石磊

（阜新市北控水務(wù)有限公司，遼寧阜新，123099）

0 引言

《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議》中提到的一致性測(cè)試是指Implementationg Under Test（以下簡(jiǎn)稱IUT），IUT由信息采集終端和信息采集系統(tǒng)主站兩部分構(gòu)成，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，是為了保證采集終端產(chǎn)品與主站之間通信協(xié)議具備一致性，保證不同廠商、不同批次生產(chǎn)的采集終端供貨在使用后都能與主站正常通信。

1 多源異構(gòu)通信協(xié)議總體設(shè)計(jì)

1.1 多源異構(gòu)通信協(xié)議基本概念

多源異構(gòu)通信協(xié)議按照屬性劃分可以歸類到應(yīng)用層，設(shè)計(jì)該通信協(xié)議的初衷也是為了提升用電信息采集系統(tǒng)的業(yè)務(wù)能力。該通信協(xié)議在開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)用的是面向?qū)ο蟮姆椒?，并遵守互操作性?shù)據(jù)交換原則，對(duì)已有的面向?qū)ο髤f(xié)議進(jìn)行增容，在保障業(yè)務(wù)需求被滿足的前提下，對(duì)業(yè)務(wù)執(zhí)行效率進(jìn)行提升。

1.2 多源異構(gòu)通信協(xié)議適用范圍

該通信協(xié)議可用于模組化終端中的功能模塊中，可確保各模塊能夠正常通信，模組化終端中包含信息交互采集、RS 485和通信模塊等。信息交互采集模塊為系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)，包括電壓、電流和功率等。RS 485和載波模塊則是通過(guò)連接接口、介質(zhì)抄取并記錄電表數(shù)據(jù)[1]。通信模塊則是作為連接端口，確保主站和集中器可以正常通信。

1.3 多源異構(gòu)通信協(xié)議的對(duì)象擴(kuò)展

多元易購(gòu)?fù)ㄐ膮f(xié)議在進(jìn)行功能擴(kuò)展時(shí)，擴(kuò)展屬性和方法如表1所示。

表1 對(duì)象擴(kuò)展

屬性2開(kāi)關(guān)量單元：狀態(tài)ST、變位CD屬性4開(kāi)關(guān)量接入標(biāo)志、開(kāi)關(guān)量屬性標(biāo)志F203開(kāi)關(guān)量輸入

拿遙信脈沖模塊舉例，從表1中我們可以得知，該模塊包含2路遙信輸入接口和電能表脈沖輸入接口，所有接口均處于0-1狀態(tài)。遙信脈沖模塊需要從F222和F20A兩方面進(jìn)行擴(kuò)容，再借助F20A當(dāng)中的屬性3為用電量計(jì)算提供參考數(shù)據(jù)。通信模塊則涉及遠(yuǎn)程和本地通信，其中遠(yuǎn)程通信模塊通過(guò)GSM、GPRS、CDMA等通信形式完成主站和終端之間的相互通信，需要對(duì)F221對(duì)象進(jìn)行擴(kuò)展，才能確保相互通信。本地通信模塊在通信方式的選擇上更具廣泛性，分比為民用無(wú)線電專用頻段和電力線載波，再應(yīng)用時(shí)需要對(duì)F209進(jìn)行擴(kuò)展。控制模塊則是用來(lái)控制用電用戶跳閘、合閘的功能模塊，需要進(jìn)行擴(kuò)展的對(duì)象較多，分別為F220，F(xiàn)205和F203。

2 測(cè)試用例設(shè)計(jì)

2.1 靜態(tài)一致性測(cè)試

對(duì)于用電信息采集系統(tǒng)主站來(lái)說(shuō)，受多源異構(gòu)通信協(xié)議功能需求的不同，協(xié)議集合也相應(yīng)的存在差異，各功能模塊可以根據(jù)多源異構(gòu)通信協(xié)議劃分成不同的子集。多源異構(gòu)通信協(xié)議的擴(kuò)展信息是創(chuàng)建靜態(tài)一致性測(cè)試用例的基礎(chǔ)。用電信息采集系統(tǒng)主站的擴(kuò)展信息由用電用戶提供，系統(tǒng)終端的數(shù)據(jù)則是通過(guò)用電信息直接提取出來(lái)的，但是需要更具客戶的實(shí)際需求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。其測(cè)試方法時(shí)通過(guò)讀取多源異構(gòu)通信協(xié)議的擴(kuò)展配置信息，記錄其響應(yīng)速度，若響應(yīng)速度在合理范圍值，響應(yīng)報(bào)文結(jié)果為正確[2]。1)終端版本信息。包含終端版本的發(fā)布日期和版本型號(hào)。2)硬件配置。包含用電信息采集系統(tǒng)終端支持的脈沖量輸入路徑、MAC地址、端口數(shù)量和最大值波特率等多項(xiàng)參數(shù)。3）遠(yuǎn)程通信模塊版本信息。涉及生產(chǎn)通信模塊的廠商代號(hào)、模塊型號(hào)和批次、軟件型號(hào)和發(fā)布日期，SIM卡和IDDID。4）本地通信模塊版本信息。

2.2 動(dòng)態(tài)一致性測(cè)試

動(dòng)態(tài)一致性測(cè)試，具體來(lái)講就是對(duì)多源異構(gòu)通信協(xié)議進(jìn)行激勵(lì)和響應(yīng)測(cè)試，被測(cè)對(duì)象囊括了用電信息采集終端和主站。在進(jìn)行測(cè)試用例設(shè)計(jì)時(shí)分為肯定、否定測(cè)試兩種。進(jìn)行肯定測(cè)試時(shí)，測(cè)試設(shè)備會(huì)向多源異構(gòu)通信協(xié)議發(fā)送契合協(xié)議的正確數(shù)據(jù)幀，得到的反饋結(jié)果應(yīng)該是肯定的；否定測(cè)試則是由測(cè)試設(shè)備箱多源異構(gòu)通信協(xié)議發(fā)送不符合標(biāo)準(zhǔn)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀，得到的反饋結(jié)果應(yīng)該是否定的。具體測(cè)試流程為。①確認(rèn)鏈路接口狀態(tài)，確保報(bào)文格式正確。②復(fù)位、中繼命令。無(wú)論是終端或主站，報(bào)文格式都應(yīng)正確。③控制命令及以下的報(bào)文應(yīng)用和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的測(cè)試結(jié)果也是按照測(cè)試數(shù)據(jù)值來(lái)判斷，與上述判斷方法相同，當(dāng)參數(shù)數(shù)據(jù)值為一般或上下限參數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)格式正確，若參數(shù)數(shù)據(jù)值為非法參數(shù)，則代表數(shù)據(jù)格式不正確。④被級(jí)聯(lián)終端主動(dòng)上報(bào)。⑤終端配置及信息。需要注意的是該功能模塊只能用于用電信息采集系統(tǒng)主站。⑥請(qǐng)求1類、2類數(shù)據(jù)。在進(jìn)行請(qǐng)求之前，需要對(duì)激勵(lì)方式進(jìn)行確定，一般分為無(wú)激勵(lì)、一般激勵(lì)、上下限激勵(lì)和清空激勵(lì)四種。當(dāng)數(shù)值不符合要求時(shí)，無(wú)激勵(lì)，當(dāng)數(shù)值在Q/GDW 1376.1-2013之間時(shí)進(jìn)行一般激勵(lì)，當(dāng)數(shù)值在Q/GDW 1376.1-2013上下浮動(dòng)時(shí)，則進(jìn)行上下限激勵(lì)，需要注意的是，進(jìn)行清空激勵(lì)時(shí)，數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)會(huì)隨之清空[3]。

3 測(cè)試軟件設(shè)計(jì)

多源異構(gòu)通信協(xié)議一致性測(cè)試軟件系統(tǒng)功能包括：被檢測(cè)對(duì)象管理、測(cè)試數(shù)據(jù)管理、測(cè)試配置管理、測(cè)試過(guò)程管理和使用權(quán)限管理等方面。

3.1 測(cè)試過(guò)程

測(cè)試過(guò)程如圖1所示。

圖1 協(xié)議一致性測(cè)試流程

3.2 采集終端測(cè)試模塊

該測(cè)試模塊的主要工作內(nèi)容是對(duì)采集終端進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試數(shù)值判斷其是否具備協(xié)議一致性。該測(cè)試軟件充當(dāng)?shù)氖遣杉髡鞠到y(tǒng)的作用，借助遠(yuǎn)程通信的方式將采集主站和被測(cè)終端連接起來(lái)，其拓?fù)鋱D如圖2所示。

圖2 采集終端協(xié)議一致性測(cè)試拓?fù)?/p>

3.3 主站測(cè)試模塊

該測(cè)試模塊的主要工作內(nèi)容是對(duì)用電信息采集系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)主站進(jìn)行測(cè)試，判斷其在應(yīng)用多源異構(gòu)通信協(xié)議的情況下是否具備協(xié)議一致性。在測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試模塊充當(dāng)著多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)采集終端的角色，利用遠(yuǎn)程通信的方式將二者聯(lián)系起來(lái)，其拓?fù)鋱D如圖3所示。

圖3 采集系統(tǒng)主站協(xié)議一致性測(cè)試拓?fù)?/p>

4 多源異構(gòu)通信協(xié)議仿真測(cè)試

本文提到的多源異構(gòu)通信協(xié)議已經(jīng)應(yīng)用于用電信息采集系統(tǒng)當(dāng)中，在功能性上，該通信協(xié)議不僅具備原有的面向?qū)ο髤f(xié)議擁有的數(shù)據(jù)收集和面向?qū)ο蠊δ芤酝?，還具備支持模組化功能，在功能性上更加全面。多源異構(gòu)通信協(xié)議在設(shè)計(jì)時(shí)也是以原有的對(duì)象協(xié)議為基礎(chǔ)，在其原有功能上進(jìn)行擴(kuò)展，而模組化功能也是多源異構(gòu)通信協(xié)議的核心功能模塊。與用電信息采集系供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理時(shí)更便利，既避免工作人員進(jìn)行重復(fù)工作，又降低了出錯(cuò)率[4-5]。

以下會(huì)以兩個(gè)已經(jīng)使用多源異構(gòu)通信協(xié)議的臺(tái)區(qū)為例，臺(tái)區(qū)1中電表數(shù)量為132，臺(tái)區(qū)2中電表數(shù)量為138.，在2020年8月1日到7日的一周時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的內(nèi)容時(shí)使用不同通信協(xié)議的采集終端與臺(tái)區(qū)進(jìn)行用電信息采集和交互時(shí)耗費(fèi)的時(shí)間。結(jié)果表明無(wú)論是臺(tái)區(qū)1或是臺(tái)區(qū)2，應(yīng)用面向?qū)ο髤f(xié)議的終端所用的數(shù)據(jù)采集耗時(shí)要遠(yuǎn)高于使用多源異構(gòu)協(xié)議的終端。另一方面應(yīng)用多源異構(gòu)通信協(xié)議的用電信息采集系統(tǒng)終端在不同臺(tái)區(qū)之間的采集時(shí)間波動(dòng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于使用面向?qū)ο髤f(xié)議的終端。以此我們可以得知于用電信息采集系統(tǒng)中應(yīng)用多源異構(gòu)通信協(xié)議技能確保數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性還能縮短數(shù)據(jù)采集時(shí)間。

5 結(jié)束語(yǔ)

用電信息采集系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，不同子模塊中所需要處理的數(shù)據(jù)存在較大的屬性差異，原有的面向?qū)ο髤f(xié)議難以滿足使用需求。因此提出了多源異構(gòu)通信協(xié)議的研發(fā)構(gòu)想，在面向?qū)ο笸ㄐ臘LT698.45協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)展，通過(guò)增設(shè)屬性的方式使完善后的通信協(xié)議具備處理多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的能力。并于實(shí)驗(yàn)測(cè)試中證明了其在功能和性能等方面都比原有的面向?qū)ο笸ㄐ艆f(xié)議優(yōu)秀，可以進(jìn)行進(jìn)一步研發(fā)，并用于今后的用電信息采集系統(tǒng)當(dāng)中。