一种串口通讯故障检测装置及方法

技术领域

本发明涉及通讯设备故障检测领域，更具体地，涉及一种串口通讯故障检测装置及方法。

背景技术

目前变电站内采用串口通讯的设备，例如直流电源监测模块、规约转换装置和调度101通道相关设备等，经常出现通讯异常和中断，专业维护人员无法准确定位通讯故障设备，尤其涉及多方厂家设备通讯互联的工况，无法寻求最佳解决方案，给变电站的维护管理工作带来巨大困扰。

公开号为“CN210924248U”，公开日为2019年11月28日的中国专利文件公开了一种适用于检测工控主机串口通讯的工装，包括：信号处理单元、外引串口单元、指示灯单元和电源输入单元；所述电源输入单元给信号处理单元供电；所述信号处理单元接收上位机发出串口信号并将信号转换为电压信号，以驱动指示灯单元亮起；所述外引串口单元和工控主机串口进行连接；所述指示灯单元显示各串口通讯是否正常。该方法能够提高串口通讯检测的效率和准确性，快速准确的完成工控主机检验测试，该工装可以同时满足多个串口通讯测试，测试结果使用指示灯方式显示，一目了然。

在上述的方案中，只是对工控主机进行检测，当工控主机与多个通讯设备连接的情况下，无法定位除了工控主机以外的故障设备。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中无法准确定位通讯故障设备的问题，提供一种串口通讯故障检测装置及方法，能够定位发生通讯故障的设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种串口通讯故障检测装置，包括外壳、设置于所述外壳上的显示器和功能按键模块和设置于所述外壳内的控制器模块；所述控制器模块分别与所述显示器和所述功能按键模块电连接；所述控制器模块设置有输入接口和输出接口；所述输入接口和所述输出接口装有用于连接设备的连接线。

在上述的技术方案中，所述控制器模块用于监听和解析通信报文。显示器用于显示控制器模块解析好的通讯参数，而能按键模块可以对装置进行操作。

优选的，所述控制器模块为嵌入式开发板。嵌入式开发板中会有自带的比较检测算法，只需要对此算法进行适用改进就可以使用，更加便于使用。

优选的，所述输入接口设置有三个，分别为RS232通讯接口、RS485通讯接口和RS422通讯接口。能够适应不同线制的通讯接口。

还提供一种串口通讯故障检测方法，基于上述的串口通讯故障检测装置，包括如下步骤：

步骤一：当主机与设备串口通信故障，解开主机的对应故障串口接线，采用输入接口的连接线与主机连接；

步骤二：控制器模块收到主机的通信信息后将其解析为通讯参数；对比通讯故障检测装置解析出来的通信参数与实际运行的正常参数，若两者数据一致，则排除主机故障；

步骤三：解开设备的故障串口接线；将输出接口的连接线与设备的串口连接，控制器模块收到主机的通信信息后将其解析为通讯参数；对比通讯故障检测装置解析出来的通信参数与实际运行的正常参数，若两者数据一致，则排除通信线路故障；

步骤四：解开输入接口连接线与主机的连接线，控制器模块将步骤二或步骤三中得到的通讯参数转换为报文数据，向设备发送；若收不到应答数据帧，则通讯故障在设备。

在上述检测方法的方案中，在主机与设备之间的串口通信故障之后，通过检测装置能够逐步对主机、通信通道和设备进行故障检测，不但能定位具体的故障位置，同时能够对所有有可能的故障点逐一排查，避免了遗漏故障点的情况发生。

优选的，将输入变电站常用串口设备的通信参数写入控制器模块的数据库中作为实际运行的正常参数。收集变电站常用串口设备的通信参数包括串口类型、规约协议、波特率，以及校验方式。将这些参数写入数据库中，供控制器模块的算法循环扫描之后就能匹配上从主机处获得的通讯参数。

优选的，数据库的建立的具体流程包括：收集变电站常用串口设备的规约类型及说明文档，摘选主机请求和设备响应遥信报文的传输帧，写入数据库可查询字段，并拆解相应传输帧，分别以同步字、控制字、和信息字为独立可查询字段写入数据库。

优选的，设定控制器模块的误码率阈值；控制器模块无法对主机通信信息进行解析，根据规约类型，校核报文CRC，若误码率高于设定的阈值，则判断通信通道故障。

优选的，控制器模块无法对主机通信信息进行解析，向控制器模块输入设备实际参数、规约类型及其说明文档，对控制器模块的数据库进行更新。

优选的，在所述步骤四中，控制器模块以典型波特率自动扫描匹配设备波特率，以获取设备的通讯信息。采用典型波特率匹配能够减少匹配的数据量，提高匹配效率。

优选的，所述典型波特率包括300、1200、2400、9600、19200、38400和115200。变电站的匹配通常为典型波特率中的几个，根据变电站常用的波特率进行匹配，进一步提高匹配效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过检测装置及其对应的检测方法，能够定位发生通讯故障发生后，具体发生通信故障的设备，使得变电站的维护管理工作更加便利，提高了工作的效率。

附图说明

图1是本发明的一种串口通讯故障检测装置的结构示意图；

图2是本发明的一种串口通讯故障检测方法的流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

如图1所示为一种串口通讯故障检测装置的实施例，包括外壳1、设置于外壳1上的显示器2和功能按键模块3和设置于外壳1内的控制器模块4；控制器模块4分别与显示器2和功能按键模块3电连接；控制器模块4设置有输入接口和输出接口；输入接口和输出接口装有用于连接设备的连接线；

控制器模块4用于监听和解析通信报文。显示器2用于显示控制器模块4解析好的通讯参数，而能按键模块可以对装置进行操作。

具体的，控制器模块4为嵌入式开发板。嵌入式开发板中会有自带的比较检测算法，只需要对此算法进行适用改进就可以使用，更加便于使用。输入接口设置有三个，分别为RS232通讯接口、RS485通讯接口和RS422通讯接口。能够适应不同线制的通讯接口。

本发明的工作原理或工作流程：通过输入接口与发生故障处的主机连接，通过控制器模块4对主机的通讯参数进行检测对比，并在显示器2中显示，通过比较通讯参数判断主机是否发生故障；通过检测装置替换通讯故障出的通信通道，用控制器模块4对获得的通讯参数进行对比和在显示器2上显示，判断是否通信通道故障；通过输出接口与发生故障出的设备连接，控制器模块4将通讯参数转换为报文数据，向设备发送；若收不到设备回应，则判断通讯故障在设备。

本实施例的有益效果：通过使用该检测装置能够定位发生通讯故障发生后，具体发生通信故障的设备，使得变电站的维护管理工作更加便利，提高了工作的效率。

实施例2

如图2所示为一种串口通讯故障检测方法，基于实施例1的串口通讯故障检测装置，包括如下步骤：

步骤一：当主机与设备串口通信故障，解开主机的对应故障串口接线，采用输入接口的连接线与主机连接；将输入变电站常用串口设备的通信参数写入控制器模块4的数据库中作为实际运行的正常参数。收集变电站常用串口设备的通信参数包括串口类型、规约协议、波特率，以及校验方式。将这些参数写入数据库中，供控制器模块4的算法循环扫描之后就能匹配上从主机处获得的通讯参数。

步骤二：控制器模块4收到主机的通信信息后将其解析为通讯参数；对比通讯故障检测装置解析出来的通信参数与实际运行的正常参数，若两者数据一致，则排除主机故障；

步骤三：解开设备的故障串口接线；将输出接口的连接线与设备的串口连接，控制器模块4收到主机的通信信息后将其解析为通讯参数；对比通讯故障检测装置解析出来的通信参数与实际运行的正常参数，若两者数据一致，则排除通信线路故障；

步骤四：解开输入接口连接线与主机的连接线，控制器模块4将步骤二或步骤三中得到的通讯参数转换为报文数据，向设备发送；若收不到应答数据帧，则通讯故障在设备。在该步骤中，控制器模块4以典型波特率自动扫描匹配设备波特率，以获取设备的通讯信息。采用典型波特率匹配能够减少匹配的数据量，提高匹配效率。

具体的，数据库的建立的具体流程包括：收集变电站常用串口设备的规约类型及说明文档，摘选主机请求和设备响应遥信报文的传输帧，写入数据库可查询字段，并拆解相应传输帧，分别以同步字、控制字、和信息字为独立可查询字段写入数据库。

另外的，设定控制器模块4的误码率阈值；控制器模块4无法对主机通信信息进行解析，根据规约类型，校核报文CRC，若误码率高于设定的阈值，则判断通信通道故障。控制器模块4无法对主机通信信息进行解析，向控制器模块4输入设备实际参数、规约类型及其说明文档，对控制器模块4的数据库进行更新。

具体的，典型波特率包括300、1200、2400、9600、19200、38400和115200。变电站的匹配通常为典型波特率中的几个，根据变电站常用的波特率进行匹配，进一步提高匹配效率。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。