CN109101418A - 一种基于信息流交互特性的卫星能源管理软件测试方法 - Google Patents

Abstract

一种基于信息流交互特性的卫星能源管理软件测试方法，首先梳理卫星能源管理软件各个功能模块的输入和输出，依据不同功能模块间输入和输出的关联特性，建立功能模块间的信息流二元映射关系，然后根据能源管理软件的任务执行逻辑场景，划分得到当前任务执行逻辑场景对应的各个功能模块间的信息流二元映射关系，进而得到当前任务执行逻辑场景对应的测试集合架构，最后基于所形成的不同测试集合架构，对其中所含的各个功能模块间的信息流二元映射关系或者不与其他功能模块进行信号交互的功能模块，执行串行测试。

Description

一种基于信息流交互特性的卫星能源管理软件测试方法

技术领域

本发明涉及对卫星能源管理软件功能的测试与验证领域，特别是一种基于信息流交互特性的卫星能源管理软件测试方法。

背景技术

卫星能源管理软件用于完成卫星电能源在轨自主管理功能，主要包括：

1、对来自电源控制器和蓄电池组接口管理单元的遥测参数进行自动统计和计算，最终得到蓄电池组的充电电流、放电电流、单体电压和蓄电池组电压。

2、利用第1步统计和计算出的遥测参数，进行蓄电池组的在轨管理功能，主要包含蓄电池组充放电自主管理和蓄电池组荷电态及放电深度实时计算两个功能，其中：蓄电池组充放电自主管理以第1步计算得到的充放电电流为输入，依据光照和地影转换的判据条件进行检测比对，得到当前光照/地影标志；蓄电池组荷电态及放电深度实时计算根据当前光照/地影情况，以第1步计算得到的单体电压和相关计算系数进行计算，计算蓄电池组荷电态并进一步得到放电深度。

3、对电源管理的参数进行实时检测，依据相关的判据，产生相应的报警信息，对蓄电池组参数检测的判据主要包括：充电电压/充电电流设置指令正确性判断、过充电及过充电恢复判断、充电电流正确性判断、充电电流正确性判断、放电深度超限1级和2级故障报警。

为了验证能源管理软件功能实现的正确性，需要对其进行完整全面的测试验证。传统的能源管理软件功能测试验证方法主要对软件的各个功能点进行单独验证，通过测试得到测试数据，并与预期进行比对，得出验证结论。传统的验证方法主要存在以下问题：1、对各个功能点孤立验证，仅局限于对功能点自身正确性的识别，缺少对多个功能有机组合交互模式下的测试设计，测试过程缺乏系统性和连贯性。2、基于各功能点进行逐一测试，存在某些功能点测试过程中需要引用已完成测试验证功能点的需求，因此难以避免在整个测试过程中，某些功能点被重复测试多次的情况，测试效率不高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于信息流交互特性的卫星能源管理软件测试方法，基于功能模块之间的信息流交互特性，增强测试验证的系统性、覆盖性和高效性。

本发明的技术解决方案是：一种基于信息流交互特性的卫星能源管理软件测试方法，包括如下步骤：

(1)梳理卫星能源管理软件各个功能模块的输入和输出，依据不同功能模块间输入和输出的关联特性，建立功能模块间的信息流二元映射关系；

(2)根据能源管理软件的任务执行逻辑场景，划分得到当前任务执行逻辑场景对应的各个功能模块间的信息流二元映射关系，进而得到当前任务执行逻辑场景对应的测试集合架构；

(3)基于所形成的不同测试集合架构，对其中所含的各个功能模块间的信息流二元映射关系或者不与其他功能模块进行信号交互的功能模块，执行串行测试。

所述的功能模块间的信息流二元映射关系包括具有信号交互的两个功能模块，以及两个功能模块的输出信号、输入信号。

所述的测试集合架构包括多组功能模块间的信息流二元映射关系、不与其他功能模块进行信号交互的功能模块及其输入信号或输出信号。

一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-权利要求3任一所述方法的步骤。

一种基于信息流交互特性的卫星能源管理终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述的处理器执行所述的计算机程序时实现如权利要求1-权利要求3任一所述方法的步骤。

一种基于信息流交互特性的卫星能源管理软件测试系统，包括信息流二元映射关系单元、逻辑场景测试集合架构生成单元、卫星能源管理软件测试单元，其中：

信息流二元映射关系单元，梳理卫星能源管理软件各个功能模块的输入和输出，依据不同功能模块间输入和输出的关联特性，建立功能模块间的信息流二元映射关系；

逻辑场景测试集合架构生成单元，根据能源管理软件的任务执行逻辑场景，划分得到当前任务执行逻辑场景对应的各个功能模块间的信息流二元映射关系，进而得到当前任务执行逻辑场景对应的测试集合架构；

卫星能源管理软件测试单元，基于所形成的不同测试集合架构，对其中所含的各个功能模块间的信息流二元映射关系或者不与其他功能模块进行信号交互的功能模块，执行串行测试。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过梳理功能模块之间的输入输出关系，挖掘模块间的信息流交互特性，奠定了在测试设计层面实现模块间有机聚合的基础，并结合能源管理软件的任务执行逻辑场景，将逻辑上关联的不同功能点组合构建测试集合，以不同测试集合为测试设计和执行的基本单元，使得测试集合之间相对独立，耦合程度较低，对应的功能场景明确，避免了以往测试设计中模块用例设计的孤立化，覆盖了能源软件的全工况，增强了测试设计的系统性和测试场景的真实性；

(2)本发明在测试实现环节，对每个测试集合内有序排列的各原子功能模块执行串行测试，由于属于同一测试集，可以确保对序列中前一节点测试输出的复用，作为后续执行的功能的输入，与以往测试设计中需要对各个功能点挨个重新进行测试相比，提高了测试的连贯性，由于测试集合设计的独立性和低耦合特性，在整个测试中，各原子功能模块仅被测试执行一次，与之前的测试设计相比，执行测试的模块次数降低50％，大大提高测试效率。

附图说明

图1为本发明的基于信息交互特性设计的测试用例集合一架构图；

图2为本发明的基于信息交互特性设计的测试用例集合二架构图；

图3为本发明的测试架构设计和传统测试方法中的测试设计对比图。

具体实施方式

本发明的解决方案是：

1)梳理卫星能源管理软件各个功能模块的输入和输出，依据不同功能模块间输入和输出的关联特性，建立功能模块间的信息流二元映射关系；所述的功能模块间的信息流二元映射关系包括具有信号交互的两个功能模块，以及两个功能模块的输出信号、输入信号；

2)根据能源管理软件的任务执行逻辑场景，划分得到当前任务执行逻辑场景对应的各个功能模块间的信息流二元映射关系，进而得到当前任务执行逻辑场景对应的测试集合架构，提高测试设计的系统性和测试场景的真实性；所述的测试集合架构包括多组功能模块间的信息流二元映射关系、不与其他功能模块进行信号交互的功能模块及其输入信号或输出信号；

3)基于所形成的不同测试集合架构，对其中所含的各个功能模块间的信息流二元映射关系或者不与其他功能模块进行信号交互的功能模块，执行串行测试，增强测试的连续性和序列间测试结果的复用，提高测试效率。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

本发明提出了一种卫星能源管理软件测试设计优化方法，适用于卫星能源管理软件的测试与验证。

图1和图2为本发明基于模块间信息流交互特性，并根据能源管理软件任务逻辑场景优化给出的测试集合架构设计。

图1中的测试集合一由T2蓄电池组接口管理单元遥测参数统计和计算、T4(包括T4-1蓄电池组充电电压设置指令正确性检查和T4-2蓄电池组充电电流设置指令正确性检查)、T5蓄电池组荷电态及放电深度实时计算、T6(包括T6-1放电深度1级故障检测和T6-2放电深度2级故障检测)构成。图2中的测试集合二由T2’单体电池可用状态标识及累计、T4’蓄电池组过充电判断电压值计算、T5’软件控制用蓄电池组电压自动统计计算、T6’蓄电池组充电电流正确性判断、T7’(含T7’-1蓄电池组过充电判断和T7’-2蓄电池组过充电恢复判断)构成。测试集合一和测试集合二之间仅共用T1电源控制器遥测参数统计和计算和T3光照/地影检测及蓄电池组自主充电设置2个公共测试子集。基于该测试架构设计，只需根据测试集合一和测试集合所含模块间的信息流走向，对其中的原子功能模块进行测试设计和串行序列化测试,即可完成对整个软件功能的测试与验证。

在图1中，首先明确各个功能模块的输入(用Ti-IN表示)和输出(用Ti-OUT表示)，根据模块间输入与输出的关联关系，梳理功能模块间的的信息流交互模型，建立测试用例集一中各模块间信息流二元映射关系如下：

<T1-OUT，T3-IN>

<T2-OUT，T5-IN1>

<T3-OUT1，T5-IN2>

<T3-OUT2，T4-IN>

<T5-OUT，T6-IN>

根据上述映射关系，再根据逻辑任务执行顺序，对上述功能模块进行有机组合，得出T1->T2->T3->T4(T4-1->T4-2)->T5->T6(T6-1->T6-2)的线性测试序列，并形成测试集合一。在针对测试集合一的测试过程中：

①首先执行T1测试，形成测试输出T1-OUT，并检查T1-OUT是否与预期结果相符；

②完成T1的验证后，顺序转入对功能模块T2的测试，得到测试输出T2-OUT，并对T2-OUT的正确性进行确认；

③完成T2验证后，顺序执行T3测试，基于二元映射关系<T1-OUT，T3-IN>，在T3测试中，接收T1阶段已完成的T1-OUT，即蓄电池组充电电流和放电电流，进行判据处理后，得出当前光照/地影的标识T3-OUT1，并发出相应的充电电流和电压设置指令T3-OUT2；

④在随后T4的测试中，基于二元映射关系<T3-OUT2，T4-IN>，依据相关判据，对T3阶段的测试输出T3-OUT2，即蓄电池组充电电流和电压设置指令进行正确性检查，如果测试不正确，通过测试输出T4-OUT充电电流/电压设置报警标志进行报警；

⑤在接下来的T5测试中，基于二元映射关系<T2-OUT，T5-IN1>和<T3-OUT1，T5-IN2>，通过之前测试得出的蓄电池组单体电压T2-OUT，和当前的光照/地影标志T3-OUT，计算得出电池组当前的放电深度T5-OUT，并对T5-OUT的正确性进行确认；

⑥完成T5的测试后，转入T6测试，基于二元映射关系<T5-OUT，T6-IN>，以T5-OUT即当前的放电深度为输入，并分别与1级和2级放电深度阈值进行比较，如果测试发现超出相关阈值，通过测试输出T6-OUT1和T6-OUT2，分别给出蓄电池组放电深度1级或2级报警标志。

至此，通过信息流交互模型所设计的测试集合一中，完成了T1-T6的串行测试序列，并覆盖了从对电源控制器和蓄电池组接口管理单元的遥测参数统计计算，到当前光照/地影状态识别及对充电电流/电压指令正确性检测，再到对蓄电池组放电深度故障检测等一整套有机的功能场景。

如图2所示，首先梳理能源管理软件各个功能模块的输入(用Ti’-IN表示)和输出(用Ti’-OUT表示)，根据模块间输入与输出的关联关系，梳理功能模块间的的信息流交互，建立测试用例集二中各模块间信息流二元映射关系：

<T1-OUT，T3-IN>

<T1-OUT，T4’-IN1>

<T2’-OUT，T5’-IN>

<T2’-OUT，T6’-IN>

<T3-OUT，T4’-IN2>

<T5’-OUT，T7’-IN1>

<T6’-OUT，T7’-IN2>

<T7’-OUT1，T7’-2-IN>

根据上述映射关系，在根据逻辑任务执行顺序，对上述功能模块进行有机组合，对应设计了T1->T2’->T3->T4’->T5’->T6’->T7’(T7’-1->T7’-2)的线性顺序的测试执行路径，并形成测试集合二。在针对测试集合二的测试过程中：

①首先执行T1测试，该用例为公共用例，形成测试输出T1-OUT，并验证T1-OUT是否与预期结果相符；

②完成T1的验证后，顺序转入下一步T2’的测试，响应地面发送的某些蓄电池不可用的遥控指令，测试输出当前不可用数目T2’-OUT，并对T2’-OUT的正确性进行确认；

③完成T2’验证后，顺序执行T3测试，基于二元映射关系<T1-OUT，T3-IN>，接收T1阶段已完成的测试结果T1-OUT，即蓄电池组充电电流和放电电流，进行判据处理后，得到当前光照/地影的状态标识T3-OUT；

④在完成T3的测试验证后，串行测试T4’，根据T3-OUT所给出的当前光照/地影状态标识，使用T1-OUT参与判据检测，如果测试显示充电电流不正确，通过测试输出T4’-OUT1和T4’-OUT2分别给出光照期和地影期的蓄电池组充电电流异常的报警；

⑤在后续测试的T5’测试中，使用T2’-OUT得出的不可用电池数目，根据计算公式得出过充电压基准值，并验证T5’-OUT是否与预期结果相符；

⑥完成T5’测试后，在对T6’的测试中，基于采集的卫星遥测数据，计算得出软件后续控制用的蓄电池组电压T6’-OUT；

⑦在最后进行的T7’测试环节，首先在T7’-1蓄电池组过充电判断测试中，基于过充电压基准值T5’-OUT，根据相关判据，验证软件控制用蓄电池组电压T6’-OUT是否超出T5’-OUT，如果超出，需要检查T7’-1是否输出过充报警标识T7’-OUT1；对T7’-1测试完成且形成过充报警标识T7’-OUT1后，顺序执行T7’-2测试，根据过充恢复的判据检测条件和基准值T5’-OUT，对T6’-OUT满足过充恢复判断处理的正确性进行测试验证，并给出过充报警恢复标识T7’-OUT2。

至此，在基于信息流交互模型所构造的测试集合二中，完成了从T1到T7’的串行测试序列，并涵盖了从对电源控制器和蓄电池组电压的遥测参数统计计算，到当前光照/地影状态识别，再到对蓄电池组充电电流正确性判断及过充电、过充电恢复故障检测等另外一整套有机的功能场景。

图3给出了本发明给出的测试架构设计和传统测试方法中的测试设计对比关系。对于能源管理软件的测试，本发明方法仅需通过两个测试用例集即可实现对软件功能的测试验证覆盖，且各个原子测试用例执行次数均为最优。本发明所设计的两个测试集中，除去T1和T3构成的公共测试子集，共包含14个不同的原子测试项目。测试用例执行的序列为：

测试集合一：T1->T2->T3->T4(T4-1->T4-2)->T5->T6(T6-1->T6-2)；

测试集合二：T1->T2’->T3->T4’->T5’->T6’->T7’(T7’-1->T7’-2)。

除去公共测试子集中的T1和T3各测试执行2次外，其他12个测试项目均执行1次，因此，本发明所设计的测试集仅需14次原子测试项目即可完成对能源管理软件的测试验证。

而在传统的方法的测试设计中，面向各个独立的原子测试项目进行测试的设计和执行，且在某些测试项目的执行中，需要引用之前已被测过的若干原子测试项目，导致出现某些测试项目被多次重复测试执行。如图3统计，同样针对能源管理软件的测试，传统方法共需执行的原子测试项目次数统计如下：

2次T1+3次T2+6次T3+1次T4+2次T5+1次T6+

2次T1+3次T2’+2次T3+1次T4’+2次T5’+2次T6’+1次T7’。

一共需要执行28次原子测试项目才能完成对能源管理软件的测试验证，综上所述，本发明与以往测试设计中需要对各个功能点挨个重新进行测试相比，提高了测试的连贯性；此外，由于测试集合设计的独立性和低耦合特性，在整个测试中，各原子功能模块仅被测试执行一次，与之前的测试设计相比，执行测试的模块次数降低50％，大大提高测试效率具有很好的使用价值。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种基于信息流交互特性的卫星能源管理软件测试方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)梳理卫星能源管理软件各个功能模块的输入和输出，依据不同功能模块间输入和输出的关联特性，建立功能模块间的信息流二元映射关系；

(2)根据能源管理软件的任务执行逻辑场景，划分得到当前任务执行逻辑场景对应的各个功能模块间的信息流二元映射关系，进而得到当前任务执行逻辑场景对应的测试集合架构；

(3)基于所形成的不同测试集合架构，对其中所含的各个功能模块间的信息流二元映射关系或者不与其他功能模块进行信号交互的功能模块，执行串行测试。

2.根据权利要求1所述的一种基于信息流交互特性的卫星能源管理软件测试方法，其特征在于：所述的功能模块间的信息流二元映射关系包括具有信号交互的两个功能模块，以及两个功能模块的输出信号、输入信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于信息流交互特性的卫星能源管理软件测试方法，其特征在于：所述的测试集合架构包括多组功能模块间的信息流二元映射关系、不与其他功能模块进行信号交互的功能模块及其输入信号或输出信号。

4.一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-权利要求3任一所述方法的步骤。

5.一种基于信息流交互特性的卫星能源管理终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述的处理器执行所述的计算机程序时实现如权利要求1-权利要求3任一所述方法的步骤。

6.一种基于信息流交互特性的卫星能源管理软件测试系统，其特征在于包括信息流二元映射关系单元、逻辑场景测试集合架构生成单元、卫星能源管理软件测试单元，其中：

信息流二元映射关系单元，梳理卫星能源管理软件各个功能模块的输入和输出，依据不同功能模块间输入和输出的关联特性，建立功能模块间的信息流二元映射关系；

逻辑场景测试集合架构生成单元，根据能源管理软件的任务执行逻辑场景，划分得到当前任务执行逻辑场景对应的各个功能模块间的信息流二元映射关系，进而得到当前任务执行逻辑场景对应的测试集合架构；

卫星能源管理软件测试单元，基于所形成的不同测试集合架构，对其中所含的各个功能模块间的信息流二元映射关系或者不与其他功能模块进行信号交互的功能模块，执行串行测试。