LoRa隧道照明網絡設備測試系統研究與設計

周華安　顧龍慧　周書　何湘桂　周華妹

摘? ?要：設計了一款LoRa無線隧道照明網絡設備功能自動測試系統.該系統以易控（INSPEC）組態軟件為開發平臺，可一次性自動完成多達15臺LoRa無線網絡設備的功能測試和拷機運行，具有系統工藝參數輸入，測試參數的實時采集、運算處理、存盤、顯示、報表查看，以及故障自診斷與報警等功能.給出了測試系統電路設計，詳細描述了測試系統功能模塊程序流程圖和關鍵程序的設計方法與實現原理.湖南某公司近萬臺套LoRa無線隧道照明網絡設備的實際使用效果驗證了測試系統設計的正確性與高性能.

關鍵詞：LoRa無線網絡設備;易控組態軟件;功能測試;自動測試系統

中圖分類號：TP273? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A

Research and Design on Test System

for LoRa Tunnel Lighting Network Facilities

ZHOU Huaan1，GU Longhui2，ZHOU Shu2，HE Xianggui2，ZHOU Huamei2

（1. College of Mechanical and Vehicle Engineering，Hunan University，Changsha 410082，China;

2. College of Electrical and Information Engineering，Hunan University，Changsha 410082，China）

Abstract：An automatic function test system for LoRa wireless tunnel lighting network devices was designed. It uses INSPEC configuration software as the development platform，and it can automatically complete function test and torture running for as many as 15 LoRa wireless network equipments at one time. It has the functions of inputting of system process parameters，real-time acquainting，calculating and processing，storaging，displaying，viewing and report form checking of test parameters，fault self-diagnosis and alarm etc. The circuit design of the test system was given，and the flow charts of function modules of the test system and the design methods and implementation principles of the key programs were described in detail. The correctness and high performance of the test system? ?were verified by the application result of nearly 10，000 sets of LoRa wireless tunnel lighting network equipment used by a company in Hunan.

Key words：LoRa wireless network facilities;INSPEC;functional testing;automatic test systems

隨著我國公路建設的發展，公路隧道建設與日俱增.交通運輸部的最新數據統計顯示，截至2017年末，全國公路隧道共計16 229處、總長15 280.51 km[1]，構成了我國公路網的重要組成部分.為了保障行車安全，隧道照明與控制在隧道建設中起著關鍵作用.目前我國隧道照明大多采取邏輯開關、時序調節等有線調光控制方法[2]，有線調光建設成本高、布線復雜、現場施工工藝繁瑣，增加了施工的安全風險[3-4].為了解決上述問題，文獻[5-6]分別研究了基于WiFi、ZigBee的隧道照明無線控制系統，但這些系統的無線控制器模塊功能簡單，沒有燈具故障自動檢測與定位功能，無法實現隧道照明設備工作狀態的實時監控;文獻[7-8]設計了基于LoRa的路燈照明控制系統，實現了路燈的定時控制，并能反饋照明設備狀態.作者所在課題組已成功研究與開發了基于LoRa的無線隧道照明系統，并成功運用于湖南益婁等多條高速公路的隧道建設.該系統運行節能效果明顯，能夠實現LED燈具的無線智能調光和燈具故障自動檢測與定位功能，不需要在隧道內布設大量的調光控制信號線纜[9]，可廣泛應用于新建隧道照明安裝和原有隧道照明改造.

LoRa無線隧道照明系統的網絡設備包括網絡協調器和無線單燈控制器兩類.這些設備在使用前需要進行ID號配置及功能測試，由于沒有相應的自動配置與測試設備，上述工作只能人工采用Modbus調試助手來完成.由于Modbus協議的功能碼多，數據結構不同，協議報文長度不等[10-11]，導致大批量無線網絡設備的人工配置與測試存在以下問題：所需人力多、勞動強度大、配置與測試時間長、設備ID配置錯誤率高、測試效率低，不能很好地滿足實際應用需求，嚴重制約LoRa無線隧道照明系統的推廣應用.