上行通信模块的故障检测方法、装置、计算机设备与流程

1.本技术涉及电力设备检测技术领域，特别是涉及一种上行通信模块的故障检测方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.随着电力设备检测技术的发展，对于智能计量设备上行通信模块的检测方式主要是根据电力标准进行故障检测，目前，针对上行通信模块的故障检测主要是依据技术标准进行测试。。
3.然而，基于电力标准测试上行通信模块的方法中检测功能较为单一，只能实现与主站的数据交互，运行的可靠性较差，故障检测不够准确。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种上行通信模块的故障检测方法、装置、计算机设备和存储介质。
5.一种上行通信模块的故障检测方法，该方法包括：
6.获取针对于电力计量设备中的上行通信模块的故障检测请求；根据该故障检测请求，从至少一个测试类别中确定该上行通信模块故障检测的目标测试类别，该测试类别包括可靠性测试、匹配性测试及天线测试中的至少一种类别；按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果。
7.在其中一个实施例中，按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果，包括：
8.当该目标测试类别为可靠性测试时，从属于该可靠性测试类别的子测试项目中确定目标子测试项目；根据该目标子测试项目进行可靠性测试，得到可靠性测试的故障检测结果；其中，该子测试项目包括该上行通信模块的功耗测试、波特率冗余度测试、电源波动测试、电源变化测试及信号强度衰减测试中的至少一种。
9.在其中一个实施例中，根据该目标子测试项目进行可靠性测试，得到可靠性测试的故障检测结果，包括：
10.当该目标子测试项目为功耗测试时，分别获取该上行通信模块的静态功耗和动态功耗，并将静态功耗与静态功耗阈值进行比对，将动态功耗与动态功耗阈值进行比对，基于比对结果确定对应的功耗测试结果；当该目标子测试项目为波特率冗余度测试时，通过增加波特率步长计算相应的通信成功率，并基于该通信成功率确定对应的波特率冗余度测试结果；其中，该通信成功率为在增加波特率步长后该上行通信模块能够接收通信信号的概率；当该目标子测试项目为电源波动测试时，通过增加电压步长获得该上行通信模块的通信状态，并基于该通信状态确定对应的电源波动测试结果；当该目标子测试项目为电源变化测试时，获取在电压以电压变化率下降至最低阈值时该上行通信模块的第一通信结果、
以及获取在电压以电压变化率上升至最高阈值时该上行通信模块的第二通信结果，并基于该第一通信结果、以及该第二通信结果确定对应的电源变化测试结果；当该目标子测试项目为信号强度衰减测试时，通过设置衰减值获取该上行通信模块的信号强度，并基于该信号强度确定对应的信号强度衰减测试结果；基于该功耗测试结果、波特率冗余度测试结果、电源波动测试结果、电源变化测试结果、以及信号强度衰减测试结果中的至少一种，确定该可靠性测试的故障检测结果。
11.在其中一个实施例中，当该目标子测试项目为电源变化测试时，获取在电压以电压变化率下降至最低阈值时该上行通信模块的第一通信结果、以及获取在电压以电压变化率上升至最高阈值时该上行通信模块的第二通信结果，并基于该第一通信结果、以及该第二通信结果确定对应的电源变化测试结果，包括：
12.当该目标子测试项目为电源变化测试时，设定第一电压变化率和第二电压变化率，该第一电压变化率大于该第二电压变化率；当电压变化率为第一电压变化率时，获取在电压以第一电压变化率从电压最低阈值上升至电压最高阈值时该上行通信模块的第一通信状态，且获取在电压以第一电压变化率从电压最高阈值下降至电压最低阈值时该上行通信模块的第二通信状态；将该第一通信状态和该第二通信状态，作为以第一电压变化率进行电源变化测试时的第一通信结果；当电压变化率为第二电压变化率时，获取在电压以第二电压变化率从电压最低阈值上升至电压最高阈值时该上行通信模块的第三通信状态，且获取在电压以第二电压变化率从电压最高阈值下降至电压最低阈值时该上行通信模块的第四通信状态；将该第三通信状态和该第四通信状态，作为以第二电压变化率进行电源变化测试时的第二通信结果；将该第一通信结果、以及该第二通信结果作为电源变化测试结果。
13.在其中一个实施例中，按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果，包括：
14.当该目标测试类别为匹配性测试时，响应于开机指令启动该上行通信模块，并记录该上行通信模块的开机状态；向该上行通信模块中输入通信信号，根据该上行通信模块的接收情况确定该上行通信模块的接口测试结果；通过施加电流负载，获得该上行通信模块电源电压的输出值；当该上行通信模块接收关机指令时，对该上行通信模块进行关机操作；将该开机状态、该接口测试结果、该上行通信模块电源电压的输出值、以及该关机状态，共同作为进行该匹配性测试所得到的故障检测结果。
15.在其中一个实施例中，当该上行通信模块接收关机指令时，对该上行通信模块进行关机操作，包括：
16.当该上行通信模块接收关机指令时，该上行通信模块响应该关机指令，通过延时预定时长进行软关机操作；当该上行通信模块无法响应该关机指令时，通过拉低开关引脚进行硬关机操作。
17.在其中一个实施例中，按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果，包括：
18.当该目标测试类别为天线测试时，通过接收通信指令开启该上行通信模块，并使得该上行通信模块处于通信状态；向该上行通信模块中输入通信信号，并通过网络分析仪获取该上行通信模块的天线在响应该通信信号时所产生的信号强度、回波损耗、驻波比及
散射系数；基于该回波损耗及驻波比，确定阻抗匹配数据；将该信号强度、该阻抗匹配数据和该散射系数，作为进行该天线测试所得到的故障检测结果。
19.一种上行通信模块的故障检测装置，该装置包括：
20.获取模块，用于获取针对于电力计量设备中的上行通信模块的故障检测请求；
21.确定模块，用于根据该故障检测请求，从至少一个测试类别中确定该上行通信模块故障检测的目标测试类别，该测试类别包括可靠性测试、匹配性测试及天线测试中的至少一种类别；
22.故障检测模块，用于按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果。
23.一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一所述的上行通信模块的故障检测的方法。
24.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一所述的上行通信模块的故障检测的方法。
25.上述上行通信模块的故障检测的方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取针对于电力计量设备中的上行通信模块的故障检测请求；再根据该故障检测请求，从至少一个测试类别中确定该上行通信模块故障检测的目标测试类别，该测试类别包括可靠性测试、匹配性测试及天线测试中的至少一种类别；最后按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果。因此，该上行通信模块的故障检测方法能够实现多种检测功能，从而能够及时且准确地检测到上行通信模块的具体故障，进而保证电力系统的安全运行。
附图说明
26.图1为一个实施例中上行通信模块的故障检测的应用环境图；
27.图2为一个实施例中上行通信模块的故障检测方法的流程示意图；
28.图3为一个实施例中目标测试类别为可靠性测试步骤的流程示意图；
29.图4为一个实施例中可靠性测试步骤的流程示意图；
30.图5为一个实施例中波特率冗余度测试流程图；
31.图6为一个实施例中可靠性测试为电源变化测试步骤的流程示意图；
32.图7为一个实施例中可靠性测试为匹配性测试步骤的流程示意图；
33.图8为一个实施例中开机时序示意图；
34.图9为一个实施例中终端上行通信模块接口示意图；
35.图10为一个实施例中匹配测试为关机测试的流程示意图；
36.图11为一个实施例中目标测试类别为天线测试步骤的流程示意图；
37.图12为一个实施例中天线散射系数测试原理图；
38.图13为另一个实施例中上行通信模块的故障检测方法的流程示意图；
39.图14为一个实施例中上行通信模块的故障检测装置的结构框图；
40.图15为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
41.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
42.本技术提供的上行通信模块的故障检测方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，测试设备102通过接口与上行通信模块104进行通信，该通信方式可以是rs485的串口通信,该测试设备102具体可以是终端或者服务器，该测试设备102包括dsp(digital signal processing，数字信号处理)技术功耗采样测试、mcu(microcontroller unit，微控制单元)模块、数字电源输出、模块接口及时序测试电路。测试设备102获取该故障检测请求；然后测试设备102根据该故障检测请求，从至少一个测试类别中确定该上行通信模块故障检测的目标测试类别，该测试类别包括可靠性测试、匹配性测试及天线测试中的至少一种类别；测试设备102按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果；最后，测试设备102获得上行通信模块的故障检测结果。其中，测试设备102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，上行通信模块104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
43.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种上行通信模块的故障检测方法，以该方法应用于上述1中的测试设备为例进行说明，该上行通信模块的故障检测包括以下步骤：
44.步骤202，获取针对于电力计量设备中的上行通信模块的故障检测请求。
45.其中，电力计量设备是电力测量计量型设备的简称，该设备可以是智能计量设备，智能计量设备包括上行通信模块和下行通信模块。该上行通信模块用于智能计量终端与主站之间进行通信。该故障检测请求为对安装在控制测量核心板上的待检测的上行通信模块进行故障检测的指示，该控制测量核心板包括dsp(digital signal processing，数字信号处理)技术功耗采样测试、mcu(microcontroller unit，微控制单元)模块、数字电源输出、模块接口及时序测试电路。
46.具体地，当该上行通信模块接入测试设备中的控制测量核心板后，该控制测量核心板获取针对于电力智能计量设备中的上行通信模块的故障检测请求。
47.步骤204，根据该故障检测请求，从至少一个测试类别中确定该上行通信模块故障检测的目标测试类别，该测试类别包括可靠性测试、匹配性测试及天线测试中的至少一种类别。
48.其中，该上行通信模块的故障检测类别有可靠性测试、匹配性测试和天线测试。该可靠性测试可用于可靠性的评估，即根据产品可靠性结构、寿命类型和各单元的可靠性试验信息，利用概率统计方法，评估出产品的可靠性特征量。该匹配性测试为上行通信模块与终端的匹配性测试，该天线测试为检测上行通信模块中天线的性能。
49.具体地，根据故障检测的请求，测试设备中的控制测量核心板从可靠性测试、匹配性测试及天线测试中确定测试类别。例如，控制测量核心板在获取故障检测的请求后，该控制测量核心板依次进行可靠性测试、匹配性测试及天线测试。该控制测量核心板也可以根据选择测试类别中具体的一项或多项测试作为目标测试类别进行测试。
50.步骤206，按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相
应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果。
51.具体地，当测试设备中的控制测量核心板确定目标测试类别后，根据与目标测试类别对应的目标测试方法，对该上行通信模块进行目标测试，并且获取与目标测试对应的测试结果，再将一个或多个目标测试对应的测试结果作为故障检测结果。
52.上述上行通信模块的故障检测方法中，首先获取针对于电力计量设备中的上行通信模块的故障检测请求；再根据该故障检测请求，从至少一个测试类别中确定该上行通信模块故障检测的目标测试类别，该测试类别包括可靠性测试、匹配性测试及天线测试中的至少一种类别；最后按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果。因此，该上行通信模块的故障检测方法能够实现多种检测功能，从而能够及时且准确地检测到上行通信模块的具体故障，进而保证电力系统的安全运行。
53.在一个实施例中，如图3所示，按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果，具体包括以下步骤：
54.步骤302，当该目标测试类别为可靠性测试时，从属于该可靠性测试类别的子测试项目中确定目标子测试项目。
55.具体地，当测试设备中的控制测量核心板对该上行通信模块进行可靠性测试时，根据可靠性测试类别的子测试项目确定目标子测试项目。
56.步骤304，根据该目标子测试项目进行可靠性测试，得到可靠性测试的故障检测结果；其中，该子测试项目包括该上行通信模块的功耗测试、波特率冗余度测试、电源波动测试、电源变化测试及信号强度衰减测试中的至少一种。
57.其中，该功耗测试是为了测试上行通信模块在工作状态时的功耗，该波特率冗余度测试是为了测试该上行通信模块在不同波特率下的通信质量，该电源波动测试是为了测试在电源波动下该上行通信模块的稳定性，该电源变化测试是为了测试电源变化对该上行通信模块的通信可靠性的影响，该信号强度衰减测试是为了测试该上行通信模块在不同强度信号时通信情况。
58.具体地，根据该目标子测试项目进行与目标子测试项目对应的测试，通过测试获取对应目标子测试项目的结果，再将一个或多个目标子测试项目对应的测试结果作为可靠性测试的故障检测结果。
59.在本实施例中，当该目标测试类别为可靠性测试时，首先从属于该可靠性测试类别的子测试项目中确定目标子测试项目；最后根据该目标子测试项目进行可靠性测试，得到可靠性测试的故障检测结果；其中，该子测试项目包括该上行通信模块的功耗测试、波特率冗余度测试、电源波动测试、电源变化测试及信号强度衰减测试中的至少一种。因此，在对该上行通信模块进行可靠性测试时，根据多个与子测试项目对应的测试结果确定该可靠性测试结果，进而能够使该上行通信模块的可靠性测试结果更全面，能够帮助检修人员快速了解设备的故障信息。
60.在一个实施例中，如图4所示，根据该目标子测试项目进行可靠性测试，得到可靠性测试的故障检测结果，具体包括：
61.步骤402，当该目标子测试项目为功耗测试时，分别获取该上行通信模块的静态功
耗和动态功耗，并将该静态功耗与静态功耗阈值进行比对，将该动态功耗与动态功耗阈值进行比对，基于比对结果确定对应的功耗测试结果。
62.其中，静态功耗为电路状态稳定时的消耗的功率，即通过电源电压与电源电流的乘积获得。动态功耗是指芯片在工作中，晶体管处于跳变状态所产生的功耗。当目标子测试项目为功耗测试时，分别测试在两种工作状态下的视在功耗和有功功耗，该视在功耗是交流电源所能提供的总功率，其计算公式如下：
63.s＝u
×
i
64.即视在功耗s为电压有效值u和电流有效值i的乘积；该有功功耗为保持用电设备正常运行所需的电功率，即将电能转化为其他形式能量的电功率，其计算公式如下：
[0065][0066]
即有功功耗p通过视在功耗s与功率因数角可获得。该静态功耗阈值为不超过1w，该动态功耗阈值为不超过2.5w。
[0067]
具体地，当该目标子测试项目为功耗测试时，分别获取在不同工作状态的视在功耗和有功功耗。测量静态功耗时，读取上行通信模块的电源工作电压及工作电流，根据公式s1＝u
×
i计算静态功耗的视在功耗，其中s1为静态功耗的视在功耗，u为电压有效值、i为电流有效值，再根据控制测量核心板采样出该情况下的功率因数根据计算静态功耗的有功功耗，其中静态功耗的有功功耗为p1，并根据静态功耗阈值，比对该有功功耗是否超过该阈值；测量动态功耗时，控制测量核心板通过dsp技术对上行通信模块的供电电源进行电流及电压采样，根据计算动态功耗的视在功耗，其中s2为动态功耗的视在功耗，为电压、为电流，再通过该控制测量核心板获取该情况下的功率因数根据计算动态功耗的有功功耗，其中，p2为动态功耗的有功功耗，并根据动态功耗阈值，比对该有功功耗是否超过该阈值。最后，基于静态功耗与动态功耗的比对结果确定功耗测试的结果，以此能够及时检测该上行通信模块的功耗状况，有利于排查该上行通信模块的故障情况。
[0068]
步骤404，当该目标子测试项目为波特率冗余度测试时，通过增加波特率步长计算相应的通信成功率，并基于该通信成功率确定对应的波特率冗余度测试结果；其中，该通信成功率为在增加波特率步长后该上行通信模块能够接收通信信号的概率。
[0069]
其中，波特率为每秒钟传送的码元符号的个数，它是对符号传输速率的一种度量，冗余度为从安全角度考虑多余的一个量，即为了保证仪器、设备或某项工作在非正常情况下也能正常运转。
[0070]
具体地，请参考图5的波特率冗余度测试流程图。当该目标子测试项目为波特率冗余度测试时，首先，将pc(personal computer,计算机)系统、核心测量核心板以及上行通信模块连接，即通过rs232接口连接该控制测量核心板，并且控制测量核心板通过uart(universal asynchronous receiver/transmitter，通用异步收发传输器)连接上行通信模块的rx(received data，接收数据端口)和tx(transmit data，发送数据端口)；然后，设置在正常波特率为9600bps时，pc系统发送通信帧至控制测量核心板，控制测量核心板将通信帧发送给上行通信模块，检测是否通信成功；再在正常波特率的基础上按照1％的步进改
变波特率，在每次改变波特率后，多次测量上行通信模块的通信情况，并计算通信成功率，其中，修改后的波特率通过gprs(general packet radio service,通用无线分组业务)通信；最后，根据各个波特率对应的通信成功率确定该波特率冗余度测试结果，以此能够获得该上行通信模块中通信波特率的设计裕度，有利于排查该上行通信模块的故障情况。
[0071]
步骤406，当该目标子测试项目为电源波动测试时，通过增加电压步长获得该上行通信模块的通信状态，并基于该通信状态确定对应的电源波动测试结果。
[0072]
其中，设定电压步长值，并且设置电源电压的范围为u
n
±
5％u
n
(额定电压为u
n
)。
[0073]
具体地，首先测试该上行通信模块在额定电压状态下的通信状态，然后基于该额定电压，增加电压步长获得增加后的电压，再获取与增加后的电压对应的通信状态，并且基于该通信状态确定该上行通信模块的电源波动测试结果。例如，当额定电压为5v时，测试上行通信模块在5v的情况下是否能够接收到通信帧，并返回帧给控制测量核心板，若能，则表明通信成功；设置电压步长为0.05v(即为1％u
n
)，并且电源电压的范围为4.75v至5.25v(即电压范围为u
n
‑
5％u
n
至u
n
+5％u
n
)；然后将电源以0.05v的步长步进，每当电压步进后，多次测量上行通信模块的通信情况，即每次将电源电压步进后，通过对上行通信模块发送通信帧检测该模块是否收到通信帧且返回帧，每个电压状态下通信10次，最后通过与增加后的电压的通信状态，确定电源波动测试结果。因此，通过测试在电源电压范围内模块的通信状态来检测上行通信模块的通信稳定性能，有利于排查该上行通信模块的故障情况。
[0074]
步骤408，当该目标子测试项目为电源变化测试时，获取在电压以电压变化率下降至最低阈值时该上行通信模块的第一通信结果、以及获取在电压以该电压变化率上升至最高阈值时该上行通信模块的第二通信结果，并基于该第一通信结果、以及该第二通信结果确定对应的电源变化测试结果。
[0075]
其中，通过电源电压的范围确定电源电压的最低阈值和最高阈值，例如，电源电压范围为0v至5v，则电源电压的最低阈值为0v，电源电压的最高阈值为5v。上行通信模块的通信结果与模块的通信状态有关，即通过发送通信帧至上行通信模块，检测该上行通信模块是否能接收通信帧，并返回帧至控制测量核心板，若能，则该模块通信成功，若不能，则发送反馈帧值控制测量核心板。
[0076]
具体地，当该目标子测试项目为电源变化测试时，在电压以电压变化率的速度从最高阈值下降到最低阈值时，通过发送通信帧至上行通信模块，获取电压下降时的第一通信结果；在电压以电压变化速率的速度从最低阈值上升到最高阈值时，通过发送通信帧至上行通信模块，获取电压上升时的第二通信结果；再根据第一通信结果和第二通信结果确定该电源变化测试的结果。因此，根据该电源变化测试的结果能够获取电源波动对上行通信模块的可靠性影响，有利于排查该上行通信模块的故障情况。
[0077]
步骤410，当该目标子测试项目为信号强度衰减测试时，通过设置衰减值获取该上行通信模块的信号强度，并基于该信号强度确定对应的信号强度衰减测试结果。
[0078]
其中，通过程控衰减器来控制信号衰减的强度，即通过信号衰减的步进对信号的强度进行调节。
[0079]
具体地，当目标子测试项目为信号强度衰减测试时，首先设置放置在衰减箱内的模块参数，然后pc系统发送通信帧至测试设备中的控制测量核心板，该控制测量核心板的mcu模块设置gprs通信，将通信帧发送至上行通信模块进行通信，确保上行通信模块通信正
常，并通过频谱仪读取信号强度；然后，每次基于衰减步进获得衰减后的信号强度，并测试与衰减后的信号强度对应的上行通信模块的通信状态，并读取该模块的信号强度；最后根据该信号强度确定信号强度衰减测试结果。因此，通过信号强度衰减测试来检测信号强度对上行通信模块的影响，有利于排查该上行通信模块的故障情况。
[0080]
步骤412，基于该功耗测试结果、波特率冗余度测试结果、电源波动测试结果、电源变化测试结果、以及信号强度衰减测试结果中的至少一种，确定该可靠性测试的故障检测结果。
[0081]
具体地，根据子测试项目，该测试设备中的控制测量核心板依次进行功耗测试、波特率冗余度测试、电源波动测试、电源变化测试以及信号强度衰减测试，或者根据选择子测试项目中具体的一项或多项测试作为目标子测试项目进行测试，然后根据功耗测试结果、波特率冗余度测试结果、电源波动测试结果、电源变化测试结果及信号强度测试结果中的一种或者多种，确定上行通信模块可靠性测试的故障检测结果。
[0082]
在本实施例中，根据子测试项目依次进行可靠性测试或者选择子测试项目中一项或多项测试作为目标子测试项目进行可靠性测试，然后基于功耗测试结果、波特率冗余度测试结果、电源波动测试结果、电源变化测试结果以及信号强度衰减结果中的至少一种，确定可靠性测试的故障检测结果。因此，，在对该上行通信模块进行可靠性测试时，根据多个与子测试项目对应的测试结果确定该可靠性测试结果，进而能够使该上行通信模块的可靠性测试结果更全面，能够帮助检修人员全面的分析上行通信模块的可靠性。
[0083]
在一个实施例中，如图6所示，当该目标子测试项目为电源变化测试时，获取在电压以电压变化率下降至最低阈值时该上行通信模块的第一通信状态、以及获取在电压以该电压变化率上升至最高阈值时该上行通信模块的第二通信状态，并基于该第一通信状态、以及该第二通信状态确定对应的电源变化测试结果，具体包括：
[0084]
步骤602，当该目标子测试项目为电源变化测试时，设定第一电压变化率和第二电压变化率，该第一电压变化率大于该第二电压变化率。
[0085]
其中，第一电压变化率和第二电压变化率是在电压范围内的变化率，且第一电压变化率在电压范围内所用时间均小于第二电压变化率在电压范围内所用时间，即以第一电压变化率变化时电源电压为快速上电和快速下电的过程，以第二电压变化率时电源电压为缓升缓降的过程。
[0086]
步骤604，当电压变化率为第一电压变化率时，获取在电压以第一电压变化率从电压最低阈值上升至电压最高阈值时该上行通信模块的第一通信状态，且获取在电压以第一电压变化率从电压最高阈值下降至电压最低阈值时该上行通信模块的第二通信状态。
[0087]
其中，通过电源电压的范围确定电源电压的最低阈值和最高阈值，例如，电源电压范围为0v至5v，则最低阈值为0v，最高阈值为5v。
[0088]
具体地，pc系统通过发送at(attention)指令至测试设备中的控制测量核心板，使得上行通信模块处于通信状态；然后以第一电压变化率从电压最低阈值上升至最高阈值获取第一通信状态，再以第一电压变化速率从电压最高阈值上升至最低阈值获取第二通信状态。例如，在1s内上电、1s内下电获取相应的通信结果，也可以通过循环一定次数的上电和下电过程，获取每次进行该过程的通信结果，并且获取1s内上电和1s内下电的过程后，也可以通过上电后持续一定时间再掉电测试该上行通信模块的通信状态。
[0089]
步骤606，将该第一通信状态和该第二通信状态，作为以第一电压变化率进行电源变化测试时的第一通信结果。
[0090]
具体地，将以第一电压变化率进行快速上电和快速下电时的第一通信状态和第二通信状态作为电源变化测试的第一通信结果。
[0091]
步骤608，当电压变化率为第二电压变化率时，获取在电压以第二电压变化率从电压最低阈值上升至电压最高阈值时该上行通信模块的第三通信状态，且获取在电压以第二电压变化率从电压最高阈值下降至电压最低阈值时该上行通信模块的第四通信状态。
[0092]
具体地，pc系统通过发送at指令至测试设备中的控制测量核心板，使得上行通信模块处于通信状态；然后以第二电压变化率从电压最低阈值上升至最高阈值获得第三通信状态，再以第二电压变化率从电压最高阈值上升至最低阈值获取第四通信状态。例如，电源电压的范围为0v到5v，当第二电压变化率为电压在一定时间间隔(比如，时间间隔为5s、10s、20s等)内在电压范围内变化，如在5s内，电压从0v上升至5v时上行通信模块的第三通信状态，电压从5v下降至0v时上行通信模块的第四通信状态。
[0093]
步骤610，将该第三通信状态和该第四通信状态，作为以第二电压变化率进行电源变化测试时的第二通信结果。
[0094]
具体地，将以第二电压变化率进行缓升缓降时的第三通信状态和第四通信状态作为电源变化测试的第二通信结果。
[0095]
步骤612，将该第一通信结果、以及该第二通信结果作为电源变化测试结果。
[0096]
具体地，将以第一电压变化率进行快速上电和下电时的第一通信结果、以及以第二电压变化速率进行缓升缓降时的第二通信结果作为电源变化测试结果。
[0097]
在本实施例中，通过获取电源电压以第一电压变化率进行快速上电下电时的第一通信结果和以第二电压变化率进行缓升缓降时的第二通信结果，能够获取电源波动对上行通信模块的可靠性影响，有利于排查上行通信模块的故障情况。
[0098]
在一个实施例中，如图7所示，按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果，包括以下步骤：
[0099]
步骤702，当该目标测试类别为匹配性测试时，响应于开机指令启动该上行通信模块，并记录该上行通信模块的开机状态。
[0100]
具体地，当该目标测试类别为匹配性测试时，将该上行通信模块上电，响应该开机指令执行开机操作，并记录该上行通信模块的开机状态。例如，该上行通信模块上电后，控制测量核心板拉低on/off引脚1s后，根据如图8所示的时序进行开机，并记录该上行通信模块的状态。其中，当该上行通信模块开机后，支持直接断电关机，并且直接断电不会引起上行通信模块的内部故障。
[0101]
步骤704，向该上行通信模块中输入通信信号，根据该上行通信模块的接收情况确定该上行通信模块的接口测试结果。
[0102]
其中，为确保该上行通信模块的接口与终端匹配，可以基于上行通信模块各个接口定义进行接口匹配性测试，该上行通信模块各个接口定义，具体请参考表1。
[0103]
具体地，参考图9所示的终端上行通信模块接口示意图，向上行通信模块中输入通信信号，通过示波器确定该上行通信模块的接收情况，再根据接收情况确定该上行通信模块的接口测试结果。例如，当该上行通信模块接收到通信帧时，则该接口测试结果为该上行
通信模块的各接口与终端相匹配。
[0104]
表1：智能计量设备上行通信模块接口定义表
[0105][0106][0107]
步骤706，通过施加电流负载，获得该上行通信模块电源电压的输出值。
[0108]
具体地，将上行通信模块置于测试设备中的控制测量核心板中，通过施加不同的电流负载，获得与电流负载对应的电源电压输出值。例如，首先测试在空载(即不施加电流负载)情况下，获得该情况下的电压输出值，再依次以1a的步进增加电流负载，获得对应电流负载下的电压输出值。
[0109]
步骤708，当该上行通信模块接收关机指令时，对该上行通信模块进行关机操作。
[0110]
具体地，在上行通信模块掉电后，该上行通信模块接收关机指令，对该模块进行关
机的操作。
[0111]
步骤710，将该开机状态、该接口测试结果、该上行通信模块电源电压的输出值、以及该关机状态，共同作为进行该匹配性测试所得到的故障检测结果。
[0112]
具体地，当该目标测试类别为匹配性测试时，将该上行通信模块根据开机时序开机后的开机状态、该模块与终端的匹配结果、该模块在不同电流负载情况下电源电压输出的结果、以及该模块执行关机后的关机状态，共同作为进行该匹配性测试所得到的故障检测结果。
[0113]
在本实施例中，当该目标测试类别为匹配性测试时，通过对该上行通信模块的开机状态、该模块与终端的匹配结果、该模块在不同电流负载情况下的电压的输出结果、以及该模块的关机状态进行测试，从而获取进行匹配性测试的故障检测结果，进而能够使该上行通信模块的匹配性测试结果更全面，能够帮助检修人员快速了解设备的故障信息。
[0114]
在一个实施例中，如图10所示，当该上行通信模块接收关机指令时，对该上行通信模块进行关机操作，具体包括：
[0115]
步骤1002，当该上行通信模块接收关机指令时，该上行通信模块响应该关机指令，通过延时预定时长进行软关机操作。
[0116]
其中，软关机操作为用软件结束正在进行的进程，从而退出操作系统，并发送电流脉冲使电源关闭来达到关机或重新启动的目的。
[0117]
具体地，当该上行通信模块接收关机指令时，该上行通信模块响应由控制测量核心板发送的关机指令，再延时预定时长，然后关闭模块的电源，从而完成软关机操作。其中，延时预定时长可以为延时15s。
[0118]
步骤1004，当该上行通信模块无法响应该关机指令时，通过拉低开关引脚进行硬关机操作。
[0119]
其中，硬关机操作为使用非电脑系统的正常关机操作，必须通过关机或重启键来关机的操作。
[0120]
具体地，当该上行通信模块无法响应由控制测量核心板发送的关机指令时，通过拉低on/off引脚2s后，再延时预定时长，然后关闭模块的电压，从而完成硬关机操作。
[0121]
在本实施例中，当该上行通信模块接收关机指令时，通过判断该上行通信模块是否响应关机指令来实施相应的关机操作，以此确保上行通信模块能够完成关机。
[0122]
在一个实施例中，如图11所示，按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果，具体包括：
[0123]
步骤1102，当该目标测试类别为天线测试时，通过接收通信指令开启该上行通信模块，并使得该上行通信模块处于通信状态。
[0124]
具体地，当该目标测试类别为天线测试时，pc系统通过发送at指令至测试设备中的控制测量核心板，使得上行通信模块处于通信状态。
[0125]
步骤1104，向该上行通信模块中输入通信信号，并通过网络分析仪获取该上行通信模块的天线在响应该通信信号时所产生的信号强度、回波损耗、驻波比及散射系数。
[0126]
其中，当天线与上行通信模块的阻抗不匹配时，高频能量会在天线中产生反射波，从而会产生回波损耗和驻波比。针对于回波损耗rl的计算，公式如下:
[0127]
rl＝
‑
20log(ρ),ρ＝|γ|
[0128]
该计算公式中，γ为反射系数的复数形式，ρ为γ的实数部分。针对于驻波比vswp的计算，公式如下：
[0129][0130]
针对于散射系数，可以对前向传输系数s
11
进行考量，获取该天线的散射系数，如图12所示的天线散射系数测试原理图。该前向传输系数s
11
的计算，公式如下：
[0131][0132]
其中，a1和a2表示端口1、2上的入射波信号，b1和b2表示端口1、2上的出射波信号，前向传输系数s
11
的含义为端口2匹配时端口1的反射系数。
[0133]
具体地，向上行通信模块输入通信信号，并设置网络分析仪的参数设置以及测试参数，并且通过校准件进行校准操作，在完成校准后，通过网络分析仪获取该信号的强度、回波损耗、驻波比以及散射系数的数据。
[0134]
步骤1106，基于该回波损耗及驻波比，确定阻抗匹配数据。
[0135]
具体地，通过网络分析仪能够获取回波损耗和驻波比的数据，基于该回波损耗和驻波比的数据确定天线与该上行通信模块是否匹配。
[0136]
步骤1108，将该信号强度、该阻抗匹配数据和该散射系数，作为进行该天线测试所得到的故障检测结果。
[0137]
具体地，将测量的信号强度、天线与模块的阻抗匹配数据以及散射系数，共同作为该天线测试的故障检测结果。
[0138]
在本实施例中，当目标测试类别为天线测试时，在该上行通信模块处于通信状态时，分别进行信号强度测试、阻抗匹配测试以及散射系数测试，将获得的信号强度数据、阻抗匹配结果以及散射系数结构共同作为天线检测的故障检测结果，进而能够使该上行通信模块的天线测试结果更全面，及时且准确地检测该天线的故障情况，能够帮助检修人员快速了解设备的故障信息。
[0139]
为了便于更清楚的了解本技术的技术方案，下面提供一个较为详细的实施例来描述。针对于上行通信模块的故障检测方案，具体如图13所示。该方案由pc系统、电源、矢量网络分析仪、示波器、频谱仪、串口服务器、控制测量核心板、衰减器、相关设备控制开关等组成。该方案可以选择gprs通信、rs485的串口通信，其中pc系统通过串口与测试设备中的控制测量核心板进行连接，当需要对上行通信模块进行故障检测时，可以将待测的上行通信模块放置在控制测量核心板的基座位置，再基于控制测量核心板实施相应的测试，以此获取与测试对应的测试结果。具体地，首先，获取对上行通信模块进行故障检测的请求；控制测量核心板再根据测试类别选择待测试的目标测试类别，该目标测试类别可以是依次测试上行通信模块的可靠性测试、匹配性测试以及天线测试，或者可以根据实际情况选择特定的一种或多种测试，其中，可靠性测试包括上行通信模块的功耗测试、波特率冗余度测试、电源波动测试、电源变化测试及信号强度衰减测试，匹配性测试包括开机时序测试、上行通信模块的接口与终端的匹配性测试、对上行通信模块的电源质量的测试、以及关机测试，天线测试包括信号强度测试、由回波损耗和驻波比确定的阻抗匹配测试、以及天线散射系数测试；然后根据确定的目标测试类别，连接好与目标测试类别相关的开关、电路、以及测试
设备，再按照该目标测试类别的测试方法，对待测的上行通信模块进行检测，获得该上行通信模块的故障检测结果。因此，该上行通信模块的故障检测方法能够实现多种检测功能，从而能够及时检测智能计量设备上行通信模块的故障，有助于检修人员快速了解设备的故障信息，进而保证电力系统的安全运行。
[0140]
应该理解的是，虽然图2
‑
4、6
‑
7、10
‑
11的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2
‑
4、6
‑
7、10
‑
11中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0141]
在一个实施例中，如图14所示，提供了一种上行通信模块的故障检测装置，该装置1400包括：获取模块1402、确定模块1404和故障检测模块1406，其中：
[0142]
获取模块1402，用于获取针对于电力计量设备中的上行通信模块的故障检测请求。
[0143]
确定模块1404，用于根据该故障检测请求，从至少一个测试类别中确定该上行通信模块故障检测的目标测试类别，该测试类别包括可靠性测试、匹配性测试及天线测试中的至少一种类别。
[0144]
故障检测模块1406，用于按照与该目标测试类别对应的目标测试方式，对该上行通信模块进行相应的故障检测，得到该上行通信模块的故障检测结果。
[0145]
在一个实施例中，该故障检测模块1406，用于当该目标测试类别为可靠性测试时，从属于该可靠性测试类别的子测试项目中确定目标子测试项目；根据该目标子测试项目进行可靠性测试，得到可靠性测试的故障检测结果；其中，该子测试项目包括该上行通信模块的功耗测试、波特率冗余度测试、电源波动测试、电源变化测试及信号强度衰减测试中的至少一种。
[0146]
在一个实施例中，该故障检测模块1406，用于当该目标子测试项目为功耗测试时，分别获取该上行通信模块的静态功耗和动态功耗，并将该静态功耗与静态功耗阈值进行比对，将该动态功耗与动态功耗阈值进行比对，基于比对结果确定对应的功耗测试结果；当该目标子测试项目为波特率冗余度测试时，通过增加波特率步长计算相应的通信成功率，并基于该通信成功率确定对应的波特率冗余度测试结果；其中，该通信成功率为在增加波特率步长后该上行通信模块能够接收通信信号的概率；当该目标子测试项目为电源波动测试时，通过增加电压步长获得该上行通信模块的通信状态，并基于该通信状态确定对应的电源波动测试结果；当该目标子测试项目为电源变化测试时，获取在电压以电压变化率下降至最低阈值时该上行通信模块的第一通信结果、以及获取在电压以该电压变化率上升至最高阈值时该上行通信模块的第二通信结果，并基于该第一通信结果、以及该第二通信结果确定对应的电源变化测试结果；当该目标子测试项目为信号强度衰减测试时，通过设置衰减值获取该上行通信模块的信号强度，并基于该信号强度确定对应的信号强度衰减测试结果；基于该功耗测试结果、波特率冗余度测试结果、电源波动测试结果、电源变化测试结果、以及信号强度衰减测试结果中的至少一种，确定该可靠性测试的故障检测结果。
[0147]
在一个实施例中，该故障检测模块1406，还用于当该目标子测试项目为电源变化测试时，设定第一电压变化率和第二电压变化率，该第一电压变化率大于该第二电压变化率；当电压变化率为第一电压变化率时，获取在电压以第一电压变化率从电压最低阈值上升至电压最高阈值时该上行通信模块的第一通信状态，且获取在电压以第一电压变化率从电压最高阈值下降至电压最低阈值时该上行通信模块的第二通信状态；将该第一通信状态和该第二通信状态，作为以第一电压变化率进行电源变化测试时的第一通信结果；当电压变化率为第二电压变化率时，获取在电压以第二电压变化率从电压最低阈值上升至电压最高阈值时该上行通信模块的第三通信状态，且获取在电压以第二电压变化率从电压最高阈值下降至电压最低阈值时该上行通信模块的第四通信状态；将该第三通信状态和该第四通信状态，作为以第二电压变化率进行电源变化测试时的第二通信结果；将该第一通信结果、以及该第二通信结果作为电源变化测试结果。
[0148]
在一个实施例中，该故障检测模块1406，还用于当该目标测试类别为匹配性测试时，响应于开机指令启动该上行通信模块，并记录该上行通信模块的开机状态；向该上行通信模块中输入通信信号，根据该上行通信模块的接收情况确定该上行通信模块的接口测试结果；通过施加电流负载，获得该上行通信模块电源电压的输出值；当该上行通信模块接收关机指令时，对该上行通信模块进行关机操作；将该开机状态、该接口测试结果、该上行通信模块电源电压的输出值、以及该关机状态，共同作为进行该匹配性测试所得到的故障检测结果。
[0149]
在一个实施例中，该故障检测模块1406，还用于当该上行通信模块接收关机指令时，该上行通信模块响应该关机指令，通过延时预定时长进行软关机操作；当该上行通信模块无法响应该关机指令时，通过拉低开关引脚进行硬关机操作。
[0150]
在一个实施例中，该故障检测模块1406，还用于当该目标测试类别为天线测试时，通过接收通信指令开启该上行通信模块，并使得该上行通信模块处于通信状态；向该上行通信模块中输入通信信号，并通过网络分析仪获取该上行通信模块的天线在响应该通信信号时所产生的信号强度、回波损耗、驻波比及散射系数；基于该回波损耗及驻波比，确定阻抗匹配数据；将该信号强度、该阻抗匹配数据和该散射系数，作为进行该天线测试所得到的故障检测结果。
[0151]
关于上行通信模块的故障检测装置的具体限定可以参见上文中对于上行通信模块的故障检测方法的限定，在此不再赘述。上述上行通信模块的故障检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0152]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是测试设备，其内部结构图可以如图15所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储上行通信模块的故障检测数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种上行通信模块的故障
检测方法。
[0153]
本领域技术人员可以理解，图15中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0154]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0155]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0156]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read
‑
only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
[0157]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0158]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。