CN116055373B - 一种工业终端及网络通信质量测试评估系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工业终端及网络通信质量测试评估系统,包括典型应用场景仿真系统、终端接入模块、通信管理模块、模拟配置模块、典型应用场景需求配置模块、工业终端及网络通信质量监测分析系统、通信质量测量模块;所述典型应用场景需求配置模块与所述模拟配置模块连接,所述模拟配置模块与所述通信管理模块连接;所述通信管理模块与所述典型应用场景仿真系统、终端接入模块及通信质量测量模块连接;所述工业终端及网络通信质量监测分析系统与所述通信质量测量模块连接;所述典型应用场景仿真系统与所述终端接入模块连接。本发明能够增加测试结果的准确性,增加测试内容的全面性,提高通信质量分析效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种工业终端及网络通信质量测试评估系统。
背景技术
工业终端及网络通信质量测试评估系统,主要开展实验室环境下的工业终端及网络通信质量的测试和评估,传统的工业终端及网络通信质量测试,主要以实验室的通信模拟测试和现场测试两种方式为主,其中,实验室测试,主要以模拟实际通信功能为主,如建立两个设备和他们之间的通信链路,通过修改通信数据量、通信周期等参数,测试终端或者网络的负载能力、稳定性等指标,判断设备或者网络的可靠性。
现有的实验室环境工业网络通信质量测试主要以点对点的单业务通信测试为主,测试环境单一,缺乏对工业实际业务场景的测试因素考虑,对通信质量的测试存在局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种工业终端及网络通信质量测试评估系统,通过搭建典型工业应用场景,在收集现场实际工业应用需求指标侯,在测试评估系统上模拟仿真实际工业应用通信需求并开展终端机网络性能指标的测试,针对工业终端机网络通信的时效性、准确性、稳定性等标准程度进行测量和评估,判断通信质量的好坏程度,帮助分析和查找影响终端及网络通信质量的原因。
本发明提供了一种工业终端及网络通信质量测试评估系统,包括典型应用场景仿真系统、终端接入模块、通信管理模块、模拟配置模块、典型应用场景需求配置模块、工业终端及网络通信质量监测分析系统、通信质量测量模块;
所述典型应用场景需求配置模块与所述模拟配置模块连接,所述模拟配置模块与所述通信管理模块连接;所述通信管理模块与所述典型应用场景仿真系统、终端接入模块及通信质量测量模块连接;所述工业终端及网络通信质量监测分析系统与所述通信质量测量模块连接;所述典型应用场景仿真系统与所述终端接入模块连接;
所述典型应用场景仿真系统包括典型工业应用场景和网络系统,用于工业现场典型场景需求及通信业务模拟,支撑工业终端及网络通信质量测试,包括加工单元、质检单元、装配单元和物流仓储单元及通信网络;
所述终端接入模块用于支持第三方的工业终端设备接入典型应用场景仿真系统及通信管理模块,支持第三方终端及网络的测试评估;
所述通信管理模块用于支持所述典型应用场景仿真系统和终端接入模块的通信管理功能,包括通信周期、数据量、生存时间指标的功能触发生效;
所述模拟配置模块用于工业应用典型需求指标的配置和使能,支持典型工业应用场景需求配置信息的输入;
所述典型应用场景需求配置模块用于工业应用场景的业务需求信息导入,支持典型工业应用场景需求输入;所述典型工业应用场景包括数字孪生、视觉检测、物流优化、智能运维;
所述工业终端及网络通信质量监测分析系统用于支持模拟测试功能配置,典型工业应用场景通信质量状态监测,包括实际数据量、时延、抖动、丢包率、发送数据数、接收数据报数、可靠性等指标,通过收集数据,以历史数据曲线方式分析工业终端及网络通信质量;
所述通信质量测试模块用于通信质量各项指标的测量,包括用户速率、通信时延、传输时间、抖动、丢包率、可靠性、单业务上下行速率、历史数据存储及统计。
在本实施例中,所述模拟配置模块模拟配置的内容包括应用数据、传输间隔、期望时延、生存时间、优先级、可靠性、移动类型、移动速率、定位精确度、时钟同步精度。
借由上述方案,通过工业终端及网络通信质量测试评估系统,具有如下技术效果:
1)增加测试结果的准确性,本发明在实验室的测试过程中,通过搭建多业务并行运行的综合测试环境,能够更好的模拟终端及网络的实际运行环境,对测试结果的准确性有明显提高。
2)增加测试内容的全面性,本发明的自动化的仿真模拟配置功能,能够更加方便的模拟各种典型场景的终端及网络通信需求,提高了测试的全面性。
3)提高通信质量分析效率,本发明支持终端及网络实时分析功能,可以通过在线监测及历史数据分析,了解终端及网络的实时运行状态及异常,帮助更好的分析问题原因,提高分析评估的效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明工业终端及网络通信质量测试评估系统的结构框图;
图2是本发明模拟配置主要内容;
图3是本发明通信质量测量主要内容。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
参图1所示,本实施例提供了一种工业终端及网络通信质量测试评估系统,包括典型应用场景仿真系统、终端接入模块、通信管理模块、模拟配置模块、典型应用场景需求配置模块、工业终端及网络通信质量监测分析系统、通信质量测量模块。
所述典型应用场景需求配置模块与所述模拟配置模块连接,所述模拟配置模块与所述通信管理模块连接;所述通信管理模块与所述典型应用场景仿真系统、终端接入模块及通信质量测量模块连接;所述工业终端及网络通信质量监测分析系统与所述通信质量测量模块连接;所述典型应用场景仿真系统与所述终端接入模块连接。
所述典型应用场景仿真系统包括典型工业应用场景和网络系统,用于工业现场典型场景需求及通信业务模拟,支撑工业终端及网络通信质量测试,包括加工单元、质检单元、装配单元和物流仓储单元及通信网络。
所述终端接入模块用于支持第三方的工业终端设备接入典型应用场景仿真系统及通信管理模块,支持第三方终端及网络的测试评估。
所述通信管理模块用于支持所述典型应用场景仿真系统和终端接入模块的通信管理功能,包括通信周期、数据量、生存时间指标的功能触发生效。
所述模拟配置模块具备和通信相关的数据量、通信周期、生存时间、优先级、移动速率等工业应用典型需求指标的配置和使能,支持典型工业应用场景需求配置信息的输入,如图2所示。
所述典型应用场景需求配置模块用于工业应用场景的业务需求信息导入,支持典型工业应用场景需求输入;所述典型工业应用场景包括数字孪生、视觉检测、物流优化、智能运维;
所述工业终端及网络通信质量监测分析系统用于支持模拟测试功能配置,典型工业应用场景通信质量状态监测,包括实际数据量、时延、抖动、丢包率、发送数据数、接收数据报数、可靠性等指标,通过收集数据,以历史数据曲线方式分析工业终端及网络通信质量;
所述通信质量测试模块用于通信质量各项指标的测量,包括用户速率、通信时延、传输时间、抖动、丢包率、可靠性、单业务上下行速率、历史数据存储及统计,如图3所示。其中:
(1)用户速率
该通信关系中,单位时间内要传输的应用数据量,单位:Byte/s,仅当工业应用数据包以固定的传输间隔发送时填写。计算公式为:
用户速率:传输的应用数据包数量/单位时间;
(2)通信时延
应用数据量从源端传输到目的端所需要的最大时长,在不影响工业应用时能容忍的最大传输时长。单位:ms,计量公式:
通信时延(和云之间是传输时间)=(PLC的应用数据发送时间-应答数据接收时间)/2;
(3)传输时间
PLC和云之间是大运维数据传输完成时间,单位:ms,计量公式:
传输时间=PLC的应用数据发送时间-应答数据接收时间;
(4)抖动
抖动评估当前网络通信的时延稳定性,单位:ms。抖动的计算公式:
抖动=当前报文时延-前一个报文时延。
(5)丢包率
丢包率用于评估当前网络通信的可靠性。计算公式:
丢包率=1-(接收应答报文数/发送报文数)。
(6)可靠性
通过接收报文数与发送报文数的比值,评估通信质量可靠性。计算公式:
可靠性=接收应答报文数/发送报文数(和丢包率之和等于1)。
(7)单业务上下行数据包数
统计设备当天发送和接收报文数,评估当前设备的应用数据量。
(8)历史数据存储及统计
历史数据统计功能,用于帮助分析当前通信业务的通信稳定性、可靠性等性能表现,统计项主要包括用户速率、时延、抖动、丢包率、可靠性、上下行数据包量,通信质量历史数据记录涉及到庞大的历史数据存储,其中:
a)历史数据统计及显示:间隔1秒钟记录一次通信采集数据;
b)时延、抖动最大/小值统计:统计一段时间内的最大/小值,帮助分析通信过程中的极值问题。
c)上下行数据包量统计:统计当天通信的上下行数据包总量;
d)用户数据量统计:记录单位时间内通信数据量。
在一具体示例中,利用上述工业终端及网络通信质量测试评估系统针对智能运维场景,开展网络性能指标测试,具体测试步骤如下:
(a)获取智能运维场景实际业务需求,主要包括4个网络通信业务,即连锁控制1、连锁控制2、状态监测、智能运维。
(b)将实际智能运维场景业务通信需求指标输入工业终端及网络通信质量测试评估系统的典型应用场景需求配置模块,使能配置参数,并开始测试。
(c)实时数据监测网络通信质量信息。
(d)通过分析应用数据、时延、抖动、丢包率、报文数等历史数据信息,了解当前智能运维场景多业务并行情况下的网络通信状态信息,并分析故障原因,并形成测试结果报告。
该工业终端及网络通信质量测试评估系统适用于工业自动化领域的终端和工业总线、工业以太网等通信质量测试和评估,可实现如下功能:场景仿真,模拟工业应用场景实际通信需求,开展工业终端及网络通信的测试评估;实时分析,实时监控和分析仿真场景下的应用信息和网络状态信息;测试验证,仿真不同工业应用场景需求,验证工业网络能否满足实际应用要求;原因追溯,分析工业网络存在的问题及查找原因。
具有如下技术效果:
1)增加测试结果的准确性,本发明在实验室的测试过程中,通过搭建多业务并行运行的综合测试环境,能够更好的模拟终端及网络的实际运行环境,对测试结果的准确性有明显提高。
2)增加测试内容的全面性,本发明的自动化的仿真模拟配置功能,能够更加方便的模拟各种典型场景的终端及网络通信需求,提高了测试的全面性。
3)提高通信质量分析效率,本发明支持终端及网络实时分析功能,可以通过在线监测及历史数据分析,了解终端及网络的实时运行状态及异常,帮助更好的分析问题原因,提高分析评估的效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种工业终端及网络通信质量测试评估系统,其特征在于,包括典型应用场景仿真系统、终端接入模块、通信管理模块、模拟配置模块、典型应用场景需求配置模块、工业终端及网络通信质量监测分析系统、通信质量测量模块;
所述典型应用场景需求配置模块与所述模拟配置模块连接,所述模拟配置模块与所述通信管理模块连接;所述通信管理模块与所述典型应用场景仿真系统、终端接入模块及通信质量测量模块连接;所述工业终端及网络通信质量监测分析系统与所述通信质量测量模块连接;所述典型应用场景仿真系统与所述终端接入模块连接;
所述典型应用场景仿真系统包括典型工业应用场景和网络系统,用于工业现场典型场景需求及通信业务模拟,支撑工业终端及网络通信质量测试,包括加工单元、质检单元、装配单元和物流仓储单元及通信网络;
所述终端接入模块用于支持第三方的工业终端设备接入典型应用场景仿真系统及通信管理模块,支持第三方终端及网络的测试评估;
所述通信管理模块用于支持所述典型应用场景仿真系统和终端接入模块的通信管理功能,包括通信周期、数据量、生存时间指标的功能触发生效;
所述模拟配置模块用于工业应用典型需求指标的配置和使能,支持典型工业应用场景需求配置信息的输入;
所述典型应用场景需求配置模块用于工业应用场景的业务需求信息导入,支持典型工业应用场景需求输入;所述典型工业应用场景包括数字孪生、视觉检测、物流优化、智能运维;
所述工业终端及网络通信质量监测分析系统用于支持模拟测试功能配置,典型工业应用场景通信质量状态监测,包括实际数据量、时延、抖动、丢包率、发送数据数、接收数据报数、可靠性等指标,通过收集数据,以历史数据曲线方式分析工业终端及网络通信质量;
所述通信质量测试模块用于通信质量各项指标的测量,包括用户速率、通信时延、传输时间、抖动、丢包率、可靠性、单业务上下行速率、历史数据存储及统计。
2.根据权利要求1所述的工业终端及网络通信质量测试评估系统,其特征在于,所述模拟配置模块模拟配置的内容包括应用数据、传输间隔、期望时延、生存时间、优先级、可靠性、移动类型、移动速率、定位精确度、时钟同步精度。
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