南向采集通道回归验证测试方案

BACnet
OPC UA
Modbus（TCP / RTU）
通道级隔离
设备级隔离
轮询压力测试
10ms 采集节点间隔验证
数据正确性验证
异常场景注入

目标是验证：

① 采集通道独立运行 ② 单设备离线不影响同通道其他设备 ③ 不同通道互不影响 ④ 在线设备数据点位持续正确更新 ⑤ 轮询间隔控制为 10ms（避免串流） ⑥ 在全量压力测试下系统稳定

（已引入影子设备与快照层，以下测试项在不改动北向实现的前提下进行增强验证）

一、总体测试架构

                ┌──────────────────────────┐
                │     Edge Gateway         │
                │  Poller + ChannelMgr     │
                └────────────┬─────────────┘
                             │
         ┌───────────────────┼───────────────────┐
         │                   │                   │
   BACnet Channel      OPCUA Channel       Modbus Channel
   (独立协程池)         (独立协程池)         (独立协程池)
            ▼（采集完成）
        Shadow Device（原子快照） → Snapshot Bus（合并/优先级） → Points Commit（差量） → MQTT/OPC UA（复用）

强制架构要求（必须验证）

项目	必须满足
通道	独立 goroutine / context
设备	独立超时控制
设备失败	不得 panic / 不得阻塞调度
采集间隔	设备之间间隔 ≥10ms
超时控制	单设备超时 ≤3s
数据隔离	不得出现设备数据串流
快照一致	Snapshot Version 单调递增，组完成后递增
发布源唯一	北向发布仅由 Points Commit 触发

二、测试环境准备

1️⃣ 模拟器准备

Modbus

20台模拟设备（TCP + RTU混合）
每台 50 个点位
可随机延迟
可强制断线

BACnet

10台 BACnet/IP 模拟设备
每台 30 个 object
支持 Who-Is / I-Am
支持 ReadProperty

OPC UA

5个 OPC UA Server
每个 100+ 节点
支持读写
支持强制断开

2️⃣ 压测规模建议

协议	设备数	总点位
Modbus	20	1000
BACnet	10	300
OPC UA	5	500
总计	35	1800

三、核心验证项设计

测试组 A：基础轮询验证

A1 正常轮询验证

步骤：

所有设备在线
设置轮询周期 1s
设置设备间隔 10ms
运行 30 分钟
记录每个采集组完成事件（GroupComplete）与对应 Snapshot Version++；统计 Commit 次数与点位变更次数。

验证项：

验证点	判定标准
轮询不丢设备	所有设备都被轮询
数据刷新	所有点位持续更新
CPU稳定	< 70%
无panic	日志无异常
快照生成	每组完成均有 Version++
Commit去抖	Commit 次数 < 原始点位变更数

测试组 B：单设备离线隔离验证（关键）

B1 单设备离线

步骤：

正常运行
手动关闭 1台 Modbus
观察 5分钟

验证：

验证点	标准
该设备状态	Offline
同通道其他设备	正常轮询
不出现阻塞	轮询日志连续
数据无串流	不出现数据错写
快照一致性	离线设备不生成新快照，在线设备快照正常
北向源唯一	无点位直推，仅 Commit 触发发布

B2 同时离线多个设备

关闭：

3台 Modbus
2台 BACnet
1台 OPCUA

验证：

其他在线设备正常
通道状态为 degraded
不影响其他协议通道

测试组 C：通道级隔离验证

关闭整个 BACnet 网络。

验证：

验证点	预期
BACnet通道	Offline
Modbus	正常
OPCUA	正常
主调度器	无阻塞
快照与 Commit	非 BACnet 通道的快照与 Commit 正常

测试组 D：10ms 间隔验证（防串流）

目标

验证：

任意两个设备采集时间间隔 ≥10ms

验证方法

在采集层增加时间戳日志：

[PollStart] device=xxx ts=...

导出日志后验证：

设备A 10:00:00.000
设备B 10:00:00.012
设备C 10:00:00.023

要求：

Δt >= 10ms

并且：Snapshot Version 仅在组完成后递增，不因单点位更新而递增。

判定标准

项目	标准
平均间隔	≥10ms
无 0ms 连续触发
不出现RTU CRC错误
不出现TCP粘包异常

测试组 E：数据串流验证（关键）

目标

验证：

设备A的数据不会写入设备B 且仅在 Mapping Commit 回写 Points 后才触发北向发布。

方法

人为制造：

设备A返回固定值 111
设备B返回固定值 222

运行 10分钟

验证数据库：

deviceA = 111
deviceB = 222

若出现：

deviceA = 222

说明数据串流（严重BUG）

测试组 F：压力极限测试

条件：

35台设备全部在线
1s 轮询周期
10ms间隔
连续运行 12小时

验证：

项目	标准
内存增长	不持续上涨
goroutine	不泄漏
CPU	稳定
数据丢失	0
崩溃	0
SnapshotBus 延迟	P95 ≤ 350ms
Commit 差量率	≥ 60%

测试组 G：随机异常注入

每5分钟：

随机断1台设备
随机恢复
随机增加延迟 2秒

验证：

调度系统稳定
不出现死锁
不出现panic
恢复后自动恢复采集
快照生成与分发恢复正常；Commit 不堆积

四、验证指标体系

1️⃣ 通道级指标

指标	目标
ChannelState	Running / Degraded / Offline
失败率	<5%
平均轮询耗时	< 500ms
SnapshotBus延迟	P95 ≤ 350ms

2️⃣ 设备级指标

指标	目标
设备成功率	>95%
Timeout	正常触发
错误不传播
SnapshotVersion	单调递增
ShadowAtomicWrite	无并发破坏

3️⃣ 数据级指标

指标	目标
点位刷新率	100%
错写	0
串流	0
Commit差量率	≥ 60%
发布源唯一性	100%（仅 Commit）

五、自动化验证建议

1️⃣ 写自动化轮询测试程序

模拟：

启停设备
修改数据
验证数据库
验证 Snapshot Version 与 Commit 计数器

2️⃣ 日志自动分析

统计：

设备间隔
错误分布
超时分布
SnapshotBus 延迟与去抖动效果

3️⃣ goroutine泄漏检测

runtime.NumGoroutine()

每分钟记录一次。

六、最终验收标准

系统必须满足：

✔ 单设备离线不影响同通道 ✔ 单通道离线不影响其他通道 ✔ 设备间采集间隔 ≥10ms ✔ 数据无串流 ✔ 连续运行12小时无崩溃 ✔ 数据100%刷新 ✔ Snapshot Version 单调递增，组完成后递增 ✔ 北向发布仅由 Points Commit 触发（零侵入）

七、推荐调度实现模型（建议）

强烈建议采用：

Channel goroutine
    ↓
Device worker pool
    ↓
device loop
    sleep 10ms

（组完成→写入 Shadow → OnSnapshot → 合并→差量 Commit→北向复用）

而不是：

for all devices concurrently

否则：

极易串流
极易阻塞
极易雪崩

结论

这套方案可以验证：

架构隔离能力
调度稳定性
工业级可靠性
协议层隔离性
数据正确性