微功率无线通信测试及网络状态评价

【摘要】微功率无线通信以其低功耗、高通速率、自组网等优势逐步被市场接受并得到推广应用，为智能电能量采集系统的高效、安全运行提供了技术支撑。建立通信性能测试评估系统，能在微功率无线设备投入运行之前对其通信性能进行掌控，避免设备安装后发现通信问题的被动方式，通信性能测试评估系统的建设，可实现实验室条件下对微功率无线网络通信性能的全面测试和评估，对保证智能电能量采集系统的正常运行具有重要意义。基于此本文分析了微功率无线通信性能测试与网络状态评价。

【关键词】微功率无线通信；性能测试；网络状态评价

1微功率无线通信技术概述

微功率无线通信在国内电工仪表业俗称为小无线，国家电网用电电能信息采集与管理系统中把利用无线传感网络技术的通信组网方式叫做微功率无线组网。

2微功率无线通信性能测试

2.1测试系统的实现

随着网络规模的扩大，可通过增加屏蔽测试箱、可调衰减器、RF信号汇接网络模块超过8级结构的更多跳数来评估更大规模的沮网功能及路由性能，实现网络路由最大跳数达到7跳满足测试CFDA网络8级7跳结构。该测试评估系统由一个集中器屏蔽测试箱、若干个采集器屏蔽测试箱以及相应的可调衰减器（0~99犯调节范围）和RF信号汇接网络模块构成，能够客观准确的测试评估微功率无线通道网络的沮网性能，并且能够评估系统的自组织能力和稳定性。通过对模拟实际微功率无线通信环境，建立了韦级路由实验室环境进行测试、评估，对整个信息采集互联互通微功率无线下行通道网络的系统稳定性和可靠性进行验证，直观的评估整个信息采集无线通信网络对环境的适应、无线信号传输、路由，以及交互流程等功能。系统基于搭建微功率无线通信网络，借助软件控制微功率无线通信网络中的干扰源信号和定量的模拟通信信号衰减，实现整个系统运行。

2.2关键设备

高级量测体系最早的实践是从电能计量表计的远程抄表开始的，逐渐扩展到支持多种业务、双向通信的高级量测体系（AMI）。微功率无线组网AMI是以无线传感网（WSN）通信技术为依托，实现了用户电能信息的自动采集、处理和集中存储，为提高供电企业的服务质量，降低供用电成本。测试系统的软件设计的主要功能：提供友好的一键式测试功能；支持24h不间断无人作业模式；实时图形显示测试数据和报告；支持数据库管理测试数据功能；模板功能；发送邮件功能，可以实时远程了解系统运行情况；良好的兼容性和扩展性；重复性测试；认证测试平台（见图2）。系统软件分为四部分：①初始化和启动层主要用来初始化软件窗口；珍断和自检测试环境；检测网络和服务器等。②软件的最上层分为GIU和Framework，GIU主要显示各种窗口；Framework主要有同步、异步等线程。③软件的中间层主要由各种功能模块组成，是对下层接口和库的API封装，并提供接口给上层调用，在更换仪器或有其他需求时，只需修改该层的API。④软件最低层是最原始的接口和库文件。

2.3智能衰减单元

智能衰减单元电路的设计采用R8C/L357作为主控芯片，它配有串行通信方式的UART，I2C，SSU等接口，芯片外接11M芯片。而衰减电路的衰减核心是电调衰减器，主控芯片控制从而实现可控衰减。

3网络状态评价

微功率无线通信技术指标网络状态评价参数主要包括网络最大跳数、覆盖距离、信号强度、传输延迟、丢包率、业务功能、网络营理功能、抗干扰和安全性等测试项目。测试系统通过使用NLME-NETWORK-FORMATION.re-quest原语发起，发出状态参数设置为INVALIDJZEQUEST，将电能表数据采集过程分为8个模块，根据第三章中的节点分层的能量均衡算法发起组网，NLME首先请求MAC子层在一个指定的信道组的各信道上执行一个能量检测扫描，以寻找可能的干扰。在收到对一个信道组的一个成功的能量检测扫描结果时，如果信道组内各信道的能量级别都超出可，接受的级别，NLME将终止该程序，并通知上层，这个通知通过发出状态参数设置为BAD-CHANNEL的NLME-NETWORK-FORMATION.confirm原语实现。配置子节点参数是通过构造并发送配置子节点帧完成的。NLME使用通过参SanType设置为被动扫描的原语MLME-SCAN.request发起对维护信道组及工作信道组的被动扫描，其扫描时长参数ScanDuration设置为OxFFFF即无穷。然后NLME通过发出状态参数设置为SUCCESS的NLME-NETWORKFORMATION.confirm原语通知应用层组网已结束。

4结语

总之，建立了微功率无线通信在电能表采集系统性能测试系统，对微功率无线模块性能和采集网络状态进行综合评价具有非常重要的意义，需要引起我们的重视。

参考文献

[1]李同涛.无线异构网络脉冲控制系统研究及应用[D].上海大学，2012.

[2]杜开拓.无线传感器网络部署优化研究及应用[D].安徽建筑大学，2013.

[3]纪雯.基于无线网络的多媒体通信关键技术研究[D].西北工业大学，2006.

作者:张宏瑞 单位:江苏苏源光一科技有限公司