基于电表、终端的低压电力线宽带载波通讯的智能互通互测系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了基于电表、终端的低压电力线宽带载波通讯的智能互通互测系统及其方法，其包括至少一套的如下各子系统:性能测试子系统，通信速率测试子系统，物理层协议一致性测试子系统，数据链路层协议一致性测试子系统，多厂家互操作性测试子系统，以及测试服务器。利用地理区域同质子图的划分中，采用基于互通互测异质图的注意力机制构建异常判断模型。实时、准确、快速地定位低压电力线宽带载波通讯设备的实时互通互测性能及时发现异常所在地理区域中的位置。理区域中的位置。理区域中的位置。

【技术实现步骤摘要】
基于电表、终端的低压电力线宽带载波通讯的智能互通互测系统及其方法


[0001]本专利技术涉及智能互通互测系统及其方法，尤其涉及基于电表、终端的低压电力线宽带载波通讯的智能互通互测系统及其方法，属于智能电力检测网络领域。

技术介绍

[0002]电力系统其本质就是电力网络，是一种存在通信模块，终端设备，以及电力中转(集中器等)在内的多电力设备的互通互联拓扑。现有技术中存在多项互操作互通测试项目。涉及到的测试结果数据复杂，各自分析，需要有各方面电力知识经验的专业人员进行，而往往不是少数几个全能的测试人员，因此测试成本很大。
[0003]然而测试的本质是数据的采集，传输，处理和分析，是一个多节点互联的异质图结构，因此网络检测结果异常就是反映到子图结构中的路径信息异常。因此如何将所有测试项目视作一种基于路径数据信息的图网，可能是解决电力网络数据分析的一个重要的方案。

技术实现思路

[0004]基于上述的对于电力网络的本质思考。本专利技术将考虑如下的要点，用于解决智能互通互测系统及其方法问题，第一，构建互通互测系统，并基于系统构建异质图结构，第二，定义测试方法，并构建测试异常模型。
[0005]鉴于上述考虑，本专利技术一方面提供了基于电表、终端的低压电力线宽带载波通讯的智能互通互测系统，其包括至少一套的如下各子系统:性能测试子系统，通信速率测试子系统，物理层协议一致性测试子系统，数据链路层协议一致性测试子系统，多厂家互操作性测试子系统，以及测试服务器。
[0006]其中，所述性能测试子系统包括至少一个标准网关、至少一个标准终端、至少一个PLC信号耦合器、至少一个频谱分析仪，用于工作频段测试和功率谱密度测试；
[0007]通信速率测试子系统包括1:1配置的标准通信模块和被测通信模块，以及测试主机PC，所述标准通信模块和被测通信模块之间通过电力线以及连接所述电力线的隔离电源而连通；
[0008]物理层协议一致性测试子系统包括上机位软件,相通讯的CCO模块和发射机,相互连接的接收机与单向STA、三相STA、标准STA，上机位软件通过串口与CCO模块通讯，通过第一网口与发射机通讯，通过第二网口与接收机通讯；
[0009]数据链路层协议一致性测试子系统包括软件运行平台，以及根据不同测试项目而接入数据链路层协议一致性测试子系统的透明转发设备，待测STA模块或待测CCO模块，或者，标准STA模块和待测CCO模块，其中所述软件运行平台控制所述透明转发设备，待测STA模块或待测CCO模块的电力通断，或者所述软件运行平台控制标准STA模块和待测CCO模块的电力通断，所述软件运行平台与所述透明转发设备和所述待测STA模块之间通讯；
[0010]所述多厂家互操作性测试子系统包括至少一个测试模块箱，与每一个所述测试模块箱连接的至少一个隔离衰减装置，以及USN、阻抗测试装置、噪声监测装置，不同测试模块箱之间通过所述至少一个隔离衰减装置互联。
[0011]其中，工作频段测试方法是，标准网关与标准终端之间正常召测，通过PLC信号耦合器将信号送到频谱分析仪，分辨率带宽为10kHz，读取频谱仪鞍形波
‑
60dBm上升延与下降延之间的频带作为预定工作频带，被测对象为载波主节点时，耦合器L1、L2接入主节点端A、B位置，被测对象为载波从节点时，耦合器L1、L2接入从节点端C、D位置；
[0012]功率谱密度测试方法是，标准网关(集中器)与标准终端(电表)之间正常召测，通过PLC信号耦合信号到频谱分析仪，分辨率带宽10kHz，分别读取工作频带范围内与范围外幅度最高点的功率谱密度；被测对象为载波主节点时，耦合器L1、L2接入主节点端A、B位置，被测对象为载波从节点时，耦合器L1、L2接入从节点端C、D位置。
[0013]通信速率测试方法是，隔离电源供电，标准通信模块和被测通信模块1:1配置，在工装上正常上电工作，通过电力线可通信，测试主机PC启动标准通信模块和被测通信模块进入测试通信速率模式。标准通信模块按照每帧大小分别为512字节、1k字节自动发送，被测通信模块收到完整包自动回传；标准通信模块收到被测通信模块回帧后，判断与发送帧一致后，立即发送下一帧，以此类推，连续测试1000帧；标准通信模块根据回帧间隔，计算测试时间内的平均速率；速率评价时，去除标准及待测通信模块到主机PC间的通信时延，考虑待测通信模块接收及处理载波报文的延时，去除载波链路层报文的承载效率，反映应用层报文长度在载波发送接收信道上的实际通信速率。
[0014]物理层协议一致性测试方法是，上机位软件通过串口，第一网口，第二网口分别连接1号仓中的CCO模块、发射机、以及2号仓中的接收机，其中包括如下测试项目的方法，
[0015]TMI4报文解析测试
[0016]a)待测STA模块放置于性能/协议2号仓1号位置；
[0017]b)所有设备下电；
[0018]c)接收机上电，设置接收机接收频段(2.5
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5.7MHz、2
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12MHz、0.7
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3MHz)；
[0019]d)发射机上电，设置发射机频段为环境频段；
[0020]e)STA上电；
[0021]f)在环境频段的所有SNID上发送进入回环测试模式报文，持续发送10s；
[0022]g)循环发送TMI为4的回环测试帧，间隔1s发送一次；
[0023]h)接收机等待回环测试帧，若“帧载荷”(BEACON帧)或“物理块体”(SOF帧)数据完全反转则认为测试成功；
[0024]i)重复g
‑
h，直到60s超时；
[0025]j)接收机在持续时间内收到反转报文，用例成功；
[0026]TMI9报文解析测试
[0027]a)待测STA模块放置于性能/协议2号仓1号位置；
[0028]b)所有设备下电；
[0029]c)接收机上电，设置接收机接收频段(2.5
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5.7MHz、2
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12MHz、0.7
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3MHz)；
[0030]d)发射机上电，设置发射机频段为环境频段；
[0031]e)STA上电；
[0032]f)在环境频段的所有SNID上发送进入回环测试模式报文，持续发送10s；
[0033]g)循环发送TMI为4的回环测试帧，间隔1s发送一次；
[0034]h)接收机等待回环测试帧，若“帧载荷”(BEACON帧)或“物理块体”(SOF帧)
[0035]数据完全反转则认为测试成功；
[0036]i)重复g
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h，直到60s超时；
[0037]j)接收机在持续时间内收到反转报文，用例成功；
[0038]数据链路层协议一致性测试方法包括：
[0039]STA一级站点入网测试
[0040]a)待测STA模块放置于性能/协议2号仓1号位置；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电表、终端的低压电力线宽带载波通讯的智能互通互测系统，其包括至少一套的如下各子系统:性能测试子系统，通信速率测试子系统，物理层协议一致性测试子系统，数据链路层协议一致性测试子系统，多厂家互操作性测试子系统，以及测试服务器；其中，所述性能测试子系统包括至少一个标准网关、至少一个标准终端、至少一个PLC信号耦合器、至少一个频谱分析仪，用于工作频段测试和功率谱密度测试；通信速率测试子系统包括1:1配置的标准通信模块和被测通信模块，以及测试主机PC，所述标准通信模块和被测通信模块之间通过电力线以及连接所述电力线的隔离电源而连通；物理层协议一致性测试子系统包括上机位软件,相通讯的CCO模块和发射机,相互连接的接收机与单向STA、三相STA、标准STA，上机位软件通过串口与CCO模块通讯，通过第一网口与发射机通讯，通过第二网口与接收机通讯；数据链路层协议一致性测试子系统包括软件运行平台，以及根据不同测试项目而接入数据链路层协议一致性测试子系统的透明转发设备，待测STA模块或待测CCO模块，或者，标准STA模块和待测CCO模块，其中所述软件运行平台控制所述透明转发设备，待测STA模块或待测CCO模块的电力通断，或者所述软件运行平台控制标准STA模块和待测CCO模块的电力通断，所述软件运行平台与所述透明转发设备和所述待测STA模块之间通讯；所述多厂家互操作性测试子系统包括至少一个测试模块箱，与每一个所述测试模块箱连接的至少一个隔离衰减装置，以及USN、阻抗测试装置、噪声监测装置，不同测试模块箱之间通过所述至少一个隔离衰减装置互联。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，工作频段测试方法是，标准网关与标准终端之间正常召测，通过PLC信号耦合器将信号送到频谱分析仪，分辨率带宽为10kHz，读取频谱仪鞍形波
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60dBm上升延与下降延之间的频带作为预定工作频带，被测对象为载波主节点时，耦合器L1、L2接入主节点端A、B位置，被测对象为载波从节点时，耦合器L1、L2接入从节点端C、D位置；功率谱密度测试方法是，标准网关集中器与标准终端电表之间正常召测，通过PLC信号耦合信号到频谱分析仪，分辨率带宽10kHz，分别读取工作频带范围内与范围外幅度最高点的功率谱密度；被测对象为载波主节点时，耦合器L1、L2接入主节点端A、B位置，被测对象为载波从节点时，耦合器L1、L2接入从节点端C、D位置；通信速率测试方法是，隔离电源供电，标准通信模块和被测通信模块1:1配置，在工装上正常上电工作，通过电力线可通信，测试主机PC启动标准通信模块和被测通信模块进入测试通信速率模式，标准通信模块按照每帧大小分别为512字节、1k字节自动发送，被测通信模块收到完整包自动回传；标准通信模块收到被测通信模块回帧后，判断与发送帧一致后，立即发送下一帧，以此类推，连续测试1000帧；标准通信模块根据回帧间隔，计算测试时间内的平均速率；速率评价时，去除标准及待测通信模块到主机PC间的通信时延，考虑待测通信模块接收及处理载波报文的延时，去除载波链路层报文的承载效率，反映应用层报文长度在载波发送接收信道上的实际通信速率；物理层协议一致性测试方法是，上机位软件通过串口，第一网口，第二网口分别连接1号仓中的CCO模块、发射机、以及2号仓中的接收机，其中包括如下测试项目的方法，TMI4报文解析测试
u)待测STA模块放置于性能/协议2号仓1号位置；v)所有设备下电；w)接收机上电，设置接收机接收频段，2.5
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5.7MHz、2
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12MHz、0.7
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3MHz；x)发射机上电，设置发射机频段为环境频段；y)STA上电；z)在环境频段的所有SNID上发送进入回环测试模式报文，持续发送10s；aa)循环发送TMI为4的回环测试帧，间隔1s发送一次；ab)接收机等待回环测试帧，若“帧载荷”(BEACON帧)或“物理块体”(SOF帧)数据完全反转则认为测试成功；ac)重复g
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h，直到60s超时；ad)接收机在持续时间内收到反转报文，用例成功；TMI9报文解析测试a)待测STA模块放置于性能/协议2号仓1号位置；b)所有设备下电；c)接收机上电，设置接收机接收频段2.5
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5.7MHz、2
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12MHz、0.7
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3MHz；d)发射机上电，设置发射机频段为环境频段；e)STA上电；f)在环境频段的所有SNID上发送进入回环测试模式报文，持续发送10s；g)循环发送TMI为4的回环测试帧，间隔1s发送一次；h)接收机等待回环测试帧，若“帧载荷”(BEACON帧)或“物理块体”(SOF帧)数据完全反转则认为测试成功；i)重复g
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h，直到60s超时；j)接收机在持续时间内收到反转报文，用例成功；数据链路层协议一致性测试方法包括：STA一级站点入网测试a)待测STA模块放置于性能/协议2号仓1号位置；b)所有设备下电；c)接收机上电，设置接收机频段为可配指定频段，即测试频段；d)发射机上电，设置发射机频段为指定频段，上位机和发射机模拟标准CCO设备；e)设置标准设备白名单，含STA地址；f)STA上电；g)标准设备发送信标，等待STA入网，可配持续时间60s，即组网时限；h)接收机在持续时间内收到STA的合法关联请求，用例成功；STA发送发现列表测试a)待测STA模块放置于性能/协议2号仓1号位置；b)所有设备下电；c)接收机上电，设置接收机频段为可配指定频段，即测试频段；d)发射机上电，设置发射机频段为指定频段，上位机和发射机模拟标准CCO设备；e)设置标准设备白名单，含STA地址；
f)STA上电；g)标准设备发送信标，等待STA组网成功；h)等待STA发送的发现列表报文，可配等待时间300s，即等待发现列表时间；i)接收机在持续时间内收到合法的STA发送列表报文，用例成功；STA离线指示测试a)待测STA模块放置于性能/协议2号仓1号位置；b)所有设备下电；c)接收机上电，设置接收机频段为可配指定频段，即测试频段；d)发射机上电，设置发射机频段为指定频段，上位机和发射机模拟标准CCO设备；e)设置标准设备白名单(STA地址)；f)STA上电；g)标准设备发送信标，上位机循环查询topo，等待STA组网成功(可配，组网时限)；h)标准设备发送离线指示报文；i)标准设备发送中央信标，等待STA重新入网的关联请求报文，可配等待300s时间，即等待离线指示时间)；STA相线识别测试a)待测STA模块放置于性能/协议2号仓1号位置；b所有设备下电；c)接收机上电，设置接收机频段为可配指定频段，测试频段；d)发射机上电，设置发射机频段为指定频段，上位机和发射机模拟标准CCO设备；e)设置标准设备白名单(STA地址)；f)STA上电；g)标准设备发送信标，上位机循环查询topo，等待STA组网成功的可配组网时限；h)标准设备发送NTB采集报文；i)等待STA的发送的过零NTB上报报文，等待可配STA相线识别报文时间300s；j)接收机在持续时间内收到STA合法的过零NTB上报报文，用例成功；CCO通过代理组网测试a)待测CCO模块放置于性能/协议1号仓1号位置；b)所有设备下电；c)接收机上电，设置接收机频段为可配指定频段，即测试频段；dCCO上电，设置可配主节点地址，白名单，含STA1
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2地址；e)发射机上电，设置发射机频段为可配指定频段，即测试频段，上位机和发射机模拟标准STA设备；f)标准STA在收到合法中央信标后，模拟STA1发送关联请求，未收到关联指示/关联汇总指示时间，间隔2s循环发送，直到可配总组网时间到期，即组网时限；g)模拟PCO转发STA2站点的关联请求，未收到关联回复时，间隔2s循环发送，循环时长300s(可配，组网时限)；h)接收机在持续时间内收到CCO的中央信标，即一级站点入网后、关联指示/关联汇总指示、中央信标，即二级站点入网后，用例成功；
CCO组网测试o)待测CCO模块放置于性能/协议1号仓1号位置；p)所有设备下电；q)接收机上电，设置接收机频段为可配指定频段，即测试频段；r)CCO上电，设置可配主节点地址，白名单，含STA1地址；s)发射机上电，设置发射机频段为可配指定频段，即测试频段，上位机和发射机模拟标准STA设备；t)标准STA在收到合法中央信标后，发送关联请求报文，循环发送可配组网时限60s；u)接收机在持续时间内收到CCO合法的中央信标，即站点未入网、关联指示报文或关联汇总指示报文、中央信标，即一级站点入网后，用例成功；CCO发现代理变更测试a)待测CCO模块放置于性能/协议1号仓1号位置；b)所有设备下电；c)接收机上电，设置接收机频段为可配指定频段，即测试频段；d)CCO上电，设置可配主节点地址，白名单，含STA1
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2地址；e)发射机上电，设置发射机频段为可配指定频段，即测试频段，上位机和发射机模拟标准STA设备；f)标准STA在收到合法中央信标后，模拟STA1发送关联请求，未收到关联指示/关联汇总指示时，间隔2s循环发送，直到可配总时间到期，即变更时限；g)模拟PCO转发STA2站点的关联请求，未收到关联回复时，间隔2s循环发送，直到可配总时间到期，即变更时限；h)模拟STA2发送代理变更请求；i)等待代理变更回复/代理变更回复位图版报文，可配变更时长，即变更时限300s；j)接收机在持续时间内收到CCO的代理变更回复/代理变更回复位图版报文，用例成功；CCO控制站点离线测试u)待测CCO模块放置于性能/协议1号仓1号位置；v)所有设备下电；w)接收机上电，设置接收机频段为可配指定频段，即测试频段；x)CCO上电，设置可配主节点地址，白名单，含STA地址；y)发射机上电，设置发射机频段为可配指定频段，即测试频段，上位机和发射机模拟标准STA设备；z)标准STA在收到合法中央信标后，模拟STA1发送关联请求，未收到关联指示/关联汇总指示时，间隔2s循环发送，等待可配时长，即组网时限300s；aa)循环查询CC0topo，查看是否形成topo，可配循环时长，即组网时限300s；ab)删除CCO中STA档案；ac)等待CCO发出延迟离线指示报文，等待可配时长，即离线等待300s；ad)接收机在持续时间内收到CCO的延迟离线指示报文，用例成功；CCOSNID协商测试a)待测CCO模块放置于性能/协议1号仓1号位置；
b)所有设备下电；c)接收机上电，设置接收机频段为可配指定频段，即测试频段；d)CCO上电；e)接收机侦听网络中的网间协调帧，可配侦听时间，即等待时间60s；f)接收机侦在持续时间内收到CCO的网间协调报文，用例成功；CCO发送发现列表测试q)待测CCO模块放置于性能/协议1号仓1号位置；r)所有设备下电；s)接收机上电，设置接收机频段为可配指定频段，即测试频段；t)CCO上电，设置可配主节点地址，主节点地址，白名单，含STA地址；u)发射机上电，设置发射机频段为可配指定频段，即测试频段，上位机和发射机模拟标准STA设备；v)标准STA在收到合法中央信标后，模拟STA发送关联请求，未收到关联指示/关联汇总指示时，间隔2s循环发送，直到可配时间，即等待发现列表时间到期；w)等待CCO发出的发现列表报文，等待可配时长，等待发现列表时间300s；x)接收机在持续时间内收到CCO的发现列表报文，用例成功；CCO频段切换兼容性测试a)待测CCO模块放置于性能/协议1号仓1号位置；标准STA模块放置于性能/协议2号仓2号位置；b)STA上电，虚拟表回复表地址；c)切换标准STA频段；d)被测CCO上电；e)...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海群，桑学宁，
申请(专利权)人：北京煜邦电力技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：