智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

金家紅+李志鵬+楊碧峰

摘要：智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)研究智能用電采集端如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試，如何通過平臺(tái)化的設(shè)計(jì)對(duì)不同的被測(cè)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試工程師可根據(jù)個(gè)人測(cè)試想法在系統(tǒng)中通過測(cè)試因子、測(cè)試用例、測(cè)試方案三級(jí)結(jié)構(gòu)的有序搭建，構(gòu)建起一套完整的測(cè)試方案，用于智能電能表、智能用電采集終端和智能家居采集終端等用電采集產(chǎn)品的自動(dòng)化測(cè)試。

關(guān)鍵詞：測(cè)試因子；測(cè)試用例；測(cè)試方案；智能電能表；智能用電采集終端 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP273 文章編號(hào)：1009-2374（2016）32-0017-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.008

從目前智能電用采集行業(yè)的測(cè)試現(xiàn)狀來看，多數(shù)測(cè)試工作具有重復(fù)性操作多、數(shù)據(jù)量大、消耗時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，且具有測(cè)試準(zhǔn)確度低、測(cè)試項(xiàng)目難以全面覆蓋、人工測(cè)試強(qiáng)度大等弊端，在測(cè)試員有限和測(cè)試技術(shù)缺乏的情況下，這些工作使得測(cè)試部門每天都在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)來消化測(cè)試任務(wù)，且成效不大。在國(guó)網(wǎng)公司統(tǒng)一招標(biāo)的背景下，隨著企業(yè)訂貨量和業(yè)務(wù)范圍的不斷擴(kuò)大，測(cè)試資源緊缺與測(cè)試工作量不斷增加之間的矛盾顯得尤為突出。針對(duì)上述情況，我公司結(jié)合市場(chǎng)需求和自身發(fā)展需要，經(jīng)過近一年的需求調(diào)研和分析，并進(jìn)行篩選和抽象，適時(shí)地啟動(dòng)了智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)工作。智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)可以代替人工測(cè)試執(zhí)行研發(fā)自測(cè)和驗(yàn)收測(cè)試。本項(xiàng)目的應(yīng)用和推廣，將能夠有效地解決測(cè)試效率低、測(cè)試項(xiàng)目難以全面覆蓋、占用人力資源多、研發(fā)質(zhì)量把控不嚴(yán)等一系列問題，且對(duì)行業(yè)發(fā)展和國(guó)網(wǎng)送樣中產(chǎn)品質(zhì)量的提升具有積極的推進(jìn)作用。在目前國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域自動(dòng)化測(cè)試需求日益突出的背景下，該項(xiàng)目的啟動(dòng)和應(yīng)用顯得尤為緊迫和必要。

1 系統(tǒng)分析

1.1 需求分析

目前，國(guó)內(nèi)在研究智能用電產(chǎn)品自動(dòng)化測(cè)試方面還處于起步階段，當(dāng)前市場(chǎng)上的測(cè)試平臺(tái)均不能滿足行業(yè)內(nèi)對(duì)測(cè)試的自動(dòng)化需求。智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)正是在這一背景下立項(xiàng)開發(fā)，相比國(guó)內(nèi)目前存在的自動(dòng)化或者半自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，我們認(rèn)為智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)該具備測(cè)試方案構(gòu)建自主性和配置靈活性更好，系統(tǒng)可擴(kuò)展性和可兼容性更強(qiáng)，測(cè)試方案的審核控制流程更嚴(yán)謹(jǐn)，數(shù)據(jù)管理和方案管理更為科學(xué)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。綜合以上特點(diǎn)開發(fā)的系統(tǒng)，在應(yīng)用過程中，不但可以不斷兼容智能用電新產(chǎn)品的通信協(xié)議進(jìn)行符合性測(cè)試，還可以根據(jù)測(cè)試工程師的測(cè)試意愿自主編輯測(cè)試方案，進(jìn)行產(chǎn)品的功能性測(cè)試。并保證測(cè)試方案在研發(fā)自測(cè)和中試驗(yàn)證階段的測(cè)試效果，該系統(tǒng)還可以不斷累計(jì)測(cè)試方案和測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，形成可追溯的數(shù)據(jù)管理體系，便于將來的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)借鑒和測(cè)試結(jié)果追溯，在實(shí)際應(yīng)用過程中更為方便實(shí)用。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖1所示，智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)基于VS2010開發(fā)平臺(tái)和SQLServer2005數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。該系統(tǒng)兼容瀏覽器模式，主要?jiǎng)澐譃閮刹糠?，分別為服務(wù)器端和客戶端，下面針對(duì)系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。

1.2.1 服務(wù)器端：服務(wù)器端主要用于數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理層主要包括Web發(fā)布、數(shù)據(jù)交互處理和數(shù)據(jù)庫(kù)接口類庫(kù)，主要業(yè)務(wù)包括管理測(cè)試因子、測(cè)試用例、測(cè)試方案、歷史數(shù)據(jù)。審核測(cè)試用例、測(cè)試方案，發(fā)布正式版客戶端和外掛軟件是該系統(tǒng)的主體組成部分，系統(tǒng)的所有功能操作都在數(shù)據(jù)處理層完成；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層以SQLServer2005數(shù)據(jù)庫(kù)為載體進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過程處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，為智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的使用提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，保存了大量的歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)數(shù)據(jù)具備可追溯性，是系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要條件。

1.2.2 客戶端：客戶端兼容瀏覽器模式，在終端用戶PC機(jī)上安裝客戶端瀏覽器，用于本地測(cè)試設(shè)備驅(qū)動(dòng)和服務(wù)器公共平臺(tái)測(cè)試方案腳本下載，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試方案的本地化執(zhí)行，提高測(cè)試可靠性和穩(wěn)定性?？蛻舳酥饕獦I(yè)務(wù)包括執(zhí)行測(cè)試、執(zhí)行審核，用戶通過客戶端將測(cè)試用例、測(cè)試方案從服務(wù)器下載到本地后，執(zhí)行測(cè)試，保證測(cè)試過程中通訊的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，并支持脫網(wǎng)

測(cè)試。

1.3 系統(tǒng)組成

如圖2所示，本系統(tǒng)軟件共需要七部分功能模塊，分別為檔案管理模塊、測(cè)試流程管理模塊、評(píng)審審核模塊、測(cè)試數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)管理、個(gè)人信息和顯示窗體，下面對(duì)這七部分功能需求做詳細(xì)描述：

1.3.1 檔案管理模塊：主要用于管理本系統(tǒng)兼容的被測(cè)產(chǎn)品和與本系統(tǒng)配套的測(cè)試設(shè)備的檔案的添加、修改與刪除。該部分主要分為電能表驅(qū)動(dòng)管理、采集終端驅(qū)動(dòng)管理、輔助設(shè)備驅(qū)動(dòng)管理、通訊口配置管理四部分。

1.3.2 測(cè)試流程管理模塊：該模塊為本系統(tǒng)的核心模塊之一。主要用于編輯測(cè)試因子、測(cè)試用例、測(cè)試方案以及執(zhí)行一鍵式自動(dòng)化測(cè)試和測(cè)試結(jié)果的查看及導(dǎo)出等。其中測(cè)試因子、測(cè)試用例、測(cè)試方案是支持一鍵式自動(dòng)化測(cè)試的三級(jí)要素，若干的測(cè)試因子經(jīng)過有序的排列組合形成測(cè)試用例，若干的測(cè)試用例集合在一起形成測(cè)試方案。測(cè)試方案是一鍵式自動(dòng)化測(cè)試的主要執(zhí)行對(duì)象。

1.3.3 評(píng)審審核：該功能模塊為本系統(tǒng)的統(tǒng)一審核接口，所有設(shè)計(jì)階段和測(cè)試階段的流程審核都在此功能模塊呈現(xiàn)并完成，該功能模塊權(quán)限只對(duì)行政主管和測(cè)試產(chǎn)品負(fù)責(zé)人開放，具有高級(jí)權(quán)限。主要包括測(cè)試因子入庫(kù)審核、測(cè)試用例入庫(kù)審核、測(cè)試方案審核、測(cè)試報(bào)告審核。

1.3.4 測(cè)試數(shù)據(jù)管理：主要用于存儲(chǔ)和管理測(cè)試方案及測(cè)試結(jié)果，從而累計(jì)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試成果，形成可追溯性的數(shù)據(jù)管理體系，便于后續(xù)測(cè)試方案的改進(jìn)、借鑒和測(cè)試結(jié)果的追溯。

1.3.5 系統(tǒng)管理：主要包括角色管理和用戶管理兩部分功能，為系統(tǒng)用戶提供權(quán)限分配，為系統(tǒng)常用的功能管理模塊，其中角色管理中包含頁(yè)面訪問權(quán)限管理和操作權(quán)限管理功能。用戶可根據(jù)實(shí)際需要關(guān)聯(lián)相關(guān)角色，一個(gè)角色可對(duì)應(yīng)多個(gè)用戶。

1.3.6 個(gè)人信息：主要反映當(dāng)前登錄用戶的個(gè)人信息，包括個(gè)人信息瀏覽、系統(tǒng)提醒和修改密碼三部分。

1.3.7 顯示窗口：主要向用戶呈現(xiàn)系統(tǒng)測(cè)試時(shí)的實(shí)時(shí)狀態(tài)和測(cè)試后的測(cè)試結(jié)果。它通過實(shí)時(shí)測(cè)試狀態(tài)監(jiān)控、報(bào)文顯示、結(jié)果判斷、分類存儲(chǔ)等手段，向用戶全方位多角度地展示了產(chǎn)品測(cè)試信息。

2 關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

2.1 測(cè)試方案的自主性

本系統(tǒng)不參與任何測(cè)試方案的決策，只負(fù)責(zé)執(zhí)行，測(cè)試方案的制定完全交由測(cè)試工程師完成，從而充分體現(xiàn)和尊重了“人”的測(cè)試方法和測(cè)試意愿，有效地做到了測(cè)試方案的靈活性。本系統(tǒng)首次提出了“測(cè)試因子”和“因子塊”的概念，測(cè)試因子是構(gòu)成測(cè)試方案的最小操作步驟，測(cè)試工程師可以根據(jù)自己的測(cè)試意愿隨意添加測(cè)試因子，并進(jìn)行一定邏輯關(guān)系的排列組合，從而形成測(cè)試用例，一個(gè)測(cè)試用例即為一種測(cè)試方法，這種靈活的編輯方法可以使測(cè)試工程師充分針對(duì)一個(gè)功能項(xiàng)編輯出多套測(cè)試用例，而多個(gè)不同的功能項(xiàng)下的多套測(cè)試用例集合在一起就形成了測(cè)試方案，從而對(duì)電能表的功能項(xiàng)進(jìn)行全方位多角度的測(cè)試，如圖3所示：

2.2 測(cè)試方案的開源性

該系統(tǒng)測(cè)試方案可以由多人同時(shí)構(gòu)建，從而使測(cè)試方案在構(gòu)建過程中不斷被完善和優(yōu)化。多人共同構(gòu)建測(cè)試方案，既可以集合不同的優(yōu)秀測(cè)試思想和測(cè)試方法，又可以提高構(gòu)建方案的工作效率，最后由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人統(tǒng)一整合并提交審核，從而不斷地累計(jì)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試方法。在實(shí)際應(yīng)用過程中，編輯測(cè)試用例、測(cè)試方案后上傳至服務(wù)器，提交審核，發(fā)布至正式庫(kù)公共平臺(tái)，未提交審核或者審核不通過時(shí)，系統(tǒng)為測(cè)試用例和測(cè)試方案提供完全公開、項(xiàng)目組公開和隱私三級(jí)公開權(quán)限，公開的測(cè)試用例和方案，多個(gè)用戶可以共同參與修改優(yōu)化，不公開的測(cè)試用例和方案只能自己看到，自己調(diào)試或者測(cè)試，但測(cè)試結(jié)果不列入正式測(cè)試報(bào)告。

2.3 測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性判斷

系統(tǒng)對(duì)每一個(gè)功能子項(xiàng)的測(cè)試數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)裝置或者基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行誤差校正，以求達(dá)到測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了盡可能地保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，首先通過通訊可靠性手段保證召測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，然后通過準(zhǔn)確的解析算法保證解析數(shù)據(jù)的正確性，最后將解析后的數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)設(shè)備（如標(biāo)準(zhǔn)表、脈沖計(jì)量工裝等）進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷并得出合理結(jié)論。

針對(duì)由多個(gè)測(cè)試子項(xiàng)組成功能測(cè)試項(xiàng)目，應(yīng)先對(duì)各個(gè)子項(xiàng)進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，各個(gè)子項(xiàng)比對(duì)結(jié)論全部合格后才視為整個(gè)測(cè)試項(xiàng)目合格，否則該測(cè)試項(xiàng)目為不合格?？傊捎诮Y(jié)論的判斷受多方面影響，系統(tǒng)在做好數(shù)據(jù)可靠性傳輸?shù)耐瑫r(shí)，通過多種比對(duì)算法保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)

確性。

2.4 通訊可靠性

智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中需要不斷處理多種不同類型的設(shè)備數(shù)據(jù)，如何保證這些設(shè)備與智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)之間的通訊穩(wěn)定可靠，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。經(jīng)過認(rèn)真的分析研究，我們決定采用以下方式：

2.4.1 客戶端模式執(zhí)行測(cè)試：本系統(tǒng)采用客戶端模式執(zhí)行測(cè)試，即通過客戶端從服務(wù)器公共庫(kù)平臺(tái)下載測(cè)試方案并執(zhí)行，支持脫機(jī)測(cè)試，從而有效地解決了因網(wǎng)絡(luò)因素導(dǎo)致的測(cè)試不穩(wěn)定或者斷網(wǎng)導(dǎo)致無法測(cè)試的情況。

2.4.2 數(shù)據(jù)重發(fā)機(jī)制：智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)在與設(shè)備通訊過程中，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，增加重發(fā)機(jī)制來提高抗干擾能力。如果存在在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)交互失敗的情況，程序就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入數(shù)據(jù)重發(fā)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)重發(fā)，如果3次數(shù)據(jù)重發(fā)仍然失敗，則視為本次通訊失敗，系統(tǒng)將把失敗記錄存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，并繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)測(cè)試用例的測(cè)試。

2.4.3 增加通信校驗(yàn)：通信報(bào)文組幀過程中，在規(guī)約基本校驗(yàn)基礎(chǔ)上又增加了CRC校驗(yàn)?zāi)Ｊ?，進(jìn)一步增加通信過程中的傳輸可靠性。

3 應(yīng)用數(shù)據(jù)分析

使用智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試出的單相費(fèi)控智能電能表的測(cè)試報(bào)告，如表1所示：

4 結(jié)語(yǔ)

伴隨著智能用電行業(yè)的快速發(fā)展和智能用電產(chǎn)品的快速更新，智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)在對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量把控和提高測(cè)試效率方面必將發(fā)揮自己的獨(dú)特作用。由于市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的交付周期不斷加快和對(duì)產(chǎn)品成本的不斷壓縮，這樣一款可以快速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)于縮短整個(gè)項(xiàng)目周期、節(jié)省測(cè)試成本有著直接的效應(yīng)，這也就決定了它必將是測(cè)試市場(chǎng)和業(yè)界所需要的。

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作者簡(jiǎn)介：金家紅（1967-），浙江紹興人，國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司高級(jí)工程師，研究方向：客戶服務(wù)管理和智能用電管理；李志鵬（1985-），河南長(zhǎng)葛人，河南許繼儀表有限公司工程師，研究方向：系統(tǒng)軟件、通訊及測(cè)試技術(shù)；楊碧峰（1977-），浙江紹興人，國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司高級(jí)工程師，研究方向：客戶服務(wù)管理和智能用電管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）