本實(shí)用新型涉及檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于檢測(cè)智能電能表軟件可靠性的智能裝置。

背景技術(shù)：

目前，國(guó)家電網(wǎng)公司用電信息采集系統(tǒng)已基本建設(shè)完成，大量智能電能表投入運(yùn)行，針對(duì)其應(yīng)用呈現(xiàn)的數(shù)量大、類(lèi)型多、功能復(fù)雜、運(yùn)行環(huán)境多樣等特點(diǎn)，產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題成為相關(guān)部門(mén)管控的主要內(nèi)容。隨著電能表生產(chǎn)、檢測(cè)的高度流水化作業(yè)以及元器件比對(duì)等手段的加入，其硬件可靠性相對(duì)能夠得到保障。但在軟件的質(zhì)量管控方面，招標(biāo)前的費(fèi)控功能和規(guī)約一致性檢測(cè)僅能在試驗(yàn)環(huán)境下完成電表軟件設(shè)計(jì)滿足技術(shù)規(guī)范的符合性驗(yàn)證，對(duì)電表現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行出現(xiàn)的異常情況，如雷擊、電磁干擾等引起的軟件故障處理，以及出錯(cuò)后的快速恢復(fù)等軟件設(shè)計(jì)均沒(méi)有有效的檢測(cè)手段。在現(xiàn)有技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)一些部門(mén)所做的電表軟件測(cè)試多采用黑盒技術(shù)，或直接模擬現(xiàn)場(chǎng)的故障場(chǎng)景，如雷擊、電磁輻射等特殊情況，這對(duì)測(cè)試環(huán)境提出很高要求，且復(fù)現(xiàn)效果不盡人意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種用于檢測(cè)智能電能表軟件可靠性的智能裝置，所述智能裝置包括：

MCU核心板，其是所述智能裝置的被檢測(cè)對(duì)象，具有標(biāo)準(zhǔn)的模型尺寸和統(tǒng)一的接口方式；

模擬測(cè)試板，其用于模擬智能電能表的芯片組；

以太網(wǎng)交換機(jī)，用于在模擬測(cè)試板和上位機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

上位機(jī)，根據(jù)以太網(wǎng)交換機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，分析MCU核心板中電表軟件的執(zhí)行情況；

插線板，用于為MCU核心板、模擬測(cè)試板、數(shù)控電源板和以太網(wǎng)交換機(jī)提供連接載體；

供電板，用于為數(shù)控電源板、模擬測(cè)試板和以太網(wǎng)交換機(jī)提供電源，所述電源采用220V電源進(jìn)行供電；

數(shù)控電源板，經(jīng)由插線板為MCU核心板提供電源；以及

機(jī)殼，用于容納上述插線板、供電板、數(shù)控電源板、MCU核心板、模擬測(cè)試板和以太網(wǎng)交換機(jī)。

優(yōu)選地，所述MCU核心板由電表MCU、液晶顯示和測(cè)試裝置接口三部分組成。

優(yōu)選地，所述MCU核心板插接到插線板的正面，并且機(jī)殼留有透明塑料窗口，從而顯示MCU核心板的液晶顯示單元。

優(yōu)選地，所述MCU核心板由被測(cè)試廠家按照統(tǒng)一的規(guī)范要求加工制作并在所述MCU核心板中注入實(shí)際運(yùn)行的智能電能表程序。

優(yōu)選地，所述模擬測(cè)試板模擬的智能電能表的芯片組包括計(jì)量芯片、存儲(chǔ)芯片、時(shí)鐘芯片和安全芯片。

優(yōu)選地，所述模擬測(cè)試板采用ARM芯片和高速FPGA芯片，使用可編程語(yǔ)言分別模擬智能電能表芯片組中的芯片。

優(yōu)選地，所述模擬測(cè)試板所模擬的智能電能表的芯片組可根據(jù)智能電能表制造企業(yè)的實(shí)現(xiàn)方案和芯片手冊(cè)靈活配置，同一套測(cè)試裝置可以配置成不同制造企業(yè)的不同型號(hào)的智能電能表。

優(yōu)選地，所述模擬測(cè)試板采用雙端口方式，其中一個(gè)端口模擬實(shí)現(xiàn)芯片的原有功能，另一個(gè)端口將芯片的狀態(tài)信息和響應(yīng)信息實(shí)時(shí)傳送給上位機(jī)進(jìn)行軟件測(cè)試與分析。

優(yōu)選地，所述供電板由使用功率為15W的交流-直流AC-DC電源模塊和外圍穩(wěn)壓電路構(gòu)成，并且為智能裝置提供5V或3.3V電源。

優(yōu)選地，所述數(shù)控電源板由32位ARM Cortex^TM-M3CPU控制器、以太網(wǎng)物理層收發(fā)器和運(yùn)算放大電路構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述運(yùn)算放大電路受控于所述CPU控制器的12位數(shù)字模擬DA轉(zhuǎn)換接口，通過(guò)二級(jí)運(yùn)算放大器輸出0-12V數(shù)控直流電壓，所述直流電壓步進(jìn)精度為0.002V。

所述智能裝置借助數(shù)據(jù)偵聽(tīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能電能表軟件在異常情況下的故障處理分析測(cè)試，即所述智能裝置首先將各個(gè)模擬測(cè)試板的FPGA芯片配置成指定的芯片型號(hào)，然后啟動(dòng)MCU核心板，通過(guò)將MCU核心板與FPGA通信的時(shí)序數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，來(lái)分析MCU核心板中電能表軟件的執(zhí)行情況。同時(shí)，所述智能裝置也能借助錯(cuò)誤注入技術(shù)直接修改智能電能表的模擬測(cè)試板上的芯片的參數(shù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能電能表軟件異常情況的自恢復(fù)能力測(cè)試，即通過(guò)修改FPGA的存儲(chǔ)器值來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)故障恢復(fù)能力，從而避免模擬現(xiàn)場(chǎng)工況的高成本試驗(yàn)環(huán)境投入，也降低了故障復(fù)現(xiàn)難度。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考下面的附圖，可以更為完整地理解本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施方式的一種用于檢測(cè)智能電能表軟件可靠性的智能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，然而，本實(shí)用新型可以用許多不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不局限于此處描述的實(shí)施例，提供這些實(shí)施例是為了詳盡地且完全地公開(kāi)本實(shí)用新型，并且向所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本實(shí)用新型的范圍。對(duì)于表示在附圖中的示例性實(shí)施方式中的術(shù)語(yǔ)并不是對(duì)本實(shí)用新型的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標(biāo)記。

除非另有說(shuō)明，此處使用的術(shù)語(yǔ)(包括科技術(shù)語(yǔ))對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語(yǔ)境具有一致的含義，而不應(yīng)該被理解為理想化的或過(guò)于正式的意義。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施方式的本實(shí)用新型實(shí)施方式的一種用于檢測(cè)智能電能表軟件可靠性的智能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖1。如圖1所示，所述智能裝置采用ARM、FPGA芯片來(lái)模擬電能表的計(jì)量芯片、存儲(chǔ)芯片、時(shí)鐘芯片和安全芯片，配合電能表的MCU核心板，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電能表軟件出現(xiàn)的故障情況結(jié)果，借助數(shù)據(jù)偵聽(tīng)、錯(cuò)誤注入等方式，測(cè)試電能表軟件的故障處理能力和可靠性設(shè)計(jì)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述智能裝置包括MCU核心板1，模擬測(cè)試板21、22、23、24，以太網(wǎng)交換機(jī)3、上位機(jī)4、插線板5、供電板6、數(shù)控電源板7和機(jī)殼8。

優(yōu)選地，MCU核心板1，其是所述智能裝置的被檢測(cè)對(duì)象，具有標(biāo)準(zhǔn)的模型尺寸和統(tǒng)一的接口方式。所述MCU核心板1由被測(cè)試廠家按照統(tǒng)一的規(guī)范要求加工制作并在所述MCU核心板1中注入實(shí)際運(yùn)行的智能電能表程序。所述MCU核心板1由電表MCU、液晶顯示和測(cè)試裝置接口三部分組成。所述MCU核心板1插接到插線板5的正面，并且機(jī)殼8留有透明塑料窗口，從而顯示MCU核心板1的液晶顯示單元。

優(yōu)選地，模擬測(cè)試板21、22、23和24采用ARM芯片和高速FPGA芯片，使用可編程語(yǔ)言分別模擬智能電能表的計(jì)量芯片、存儲(chǔ)芯片、時(shí)鐘芯片和安全芯片。所述模擬測(cè)試板2采用雙端口方式，其中一個(gè)端口模擬實(shí)現(xiàn)芯片的原有功能，另一個(gè)端口將芯片的狀態(tài)信息和響應(yīng)信息實(shí)時(shí)傳送給上位機(jī)進(jìn)行軟件測(cè)試與分析。

優(yōu)選地，以太網(wǎng)交換機(jī)3用于在模擬測(cè)試板21、22、23和24與上位機(jī)4之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

優(yōu)選地，上位機(jī)4根據(jù)以太網(wǎng)交換機(jī)3傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，分析MCU核心板1中電能表軟件的執(zhí)行情況。

優(yōu)選地，插線板5用于為MCU核心板1，模擬測(cè)試板21、22、23、24，數(shù)控電源板7和以太網(wǎng)交換機(jī)3提供連接載體；

優(yōu)選地，供電板6用于為數(shù)控電源板7，模擬測(cè)試板21、22、23、24和以太網(wǎng)交換機(jī)3提供電源，所述電源采用220V電源進(jìn)行供電；

優(yōu)選地，數(shù)控電源板7經(jīng)由插線板5為MCU核心板1提供電源；所述數(shù)控電源板7由32位ARM Cortex^TM-M3CPU控制器、以太網(wǎng)物理層收發(fā)器和運(yùn)算放大電路構(gòu)成。所述運(yùn)算放大電路受控于所述CPU控制器的12位數(shù)字模擬DA轉(zhuǎn)換接口，通過(guò)二級(jí)運(yùn)算放大器輸出0-12V數(shù)控直流電壓，所述直流電壓步進(jìn)精度為0.002V。

優(yōu)選地，機(jī)殼8用于容納上述插線板、供電板、數(shù)控電源板、MCU核心板、模擬測(cè)試板和以太網(wǎng)交換機(jī)。

已經(jīng)通過(guò)參考上述實(shí)施方式描述了本實(shí)用新型。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，正如附帶的專(zhuān)利權(quán)利要求所限定的，除了本實(shí)用新型以上公開(kāi)的其他的實(shí)施例等同地落在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。

通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語(yǔ)都根據(jù)他們?cè)诩夹g(shù)領(lǐng)域的通常含義被解釋?zhuān)窃谄渲斜涣硗饷鞔_地定義。所有的參考“一個(gè)/所述/該[裝置、組件等]”都被開(kāi)放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個(gè)實(shí)例，除非另外明確地說(shuō)明。這里公開(kāi)的任何方法的步驟都沒(méi)必要以公開(kāi)的準(zhǔn)確的順序運(yùn)行，除非明確地說(shuō)明。