CN109618364B - 终端上行通讯模块检测系统及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种终端上行通讯模块检测系统及检测方法，包括上位机、测试装置主控模块、通道选择转换控制模块、终端上行通讯模块接口板、电源模块和电平转换模块；所述上位机通过电平转换模块分别与测试装置主控模块和终端上行通讯模块接口板电连接，所述电源模块分别与测试装置主控模块、通道选择转换控制模块和终端上行通讯模块接口板电连接，所述测试装置主控模块、通道选择转换控制模块和终端上行通讯模块接口板依次电连接。本发明具有能够节约测试成本，提高系统运行稳定性和效率的特点。

Description

终端上行通讯模块检测系统及检测方法
技术领域
本发明涉及电信息采集终端检测技术领域，尤其是涉及一种能够节约测试成本，运行稳定性和效率更高的终端上行通讯模块检测系统及检测方法。
背景技术
计量自动化采集系统中终端与主站直接的信息互动主要依靠上行通讯模块(支持GPRS/CDMA/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA EVDO/TD-LTE/LTE-FDD)，上行通讯模块是自动化采集系统中最后最关键的一站，用户侧的智能电表将用电相关数据通过RS485、载波、无线等通讯方式将数据上行终端，再由终端上行至主站供系统管理人员查询和处理，所以上行通讯模块的可靠通讯直接影响计量自动系统是否能稳定工作。电力计量自动化终端对南网主要含负荷管理终端、配变监测计量终端、集中抄表系统集中器和厂站电能量采集终端四种类型，对国网有专变、集中器和采集器，上述内容是智能电网最核心、最关键的技术，是建设智能电网的着力点和落脚点。上行通讯模块以无线方式访问，通道容易受外部环境影响，有通道不稳定，误码率高、不易监听等特点，是通信故障的多发点，且一旦主站发现远方通信故障，就需派人到终端现场进行排查，并对存在的通信故障进行修复。
目前，终端通道故障排查存在诸多问题，包括通道不稳定却无法检测，误码率高却无法统计，通信规约不一致却无法使用人工手段分析，对上行通信通道缺少行之有效的有效手段去检测等，给自动化采集系统的正常运行带来困扰。影响上行通讯的，主要是上行通讯模块的故障或者可靠性引起。
因此，设计一种能够节约测试成本，运行稳定性和效率更高的终端上行通讯模块检测系统及检测方法来满足用户的需求，就显得十分必要。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中，终端通道故障排查存在通道不稳定却无法检测，误码率高却无法统计，通信规约不一致却无法使用人工手段分析，对上行通信通道缺少有效的手段去检测的问题，提供了一种能够节约测试成本，运行稳定性和效率更高的终端上行通讯模块检测系统及检测方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种终端上行通讯模块检测系统，包括上位机、测试装置主控模块、通道选择转换控制模块、终端上行通讯模块接口板、电源模块和电平转换模块；所述上位机通过电平转换模块分别与测试装置主控模块和终端上行通讯模块接口板电连接，所述电源模块分别与测试装置主控模块、通道选择转换控制模块和终端上行通讯模块接口板电连接，所述测试装置主控模块、通道选择转换控制模块和终端上行通讯模块接口板依次电连接。
本发明提供了一种在实验室内能够对上行通讯模块进行检测的系统，能够检测通讯模块的电源稳定性、开关机可靠性、接口协议一致性、SIM卡监测、信号强度监测、通讯可靠性、误码率、通讯网络延迟测试等。支持GPRS/CDMA/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA EVDO/TD-LTE/LTE-FDD等模块。在模块入网前，能够对模块的功能及性能进行深度检测。本发明具有能够节约测试成本，提高系统运行稳定性和效率的特点。
作为优选，所述上位机内设有上行通讯模块检测软件，所述上行通讯模块检测软件包括控制单元、模拟主站和模拟终端，所述模拟主站和模拟终端均与控制单元连接。控制单元用来接收模拟主站及模拟终端的请求命令及与被检模块收发的数据；能够下发控制命令给测试装置主控模块及接受测试装置主控模块响应；通过RS232串口线直接设置被检模块网络连接相关参数，如远程登录的IP地址、端口号、终端地址。模拟主站是模拟被检模块远程登录接口用来模拟用电信息采集系统，模拟终端是虚拟被检模块的接口终端，用来响应模拟主站的请求及测试被检模块与终端的接口协议；模拟主站与被检模块之间通过GPRS/CDMA/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA无线网络相连。
作为优选，所述终端上行通讯模块接口板上设有20个插槽。每个插槽符合终端远程通信模块接口技术要求，接口板给被检模块提供电源及控制信号，其中复位管脚、开关机管脚、电源控制管脚电气连接到主控模块；其他通讯相关管脚通过电平转换模块后以RS232串口方式连接到上位机的模拟终端；测试装置主控模块用来接收上位机控制命令，并根据命令类型控制通道选择转换模块来选择接口板插槽上插接的被检模块，在通过通道选择转换模块选通被检模块通讯通道后，并根据命令要求控制模块上下电、复位、开关机测试。
另外，主控模块控制通道选择转换控制模块从终端上行通讯模块接口板上插接的多个被检模块中来选择其中一块进行检测，并且根据检测方案要求控制模块的上下电、开关机时序等；在上行通讯模块成功登陆模拟主站后，模拟主站即可发起数据请求，模拟终端响应服务下发测试数据包，在模拟主站测收到此测试数据包，检测软件主控单元将发送的测试数据包和收到的测试数据包进行信息核验，可以用来测试上行通信模块的通讯可靠性、成功率、误码率；模拟终端还可以用来检测上行通讯模块接口协议的覆盖性及一致性，监测SIM卡状态，网络信号状态、网络链接状态等。模块检测软件可以预设或者编辑检测方案，在按检测方案步骤测试完成后，给出可参考的检测报告。
一种终端上行通讯模块检测系统的检测方法，包括如下步骤：
(4-1)将被检模块插在终端上行通讯模块接口板上：
将所有被检模块插在终端上行通讯模块接口板上的对应插槽，同时控制单元下发控制命令给测试装置主控模块，测试装置主控模块控制通道选择转换控制模块选通被检模块；
(4-2)使用上行通讯模块检测软件修改被检模块远程登录IP地址、端口号：
利用上位机的控制单元的串口，并通过RS232接口直接接在被检模块维护口，同时设置被检模块网络连接相关参数，如远程登录的IP地址、端口号及终端地址等；
(4-3)上位机的控制单元下发模块上电、复位、开机命令给测试装置主控模块，由测试装置主控模块控制被检模块的上电、复位、开机；
(4-4)上位机的模拟终端对被检模块进行SIM卡状态监测、天线信号强度监测，并将监测信息传给控制单元，并在控制单元显示，同时在网络连接成功后，进行模拟主站与被检模块的接口协议一致性测试，并给出评估报告；
(4-5)上位机的模拟主站与模拟终端配合测试被检模块的远程登录、通讯可靠性、误码率和网络延时；
(4-6)上位机的模拟终端对被检模块进行开机、关机的功能测试；
(4-7)测试结束，给出被检模块的综合评测报告。
作为优选，步骤(4-5)还包括如下步骤：
(4-5-1)被检模块的接口协议一致性测试完成后，上位机的模拟主站向被检模块发起请求数据命令；
(4-5-2)被检模块接收到模拟主站的请求数据命令后，则通过与模拟终端的协议，协议转发请求数据命令给模拟终端，被检模块通过电平转换模块与电脑相连，模拟终端通过RS232接口与被检模块建立通讯通道；
(4-5-3)模拟终端收到转发的请求命令，则响应请求回复数据，回复的数据在主控单元存储并依据接口协议打包回复给被检模块，并记录时间t1；
(4-5-4)被检模块收到回复，通过接口协议解析后，通过上行通讯网络发给模拟主站，模拟主站接收到被检模块回复数据后，将回复数据传给主控单元；
(4-5-5)主控单元收到数据后，记录时间t2，计算时延：Ti＝t2-t1；在主控单元将模拟终端发送的回复数据和模拟主站收到的回复数据进行解析及分析，先检查数据校验是否一致，再分析误码率，并按如下方法计算：接收到的二进制码元与发送的二进制码元之间进行按位异或，累计其中不为0的结果，计数为Eb，与发送的总二进制码元个数N之比，计算误码率：
Figure BDA0001922862910000051
(4-5-6)依次循环步骤(4-5-1)至步骤(4-5-3)，设定测试i＝1000次，主控单元累计发送帧总数Sn、收到帧总数Rn、错误帧总数En、丢失帧总数Ln；计算通讯失败概率：
Figure BDA0001922862910000052
成功概率：P＝1-P0；计算平均误码率：
Figure BDA0001922862910000053
平均时延
Figure BDA0001922862910000054
完成通讯可靠性、误码率时延测试。
作为优选，步骤(4-6)还包括如下步骤：
(4-6-1)上位机的控制单元下发模块关机命令给测试装置主控模块，由测试装置主控模块控制被检模块关机；
(4-6-2)上位机的控制单元下发模块开机命令给测试装置主控模块，由主控模块控制被检模块开机；主控单元累计开机次数S1；
(4-6-3)模拟主站检测被检模块登录状态，登录成功表示被检模块开机成功，累计开机成功次数S2，否则累计开机失败次数S3；
(4-6-4)依次循环步骤(4-6-1)至步骤(4-6-3)m次，并计算开机成功率：
Figure BDA0001922862910000061
完成开关机测试，m≥1000。
作为优选，在步骤(4-1)至步骤(4-7)的测试过程中，上位机的模拟终端定时对被检模块进行SIM卡状态监测、天线信号强度监测，并将监测信息传给控制单元，并在控制单元显示。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)能够在实验室内深度检测上行通讯模块；(2)在模块入网之前对其电源稳定性、开关机可靠性、接口协议一致性、SIM卡监测、信号强度监测、通讯可靠性、误码率测试等进行全面测试，减少入网之后因模块功能缺陷或其他本身质量原因引起通讯故障，可直接带来经济效益；(3)节约测试成本，系统测试效率更高。
附图说明
图1是本发明的一种原理框图；
图2是本发明中的上行通讯模块检测软件的一种原理框图；
图3是本发明的一种流程图。
图中：上位机1、测试装置主控模块2、通道选择转换控制模块3、终端上行通讯模块接口板4、电源模块5、电平转换模块6、上行通讯模块检测软件7、控制单元8、模拟主站9、模拟终端10。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述：
实施例：如图1所示的一种终端上行通讯模块检测系统，包括上位机1、测试装置主控模块2、通道选择转换控制模块3、终端上行通讯模块接口板4、电源模块5和电平转换模块6；所述上位机通过电平转换模块分别与测试装置主控模块和终端上行通讯模块接口板电连接，所述电源模块分别与测试装置主控模块、通道选择转换控制模块和终端上行通讯模块接口板电连接，所述测试装置主控模块、通道选择转换控制模块和终端上行通讯模块接口板依次电连接。
如图2所示，所述上位机内设有上行通讯模块检测软件7，所述上行通讯模块检测软件包括控制单元8、模拟主站9和模拟终端10，所述模拟主站和模拟终端均与控制单元连接。
其中，所述终端上行通讯模块接口板上设有20个插槽。每个插槽符合终端远程通信模块接口技术要求，接口板给被检模块提供电源及控制信号，其中复位管脚、开关机管脚、电源控制管脚电气连接到主控模块；其他通讯相关管脚通过电平转换模块后以RS232串口方式连接到上位机的模拟终端；测试装置主控模块用来接收上位机控制命令，并根据命令类型控制通道选择转换模块来选择接口板插槽上插接的被检模块，在通过通道选择转换模块选通被检模块通讯通道后，并根据命令要求控制模块上下电、复位、开关机测试。
如图3所示，一种终端上行通讯模块检测系统的检测方法，包括如下步骤：
(4-1)将被检模块插在终端上行通讯模块接口板上：
将所有被检模块插在终端上行通讯模块接口板上的对应插槽，同时控制单元下发控制命令给测试装置主控模块，测试装置主控模块控制通道选择转换控制模块选通被检模块；
(4-2)使用上行通讯模块检测软件修改被检模块远程登录IP地址、端口号：
利用上位机的控制单元的串口，并通过RS232接口直接接在被检模块维护口，同时设置被检模块网络连接相关参数，如远程登录的IP地址、端口号及终端地址等；
(4-3)上位机的控制单元下发模块上电、复位、开机命令给测试装置主控模块，由测试装置主控模块控制被检模块的上电、复位、开机；
(4-4)上位机的模拟终端对被检模块进行SIM卡状态监测、天线信号强度监测，并将监测信息传给控制单元，并在控制单元显示，同时在网络连接成功后，进行模拟主站与被检模块的接口协议一致性测试，并给出评估报告；
(4-5)上位机的模拟主站与模拟终端配合测试被检模块的远程登录、通讯可靠性、误码率和网络延时：
(4-5-1)被检模块的接口协议一致性测试完成后，上位机的模拟主站向被检模块发起请求数据命令；
(4-5-2)被检模块接收到模拟主站的请求数据命令后，则通过与模拟终端的协议，协议转发请求数据命令给模拟终端，被检模块通过电平转换模块与电脑相连，模拟终端通过RS232接口与被检模块建立通讯通道；
(4-5-3)模拟终端收到转发的请求命令，则响应请求回复数据，回复的数据在主控单元存储并依据接口协议打包回复给被检模块，并记录时间t1；
(4-5-4)被检模块收到回复，通过接口协议解析后，通过上行通讯网络发给模拟主站，模拟主站接收到被检模块回复数据后，将回复数据传给主控单元；
(4-5-5)主控单元收到数据后，记录时间t2，计算时延：Ti＝t2-t1；在主控单元将模拟终端发送的回复数据和模拟主站收到的回复数据进行解析及分析，先检查数据校验是否一致，再分析误码率，并按如下方法计算：接收到的二进制码元与发送的二进制码元之间进行按位异或，累计其中不为0的结果，计数为Eb，与发送的总二进制码元个数N之比，计算误码率：
Figure BDA0001922862910000091
(4-5-6)依次循环步骤(4-5-1)至步骤(4-5-3)，设定测试i＝1000次，主控单元累计发送帧总数Sn、收到帧总数Rn、错误帧总数En、丢失帧总数Ln；计算通讯失败概率：
Figure BDA0001922862910000092
成功概率：P＝1-P0；计算平均误码率：
Figure BDA0001922862910000093
平均时延
Figure BDA0001922862910000094
完成通讯可靠性、误码率时延测试；
(4-6)上位机的模拟终端对被检模块进行开机、关机的功能测试：
(4-6-1)上位机的控制单元下发模块关机命令给测试装置主控模块，由测试装置主控模块控制被检模块关机；
(4-6-2)上位机的控制单元下发模块开机命令给测试装置主控模块，由主控模块控制被检模块开机；主控单元累计开机次数S1；
(4-6-3)模拟主站检测被检模块登录状态，登录成功表示被检模块开机成功，累计开机成功次数S2，否则累计开机失败次数S3；
(4-6-4)依次循环步骤(4-6-1)至步骤(4-6-3)1000次，并计算开机成功率：
Figure BDA0001922862910000101
完成开关机测试；
(4-7)测试结束，给出被检模块的综合评测报告。
另外，在步骤(4-1)至步骤(4-7)的测试过程中，上位机的模拟终端定时对被检模块进行SIM卡状态监测、天线信号强度监测，并将监测信息传给控制单元，并在控制单元显示，具体为每隔30秒进行一次监测。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种终端上行通讯模块检测系统的检测方法，基于一种终端上行通讯模块，包括上位机(1)、测试装置主控模块(2)、通道选择转换控制模块(3)、终端上行通讯模块接口板(4)、电源模块(5)和电平转换模块(6)；所述上位机通过电平转换模块分别与测试装置主控模块和终端上行通讯模块接口板电连接，所述电源模块分别与测试装置主控模块、通道选择转换控制模块和终端上行通讯模块接口板电连接，所述测试装置主控模块、通道选择转换控制模块和终端上行通讯模块接口板依次电连接，所述上行通讯模块检测软件包括控制单元(8)、模拟主站(9)和模拟终端(10)，所述模拟主站和模拟终端均与控制单元连接，其特征是，所述上位机内设有上行通讯模块检测软件，所述上行通讯模块检测软件包括控制单元、模拟主站和模拟终端，所述模拟主站和模拟终端均与控制单元连接；还包括如下步骤：
(4-1)将被检模块插在终端上行通讯模块接口板上：
将所有被检模块插在终端上行通讯模块接口板上的对应插槽，同时控制单元下发控制命令给测试装置主控模块，测试装置主控模块控制通道选择转换控制模块选通被检模块；
(4-2)使用上行通讯模块检测软件修改被检模块远程登录IP地址、端口号：
利用上位机的控制单元的串口，并通过RS232接口直接接在被检模块维护口，同时设置被检模块网络连接相关参数，如远程登录的IP地址、端口号及终端地址等；
(4-3)上位机的控制单元下发模块上电、复位、开机命令给测试装置主控模块，由测试装置主控模块控制被检模块的上电、复位、开机；
(4-4)上位机的模拟终端对被检模块进行SIM卡状态监测、天线信号强度监测，并将监测信息传给控制单元，并在控制单元显示，同时在网络连接成功后，进行模拟主站与被检模块的接口协议一致性测试，并给出评估报告；
(4-5)上位机的模拟主站与模拟终端配合测试被检模块的远程登录、通讯可靠性、误码率和网络延时；
步骤(4-5)还包括如下步骤：
(4-5-1)被检模块的接口协议一致性测试完成后，上位机的模拟主站向被检模块发起请求数据命令；
(4-5-2)被检模块接收到模拟主站的请求数据命令后，则通过与模拟终端的协议，协议转发请求数据命令给模拟终端，被检模块通过电平转换模块与电脑相连，模拟终端通过RS232接口与被检模块建立通讯通道；
(4-5-3)模拟终端收到转发的请求命令，则响应请求回复数据，回复的数据在主控单元存储并依据接口协议打包回复给被检模块，并记录时间t1；
(4-5-4)被检模块收到回复，通过接口协议解析后，通过上行通讯网络发给模拟主站，模拟主站接收到被检模块回复数据后，将回复数据传给主控单元；
(4-5-5)主控单元收到数据后，记录时间t2，计算时延：Ti＝t2-t1；在主控单元将模拟终端发送的回复数据和模拟主站收到的回复数据进行解析及分析，先检查数据校验是否一致，再分析误码率，并按如下方法计算：接收到的二进制码元与发送的二进制码元之间进行按位异或，累计其中不为0的结果，计数为Eb，与发送的总二进制码元个数N之比，计算误码率：
Figure FDA0003369259380000021
(4-5-6)依次循环步骤(4-5-1)至步骤(4-5-3)，设定测试i＝1000次，主控单元累计发送帧总数Sn、收到帧总数Rn、错误帧总数En、丢失帧总数Ln；计算通讯失败概率：P0＝((En+Ln)/Sn)×100％，成功概率：P＝1-P0；计算平均误码率：
Figure FDA0003369259380000022
平均时延
Figure FDA0003369259380000023
完成通讯可靠性、误码率时延测试；
(4-6)上位机的模拟终端对被检模块进行开机、关机的功能测试；
(4-7)测试结束，给出被检模块的综合评测报告。
2.根据权利要求1 所述的终端上行通讯模块检测系统的检测方法，其特征是，步骤(4-6)还包括如下步骤：
(4-6-1)上位机的控制单元下发模块关机命令给测试装置主控模块，由测试装置主控模块控制被检模块关机；
(4-6-2)上位机的控制单元下发模块开机命令给测试装置主控模块，由主控模块控制被检模块开机；主控单元累计开机次数S1；
(4-6-3)模拟主站检测被检模块登录状态，登录成功表示被检模块开机成功，累计开机成功次数S2，否则累计开机失败次数S3；
(4-6-4)依次循环步骤(4-6-1)至步骤(4-6-3)m次，并计算开机成功率：Ps＝(S2/S1)×100％；完成开关机测试，m≥1000。
3.根据权利要求2所述的终端上行通讯模块检测系统的检测方法，其特征是，还包括如下步骤：
在步骤(4-1)至步骤(4-7)的测试过程中，上位机的模拟终端定时对被检模块进行SIM卡状态监测、天线信号强度监测，并将监测信息传给控制单元，并在控制单元显示。
4.根据权利要求3所述的终端上行通讯模块检测系统的 检测方法，其特征是，所述上位机内设有上行通讯模块检测软件(7)。
5.根据权利要求1或2或3任一项所述的终端上行通讯模块检测系统的 检测方法，其特征是，所述终端上行通讯模块接口板上设有20个插槽。
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