智能用電采集自動化測試系統設計與開發

金家紅+李志鵬+楊碧峰

摘要：智能用電采集自動化測試系統研究智能用電采集端如何實現自動化測試，如何通過平臺化的設計對不同的被測產品進行測試。測試工程師可根據個人測試想法在系統中通過測試因子、測試用例、測試方案三級結構的有序搭建，構建起一套完整的測試方案，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品的自動化測試。

關鍵詞：測試因子；測試用例；測試方案；智能電能表；智能用電采集終端 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP273 文章編號：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的測試現狀來看，多數測試工作具有重復性操作多、數據量大、消耗時間長等特點，且具有測試準確度低、測試項目難以全面覆蓋、人工測試強度大等弊端，在測試員有限和測試技術缺乏的情況下，這些工作使得測試部門每天都在滿負荷運轉來消化測試任務，且成效不大。在國網公司統一招標的背景下，隨著企業訂貨量和業務范圍的不斷擴大，測試資源緊缺與測試工作量不斷增加之間的矛盾顯得尤為突出。針對上述情況，我公司結合市場需求和自身發展需要，經過近一年的需求調研和分析，并進行篩選和抽象，適時地啟動了智能用電采集自動化測試系統的開發工作。智能用電采集自動化測試系統可以代替人工測試執行研發自測和驗收測試。本項目的應用和推廣，將能夠有效地解決測試效率低、測試項目難以全面覆蓋、占用人力資源多、研發質量把控不嚴等一系列問題，且對行業發展和國網送樣中產品質量的提升具有積極的推進作用。在目前國內該領域自動化測試需求日益突出的背景下，該項目的啟動和應用顯得尤為緊迫和必要。

1 系統分析

1.1 需求分析

目前，國內在研究智能用電產品自動化測試方面還處于起步階段，當前市場上的測試平臺均不能滿足行業內對測試的自動化需求。智能用電采集自動化測試系統正是在這一背景下立項開發，相比國內目前存在的自動化或者半自動化測試系統，我們認為智能用電采集自動化測試系統應該具備測試方案構建自主性和配置靈活性更好，系統可擴展性和可兼容性更強，測試方案的審核控制流程更嚴謹，數據管理和方案管理更為科學等技術優勢。綜合以上特點開發的系統，在應用過程中，不但可以不斷兼容智能用電新產品的通信協議進行符合性測試，還可以根據測試工程師的測試意愿自主編輯測試方案，進行產品的功能性測試。并保證測試方案在研發自測和中試驗證階段的測試效果，該系統還可以不斷累計測試方案和測試經驗，形成可追溯的數據管理體系，便于將來的測試經驗借鑒和測試結果追溯，在實際應用過程中更為方便實用。

1.2 系統架構設計

如圖1所示，智能用電采集自動化測試系統基于VS2010開發平臺和SQLServer2005數據庫進行設計開發。該系統兼容瀏覽器模式，主要劃分為兩部分，分別為服務器端和客戶端，下面針對系統的邏輯架構進行簡要說明。

1.2.1 服務器端：服務器端主要用于數據處理和數據存儲，數據處理層主要包括Web發布、數據交互處理和數據庫接口類庫，主要業務包括管理測試因子、測試用例、測試方案、歷史數據。審核測試用例、測試方案，發布正式版客戶端和外掛軟件是該系統的主體組成部分，系統的所有功能操作都在數據處理層完成；數據存儲層以SQLServer2005數據庫為載體進行數據存儲過程處理和數據存儲，為智能用電采集自動化測試系統的使用提供強有力的數據支撐，保存了大量的歷史數據和經驗數據，使系統數據具備可追溯性，是系統正常運行的必要條件。

1.2.2 客戶端：客戶端兼容瀏覽器模式，在終端用戶PC機上安裝客戶端瀏覽器，用于本地測試設備驅動和服務器公共平臺測試方案腳本下載，從而實現測試方案的本地化執行，提高測試可靠性和穩定性?？蛻舳酥饕獦I務包括執行測試、執行審核，用戶通過客戶端將測試用例、測試方案從服務器下載到本地后，執行測試，保證測試過程中通訊的安全性、可靠性和穩定性，并支持脫網

測試。

1.3 系統組成

如圖2所示，本系統軟件共需要七部分功能模塊，分別為檔案管理模塊、測試流程管理模塊、評審審核模塊、測試數據管理、系統管理、個人信息和顯示窗體，下面對這七部分功能需求做詳細描述：

1.3.1 檔案管理模塊：主要用于管理本系統兼容的被測產品和與本系統配套的測試設備的檔案的添加、修改與刪除。該部分主要分為電能表驅動管理、采集終端驅動管理、輔助設備驅動管理、通訊口配置管理四部分。

1.3.2 測試流程管理模塊：該模塊為本系統的核心模塊之一。主要用于編輯測試因子、測試用例、測試方案以及執行一鍵式自動化測試和測試結果的查看及導出等。其中測試因子、測試用例、測試方案是支持一鍵式自動化測試的三級要素，若干的測試因子經過有序的排列組合形成測試用例，若干的測試用例集合在一起形成測試方案。測試方案是一鍵式自動化測試的主要執行對象。

1.3.3 評審審核：該功能模塊為本系統的統一審核接口，所有設計階段和測試階段的流程審核都在此功能模塊呈現并完成，該功能模塊權限只對行政主管和測試產品負責人開放，具有高級權限。主要包括測試因子入庫審核、測試用例入庫審核、測試方案審核、測試報告審核。

1.3.4 測試數據管理：主要用于存儲和管理測試方案及測試結果，從而累計測試經驗和測試成果，形成可追溯性的數據管理體系，便于后續測試方案的改進、借鑒和測試結果的追溯。

1.3.5 系統管理：主要包括角色管理和用戶管理兩部分功能，為系統用戶提供權限分配，為系統常用的功能管理模塊，其中角色管理中包含頁面訪問權限管理和操作權限管理功能。用戶可根據實際需要關聯相關角色，一個角色可對應多個用戶。

1.3.6 個人信息：主要反映當前登錄用戶的個人信息，包括個人信息瀏覽、系統提醒和修改密碼三部分。

1.3.7 顯示窗口：主要向用戶呈現系統測試時的實時狀態和測試后的測試結果。它通過實時測試狀態監控、報文顯示、結果判斷、分類存儲等手段，向用戶全方位多角度地展示了產品測試信息。

2 關鍵技術及實現

2.1 測試方案的自主性

本系統不參與任何測試方案的決策，只負責執行，測試方案的制定完全交由測試工程師完成，從而充分體現和尊重了“人”的測試方法和測試意愿，有效地做到了測試方案的靈活性。本系統首次提出了“測試因子”和“因子塊”的概念，測試因子是構成測試方案的最小操作步驟，測試工程師可以根據自己的測試意愿隨意添加測試因子，并進行一定邏輯關系的排列組合，從而形成測試用例，一個測試用例即為一種測試方法，這種靈活的編輯方法可以使測試工程師充分針對一個功能項編輯出多套測試用例，而多個不同的功能項下的多套測試用例集合在一起就形成了測試方案，從而對電能表的功能項進行全方位多角度的測試，如圖3所示：

2.2 測試方案的開源性

該系統測試方案可以由多人同時構建，從而使測試方案在構建過程中不斷被完善和優化。多人共同構建測試方案，既可以集合不同的優秀測試思想和測試方法，又可以提高構建方案的工作效率，最后由項目負責人統一整合并提交審核，從而不斷地累計測試經驗和測試方法。在實際應用過程中，編輯測試用例、測試方案后上傳至服務器，提交審核，發布至正式庫公共平臺，未提交審核或者審核不通過時，系統為測試用例和測試方案提供完全公開、項目組公開和隱私三級公開權限，公開的測試用例和方案，多個用戶可以共同參與修改優化，不公開的測試用例和方案只能自己看到，自己調試或者測試，但測試結果不列入正式測試報告。

2.3 測試數據準確性判斷

系統對每一個功能子項的測試數據與基準裝置或者基準數據進行實時比對，并結合實際情況進行誤差校正，以求達到測試結果的準確性。為了盡可能地保證數據的準確性，首先通過通訊可靠性手段保證召測數據的可靠性和準確性，然后通過準確的解析算法保證解析數據的正確性，最后將解析后的數據與基準設備（如標準表、脈沖計量工裝等）進行比對，進而對測試數據進行判斷并得出合理結論。

針對由多個測試子項組成功能測試項目，應先對各個子項進行數據比對，各個子項比對結論全部合格后才視為整個測試項目合格，否則該測試項目為不合格?？傊捎诮Y論的判斷受多方面影響，系統在做好數據可靠性傳輸的同時，通過多種比對算法保證測試結果的準

確性。

2.4 通訊可靠性

智能用電采集自動化測試系統在實際運行過程中需要不斷處理多種不同類型的設備數據，如何保證這些設備與智能用電采集自動化測試系統之間的通訊穩定可靠，是系統設計的關鍵。經過認真的分析研究，我們決定采用以下方式：

2.4.1 客戶端模式執行測試：本系統采用客戶端模式執行測試，即通過客戶端從服務器公共庫平臺下載測試方案并執行，支持脫機測試，從而有效地解決了因網絡因素導致的測試不穩定或者斷網導致無法測試的情況。

2.4.2 數據重發機制：智能用電采集自動化測試系統在與設備通訊過程中，為了保證數據傳輸的準確性，增加重發機制來提高抗干擾能力。如果存在在規定的時間內數據交互失敗的情況，程序就會自動進入數據重發流程進行數據重發，如果3次數據重發仍然失敗，則視為本次通訊失敗，系統將把失敗記錄存入數據庫中，并繼續進行下一個測試用例的測試。

2.4.3 增加通信校驗：通信報文組幀過程中，在規約基本校驗基礎上又增加了CRC校驗模式，進一步增加通信過程中的傳輸可靠性。

3 應用數據分析

使用智能用電采集自動化測試系統測試出的單相費控智能電能表的測試報告，如表1所示：

4 結語

伴隨著智能用電行業的快速發展和智能用電產品的快速更新，智能用電采集自動化測試系統在對產品質量把控和提高測試效率方面必將發揮自己的獨特作用。由于市場對產品的交付周期不斷加快和對產品成本的不斷壓縮，這樣一款可以快速實現自動化測試的測試系統對于縮短整個項目周期、節省測試成本有著直接的效應，這也就決定了它必將是測試市場和業界所需要的。

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作者簡介：金家紅（1967-），浙江紹興人，國網浙江省電力公司紹興供電公司高級工程師，研究方向：客戶服務管理和智能用電管理；李志鵬（1985-），河南長葛人，河南許繼儀表有限公司工程師，研究方向：系統軟件、通訊及測試技術；楊碧峰（1977-），浙江紹興人，國網浙江省電力公司紹興供電公司高級工程師，研究方向：客戶服務管理和智能用電管理。

（責任編輯：黃銀芳）