CN108809747B - 一种系统平台的模拟数据测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种系统平台的模拟数据测试系统及其测试方法，系统包括数据采集组件、系统平台以及客户端，还包括物联网网关，所述物联网网关内设置有数据采集应用，所述数据采集组件借助所述数据采集应用与所述系统平台数据连接，所述客户端与所述系统平台数据连接，所述物联网网关内设置有模拟数据生成器，所述模拟数据生成器借助模拟数据通道与所述数据采集应用数据连接，所述客户端内设置有模拟数据生成应用及数据验证应用，所述模拟数据生成应用及数据验证应用均借助所述系统平台与所述数据采集应用数据连接。本发明构架简单明晰，仅需要添加少量技术部件即可，无需依赖虚拟设备来实现技术方案，所需资源少，实现成本低。

Description

一种系统平台的模拟数据测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种测试系统及其测试方法，具体涉及一种系统平台的模拟数据测试系统及其测试方法，属于计算机自动化领域。

背景技术

随着我国工业化、信息化水平的不断提高，越来越多的工业生产企业选择借助现代化的技术手段来实现对工业生产的监控，因此，近年来，物联网及工业互联网这些概念被越来越多的提及并实际应用于工业生产中。

具体而言，在物联网系统、物联网平台或工业互联网平台中，数据的采集、传输和处理是系统中最核心，最关键的功能，也是系统中最重要的组成部分。其中，数据采集一般需要借助各种传感器或PLC等硬件设备完成。在现有技术中，适用于通用设备的物联网系统、物联网平台或工业互联网平台一般都通过客户端远程设置的方式添加和管理设备，甚至在对设备数据的读取和解析时也会借助远程设置的方式来完成，这样可以保证系统最大的灵活性和扩展性。但随之而来的问题就是如果在参数设置环节出现偏差和错误，造成参数设置的不正确，那么下发到设备后，设备所采集的数据同样也会错误，从而引起误报警或漏报警，甚至产生更严重的后果。

也正因如此，在整个系统实际运行之前，需要进行完整、有序地测试。但在系统的开发阶段，有时会出现部分硬件设备并没有调试完毕，或者因为环境和条件的种种限制而导致系统无法正确的采集数据，在这类情况下，想要完整准确地测试整个系统就很困难。另外，在将设备添加进系统中时也需要对设备的数据采集进行参数设置，由于设备的种类很多，个别设备的参数数目也很多，因此参数设置完成后用户也很难对其所设置的数据的正确性进行验证。

为解决上述问题，结合目前电脑硬件能力水平、虚拟化技术的不断提高，部分工业技术企业在物联网系统、物联网平台或工业互联网平台中也逐步引入了虚拟设备的概念，现有的这些这类解决方案主要是从设备管理方面出发，对设备进行了抽象，然后再把虚拟设备与真实设备进行绑定或关联。

尽管上述技术方案为解决问题提供了一个大致思路，但在实际的应用过程中，仍然存在着很显著的问题。即不管是VMWare还是VirtualBox的虚拟电脑，还是Android和iPhone的模拟器，都是指令级别的底层模拟技术，其模拟对象也是电脑，手机等通用设备，运行平台也是标准的桌面电脑或Linux服务器等，无法适用于传感器这样的专用嵌入式设备。另外物联网或工业互联网采集设备本身的功能并不复杂，但不同设备使用的处理器，底层操作系统等都很可能不一致，因此很难用一种虚拟技术对它们进行模拟。

而且一般而言，物联网系统、物联网平台或工业互联网平台中的虚拟设备概念并不是完整的设备模拟，无法像真实设备一样独立运行，更无法像真实设备那样产生各种数据。

综上所述，如何设计出一种系统平台的模拟数据测试系统及其测试方法，就成为了本领域内的技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种系统平台的模拟数据测试系统及其测试方法。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种系统平台的模拟数据测试系统，包括数据采集组件、系统平台以及客户端，还包括物联网网关，所述物联网网关内设置有数据采集应用，所述数据采集组件借助所述数据采集应用与所述系统平台数据连接，所述客户端与所述系统平台数据连接，所述物联网网关内设置有模拟数据生成器，所述模拟数据生成器借助模拟数据通道与所述数据采集应用数据连接，所述客户端内设置有模拟数据生成应用及数据验证应用，所述模拟数据生成应用及数据验证应用均借助所述系统平台与所述数据采集应用数据连接。

优选地，所述数据采集组件固定安装于各台工业生产设备上，所述数据采集组件包括传感器或PLC中的任一一种或两种的组合。

优选地，所述系统平台包括物联网系统、物联网平台、工业互联网系统及工业互联网平台。

优选地，所述客户端为通过浏览器访问的Web客户端，或基于Android或IOS的手机客户端软件。

一种系统平台的模拟数据测试方法，包括如下步骤：

S1、系统连接及准备步骤，将系统内各部分相互连接，在系统中配置相关设备，并对系统运行中的各项参数进行配置及下发；

S2、模拟数据生成及采集步骤，启动物联网网关内的模拟数据生成器生成模拟数据，所述物联网网关对数据进行分析处理后上传，系统平台再次对数据进行处理后返回结果至客户端；

S3、模拟数据验证步骤，客户端将返回后的数据与模拟数据进行比较，

若返回数据与模拟数据一致，则认为数据采集组件所采集的参数正确，且从物联网网关到系统平台的所有数据处理结果正确，可接入真实的采集设备，

若返回数据与模拟数据不一致，则认为数据采集组件所采集的参数可能存在偏差，或从物联网网关到系统平台的所有数据处理结果错误，需要进行人工复检。

优选地，在所述S1系统连接及准备步骤中，具体包括如下步骤：

S11、物联网网关通过以太网、WI-FI或4G网络接入互联网，然后通过通讯协议连入到系统平台；

S12、设备管理员通过客户端添加新的监控设备，输入设备的各种信息；系统平台收到添加设备的请求后，在数据库里添加设备信息；

S13、系统平台把设备信息发送到物联网网关；物联网网关保存设备信息；

S14、用户在客户端配置采集参数，系统平台保存数据采集参数；

S15、系统平台下发数据采集参数到物联网网关，物联网网关保存数据采集参数；

S16、客户端配置模拟数据，系统平台下发模拟数据。

优选地，在所述S2模拟数据生成及采集步骤中，具体包括如下步骤：

S21、物联网网关启动模拟生成器，模拟数据生成器生成模拟数据，模拟数据生成器把数据发送到采集应用的模拟数据通道；

S22、物联网网关对数据进行必要的分析和处理，物联网网关上传分析和处理以后的数据；

S23、系统平台对数据进行二次处理；

S24、客户端请求下发模拟数据设备的数据，系统平台返回数据。

优选地，在S1系统连接及准备步骤中，在系统中配置相关设备时，设备配置协议为http或TCP或mqtt 。

优选地，在进行数据交互及数据传输时，数据传输协议为http或TCP或mqtt 。

与现有技术上相比，本发明的突出效果如下：

本发明构架简单明晰，仅需要在物联网网关上增加一个模拟数据生成器、并为采集应用增加一个模拟数据读取通道即可，无需依赖虚拟机或其他复杂的虚拟设备来实现技术方案，在同等技术效果的前提下，本发明所需的资源最少，实现成本低；

而且，本发明的数据模拟过程真实可靠，除数据和采集通道是虚拟的之外，其他所有数据分析和处理过程与真实设备完全一样，模拟测试结果更为可靠；

同时，本发明能够充分适应软件和参数设置的变化，由于模拟数据生成器、数据采集应用、数据分析和处理应用等读取的是同一个配置文件，数据采集、数据分析和处理的应用也是相同的，因此不管是配置参数变化或者这些应用软件本身进行了修改，利用模拟数据都可以正确的模拟采集过程，无需对其他东西进行任何修改；

此外，在本发明的可验证性强，操作者可以通过客户端对模拟数据进行灵活地设置，并在下发数据后请求数据，比较返回的数据是不是与预期一致，从而验证系统的数据处理流程或配置参数是否正确。

综上所述，本发明使用效果优异，技术实现成本低廉，具有很高的使用及推广价值。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本发明的拓扑关系图；

图2是本发明的序列图。

具体实施方式

如图1所示，本发明揭示了一种系统平台的模拟数据测试系统及其测试方法。

一种系统平台的模拟数据测试系统，包括数据采集组件、系统平台、客户端以及物联网网关。所述物联网网关内设置有数据采集应用，所述数据采集组件借助所述数据采集应用与所述系统平台数据连接，所述客户端与所述系统平台数据连接，所述物联网网关内设置有模拟数据生成器，所述模拟数据生成器借助模拟数据通道与所述数据采集应用数据连接，所述客户端内设置有模拟数据生成应用及数据验证应用，所述模拟数据生成应用及数据验证应用均借助所述系统平台与所述数据采集应用数据连接。

所述数据采集组件固定安装于各台工业生产设备上，对设备运行状态数据、生产数据、人体健康数据、生活家居数据进行采集，通过有线或无线连接发送到物联网网关。在本实施例中，所述数据采集组件包括传感器或PLC中的任一一种或两种的组合。

所述系统平台是基于公有云、私有云或者混合云运行的物联网设备或工业互联网设备管理、数据处理、数学呈现、数据分析或大数据分析的互联网云平台，主要特征是通过传感器或PLC等物理设备采集各种数据，再通过物联网网关把数据上传到云平台进行处理。在本实施例中，所述系统平台包括物联网系统、物联网平台、工业互联网系统及工业互联网平台。

所述物联网网关可连接传感器和PLC等采集设备进行数据采集，再对数据进行一定处理后通过协议上传到云平台的嵌入式装置，网关采集读取数据和数据处理的方法是客户端通过配置后保存再云平台然后再从云平台下发下来的，在本发明的网关数据采集应用中，除了正常的物理数据采集通道外，还有一个模拟数据采集通道用于从模拟数据生成器读取数据，模拟数据与真实数据除了采集通道不同外，其他所有的数据分析和处理方法完全相同。

所述模拟数据生成器能够读取网关的设备参数配置和用户设置的模拟数据生成原则或数值，然后根据参数和模拟数据设置生成模拟数据，然后再把数据发送到采集应用的模拟采集通道。

所述客户端可通过HTTP协议查看设备的信息，对设备进行管理和参数配置，并用图表方式呈现设备的实时状态和历史状态。在本实施例中，所述客户端为通过浏览器访问的Web客户端，或基于Android或IOS的手机客户端软件。

本发明利用在网关上对物联网或工业互联网设备进行参数设置并把参数保存在网关上，然后利用一个模拟数据生成器，该模拟数据生成器根据参数设置和用户事先设置的参数生成方法生成设备模拟数据，然后设备数据采集应用读取这些数据，再对数据进行处理后发送到系统后台，用户随后可以通过前端应用读取数据并与事先设置的数据进行比较，从而验证设备的参数设置是否正确。

本发明中除了网关上的模拟数据生成器、前端的模拟数据生成应用和数据验证应用是新增功能并独立运行外，其他所有数据处理相关的所有服务和模块都与真实设备完全一致，对后台系统或在前端图表呈现服务来说，甚至不知道这些数据是模拟的，这样可以就可以通过模拟数据对设备的参数设置、设备和整个系统的数据处理流程进行测试和验证，大大的提高设备设置效率和稳定性。

如图2所示，本发明还揭示了一种系统平台的模拟数据测试方法，包括如下步骤：

S1、系统连接及准备步骤，将系统内各部分相互连接，在系统中配置相关设备，并对系统运行中的各项参数进行配置及下发；

S2、模拟数据生成及采集步骤，启动物联网网关内的模拟数据生成器生成模拟数据，所述物联网网关对数据进行分析处理后上传，系统平台再次对数据进行处理后返回结果至客户端；

S3、模拟数据验证步骤，客户端将返回后的数据与模拟数据进行比较，

若返回数据与模拟数据一致，则认为数据采集组件所采集的参数正确，且从物联网网关到系统平台的所有数据处理结果正确，可接入真实的采集设备，

若返回数据与模拟数据不一致，则认为数据采集组件所采集的参数可能存在偏差，或从物联网网关到系统平台的所有数据处理结果错误，需要进行人工复检。

在所述S1系统连接及准备步骤中，具体包括如下步骤：

S11、物联网网关通过以太网、WI-FI或4G网络接入互联网，然后通过通讯协议连入到系统平台；

S12、设备管理员通过客户端添加新的监控设备，输入设备的各种信息；系统平台收到添加设备的请求后，在数据库里添加设备信息；

S13、系统平台把设备信息发送到物联网网关；物联网网关保存设备信息；

S14、用户在客户端配置采集参数，系统平台保存数据采集参数；

S15、系统平台下发数据采集参数到物联网网关，物联网网关保存数据采集参数；

S16、客户端配置模拟数据，系统平台下发模拟数据。

在所述S2模拟数据生成及采集步骤中，具体包括如下步骤：

S21、物联网网关启动模拟生成器，模拟数据生成器生成模拟数据，模拟数据生成器把数据发送到采集应用的模拟数据通道；

S22、物联网网关对数据进行必要的分析和处理，物联网网关上传分析和处理以后的数据；

S23、系统平台对数据进行二次处理；

S24、客户端请求下发模拟数据设备的数据，系统平台返回数据。

在S1系统连接及准备步骤中，在系统中配置相关设备时，设备配置协议可以是http、TCP或mqtt等物联网常用协议 。

此外，在本发明的方法中，在进行数据交互及数据传输时，数据传输协议可以是http、TCP或mqtt等物联网常用协议 。

总体而言，本发明构架简单明晰，仅需要在物联网网关上增加一个模拟数据生成器、并为采集应用增加一个模拟数据读取通道即可，无需依赖虚拟机或其他复杂的虚拟设备来实现技术方案，在同等技术效果的前提下，本发明所需的资源最少，实现成本低；

而且，本发明的数据模拟过程真实可靠，除数据和采集通道是虚拟的之外，其他所有数据分析和处理过程与真实设备完全一样，模拟测试结果更为可靠；

同时，本发明能够充分适应软件和参数设置的变化，由于模拟数据生成器、数据采集应用、数据分析和处理应用等读取的是同一个配置文件，数据采集、数据分析和处理的应用也是相同的，因此不管是配置参数变化或者这些应用软件本身进行了修改，利用模拟数据都可以正确的模拟采集过程，无需对其他东西进行任何修改；

此外，在本发明的可验证性强，操作者可以通过客户端对模拟数据进行灵活地设置，并在下发数据后请求数据，比较返回的数据是不是与预期一致，从而验证系统的数据处理流程或配置参数是否正确。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种系统平台的模拟数据测试方法，基于系统平台的模拟数据测试系统，所述系统平台的模拟数据测试系统包括数据采集组件、系统平台以及客户端，还包括物联网网关，所述物联网网关内设置有数据采集应用，所述数据采集组件借助所述数据采集应用与所述系统平台数据连接，所述客户端与所述系统平台数据连接，所述物联网网关内设置有模拟数据生成器，所述模拟数据生成器借助模拟数据通道与所述数据采集应用数据连接，所述客户端内设置有模拟数据生成应用及数据验证应用，所述模拟数据生成应用及数据验证应用均借助所述系统平台与所述数据采集应用数据连接；所述数据采集组件固定安装于各台工业生产设备上，所述数据采集组件包括传感器或PLC中的任意一种或两种的组合；所述系统平台为物联网系统或工业互联网系统；所述客户端为通过浏览器访问的Web客户端或基于Android或IOS的手机客户端软件；

其特征在于，包括如下步骤：

S1、系统连接及准备步骤，将系统内各部分相互连接，在系统中配置相关设备，并对系统运行中的各项参数进行配置及下发，

S2、模拟数据生成及采集步骤，启动物联网网关内的模拟数据生成器生成模拟数据，所述物联网网关对数据进行分析处理后上传，系统平台再次对数据进行处理后返回结果至客户端，

S3、模拟数据验证步骤，客户端将返回后的数据与模拟数据进行比较，

若返回数据与模拟数据一致，则认为数据采集组件所采集的参数正确，且从物联网网关到系统平台的所有数据处理结果正确，可接入真实的采集设备，

若返回数据与模拟数据不一致，则认为数据采集组件所采集的参数可能存在偏差，或从物联网网关到系统平台的所有数据处理结果错误，需要进行人工复检；

在所述S1系统连接及准备步骤中，具体包括如下步骤，

S11、物联网网关通过以太网、WI-FI或4G网络接入互联网，然后通过通讯协议连入到系统平台，

S12、设备管理员通过客户端添加新的监控设备，输入设备的各种信息；系统平台收到添加设备的请求后，在数据库里添加设备信息，

S13、系统平台把设备信息发送到物联网网关；物联网网关保存设备信息，

S14、用户在客户端配置采集参数，系统平台保存数据采集参数，

S15、系统平台下发数据采集参数到物联网网关，物联网网关保存数据采集参数，

S16、客户端配置模拟数据，系统平台下发模拟数据；

在所述S2模拟数据生成及采集步骤中，具体包括如下步骤，

S21、物联网网关启动模拟生成器，模拟数据生成器生成模拟数据，模拟数据生成器把数据发送到采集应用的模拟数据通道，

S22、物联网网关对数据进行必要的分析和处理，物联网网关上传分析和处理以后的数据，

S23、系统平台对数据进行二次处理，

S24、客户端请求下发模拟数据设备的数据，系统平台返回数据；

在S1系统连接及准备步骤中，在系统中配置相关设备时，设备配置协议为http或TCP或mqtt；

在进行数据交互及数据传输时，数据传输协议为http或TCP或mqtt。

Images