有哪些工具可以模拟特定设备或装置进行通信测试？

以下是模拟特定设备或装置进行通信测试的主流工具分类及具体推荐，覆盖工业自动化、电力系统、物联网等多领域需求，并附详细应用场景与操作特点：

一、工业协议模拟工具

1. Modbus 协议

ModbusPoll + ModbusSlave

特点：Windows 经典组合，ModbusPoll 模拟主站（Master），ModbusSlave 模拟从站（Slave），支持 RTU/TCP/ASCII 协议，可通过虚拟串口或网络连接测试设备通信。

优势：图形化界面直观，支持寄存器值实时修改与监控，适合快速验证 PLC、智能仪表等设备的 Modbus 通信功能。

扩展：ModbusSlave 支持 32 个从设备同时仿真，适合多从站组网测试。

DiagSlave

特点：跨平台命令行工具（Windows/Linux/ 树莓派），支持 Modbus RTU/TCP/UDP 协议，可通过脚本批量配置寄存器值。

优势：轻量级无 GUI，适合嵌入式系统或服务器端自动化测试，例如在 Linux 环境中模拟 Modbus RTU 从站响应主站请求。

HslCommunication

特点：工业级通信库，支持 C# 开发，可快速搭建 Modbus TCP/RTU 服务器或客户端，兼容 PLC、变频器等设备。

优势：提供完整 API 接口，适合集成到自定义测试系统中，例如模拟 Modbus 设备与 SCADA 系统的通信交互。

2. OPC UA 协议

Matrikon OPC UA Explorer

特点：免费跨平台工具（Windows/Linux/macOS），支持 OPC UA 客户端功能，可浏览服务器节点、读取 / 写入数据、订阅事件。

优势：界面简洁，支持证书管理与安全策略配置，适合测试 OPC UA 服务器与 PLC、DCS 系统的通信兼容性。

FreeOpcUa

特点：开源 Python 库，支持 OPC UA 客户端 / 服务器开发，可自定义节点模型与数据交互逻辑。

优势：灵活度高，适合开发定制化测试脚本，例如模拟 OPC UA 设备向云端平台推送数据。

二、电力系统协议模拟工具

1. IEC 61850 协议

SISCO GOOSE Blaster

特点：专业电力测试工具，模拟 GOOSE/R-GOOSE 报文发送与接收，支持 SCL 文件导入配置 IED（智能电子设备）模型。

优势：可生成异常报文测试保护装置容错能力，例如模拟开关变位信号验证变电站自动化系统响应时间sisconet.com。

SICAM Protocol Test System

特点：免费工具，支持 IEC 61850-7-2/7-3/7-4 模型仿真，可导入 ICD 文件模拟 IED 行为。

优势：适合变电站自动化系统联调，例如验证保护装置与监控主站的 GOOSE 通信可靠性。

2. DL/T 634.5104 协议

104Master

特点：Windows 工具，模拟 104 主站与子站通信，支持 ASDU 类型解析与链路状态监控。

优势：可配置心跳间隔、数据传输周期，适合测试电力调度主站与厂站设备的长连接稳定性。

三、物联网协议模拟工具

1. MQTT 协议

MQTTX

特点：全平台工具（Windows/Linux/macOS），支持 MQTT 5.0/3.1.1 协议，提供图形化界面与 CLI 版本，可模拟设备发布 / 订阅消息。

优势：集成 AI Copilot 自动生成测试脚本，支持 JSON 格式消息与 TLS 加密，适合物联网设备与云端平台的通信测试。

扩展：支持批量设备仿真，可模拟数千台传感器同时向 MQTT Broker 发送数据。

HiveMQ Web Client

特点：在线工具无需安装，支持 MQTT 5.0 协议，可通过浏览器直接连接 Broker 进行消息调试。

优势：适合临时测试或远程调试，例如验证边缘网关与云平台的 MQTT 通信是否正常。

2. HTTP/HTTPS 协议

Postman

特点：API 开发与测试工具，支持 RESTful/SOAP 接口，可模拟设备向云端平台发送 HTTP 请求。

优势：支持环境变量与脚本断言，适合验证物联网设备与后端服务器的数据交互逻辑，例如模拟温湿度传感器通过 HTTPS 上传数据至 API 端点。

四、协议转换与边缘计算工具

1. Anybus Communicator

特点：硬件协议转换器，支持 Modbus RTU↔Modbus TCP、Profinet↔EtherNet/IP 等协议转换，通过 Web 界面配置参数。

优势：即插即用，适合老旧设备（如仅支持 RS485 的仪表）接入新系统，例如将 Modbus RTU 设备数据转换为 Modbus TCP 供 SCADA 系统读取。

2. Ewon Flexy

特点：工业边缘网关，集成协议转换（Modbus↔OPC UA/MQTT）与数据预处理功能，支持蜂窝网络远程连接。

优势：内置 Crimson 脚本引擎，可自定义数据过滤规则，适合工厂设备数据上云前的边缘计算处理。

五、电力与特殊场景工具

1. IEC 61850-9-2 SV 模拟

SmartSampler

特点：专用工具模拟合并单元（MU）发送 SV 报文，支持 IEC 61850-9-2 协议，可配置采样率与数据集。

优势：用于测试保护装置的 SV 采样同步性，例如验证差动保护对多路 SV 输入的响应精度。

2. COMTRADE/PQDIF 波形回放

Digsilent PowerFactory

特点：电力系统仿真软件，可导入 COMTRADE 格式故障录波文件，模拟电网暂态过程。

优势：结合 Simulink 进行联合仿真，适合测试电能质量监测装置对电压暂降、谐波等事件的捕捉能力。

六、硬件级通信测试工具

1. 福禄克网络协议分析仪

型号：FLUKE OPV-WGA/PRO

特点：硬件设备支持 VLAN 分析、QoS 监控、协议解码（如 Modbus TCP、IEC 61850），可实时抓取网络报文。

优势：适合复杂工业网络故障排查，例如检测电力系统中 GOOSE 报文传输是否存在延迟或丢包。

2. SSCOM

特点：跨平台硬件调试工具，支持 UART/SPI/I2C/CAN 等底层协议，提供数据捕获、脚本编程、虚拟串口等功能。

优势：适合硬件开发阶段验证传感器、MCU 等设备的物理层通信，例如通过 UART 模拟传感器向主控板发送数据。

七、特殊协议与定制化工具

1. 自定义串口协议

SSCOM + 脚本编程

特点：通过 SSCOM 的 Python/JavaScript 脚本接口，可自定义串口协议格式（如 Modbus 变种协议），实现设备通信逻辑模拟。

案例：模拟某工业设备的私有串口协议，通过脚本动态生成校验码与数据帧，验证上位机软件的兼容性。

2. LoRa/NB-IoT 模拟

ChirpStack

特点：开源 LoRaWAN 协议栈，可模拟 LoRa 终端设备与网关通信，支持设备注册、数据上行 / 下行测试。

优势：适合物联网设备开发，例如在实验室环境中验证 LoRa 传感器与基站的通信距离与稳定性。

工具选择与测试流程建议

协议匹配：根据目标设备支持的协议（如 Modbus TCP、IEC 61850）选择对应工具，优先使用协议原生工具（如 ModbusPoll）。

环境搭建：

模拟环境：通过软件工具（如 ModbusSlave）在 PC 上模拟设备，成本低且灵活。

硬件环境：使用协议转换器（如 Anybus）或边缘网关（如 Ewon Flexy）连接真实设备与测试工具，复现实际网络拓扑。

测试步骤：

基础测试：验证连接稳定性（如 Modbus TCP 端口 502 是否可达）、寄存器读写功能。

压力测试：通过脚本批量发送报文，测试设备在高并发下的响应能力（如使用 MQTTX 模拟 1000 台设备同时发布消息）。

异常测试：故意断开网络、修改协议参数，验证设备的重连机制与错误处理逻辑。

典型案例

Modbus RTU 设备测试：

使用 ModbusSlave 模拟从站，配置波特率 9600、数据位 8、校验位无。

通过 RS485 线缆连接待测设备与 PC，运行 ModbusPoll 发送读取寄存器指令。

对比 ModbusSlave 与设备实际输出值，验证数据一致性。

IEC 61850 保护装置联调：

使用 SISCO GOOSE Blaster 导入 SCL 文件，模拟智能终端发送 GOOSE 跳闸命令。

观察保护装置是否正确动作，并通过 Wireshark 抓取报文验证 GOOSE 帧格式与传输时间。

通过上述工具组合与测试方法，可高效验证设备通信协议的兼容性、数据完整性与抗干扰能力，覆盖从协议层到物理层的全链路测试需求。

审核编辑 黄宇