一种物联网表可接入性测试装置及方法与流程

1.本发明涉及物联网表测量技术领域，特别是涉及一种物联网表可接入性测试装置及方法。


背景技术：

2.智能物联网表采用管理芯和计量芯物理分离原则，其中计量芯是高可靠性、长寿命法定部分，不允许进行软件升级。计量芯提供电量、时钟等法制数据，实现电量数据的计量和保存。管理芯的电量、时钟以计量芯为基准，并实时同步。管理芯承担整表的管理任务，主要包括费控、显示、对外通信、事件记录、数据冻结、负荷控制等任务，支持软件升级。其他如数据上行通信、负荷识别、电能质量监测等任务由外置模组实现。外置模组采用可插拔模式同计量芯、管理芯进行物理连接。智能物联网表采用计量芯、管理芯和外置功能模组的模块化设计思路赋予了智能物联网表极高的部署灵活性。由于各功能模块间有着复杂的软硬件界面，存在复杂的信息交互，为了保障智能物联网表的灵活配置特性，需要对各构成模块开展可接入性测试，保障各功能模块间的良好相容性。
3.传统的电能表测试手段大多进行简单的功能验证、计量精度检测，缺乏对物联网表各功能单元间的软硬件接口进行定量检测的设备，难以全面客观的反映物联网表各个功能单元间的可接入性能。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种物联网表可接入性测试装置及方法，能够进行电压、电流、纹波、杂散、功耗、通信协议、交互时序、i/o口电平、i/o口时序、spi接口协议、热插拔性能等项目的检测，实现了物联网表可接入性指标的综合性定量检测。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
6.一种物联网表可接入性测试装置，包括上行部分检测单元，扩展部分检测单元，热插拔模拟单元以及综合测控，上行部分检测单元，扩展部分检测单元以及热插拔模拟单元均与综合测控电连接，其中：
7.上行部分检测单元，用于物联网表中同上行功能相关部分的可接入性检测；
8.扩展部分检测单元，用于物联网表中同扩展功能相关部分的可接入性检测；
9.热插拔模拟单元，用于检测物联网表及其配套模块的抗热插拔能力检测；
10.综合测控，用于测试过程的起始、时序、流程控制，测试数据的获取与判断，测试结论输出。
11.作为本发明的一种优选技术方案，上行部分检测单元由第一dc电源检测、第一管理芯通信分析以及第一接口信号检测构成，第一dc电源检测，用于物联网表模块接口电源性能检测和外置模块的电源相关特性的检测，第一管理芯通信分析，用于物联网表模块接口232通信交互检测和外置模块的232交互检测，第一接口信号检测，用于物联网表同外置模块接口间的信号电气特征检测。
12.作为本发明的一种优选技术方案，扩展部分检测单元由第二dc电源检测、第二管理芯通信分析、第三接口信号检测以及计量芯通信检测构成，第二dc电源检测，用于物联网表模块接口电源性能检测和外置模块的电源相关特性的检测，第二管理芯通信分析，用于物联网表模块接口232通信交互检测和外置模块的232交互检测，第三接口信号检测，用于物联网表同外置模块接口间的信号电气特征检测，计量芯通信检测，用于检测物联网表计量芯同外置模块的spi性能和交互协议。
13.本发明同时提供一种物联网表可接入性测试装置的测试方法，包括以下步骤：
14.s1：上行模块检测，通过上行部分检测单元对物联网表中同上行功能相关部分的可接入性进行检测，检测对象包括物联网表体中的模块接口和上行模块同表体的接口；
15.s2：扩展模块检测，通过扩展部分检测单元对物联网表中同扩展功能相关部分的可接入性检测，检测对象包括物联网表体中的模块接口和扩展模块同表体的接口；
16.s3：热插拔性能检测，通过热插拔模拟单元对物联网表及其配套模块的抗热插拔能力检测；
17.s4：测试结论输出，通过综合测控对测试过程的起始、时序、流程控制，测试数据的获取与判断，并将测试结论输出。
18.作为本发明的一种优选技术方案，s1中，上行部分检测单元的检测对象包括物联网表体中的模块接口和上行模块同表体的接口。
19.作为本发明的一种优选技术方案，上行部分检测单元根据接口的性质不同，分别运用第一dc电源检测、第一管理芯通信分析以及第一接口信号检测进行相应参数和逻辑的检测。
20.作为本发明的一种优选技术方案，s2中，扩展部分检测单元根据接口的性质不同，分别运用第二dc电源检测、第二管理芯通信分析、第二接口信号检测以及计量芯通信检测进行相应参数和逻辑的检测。
21.作为本发明的一种优选技术方案，s3中，通过编辑电源、地、通信信号、控制信号以及不同信号脚接触的先后顺序，模拟热插拔过程，考察待测物联网表及其配套模块是否出现由于热插拔导致的故障。
22.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
23.本发明一种物联网表可接入性测试装置及方法，通过对物联网表管理芯接口、计量芯接口的软硬件性能协议检测，以及物联网配套的各类外置模块的接口软硬件性能与协议检测，综合判断交互界面的软硬件电气指标和通信协议，实现物联网表可接入性能的全面考察，客观全面的对物联网表及其配套外置模块进行定量评价。
附图说明
24.图1为是本发明物联网表可接入性测试系统架构图；
25.图2为本发明上行部分检测逻辑示意图；
26.图3为本发明扩展部分检测逻辑示意图。
27.图中：u1、上行部分检测单元；u2、扩展部分检测单元；u3、热插拔模拟单元；u4、综合测控；u11、第一dc电源检测；u12、第一管理芯通信分析；u3、第一接口信号检测；u21、第二dc电源检测；u22、第二管理芯通信分析；u23、第二接口信号检测；u24、计量芯通信检测。
具体实施方式
28.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
29.实施例：
30.请参照图1-图3，一种物联网表可接入性测试装置，包括上行部分检测单元u1，扩展部分检测单元u2，热插拔模拟单元u3以及综合测控u4，上行部分检测单元u1，扩展部分检测单元u2以及热插拔模拟单元u3均与综合测控u4电连接，其中：
31.上行部分检测单元u1，用于物联网表中同上行功能相关部分的可接入性检测；
32.扩展部分检测单元u2，用于物联网表中同扩展功能相关部分的可接入性检测；
33.热插拔模拟单元u3，用于检测物联网表及其配套模块的抗热插拔能力检测；
34.综合测控u4，用于测试过程的起始、时序、流程控制，测试数据的获取与判断，测试结论输出。
35.本发明同时提供一种物联网表可接入性测试装置的测试方法，包括以下步骤：
36.s1：上行模块检测，通过上行部分检测单元u1对物联网表中同上行功能相关部分的可接入性进行检测，检测对象包括物联网表体中的模块接口和上行模块同表体的接口；
37.s2：扩展模块检测，通过扩展部分检测单元u2对物联网表中同扩展功能相关部分的可接入性检测，检测对象包括物联网表体中的模块接口和扩展模块同表体的接口；
38.s3：热插拔性能检测，通过热插拔模拟单元u3对物联网表及其配套模块的抗热插拔能力检测；
39.s4：测试结论输出，通过综合测控u4对测试过程的起始、时序、流程控制，测试数据的获取与判断，并将测试结论输出。
40.其中，上行部分检测单元u1由第一dc电源检测u11、第一管理芯通信分析u12、第一接口信号检测u13部分构成，扩展部分检测单元u2由第二dc电源检测u21、第二管理芯通信分析u22、第二接口信号检测u23、计量芯通信检测u24部分构成。
41.上行部分检测单元u1，用于物联网表中同上行功能相关部分的可接入性检测，检测对象包括物联网表体中的模块接口和上行模块同表体的接口。根据接口的性质不同，分别运用第一dc电源检测u11、第一管理芯通信分析u12、第一接口信号检测u13进行相应参数和逻辑的检测。
42.扩展部分检测单元u2，用于物联网表中同扩展功能相关部分的可接入性检测，检测对象包括物联网表体中的模块接口和扩展模块同表体的接口。根据接口的性质不同，分别运用第二dc电源检测u21、第二管理芯通信分析u22、第二接口信号检测u23、计量芯通信检测u24进行相应参数和逻辑的检测。
43.热插拔模拟单元u3，用于检测物联网表及其配套模块的抗热插拔能力检测。通过编辑电源、地、通信信号、控制信号等不同信号脚接触的先后顺序，模拟热插拔过程，考察待测物联网表及其配套模块是否出现由于热插拔导致的故障。
44.综合测控u4，用于测试过程的起始、时序、流程控制，测试数据的获取与判断，测试
结论输出等。
45.第一dc电源检测u11，用于物联网表模块接口电源性能检测和外置模块的电源相关特性的检测。其中物联网表外置模块接口电源性能检测主要有电压、恒定负载特性、瞬态负载特性、纹波、杂散、短路保护等项目。电压检测采用内置ad直接采样方式检测物联网表接口的电源电压，测试流程中包含空载电压、满载电压的测试。恒定负载特性采用场效应管接入标准规定的阻性负载元件，同时检测其满载状态下的电压跌落是否满足标准要求。瞬态负载特性采用恒流电子负载方式接入，检测负载接入状态下的电压跌落是否满足标准要求。纹波检测通过采样电容取样后直接送入外置的频谱仪和示波器进行检测，纹波和杂散指标的检测同样需要检测空载和满载状态。电源短路检测采用继电器串接自恢复保险丝直接对地短路的方式，检测电源短路保护能力，短路状态撤销后应恢复电源输出，短路状态时同步检测其他电源接口输出状态，用于判断短路状态对其他电源输出的影响。外置模块接口电源性能检测主要有功耗指标，测试模块通信状态下的动态功耗，以及通信静默状态下的静态功耗。功耗测量时，采用外部输入电源为待测模块供电，采用电阻取样方式检测供电电流，电压、电流检测采用内置ad直接采样，通过电压电流数据计算模块的动静态功耗指标。第二dc电源检测u21与第一dc电源检测u11模块主体功能相同，主要差异为功耗、带载能力等指标上的差异。
46.第一管理芯通信分析u12，用于物联网表模块接口232通信交互检测和外置模块的232交互检测。在物联网表模块接口232通信协议分析时，第一管理芯通信分析u12或第二管理芯通信分析u22单元充当虚拟外置模块角色，发起或响应物联网表侧的交互动作。在对外置模块的接口232通信协议分析时，第一管理芯通信分析u12或第二管理芯通信分析u22单元充当虚拟物联网表角色，发起或响应外置模块的交互动作。在上述交互过程中同步判断待测方交互协议的完整性、准确性等是否满足技术规范要求，判断交互时序是否满足规范要求，判断交互流程是否规范规定的交互流程。实现物联网表侧和外置模块侧的交互协议、交互时序和交互流程的一致性检测。第一管理芯通信分析u12或第二管理芯通信分析u22单元根据测试对象虚拟不同的物联网表模块接口232通信协议和不同的物联网表配套外置模块的232通信协议。虚拟对象主要有上行通信模块、电能质量监测模块和负荷辨识模块等。第一管理芯通信分析u12或第二管理芯通信分析u22单元根据测试配置自动完成角色选择和协议选择。
47.第一接口信号检测u13，用于物联网表同外置模块接口间的信号电气特征检测，主要检测事件、复位、到位、设置、插拔、状态等端口的电平建立状态、开漏输出驱动电流等。在物联网表模块接口i/o信号检测时，第一接口信号检测u13或第二接口信号检测u23单元充当虚拟外置模块角色，模拟模块应产生的匹配信号，检测物联网表侧产生的电平信号。在对外置模块的接口i/o信号检测时，第一接口信号检测u13或第二接口信号检测u23单元充当虚拟物联网表角色，模拟物联网表应产生的匹配信号，检测外置模块侧产生的电平信号。插拔、到位状态直接检测其电平大小是否满足标准要求。事件、复位、设置、状态脚检测其开漏输出驱动电流数据，满足≥2ma要求，以及其高阻态保持时间是否满足要求。检测物联网表复位脚产生的脉冲宽度是否满足≥200ms要求。检测模块复位脚响应特征时虚拟物联网表产生标准时长的复位信号，检测模块是否能够正常响应。第一接口信号检测u13或第二接口信号检测u23单元根据测试对象虚拟不同的物联网表模块接口i/o信号和不同的物联网表
配套外置模块的i/o信号。虚拟对象主要有上行通信模块、电能质量监测模块和负荷辨识模块等。第一接口信号检测u13或第二接口信号检测u23单元根据测试配置自动完成角色选择和协议选择。
48.计量芯通信检测u24，用于检测物联网表计量芯同外置模块的spi性能和交互协议。在物联网表模块接口spi信号检测时，计量芯通信检测u24单元充当虚拟外置模块角色，模拟模块按照标准流程接收交采计量数据，根据标准要求判断待测物联网表计量芯发送数据是否满足规范要求。在对外置模块的接口spi信号检测时，计量芯通信检测u24单元充当虚拟物联网表角色，模拟物联网表计量芯产生的交采计量数据，通过spi接口下发给待测外置模块，采用不大于2mbps的多种传输速率下发数据，考察待测外置模块的接收性能，以及能否正常解析下发报文。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种物联网表可接入性测试装置，其特征在于：包括上行部分检测单元(u1)，扩展部分检测单元(u2)，热插拔模拟单元(u3)以及综合测控(u4)，上行部分检测单元(u1)，扩展部分检测单元(u2)以及热插拔模拟单元(u3)均与综合测控(u4)电连接，其中：上行部分检测单元(u1)，用于物联网表中同上行功能相关部分的可接入性检测；扩展部分检测单元(u2)，用于物联网表中同扩展功能相关部分的可接入性检测；热插拔模拟单元(u3)，用于检测物联网表及其配套模块的抗热插拔能力检测；综合测控(u4)，用于测试过程的起始、时序、流程控制，测试数据的获取与判断，测试结论输出。2.根据权利要求1所述的一种物联网表可接入性测试装置，其特征在于：上行部分检测单元(u1)由第一dc电源检测(u11)、第一管理芯通信分析(u12)以及第一接口信号检测(u13)构成，第一dc电源检测(u11)，用于物联网表模块接口电源性能检测和外置模块的电源相关特性的检测，第一管理芯通信分析(u12)，用于物联网表模块接口232通信交互检测和外置模块的232交互检测，第一接口信号检测(u13)，用于物联网表同外置模块接口间的信号电气特征检测。3.根据权利要求1所述的一种物联网表可接入性测试装置，其特征在于：扩展部分检测单元(u2)由第二dc电源检测(u21)、第二管理芯通信分析(u22)、第三接口信号检测(u23)以及计量芯通信检测(u24)构成，第二dc电源检测(u21)，用于物联网表模块接口电源性能检测和外置模块的电源相关特性的检测，第二管理芯通信分析(u22)，用于物联网表模块接口232通信交互检测和外置模块的232交互检测，第三接口信号检测(u23)，用于物联网表同外置模块接口间的信号电气特征检测，计量芯通信检测(u24)，用于检测物联网表计量芯同外置模块的spi性能和交互协议。4.根据权利要求1所述的一种物联网表可接入性测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：上行模块检测，通过上行部分检测单元(u1)对物联网表中同上行功能相关部分的可接入性进行检测，检测对象包括物联网表体中的模块接口和上行模块同表体的接口；s2：扩展模块检测，通过扩展部分检测单元(u2)对物联网表中同扩展功能相关部分的可接入性检测，检测对象包括物联网表体中的模块接口和扩展模块同表体的接口；s3：热插拔性能检测，通过热插拔模拟单元(u3)对物联网表及其配套模块的抗热插拔能力检测；s4：测试结论输出，通过综合测控(u4)对测试过程的起始、时序、流程控制，测试数据的获取与判断，并将测试结论输出。5.根据权利要求4所述的一种物联网表可接入性测试装置的测试方法，其特征在于，s1中，上行部分检测单元(u1)的检测对象包括物联网表体中的模块接口和上行模块同表体的接口。6.根据权利要求5所述的一种物联网表可接入性测试装置的测试方法，其特征在于，上行部分检测单元(u1)根据接口的性质不同，分别运用第一dc电源检测(u11)、第一管理芯通信分析(u12)以及第一接口信号检测(u13)进行相应参数和逻辑的检测。7.根据权利要求4所述的一种物联网表可接入性测试装置的测试方法，其特征在于，s2中，扩展部分检测单元(u2)根据接口的性质不同，分别运用第二dc电源检测(u21)、第二管
理芯通信分析(u22)、第二接口信号检测(u23)以及计量芯通信检测(u24)进行相应参数和逻辑的检测。8.根据权利要求4所述的一种物联网表可接入性测试装置的测试方法，其特征在于，s3中，通过编辑电源、地、通信信号、控制信号以及不同信号脚接触的先后顺序，模拟热插拔过程，考察待测物联网表及其配套模块是否出现由于热插拔导致的故障。

技术总结
本发明公开了一种物联网表可接入性测试装置及方法，涉及物联网表测量技术领域，包括上行部分检测单元，扩展部分检测单元，热插拔模拟单元以及综合测控，上行部分检测单元，扩展部分检测单元以及热插拔模拟单元均与综合测控电连接，其中：上行部分检测单元用于物联网表中同上行功能相关部分的可接入性检测；扩展部分检测单元用于物联网表中同扩展功能相关部分的可接入性检测；热插拔模拟单元用于检测物联网表及其配套模块的抗热插拔能力检测；综合测控用于测试过程的起始、时序、流程控制，测试数据的获取与判断，测试结论输出。本发明的有益效果是，实现物联网表可接入性能的全面考察，客观全面的对物联网表及其配套外置模块进行定量评价。进行定量评价。进行定量评价。


技术研发人员：赵永春 刘晶晶 刘维松 孙景图 倪海 穆维志
受保护的技术使用者：南京芯达电子设备有限公司
技术研发日：2022.12.01
技术公布日：2023/9/23