一種載波通信測試裝置及測試方法與流程
2024-04-15 20:38:05
1.本說明書涉及載波通信測試技術領域，具體涉及一種載波通信測試裝置及測試方法。
背景技術：
2.目前載波通信模塊是否正常工作除了通過聯試實際設備驗證外，無其他測試手段。同時，使用實際設備反覆測試時也存在磨損埠的問題。rs422、rs485屬於串口通信，通常情況比較穩定，但是在工業環境中，反覆插拔設備接觸埠，減少機械壽命，設置有串口燒壞的風險，在測試過程中如果大量的進行設備間的聯試，會有以上的風險存在，而且造成資源浪費；在多個設備之間，設備之間距離較遠的情況下，對現場布線，設備聯試費用也提出了更高的要求，為了解決這一問題，需要一種簡單的裝置測試載波通信模塊的工作狀況。
技術實現要素：
3.有鑑於此，本說明書實施例提供一種載波通信測試裝置及測試方法，以達到無檢測用的通信設備時，能使用較為簡單的方法檢測載載波通信模塊的目的。
4.本說明書實施例提供以下技術方案：
5.一種載波通信測試裝置，包括：
6.至少兩組載波通信模塊，其中，至少兩組載波通信模塊中的一組載波通信模塊為載波通信模塊主機，至少兩組載波通信模塊中除了載波通信模塊主機之外的其他組載波通信模塊為載波通信模塊從機；
7.載波電力線，至少兩組載波通信模塊均連接在載波電力線上，載波電力線用於通過直流電源為至少兩組載波通信模塊供電；
8.至少兩組上位機電腦，至少兩組載波通信模塊中的每組載波通信模塊與一臺上位機電腦連接，其中，與載波通信模塊主機連接的上位機電腦，用於向載波通信模塊主機發送第一載波測試信號，與載波通信模塊從機連接的上位機電腦，用於向載波通信模塊從機發送第二載波測試信號；
9.載波通信模塊主機，用於通過載波電力線向每個載波通信模塊從機發送第一載波測試信號，並通過載波電力線接收每個載波通信模塊從機向載波通信模塊主機發送的第二載波測試信號；
10.每個載波通信模塊從機，用於通過載波電力線向載波通信模塊主機發送第二載波測試信號，並通過載波電力線接收載波通信模塊主機向載波通信模塊從機發送的第一載波測試信號，其中，載波通信模塊主機對第二載波測試信號的接收情況用於測試載波通信的通信特性，載波通信模塊從機對第一載波測試信號的接收情況用於測試載波通信的通信特性。
11.與現有技術相比，本說明書實施例採用的上述至少一個技術方案能夠達到的有益效果至少包括：
12.設計了一種使用多組載波通信測試模塊相互傳輸載波信號測試載波通信的通信特性的裝置，通過傳輸第一載波測試信號和第二載波測試信號配合上位機電腦對載波通信數據進行可視化顯示，在無檢測用的通信設備時，能使用較為簡單的方法檢測載載波通信模塊。
附圖說明
13.為了更清楚地說明本技術實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
14.圖1是本發明實施例的載波通信測試裝置整體結構圖。
具體實施方式
15.下面結合附圖對本技術實施例進行詳細描述。
16.以下通過特定的具體實例說明本技術的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本技術的其他優點與功效。顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。本技術還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本技術的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不衝突的情況下，以下實施例及實施例中的特徵可以相互組合。基於本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本技術保護的範圍。
17.要說明的是，下文描述在所附權利要求書的範圍內的實施例的各種方面。應顯而易見，本文中所描述的方面可體現於廣泛多種形式中，且本文中所描述的任何特定結構及/或功能僅為說明性的。基於本技術，所屬領域的技術人員應了解，本文中所描述的一個方面可與任何其它方面獨立地實施，且可以各種方式組合這些方面中的兩者或兩者以上。舉例來說，可使用本文中所闡述的任何數目和方面來實施設備及/或實踐方法。另外，可使用除了本文中所闡述的方面中的一或多者之外的其它結構及/或功能性實施此設備及/或實踐此方法。
18.還需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本技術的基本構想，圖式中僅顯示與本技術中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。
19.另外，在以下描述中，提供具體細節是為了便於透徹理解實例。然而，所屬領域的技術人員將理解，可在沒有這些特定細節的情況下實踐所述方面。
20.目前市面上除了通過聯試實際設備驗證載波通信單元通信是否正常以外，無其他測試手段。本發明基於此情況，進行了使用全雙工調試工具和半雙工調試工具兩種串口調試工具以及上位機電腦進行測試，可以同時觀察到全雙工和半雙工兩種信號傳輸數據是否受到幹擾，具有可視性及測試方便的特點。
21.以下結合附圖，說明本技術各實施例提供的技術方案。
22.如圖1所示，本發明實施例的載波測試裝置包括多個載波通信模塊，載波通信測試
裝置對載波通信模塊的載波信號進行驗證。具體的，載波測試裝置的載波通信測試模塊通過主機和從機的方式連接，主機和從機之間可以相互接收和發送載波測試信號。可指定任意一個載波通信模塊為主機或者從機。主機和從機自組網，支持一對一或一對多傳輸，一個主機最多可配置20路從機，電力線通訊距離可達五百米。載波測試裝置通過直流電源供電。
23.載波測試裝置包括：載波通信模塊、載波電力線、上位機電腦和載波信號調試工具。
24.載波信號調試工具，用於傳輸全雙工載波信號的全雙工調試單元、用於傳輸半雙工載波信號的半雙工調試工具單元。全雙工載波信號和半雙工載波信號有各自的串口通道相互獨立傳輸不幹擾。載波信號調試工具可以採用現有的通用串口rs485轉usb，以及串口rs422轉usb工具實現，實現設備和上位機直接的通信。在一些實施方式中，全雙工調試單元為rs422串口調試工具。在一些實施方式中，半雙工調試單元為rs485串口調試工具。在另一些實施方式中，半雙工調試單元還可以為rs232串口調試工具。
25.載波電力線為普通電源線，無特別要求。即載波電力線為實際給設備供電的電線或者測試工具供電的導線，在一些實施方式中，載波電力線為3mm直徑的純銅線，雙絞線等均可。
26.上位機電腦為普通工業電腦。上位機電腦可以觀察到載波信號的傳輸數據，可以檢驗系統的傳輸實時性，直觀可視化。
27.在一些實施方式中，直流電源採用28v直流電源。
28.在一些實施方式中，載波通信測試裝置的上位機電腦上設置有主從撥碼開關，通過撥動主從撥碼開關，將任意一個載波通信模塊設定為載波通信模塊主機或者載波通信模塊從機。
29.本發明實施例的載波測試裝置滿足在載波電力線正常為設備供電時，通過電力載波技術同時傳輸全雙工載波信號及半雙工載波信號，數據相互獨立傳輸，信號互不幹擾，數據透傳，實時傳輸，最後將載波測試信號顯示在上位機電腦的可視化界面上。
30.使用上述載波通信測試裝置進行測試的方法包括如下步驟：
31.第一步、根據從機數量的需求(20個以內)，按照圖1的連接示意圖，將載波通信模塊、雙工調試單元、半雙工調試單元、直流電源、上位機電腦及載波電力線連接在一起。
32.其中，載波通信模塊主機、載波通信模塊從機通過撥碼開關進行選擇。需要注意的是，一個載波通信測試裝置只能設置一個載波通信模塊主機。載波電力線最長可採用五百米，可根據實際需要適當減少。同時需要注意接線時禁止接通電源。本步驟連接各個模塊及直流電源等線路的時候注意不要帶電操作。
33.在一些實施方式中，可以使用一臺載波通信模塊主機、多臺載波通信模塊從機進行一對多測試，從而優化資源分配，提高測試效率。
34.第二步、檢測好連接線及各設備，無短路及斷路情況後，開啟直流電源，等待幾秒後載波通信模塊主機及載波通信模塊從機開啟工作。本步驟檢測上一步的接線是否有誤，並且給設備供電，目的是做好通電前的檢查，避免短路斷路現象，影響測試進度及設備安全。
35.第三步、半雙工載波信號檢測。
36.通過載波通信模塊主機的上位機電腦的串口傳輸助手，選擇半雙工串口，並發送
半雙工載波信號的第一載波測試信號，如「半雙工主機」，觀察載波通信模塊從機的上位機電腦是否接受到第一載波測試信號，並傳輸一段時間，通過上位機電腦的可視化界面觀察是否有數據錯誤碼。
37.通過上述操作實現載波通信模塊主機發送半雙工載波信號的第一載波測試信號，載波通信模塊從機接收半雙工載波信號的第一載波測試信號的操作，驗證載波通信模塊從機的載波通信單元是否工作正常。
38.反之，通過半雙工載波信號從機的上位機電腦，發送半雙工載波信號的第二載波測試信號，如「半雙工從機1」、「半雙工從機2」等。觀察半雙工載波信號主機的上位機電腦是否接受到第二載波測試信號，並傳輸一段時間，觀察是否有數據錯誤碼。實現半雙工載波信號從機發送第二載波測試信號，半雙工載波信號主機接收第二載波測試信號的操作，驗證載波通信模塊主機的載波通信單元是否工作正常。需要注意的是半雙工載波信號傳輸中半雙工載波信號從機之間不能通信。
39.本步驟主要目的是單獨測試半雙工載波信號是否通信正常，是否實現載波信號的數據透傳特性。從一個載波通信測試模塊的上位機電腦發一段檢測代碼，通過線路後，在另一個載波通信測試模塊的上位機電腦上看是否接收相應載波信號以及是否有亂碼及其他錯誤信號存在，並觀察是否有誤。具體的，半雙工載波信號傳輸允許主機和從機通信，從機和從機之間不可通信。
40.第四步、全雙工通信檢測。
41.通過載波通信模塊主機的上位機電腦的串口傳輸助手，選擇全雙工串口，並發送全雙工載波信號的第一載波測試信號，如「全雙工主機」，觀察載波通信模塊從機的上位機電腦是否接受到全雙工載波信號的第一載波測試信號，並傳輸一段時間，通過上位機電腦的可視化界面觀察是否有數據錯誤碼。
42.通過上述操作實現載波通信模塊主機發送全雙工載波信號的第一載波測試信號，載波通信模塊從機接收全雙工載波信號的第一載波測試信號的操作，驗證載波通信模塊從機的載波通信單元是否工作正常。
43.反之，通過全雙工載波信號從機的上位機電腦，發送全雙工載波信號的第二載波測試信號，如「全雙工從機1」、「全雙工從機2」等。觀察全雙工載波信號主機的上位機電腦是否接受到全雙工載波信號的第二載波測試信號，並傳輸一段時間，觀察是否有數據錯誤碼。實現全雙工載波信號從機發送全雙工載波信號的第二載波測試信號，全雙工載波信號主機接收全雙工載波信號的第二載波測試信號的操作，驗證載波通信模塊主機的載波通信單元是否工作正常。需要注意的是全雙工載波信號傳輸中全雙工載波信號從機之間也可通信。
44.本步驟主要目的是單獨測試全雙工載波信號是否通信正常，是否實現載波信號的數據透傳特性。從一個載波通信測試模塊的上位機電腦發一段檢測代碼，通過線路後，在另一個載波通信測試模塊的上位機電腦上看是否接收到相應載波信號以及是否有亂碼及其他錯誤信號存在。具體的，全雙工載波信號傳輸允許主機和從機通信，也允許從機和從機之間通信。也就是說連接在載波電力線上的載波通信模塊均可以通信，任意一個上位機電腦都可以觀察到其他載波通信單元的載波測試信號。
45.需要注意的是，第三步、第四步可以互換，即全雙工通信和半雙工通信並沒有優先級的設定。
46.第五步、同時執行第三步和第四步的操作，通過上位機電腦同時觀察半雙工載波測試信號及全雙工載波測試信號，觀察是否有幹擾誤碼出現。
47.該步驟主要目的為驗證半雙工載波測試信號和全雙工載波測試信號是否互不幹擾。通過上位機電腦同時發送半雙工載波信號和全雙工載波信號，觀察對應的數據接收端是否接收載波信號，並且觀察是否有幹擾誤碼。半雙工載波信號和全雙工載波信號同時在電力線上傳輸時，從數據接收端的上位機電腦確認發送的檢驗碼是否會出現錯誤就能夠判斷兩種載波測試信號是否會相互幹擾。
48.第六步、在一定的時間內發送載波測試信號，計算載波通信模塊主機接收第二載波測試信號的時間點與載波通信模塊從機發送第二載波測試信號的時間點之間的第一時間差，此第一時間差用於測試載波通信的實時傳輸特性。
49.同樣的，在一定的時間內發送載波測試信號，計算載波通信模塊主機接收第一載波測試信號的時間點與載波通信模塊從機發送第一載波測試信號的時間點之間的第一時間差，此第二時間差用於測試載波通信的實時傳輸特性。
50.在一些實施方式中，第一時間和第二時間設定為100ms以內。
51.如果上述步驟均無異常現象，即可通過載波通信測試裝置驗證載波通信單元的通信特性(數據透傳特性、數據互不幹擾特性及實時傳輸特性)。
52.本發明實施例的載波通信測試方法具有以下有益效果：
53.設計了一種使用多組載波通信模塊相互傳輸載波信號檢測載波測試信號傳輸的裝置，可檢測全雙工載波信號和半雙工載波信號，通過上位機電腦可視化顯示，直觀；在無檢測用的通信設備時，能使用較為簡單的方法檢測載波通信單元，減少了載波通信單元產品設計的周期，提高了產品研發效率；實現了測試數據透傳特性、數據互不幹擾特性及實時傳輸特性等通信特性，為載波通信單元的研發及後續系統升級奠定了測試技術基礎。
54.本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例側重說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對於後面說明的方法實施例而言，由於其與系統是對應的，描述比較簡單，相關之處參見系統實施例的部分說明即可。
55.以上所述，僅為本技術的具體實施方式，但本技術的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本技術揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本技術的保護範圍之內。因此，本技術的保護範圍應以權利要求的保護範圍為準。