CN115333987A

CN115333987A - 一种接口测试系统和方法

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Publication number: CN115333987A
Application number: CN202210962077.1A
Authority: CN
Inventors: 王嫘; 王凤清; 杜乔瑞; 吕秀红; 马维; 李绍栋; 左浩; 贾虎军
Original assignee: China Techenergy Co Ltd
Current assignee: China Techenergy Co Ltd
Priority date: 2022-08-11
Filing date: 2022-08-11
Publication date: 2022-11-11
Anticipated expiration: 2042-08-11
Also published as: CN115333987B

Abstract

本发明所提供的接口测试系统和方法，可以包括可移动装置以及设置在可移动装置上的网关底座、电源模块、交换机和测试终端，其中可移动装置至少包括拉杆机箱。网关底座上设有网关插槽以及和网关插槽相适配的交换机接口、测试接口和电源接口，网关插槽用于安装网关模块，交换机接口用于网关模块和交换机的通信连接，测试接口用于网关模块和待测系统中待测设备的通信连接，电源接口和电源模块电连接用于为网关模块提供所需电源，测试接口的种类和数量均不少于两个。交换机用于测试终端和网关模块的数据交互。测试终端用于基于预设测试流程对接入网关模块的待测设备进行测试。提升现场调试效率，降低现场改造成本。

Description

一种接口测试系统和方法

技术领域

本发明涉及系统测试技术领域，具体涉及一种接口测试系统和方法。

背景技术

核电厂数字化仪控系统规模大、供应商多，在进行改造升级时会存在多个系统间的网络通信接口，这些通信接口能否正确通信直接影响改造过程能否顺利实施。为了确保改造施工阶段网络通讯接口连接后能很快的调试成功，须对仪控系统的接口进行充分的测试与验证。目前针对改造项目的网络接口测试，均是在设备制造阶段使用软件测试工具进行接口仿真测试，直至现场调试阶段才将真实接口设备连接，此时若产生接口设备硬件不兼容、接口参数不匹配、通讯数据偏移错误等问题，将严重影响系统调试进度，拖延改造的工期，造成经济上的损失。

发明内容

为了解决现有技术存在的不能集成测试、拖延测试进度的问题，本发明提供了一种接口测试系统和方法，其具有可在进行现场调试阶段前发现接口问题，提升现场调试效率，降低现场改造成本等特点。

根据本发明具体实施方式提供的一种接口测试系统，包括：可移动装置以及设置在所述可移动装置上的网关底座、电源模块、交换机和测试终端，所述可移动装置至少包括拉杆机箱；

所述网关底座上设有网关插槽以及和所述网关插槽相适配的交换机接口、测试接口和电源接口，所述网关插槽用于安装网关模块，所述交换机接口用于所述网关模块和所述交换机的通信连接，所述测试接口用于所述网关模块和待测系统中待测设备的通信连接，所述电源接口和所述电源模块电连接用于为所述网关模块提供所需电源，所述测试接口的种类和数量均不少于两个；

所述交换机用于所述测试终端和所述网关模块的数据交互；

所述测试终端用于基于预设测试流程对接入所述网关模块的所述待测设备进行测试。

进一步地，所述网关插槽的数量不少于两个，当所述网关插槽的数量为两个时，安装于两个所述网关插槽上的两个所述网关模块以冗余热备的方式运行。

根据本发明具体实施方式提供的一种接口测试方法，应用于如上所述的接口测试系统，其特征在于，包括：

所述测试终端获取接入所述网关模块的所述待测设备的接口数据，将所述接口数据和所述待测设备在所述待测系统中的接口设计数据进行比对；

在所述接口数据和所述接口设计数据一致时，所述测试终端基于待测设备数据接收流程对所述待测设备的接收功能进行验证，所述测试终端基于待测设备数据发送流程对所述待测设备的发送功能进行验证，所述待测设备数据接收流程包括：所述测试终端将赋予初始值的第一变量发送至所述待测设备，对所述待测设备收到的第一变量值和所述第一变量的初始值的一致性进行验证；所述待测设备数据发送流程包括：所述测试终端对接收到的第二变量值和第二变量的初始值的一致性进行验证，所述第二变量的初始值为所述待测设备上对第二变量赋予的初始值。

进一步地，所述接口测试方法还包括：

所述测试终端向所述网关模块发送状态操控指令；

所述测试终端基于所述网关模块在执行所述状态操控指令后，所述待测设备中通信数据的刷新状态，对所述待测设备进行验证。

进一步地，所述接口测试方法还包括：

所述测试终端向所述网关模块发送断电或上电指令；

所述测试终端基于所述网关模块在执行所述断电或上电指令后，所述待测设备中通信数据的刷新状态对所述待测设备进行验证。

进一步地，所述接口测试方法还包括：

所述测试终端获取所述网关模块的所述测试接口和所述待测设备的连接状态；

所述测试终端基于所述连接状态和所述待测设备中通信数据的刷新状态，对所述待测设备进行验证。

进一步地，所述测试终端基于所述网关模块在执行所述状态操控指令后，所述待测设备中通信数据的刷新状态，对所述待测设备进行验证，包括：

若所述状态操控指令为所述启动指令，则所述通信数据的刷新状态为开始刷新；

若所述状态操控指令为所述停止指令，则所述通信数据的刷新状态为停止刷新。

进一步地，所述测试终端基于所述网关模块在执行所述断电或上电指令后，所述待测设备中通信数据的刷新状态对所述待测设备进行验证，包括：

若所述网关模块的数量为两个且两个所述网络模块间为冗余热备的工作模式时，当两个所述网关模块均断电后所述通信数据停止刷新，且在至少一个所述网关模块上电后所述通信数据开始刷新，则所述待测设备工作正常；

当任一所述网关模块断电另一所述网关模块上电所述通信数据仍刷新，则所述待测设备工作正常。

进一步地，所述测试终端基于所述连接状态和所述待测设备中通信数据的刷新状态，对所述待测设备进行验证，包括：

当所述待测设备与两个所述网关模块均断开连接后所述通信数据停止刷新，且在和至少一个所述网关模块连接后所述通信数据开始刷新，则所述待测设备工作正常；

当和任一所述网关模块连接后所述通信数据仍刷新，则所述待测设备工作正常。

进一步地，所述接口数据包括接口类型参数和通信类型参数，所述测试终端获取接入所述网关模块的所述待测设备的接口数据，将所述接口数据和所述待测设备在所述待测系统中的接口设计数据进行比对，包括：

将所述接口类型参数和所述接口设计数据中的预设接口类型参数进行比对，所述接口类型参数至少包括：接口的通讯协议和通讯参数；

将所述通信类型参数和所述接口设计数据中的预设通信类型参数进行比对，所述通信类型参数至少包括：数据长度、数据类型和数据方向

本发明所提供的接口测试系统，可以包括可移动装置以及设置在可移动装置上的网关底座、电源模块、交换机和测试终端，其中可移动装置至少包括拉杆机箱。网关底座上设有网关插槽以及和网关插槽相适配的交换机接口、测试接口和电源接口，网关插槽用于安装网关模块，交换机接口用于网关模块和交换机的通信连接，测试接口用于网关模块和待测系统中待测设备的通信连接，电源接口和电源模块电连接用于为网关模块提供所需电源，测试接口的种类和数量均不少于两个。交换机用于测试终端和网关模块的数据交互。测试终端用于基于预设测试流程对接入网关模块的待测设备进行测试。该接口测试系统能够在设备进行组装前将各个设备接入进行测试，提高了设备制造阶段的测试覆盖率，可在进行现场调试阶段前发现接口问题，提升现场调试效率，降低现场改造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例提供的接口测试系统的结构图；

图2是根据一示例性实施例提供的接口测试系统的应用结构图；

图3是根据一示例性实施例提供的接口测试方法的流程图；

图4是根据一示例性实施例提供的设备验证的流程图；

图5是根据一示例性实施例提供的断电和上电测试流程图；

图6是根据一示例性实施例提供的连接状态验证的流程图；

图7是根据一示例性实施例提供的需要检查的通信数据表。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，本发明的实施例提供了一种接口测试系统，该系统可以包括：可移动装置以及设置在可移动装置上的网关底座1、电源模块2、交换机3和测试终端4，可移动装置至少包括拉杆机箱。

其中网关底座1上设有网关插槽5以及和网关插槽5相适配的交换机接口、测试接口和电源接口，网关插槽5用于安装网关模块，交换机接口用于网关模块和交换机的通信连接，测试接口用于网关模块和待测系统中待测设备的通信连接，电源接口和电源模块电连接用于为网关模块提供所需电源，测试接口的种类和数量均不少于两个。

其中交换机3用于测试终端4和网关模块的数据交互。

测试终端4用于基于预设测试流程对接入网关模块的所述待测设备进行测试。

具体的，为了固定和保护该接口测试系统，同时为方便携带和移动，可将网关底座、电源模块和交换机通过导轨安装固定在特制的万向轮拉杆机箱中。其中网关底座1包括2个网关模块插槽，2对24V直流电源接口(电源接口)，2个485接口，2个千兆网络光接口，8个RJ45通信接口(测试接口)，主要用于安装配套的网关模块，实现网关模块接口功能。MPUA、MPUB为网关插槽，可插入两个网关模块，完成网络通讯信号接收、发送及运算处理。电源模块采用220VAC供电，输出24VDC，为网关模块提供供电电源。交换机采用220VAC供电，用于网关模块MPUA、MPUB和测试终端如笔记本电脑之间的数据交互。测试终端中安装工程组态软件，用于网关控制器的组态下装和通讯数据监视。

其中A1、B1为第1组通讯接口(RJ45网口)，连接冗余的第三方系统。A2、B2为第2组通讯接口(RJ45网口)，也用于连接冗余的第三方系统。A3、B3为第3组通讯接口为接线端子，连接冗余的第三方系统。C1、C2为220V三脚插头，可连接现场电源。用导线连接电源模块2输出端和网关底座的2个电源接口(24VDC)，使用光纤连接2个千兆网络光接口(RNET)以实现MPUA和MPUB两个网关模块的热备冗余，通过网线将网关底座的两个SNET接口连接千兆交换机网口。在具体应用时，参照图2所示电源模块2和千兆交换机3的电源线接好，对外接口为220V插头，预留4根导线、6根网线用于第三方系统和笔记本电脑的接入。该接口测试系统能够对待测试设备的通信参数、通信数据进行灵活的配置以适用于接口调试，同时通过采用与改造后仪控系统网络接口设备相同的设备和组态数据，可等效于改造后仪控系统的硬件连接方式和软件配置，验证方法实现了现场调试前移，提高了设备制造阶段的测试覆盖率，可提前发现现场调试阶段的接口问题，提升现场调试效率，降低现场改造成本。

在本发明的一些具体实施例中网关插槽5的数量不少于两个，当网关插槽5的数量为两个时，安装于两个网关插槽5上的两个网关模块以冗余热备的方式运行。通过采用冗余热备的工作方式，可以在一个网关模块发生故障时另外一个网关模块能够及时的切换如正常工作状态，不会影响接口测试系统的正常运行。

基于同样的设计思路，参照图3所示本发明的实施例还提供了一种接口测试方法，可应用于如上实施例所述的接口测试系统，该接口测试方法可以包括以下步骤：

301、测试终端获取接入网关模块的待测设备的接口数据，将接口数据和待测设备在待测系统中的接口设计数据进行比对。

302、在接口数据和接口设计数据一致时，测试终端基于待测设备数据接收流程对待测设备的接收功能进行验证，测试终端基于待测设备数据发送流程对待测设备的发送功能进行验证，待测设备数据接收流程包括：测试终端将赋予初始值的第一变量发送至待测设备，对待测设备收到的第一变量值和第一变量的初始值的一致性进行验证。待测设备数据发送流程包括：测试终端对接收到的第二变量值和第二变量的初始值的一致性进行验证，第二变量的初始值为待测设备上对第二变量赋予的初始值。

具体的，在核电厂仪控系统改造的网络通讯接口的现场测试时，该接口测试系统可支持modbus TCP、modbus RTU、UDP、IEC104共4种通讯协议。测试要确保系统运行的软件满足输入要求，再用于现场测试，故测试采用静态检查和动态测试相结合的方法。其中静态检查就是核对接口各项配置信息，以确保现场测试时被测接口的工程组态信息检查与输入要求一致。其中将接口类型参数和接口设计数据中的预设接口类型参数进行比对，接口类型参数至少包括：接口的通讯协议和通讯参数。

将通信类型参数和接口设计数据中的预设通信类型参数进行比对，通信类型参数至少包括：数据长度、数据类型和数据方向。例如通过组态软件人机界面读取接口的通讯协议、通讯参数，与设计输入文档进行对比，二者应一致，其中接口信息界面中至少包括连接对象的名称、数据发送间隔、数据接收间隔、主网口IP地址、主网口端口号、从网口IP、从网口端口号等信息。参照图7所示将组态的通讯数据点表中所有通讯点与设计输入文档中的通讯数据进行对比，二者应一致。其中通讯数据点表中至少包括站号、以太网口号、设备号、数据长度、数据类型、功能码、数据方向等内容。

在静态数据检查通过后根据网关模块与待测系统间通讯变量的传输方向，从变量的发送端改变变量值，从接收端查看相应的变量值，从而验证待测系统数据传输功能的正确性。例如参照图2所示现场系统1接收DCS通讯变量测试：从DCS通讯点表(图7)中选择数据配置为send(发送)的变量，在测试笔记本电脑中使用组态软件强制该变量值，分别使其等于最大值和最小值，从现场系统1中观察对应变量，与组态软件强制值一致则测试通过。

现场系统1向DCS发送通讯变量测试：从DCS通讯点表中选择数据配置为recv(接收)的变量，在现场系统1中强制改变对应地址的变量值，分别使其等于最大值和最小值，在测试笔记本电脑中通过组态软件查看该变量值，与强制值一致则测试通过。实现了现场接入的待测系统的测试，能够提前发现现场调试阶段的接口问题，提升现场调试效率，降低现场改造成本。

为进一步优化该技术方案，参照图4所示，在本发明的另一具体实施例中，该接口测试方法还可包括以下步骤：

401、测试终端向网关模块发送状态操控指令。

402、测试终端基于网关模块在执行状态操控指令后，待测设备中通信数据的刷新状态，对待测设备进行验证。

该实施例的其他步骤可参照上述实施例所述的接口测试方法的301和302步骤本发明在此不再赘述。其中若状态操控指令为启动指令，则通信数据的刷新状态为开始刷新。若状态操控指令为停止指令，则通信数据的刷新状态为停止刷新。具体的，在保证上述基础动态测试能够完成的基础上，通过测试终端上的按钮对接口测试系统的网关模块的控制软件进行停止、下装、启动操作，操作前后从现场系统1中观察通讯数据，网关模块的软件停止后通讯数据不刷新，启动后通讯数据刷新，则证明接口测试系统和待测设备的工作状态正常。反之则需要对系统进行检查，以排除故障点使接口测试系统能够正常运行。

参照图5所示在本发明的一些具体实施例中该接口测试方法还可包括以下步骤：

501测试终端向网关模块发送断电或上电指令.

502测试终端基于网关模块在执行断电或上电指令后，待测设备中通信数据的刷新状态对待测设备进行验证。

该实施例的其他步骤可参照上述实施例所述的接口测试方法的301和302步骤本发明在此不再赘述。当网关模块的数量为两个且两个网络模块间为冗余热备的工作模式时，当两个网关模块均断电后通信数据停止刷新，且在至少一个网关模块上电后通信数据开始刷新，则待测设备工作正常。

当任一网关模块断电另一网关模块上电所述通信数据仍刷新，则待测设备工作正常。具体的，通过将接口测试系统的MPUA、B断电/上电，模拟接口设备故障/恢复，通过拔/插网线的方法模拟通讯链路故障及恢复，验证仪控系统改造后故障模式下的异常处理及恢复能力。

其中接口设备故障及恢复测试：分别将接口测试系统的MPUA、B单个断电、全部断电，再逐个MPU恢复上电，从现场系统1中观察通讯数据，单个MPU断电后通讯数据仍刷新，全部断电后通讯数据不刷新，单个MPU恢复正常后通讯数据恢复刷新。

参照图6所示通讯链路故障及恢复测试的过程可包括以下步骤：

601、测试终端获取网关模块的测试接口和待测设备的连接状态。

602、测试终端基于连接状态和待测设备中通信数据的刷新状态，对待测设备进行验证。

当待测设备与两个网关模块均断开连接后所述通信数据停止刷新，且在和至少一个网关模块连接后通信数据开始刷新，则待测设备工作正常。

当和任一网关模块连接后通信数据仍刷新，则待测设备工作正常。

具体的，在具体实施时可分别将接口测试系统的A1、B1端口的网线逐根拔下，在全部拔下后再逐根插回。同时从现场系统1中观察通讯数据，一根网线拔下后另一根仍连接时通讯数据仍刷新，全部拔下后通讯数据不刷新，单根网线重新连接后通讯数据恢复刷新。这样才能证明系统的工作是正常，否需要对接口测试系统和待测设备进行检查。

在整个测试完成后按记录状态将现场设备通讯连接及状态恢复，请相关工作人员确认系统正常后，测试结束。

本发明上述实施例所提供的接口测试系统和方法，采用了与改造后仪控系统网络接口设备相同的设备和组态数据，可等效于改造后仪控系统的硬件连接方式和软件配置，验证方法实现了现场调试前移，提高了设备制造阶段的测试覆盖率，可提前发现现场调试阶段的接口问题，提升现场调试效率，降低现场改造成本。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，各实施例中记载的技术特征可以进行替换或者组合。

本发明各实施例种装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或子模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。上述集成的模块或子模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或子模块的形式实现。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件单元，或者二者的结合来实施。软件单元可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种接口测试系统，其特征在于，包括：可移动装置以及设置在所述可移动装置上的网关底座、电源模块、交换机和测试终端，所述可移动装置至少包括拉杆机箱；

所述交换机用于所述测试终端和所述网关模块的数据交互；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网关插槽的数量不少于两个，当所述网关插槽的数量为两个时，安装于两个所述网关插槽上的两个所述网关模块以冗余热备的方式运行。

3.一种接口测试方法，应用于如权利要求1所述的接口测试系统，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

所述测试终端向所述网关模块发送状态操控指令；

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

所述测试终端向所述网关模块发送断电或上电指令；

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述测试终端基于所述网关模块在执行所述状态操控指令后，所述待测设备中通信数据的刷新状态，对所述待测设备进行验证，包括：

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述测试终端基于所述网关模块在执行所述断电或上电指令后，所述待测设备中通信数据的刷新状态对所述待测设备进行验证，包括：

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述测试终端基于所述连接状态和所述待测设备中通信数据的刷新状态，对所述待测设备进行验证，包括：

10.根据权利要求3至9任一项所述的方法，其特征在于，所述接口数据包括接口类型参数和通信类型参数，所述测试终端获取接入所述网关模块的所述待测设备的接口数据，将所述接口数据和所述待测设备在所述待测系统中的接口设计数据进行比对，包括：

将所述通信类型参数和所述接口设计数据中的预设通信类型参数进行比对，所述通信类型参数至少包括：数据长度、数据类型和数据方向。