仪用于监测从节点接收信号的大小。可选的，所述主节点与第一信号耦合器设置在第一屏蔽箱内，所述第二信号耦合器和从节点设置在第二屏蔽箱内。可选的，所述系统还包括第一人工电源网络和第二人工电源网络，所述第一人工电源网络和第二人工电源网络分别设置于所述第一屏蔽箱和所述第二屏蔽箱内，所述第一人工电源网络和第二人工电源网络分别用于所述第一屏蔽箱和所述第二屏蔽箱内设备的供电。第二方面，本专利技术前述系统的基础上进行灵敏度测试的方法，所述方法包括如下步骤：设置主节点的发射功率，并基于所述发射功率抄读所述从节点；改变可调衰减器的衰减值，通过频谱分析仪监测从节点接收信号的大小直至接收成功率低于设定阈值。可选的，在设置主节点的发射功率之前，所述方法还包括：连接系统设备，给各个系统设备通电，并配置频谱分析参数。可选的，所述设置主节点的发射功率，包括：设置主节点的发射功率比从节点的发射功率低设定功率阈值。可选的，所述改变可调衰减器的衰减值，包括：以设定步进值逐渐增大可调衰减器的衰减值。可选的，在通过频谱分析仪监测从节点接收信号的大小直至接收成功率低于设定阈值之后，所述方法还包括：读取所述可调衰减器的衰减值，在接收成功率不低于所述设定阈值的情况下，将所述频谱分析仪测得的最小信号值作为从节点接收灵敏度。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：通过本专利技术方法通过可调衰减器及频谱分析仪的方式实现判断智能电能表载波模块接收微弱信号的能力，提高电能表的传输可靠性。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。附图说明本专利技术的附图说明如下：图1为本专利技术第一实施例系统结构示意图；图2为本专利技术第二实施例方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。Rx是接收(Receive)的简称。接收灵敏度就是在一定的误码率前提下，接收机能够正确地把有用信号解析出来的最小信号接收功率。微功率无线模块所标识的接收灵敏度(如-108dBm)，是指在1.4kbps的通信速率下，误码率(BitErrorRate)为1％时的灵敏度水平。信号在介质中传输，信号强度是逐渐衰减的，当到达接收端的信号强度小于标称的接收灵敏度时，接收端将不能正确解析出有用数据，也就是说接收灵敏度是接收端能够接收信号的最小门限，最小门限与3个因素有关系，即带宽范围内的热噪声、系统的噪声系数、系统把有用信号解析出来所需要的最小信噪比。带宽范围内的热噪声经过接收机，这些噪声会被放大NF倍，要想把有用信号从噪声中解析出来，就必须要求有用信号比噪声再大SNR倍。即：S＝10lg(KTB)+NF+SNR＝PN+SNRS为接收灵敏度，单位是dBm；K为波尔兹曼常数，1.381×10-23，单位W/Hz/K；T为绝对温度，单位是K；B表示信号带宽，单位是Hz；KTB代表带宽范围内的热噪声功率,单位dBm；NF表示系统的噪声系数，单位是dB；SNR表示解调所需信噪比，单位是dB；PN表示系统底噪，单位是dBm。从上式中可以看出，环境温度升高，灵敏度S就会变大，接收性能就会恶化，因此要尽量降低系统所在环境的温度。带宽越大，系统的噪声系数越大，灵敏度S就会越大，接收性能也会恶化，这就要求在设计接收机的时候，要考虑到系统的带宽、噪声系数对灵敏度S的影响。要想让接收机正确解析出信号中的数据，信号强度一定要大于接收机的接收灵敏度S，接收灵敏度S越小，说明接收机的接收性能越好，接收灵敏度S越大，说明接收机的接收性能越差。接收灵敏度对通信网络来说非常重要，例如无线网络发射机的发射功率为100mW，即20dBm时，如果11Mb速率下接收灵敏度为-83dBm，理论上传输的无遮挡视距为15km，而接收灵敏度为-77dBm时，理论上传输的无遮挡视距仅为15km的一半，也就是7.5km，或者相当于发射端能量减少了1/4，相当于25mW，既14dBm。电力线窄带载波(FSK)的最大输出电平规定不超过120dBuV(150kHz-500kHz)，即13dBm，有效通信距离可以达到500m以上，电力线宽带载波(BPLC)的功率谱密度规定不超过-45dBm/Hz，约5dBm，有效通信距离在200m以下。狗能远远听到人类听不到的微小声音，说明狗的听觉灵敏度比人类高。燃气安装时，检测接口附近燃气泄漏情况的天然气泄漏检测仪；新房装修后，检测房屋内甲醛浓度的甲醛检测仪等，都拥有超高的灵敏度；同一地点摆在一起的两部手机，手机信号强度显示会不一样，说明两部手机的接受灵敏度也是存在差异的，如此等等。综上得知，在发射功率受到限制的时候，提高接收灵敏度能有效的提升点对点之间的通信距离，或者说是通信效果。基于此本专利技术第一实施例提出一种电能表连接灵敏度测试系统，如图1所示，所述系统包括顺序连接的主节点、第一信号耦合器、可调衰减器、第二信号耦合器和从节点；所述主节点用于基于所述第一信号耦合器抄读从节点的信号；所述从节点用于基于所述第二信号耦合器向所述主节点发送被抄信号；所述可调衰减器用于调节所述第二信号耦合器与所述第一信号耦合器之间的信号衰减；所述系统还包括频谱分析仪，所述频谱分析仪用于监测从节点接收信号的大小。在本实施例中，由于目前国网检测中尚无对电能表接收灵敏度进行量化测试的方案，本实施例通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电能表连接灵敏度测试系统，其特征在于，所述系统包括顺序连接的主节点、第一信号耦合器、可调衰减器、第二信号耦合器和从节点；所述主节点用于基于所述第一信号耦合器抄读从节点的信号；所述从节点用于基于所述第二信号耦合器向所述主节点发送被抄信号；所述可调衰减器用于调节所述第二信号耦合器与所述第一信号耦合器之间的信号衰减；所述系统还包括频谱分析仪，所述频谱分析仪用于监测从节点接收信号的大小。

【技术特征摘要】
1.一种电能表连接灵敏度测试系统，其特征在于，所述系统包括顺序连接的主节点、第一信号耦合器、可调衰减器、第二信号耦合器和从节点；所述主节点用于基于所述第一信号耦合器抄读从节点的信号；所述从节点用于基于所述第二信号耦合器向所述主节点发送被抄信号；所述可调衰减器用于调节所述第二信号耦合器与所述第一信号耦合器之间的信号衰减；所述系统还包括频谱分析仪，所述频谱分析仪用于监测从节点接收信号的大小。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主节点与第一信号耦合器设置在第一屏蔽箱内，所述第二信号耦合器和从节点设置在第二屏蔽箱内。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一人工电源网络和第二人工电源网络，所述第一人工电源网络和第二人工电源网络分别设置于所述第一屏蔽箱和所述第二屏蔽箱内，所述第一人工电源网络和第二人工电源网络分别用于所述第一屏蔽箱和所述第二屏蔽箱内设备的供电。4.一种使用如权利要求1-3任一项所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘型志，田娟，郑可，李松浓，孙洪亮，宫林，刘丽，籍勇亮，陈文礼，杨芾藜，彭鹏，李小俊，黄丹，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院，国网重庆市电力公司，国家电网有限公司，威胜集团有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50