便攜式電力通信網(wǎng)絡(luò)測試工具研究

吳仲超++李莉莉++程青山

摘 要：針對電力系統(tǒng)二次設(shè)備日常運行安全的實際問題，電力系統(tǒng)二次設(shè)備運維系統(tǒng)的興起可以有效地解決有關(guān)問題，便攜式測試工具是熱點研究方向。本文提出的便攜式電力通信網(wǎng)絡(luò)測試工具，具有攜帶輕便、續(xù)航能力長、操作簡單等特點，可廣泛地應(yīng)用于電力自動化及其他工業(yè)自動化系統(tǒng)的通信診斷及測試，快速診斷定位及排除電力自動化設(shè)備的故障，提高工作效率，減輕檢修人員的工作強度。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 二次設(shè)備 運維 便攜式

中圖分類號：TN915.853 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0125-02

伴隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛躍發(fā)展，我國的電力系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)備也逐漸朝著智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，網(wǎng)絡(luò)邊界也無限拓寬，終端設(shè)備及通信設(shè)備的數(shù)量及種類不斷增加，無疑降低了自動化班組對網(wǎng)絡(luò)通道安全和設(shè)備調(diào)試過程中存在的安全隱患的防護能力。電力二次設(shè)備作為實現(xiàn)電力二次系統(tǒng)服務(wù)能力的重要基礎(chǔ)，其安裝調(diào)試環(huán)節(jié)對整個電力系統(tǒng)具有關(guān)鍵性的作用和影響[1]。

因此本項目利用Linux平臺的安全性，開發(fā)一款便攜式電力通信網(wǎng)絡(luò)測試工具，實現(xiàn)終端設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通道調(diào)試的專屬性，大大提高自動化班組對網(wǎng)絡(luò)安全調(diào)試的防護及管控能力。同時該工具還能方便檢修人員及設(shè)備調(diào)試施工人員，實現(xiàn)對現(xiàn)場各種終端設(shè)備的檢測，快速地輸出網(wǎng)絡(luò)通信及通道狀態(tài)報告。所有檢測的過程可以形成日志文件便于實現(xiàn)過程的追溯。

便攜式電力通信網(wǎng)絡(luò)測試工具可廣泛用于整個電力系統(tǒng)二次設(shè)備的通道檢修及測試，不僅提高作業(yè)效率，更重要的是為我們二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試提供一個安全專屬的調(diào)試工具，規(guī)范網(wǎng)絡(luò)通道調(diào)試和測試，使所有涉及網(wǎng)絡(luò)通道測試和調(diào)試都處于安全可控的范圍。

1 便攜式電力通信網(wǎng)絡(luò)測試工具介紹

觸摸屏具有方便靈活、節(jié)省空間、直觀等特點，是目前各種終端產(chǎn)品生廠商青睞的嵌入式系統(tǒng)輸入設(shè)備。有著源代碼公開、便于裁減的優(yōu)點的Linux操作系統(tǒng)，是目前嵌入式系統(tǒng)的一大熱門選擇[2]。

基于Linux平臺便攜式電力通信網(wǎng)絡(luò)測試工具的設(shè)計，是基于手持式終端并以觸摸方式圖形化操作的一款通信設(shè)備通道診斷專用工具，該設(shè)備具有攜帶輕便、續(xù)航能力長、操作簡單等特點，可廣泛地應(yīng)用于電力自動化及其他工業(yè)自動化系統(tǒng)的通信診斷及測試，快速診斷定位及排除電力自動化設(shè)備的故障，提高工作效率，減輕檢修人員的工作強度。

該工具是一款完全觸屏操作的可移動便攜式設(shè)備，開機啟動后將直接進入通信診斷可視化圖形化操作界面。用戶根據(jù)待診斷設(shè)備選擇相應(yīng)的模塊操作，便可自動完成所選擇測試項目。該工具集成多種通信接口及規(guī)約測試應(yīng)用，對不同種類的終端設(shè)備只需攜帶一臺工具并完成所有的通信狀態(tài)檢測。目前國內(nèi)外尚未有廠家生產(chǎn)該類集成測試設(shè)備，具有如下特點。

（1）硬件采用一體化設(shè)計，觸摸屏交互，防水防塵防摔。

（2）采用高速處理器，精度高、速度快。

（3）多種通信接口，無需要再攜帶其他通信設(shè)備。

（4）集成多種通信協(xié)議，針對不同的終端設(shè)備，無需安裝其他規(guī)約測試軟件。

（5）用戶可使用開放接口對診斷模塊及規(guī)約進行再開發(fā)。

（6）基于LINUX的測試軟件圖形，用戶界面友好。

（7）體積小、重量輕、便于攜帶，續(xù)航力能強。

2 功能設(shè)計

2.1 人機操作界面

用戶通過觸摸圖形化的界面按鈕，方便快速選擇相應(yīng)的通信測試項目，測試項目選擇確定后工具將會自動完成相關(guān)通信通道診斷測試。診斷流程采用向?qū)Х绞?，引?dǎo)用戶快速完成通信設(shè)備的診斷，業(yè)務(wù)流程操作精簡，界面設(shè)計有防誤輸入處理，完成診斷流程并反饋設(shè)備通信狀態(tài)及相關(guān)診斷信息。

2.2 支持接入多種通信設(shè)備

該工具具備目前現(xiàn)場應(yīng)用中多種智能設(shè)備的通信測試診斷功能，包括RJ-45、無線通信等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、串口設(shè)備（RS232、RS485）、光纖通信設(shè)備等通道診斷分析能力。并可通過USB接口，還可方便擴展其他不同設(shè)備的通信測試功能。

2.3 支持接入支持多種通信協(xié)議設(shè)備

支持常用的TCP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議、NetBEUI協(xié)議等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，同時也支持IEC101、IEC104等目前最常用的電力通信協(xié)議測試，并可根據(jù)現(xiàn)場實際需要方便快速擴展其他通信規(guī)約。用戶可指定通道的通信規(guī)約進行診斷，也可選擇自適應(yīng)模式，測試工具將通過監(jiān)聽其通信報文，分析其通信規(guī)約進行診斷。

2.4 完善的功能擴展接口

軟件界面采用框架組件方式結(jié)構(gòu)，通用組件模塊的加載，測試工具可實現(xiàn)功能靈活定制及擴展，包括通道支持、通信協(xié)議支持等功能。

2.5 完整的診斷報告輸出

調(diào)試工具記錄所有的通信診斷信息，直觀地展現(xiàn)通道狀態(tài)，診斷異常的通道設(shè)備將提供詳細的測試診斷報告。

3 應(yīng)用

便攜式電力通信網(wǎng)絡(luò)測試工具，是針對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備調(diào)試專門開發(fā)的一款設(shè)備調(diào)試終端工具，其安全性高、專用性強，杜絕了平時將筆記本電腦用作調(diào)試工具，上網(wǎng)辦公或娛樂一體的習(xí)慣可能。其主要應(yīng)用功能如下。

（1）IP地址動態(tài)綁定功能。

本功能為IP地址動態(tài)綁定，可以在于LINUX系統(tǒng)上綁定多個IP地址，可以隨時增加和刪除。

（2）路由信息查詢和配置功能。

此功能可以在路由配置欄里對路由進行增加和刪除。

（3）MAC地址信息查詢和修改功能。

MAC地址信息查詢和修改，可以實現(xiàn)MAC地址掃描、IP地址掃描功能；MAC廠家信息對照表，可以根據(jù)mac地址的前6位查詢到對應(yīng)的廠家，也可以根據(jù)廠家的名字查詢到對應(yīng)的mac地址。

（4）網(wǎng)絡(luò)報文統(tǒng)計功能。

網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)包進行詳細統(tǒng)計，包含不同的錯包統(tǒng)計。

（5）本機端口列表、遠程端口掃描功能、端口映射功能。

便攜式電力通信網(wǎng)絡(luò)測試工具提供本地端口掃描和遠端端口掃描。本地端口掃描的結(jié)果除了能看出回話的五元組外，如果是主動開發(fā)端口，還能看出是什么程序打開的。

遠端端口掃描：可以指定遠端主機的起始IP、終止IP，起始掃描的端口號、終止端口號以及代發(fā)掃描信息的網(wǎng)卡IP，掃描的結(jié)果在右下方展示。

（6）本機IP報文捕獲和發(fā)送功能。

抓包解析功能，專家分析系統(tǒng)平臺能對網(wǎng)絡(luò)上的流量進行一些分析，對于分析的結(jié)果可以查看在線幫助獲得。并且能查看各個連接設(shè)備的狀態(tài)，這樣可以方便地了解網(wǎng)絡(luò)中高層協(xié)議出現(xiàn)故障的可能節(jié)點。對于某項統(tǒng)計分析可以通過用鼠標雙擊此條記錄來查看詳細統(tǒng)計信息，且對于每一項都可以通過查看幫助來了解。

（7）終端控制功能（支持telnet、dos、ssh、sftp、ftp、com等協(xié)議）。

（8）TCL腳本支持。

（9）多種服務(wù)功能（tcp/udp/ping/telnet/ftp/tftp/web/team/syslog/smtp）。

4 結(jié)語

本文描述的便攜式電力通信網(wǎng)絡(luò)測試工具，是一款現(xiàn)場智能通信診斷及信息管理一體化工具，將實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及終端設(shè)備通信狀態(tài)的診斷標準化、智能化。調(diào)試安全專用工具有效地定位及排除通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信故障，流程簡便，安全高效且專用，故障報告及時輸出，提高整體工作效率。采用便攜式終端不僅方便工作人員攜帶，而且友好的操作界面，降低對現(xiàn)場工作人員的技術(shù)要求，具有很大的推廣價值。

參考文獻

[1] 眭玲，慈昂.電氣二次設(shè)備安裝過程控制分析[J].赤峰學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2013（13）：128-129.

[2] 韓吟吟，章堅武，林水明.基于嵌入式Linux系統(tǒng)的觸摸屏驅(qū)動的開發(fā)[J].世界電子元器件，2003（10）：36-37.endprint