傳感器網絡節點負載壓力測試系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種傳感器網絡節點負載壓力測試系統及方法，所述系統包括移動終端以及測試裝置，測試裝置包括有嵌入式處理器、連接接口和節點接口，連接接口和節點接口連接在所述的嵌入式處理器上，該測試裝置通過連接接口與所述移動終端連接，并通過節點接口連接傳感器網絡節點，所述移動終端內置有測試軟件，該移動終端根據測試軟件的測試腳本對測試裝置進行控制，并通過測試裝置向傳感器網絡節點輸入測試數據，使測試裝置監測傳感器網絡節點，并向移動終端反饋節點信息和測試執行信息。該系統及方法能有效提高測試的自動化程度，測試效率高。
【專利說明】傳感器網絡節點負載壓力測試系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無線傳感器網絡節點負載壓力測試系統及方法。
【背景技術】
[0002]無線傳感器網絡是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網絡，以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。隨著物聯網、傳感網的發展，無線傳感器網絡技術及其應用得到了迅速的發展。無線傳感器網絡具有的多種類型的傳感器，可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣的物理現象，可應用在軍事、航空、防爆、救災、環境、醫療、保健、家居、工業、商業等眾多領域。
[0003]IEEE802.15.4標準的發布和推廣應用是低速率、低速成本無線傳感器網絡發展的重要標志。IEEE標準委員會在2000年12月份正式批準并成立了 802.15.4工作組，任務是開發一個低數據率的標準，它具有復雜度低、成本極少、功耗很小的特點，能在低成本設備(固定、便攜或可移動的)之間進行低數據率的傳輸。它描述了低速率無線傳感器網絡的物理層和媒體接入控制協議，是ZigBee、ZigBee PR0、6LoWPAN和RF4CE等協議的基礎。
[0004]傳感器網絡節點的性能測試就是驗證和確認能否達到IEEE802.15.4標準提出的性能指標，同時發現傳感器網絡節點軟件系統中存在的性能瓶頸，以調整軟件參數，最后起到優化系統的目的。
[0005]負載壓力測試是性能測試的重要組成部分，負載測試包括并發性能測試、疲勞強度測試、大數據量測試等內容。負載測試有助于確認被測系統是否能夠支持性能需求，以及預期的負載增長等。負載測試不只是關注不同負載場景下的響應時間等指標，它也要通過測試來發現在不同負載場景下會出現的，例如速度變慢、內存泄漏等問題的原因。
[0006]目前，基于IEEE802.15.4標準的傳感器網絡節點負載壓力測試缺少專業的測試裝置，測試過程簡單，自動化程度低。現有測試系統及裝置均無法解決單個傳感器節點的嵌入式軟件系統測試評估問題。
【發明內容】
[0007]基于此，本發明在于克服現有技術的缺陷，提供一種傳感器網絡節點負載壓力測試系統，該系統能有效提高測試的自動化程度，測試效率高。
[0008]其技術方案如下:
[0009]一種傳感器網絡節點負載壓力測試系統，包括移動終端以及測試裝置，測試裝置包括有嵌入式處理器、連接接口和節點接口，連接接口和節點接口連接在所述的嵌入式處理器上，該測試裝置通過連接接口與所述移動終端連接，并通過節點接口連接傳感器網絡節點，所述移動終端內置有測試軟件，該移動終端根據測試軟件的測試腳本對測試裝置進行控制，并通過測試裝置向傳感器網絡節點輸入測試數據，使測試裝置監測傳感器網絡節點，并向移動終端反饋節點信息和測試執行信息。[0010]由于采用了內置有測試軟件的移動終端和具有嵌入式處理器的測試裝置共同配合來對無線傳感器網絡節點進行測試，在測試過程中，移動終端根據測試腳本并通過測試裝置向傳感器網絡節點輸入負載壓力測試數據，且通過測試裝置獲取節點信息和測試結果等測試執行信息，能夠有效提高測試的自動化程度，其測試效率高，且所述的測試系統能夠對傳感器網絡節點進行實時的測試。另外，所述的測試系統還具有可擴展性、移動便攜、通用性好等優點，能夠充分滿足基于IEEE802.15.4標準的無線傳感器網絡節點壓力測試的要求；而通過采用嵌入式處理器，則使所述的測試裝置具有開放式的架構，可通過更新Andoid測試軟件支持更多性能子項的測試。
[0011 ] 在其中一個實施例中，所述的連接接口為USB接口，該USB接口通過USB電路模塊連接在所述的嵌入式處理器上。因而，所述的測試裝置能夠通過USB接口與所述的移動終端相連接，使該測試裝置能夠接受移動終端的控制命令，并作出相應的應答。
[0012]在其中一個實施例中，所述的節點接口為與所述嵌入式處理器相適配的串行接口。其目的在于使所述的測試裝置能夠通過串行接口與傳感器網絡節點建立連接，進而，移動終端能夠通過測試裝置向傳感器網絡節點注入測試數據，并通過測試裝置獲取節點信息和測試執行信息。
[0013]在其中一個實施例中，所述的測試腳本集成在測試軟件中，該測試軟件還集成有測試用例庫，所述移動終端根據測試腳本從測試用例庫中調取測試數據，并將測試數據通過測試裝置輸入傳感器網絡節點中。因而，測試軟件在啟動后能夠對測試腳本進行解析，執行測試用例的操作，進而向測試裝置發出控制命令，并通過測試裝置向傳感器網絡節點輸入測試數據。
[0014]在其中一個實施例中，所述的測試用例庫集成有各種傳感器網絡節點的故障模式信息，所述的測試數據包括并發性能測試數據包、疲勞強度測試數據包以及大數據量測試數據包，所述的移動終端根據測試腳本指定的故障模式設置從測試用例庫中調取并發性能測試數據包、疲勞強度測試數據包或大數據量測試數據包，并將相應的測試數據通過測試裝置輸入傳感器網絡節點中。因而，通過向傳感器網絡節點輸入并發性能測試數據包、疲勞強度測試數據包或大數據量測試數據包等，能夠實現對傳感器網絡節點的負載壓力測試。
[0015]在其中一個實施例中，所述傳感器網絡節點的故障模式信息符合IEEE802.15.4標準定義。從而，通過開發用例庫，在執行測試時，模擬各種基于IEEE802.15.4標準定義的故障模式向被測傳感器網絡節點發送各種指定格式數據包，使所述的測試系統能夠針對基于IEEE802.15.4標準定義的傳感器網絡節點進行負載壓力的測試。
[0016]在其中一個實施例中，所述的移動終端具有顯示屏，所述測試裝置反饋的節點信息和測試執行信息在該顯示屏上顯示。因而，能夠直觀地觀測測試過程及測試結果。
[0017]在其中一個實施例中，所述的傳感器網絡節點為基于IEEE802.15.4標準定義的傳感器網絡節點。
[0018]在其中一個實施例中，所述的移動終端為支持Android系統的手機或平板電腦，所述的測試軟件為Android測試軟件,該Android測試軟件運行在所述Android系統上。因而，Android軟件的設計充分的利用了手機或平板電腦的移動便攜性、計算能力和存儲能力，測試命令和測試數據直接通過高速總線輸送到嵌入式處理器，減少了設備硬件開銷，大大減少了測試成本，同時提高了測試自動化程度。[0019]本發明還提供一種傳感器網絡節點負載壓力測試方法，其特征在于，該方法為:
[0020]移動終端根據其內置測試軟件的測試腳本對測試裝置進行控制，并通過測試裝置向傳感器網絡節點輸入測試數據；
[0021]測試裝置對傳感器網絡節點進行監測，并向移動終端反饋節點信息和測試執行信
肩、O
[0022]本發明的有益效果在于:
[0023](I)所述的傳感器網絡節點負載壓力測試系統能夠對傳感器網絡節點進行實時的測試，其能夠有效提高測試的自動化程度，且測試效率高。
[0024](2)所述的測試系統還具有可擴展性、移動便攜、通用性好等優點。
[0025](3)所述的測試系統可充分滿足基于IEEE802.15.4標準的傳感器網絡節點設備負載壓力測試的要求，該系統采用移動便攜和開放式的架構設計，測試裝置可隨被測對象一起在實際使用環境中進行測試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明實施例所述的傳感器網絡節點負載壓力測試系統的結構示意圖。
[0027]圖2是本發明實施例的嵌入式處理器的引腳設計圖。
[0028]圖3是本發明實施例所述的USB接口電路設計圖。
[0029]圖4是本發明實施例所述的電源電路模塊設計圖。
[0030]圖5是本發明實施例所述的RTC晶振電路設計圖。
[0031 ] 圖6是本發明實施例所述的MCU晶振電路設計圖。
[0032]圖7是本發明實施例所述的復位電路設計圖。
[0033]圖8是本發明實施例所述的時鐘電路模塊設計圖。
[0034]圖9是本發明實施例所述的Android測試軟件的工作流程圖。
[0035]附圖標記說明:
[0036]10、手機/平板電腦，ll、Android測試軟件，20、測試裝置，21、嵌入式處理器，221、USB電路模塊，222、USB接口，23、電源電路模塊，24、RTC晶振電路模塊，25、MCU晶振電路模塊，26、復位電路模塊，27、時鐘電路模塊，30、傳感器網絡節點。
【具體實施方式】
[0037]下面對本發明的實施例進行詳細說明:
[0038]如圖1所示，一種傳感器網絡節點負載壓力測試系統，包括移動終端以及測試裝置20，測試裝置20包括有嵌入式處理器21、連接接口和節點接口，連接接口和節點接口連接在所述的嵌入式處理器21上，該測試裝置20通過連接接口與所述移動終端連接，并通過節點接口連接傳感器網絡節點30，所述移動終端內置有測試軟件，該移動終端根據測試軟件的測試腳本對測試裝置20進行控制，并通過測試裝置20向傳感器網絡節點30輸入測試數據，使測試裝置20監測傳感器網絡節點30，并向移動終端反饋節點信息和測試執行信肩、O
[0039]由于采用了內置有測試軟件的移動終端和具有嵌入式處理器21的測試裝置20共同配合來對無線傳感器網絡節點30進行測試，在測試過程中，移動終端根據測試腳本并通過測試裝置20向傳感器網絡節點30輸入負載壓力測試數據，且通過測試裝置20獲取節點信息和測試結果等測試執行信息，能夠有效提高測試的自動化程度，其測試效率高，該測試系統能夠對傳感器網絡節點30進行實時的測試。另外，所述的測試系統還具有可擴展性、移動便攜、通用性好等優點，能夠充分滿足基于IEEE802.15.4標準的無線傳感器網絡節點30壓力測試的要求；而通過采用嵌入式處理器21，則使所述的測試裝置20具有開放式的架構，可通過更新Andoid測試軟件支持更多性能子項的測試。
[0040]其中，所述的嵌入式處理器21采用STM32F103R8T6的常規單片機來實現，其各引腳的設計具體如圖2所示。所述的連接接口為USB接口 222，該USB接口 222通過USB電路模塊221連接在所述的嵌入式處理器21上。該USB接口 222的電路設計具體如圖3所示，所述的測試裝置20能夠通過USB接口 222與所述的移動終端相連接，使該測試裝置20能夠接受移動終端的控制命令，并作出相應的應答。所述的節點接口為與所述嵌入式處理器21相適配的串行接口，所述的測試裝置20能夠通過串行接口與傳感器網絡節點30建立連接，進而，移動終端能夠通過測試裝置20向傳感器網絡節點30注入測試數據，并通過測試裝置20獲取節點信息和測試執行信息。所述的移動終端具有顯示屏，所述測試裝置20反饋的節點信息和測試執行信息在該顯示屏上顯示。因而，能夠直觀地觀測測試過程及測試結果。
[0041]為確保嵌入式處理器21的正常運轉及相關功能的實現，STM32F103R8T6的常規單片機還連接有電源電路模塊23 (參見圖4)、RTC晶振電路模塊24 (參見圖5)、MCU晶振電路模塊25 (參見圖6)、復位電路模塊26 (參見圖7)、時鐘電路模塊27 (參見圖8)等等外圍電路設計模塊。其中，通過所述的電源電路模塊23，能夠為所述的測試裝置20提供穩定的工作電壓和電流。
[0042]在本實施例中，所述的傳感器網絡節點30為基于IEEE802.15.4標準定義的傳感器網絡節點30。本測試系統主要針對符合IEEE802.15.4標準定義的傳感器網絡節點30進行負載壓力的測試。
[0043]在所述的測試系統中，所述的移動終端為支持Android系統的手機或平板電腦
10,所述的測試軟件為Android測試軟件11,該Android測試軟件11運行在所述Android系統上。因而，Android軟件的設計充分的利用了手機或平板電腦10的移動便攜性、計算能力和存儲能力，測試命令和測試數據直接通過高速總線輸送到嵌入式處理器21，減少了設備硬件開銷，大大減少了測試成本，同時提高了測試自動化程度。
[0044]所述的測試腳本集成在Android測試軟件11中，該Android測試軟件11還集成有測試用例庫，所述移動終端根據測試腳本從測試用例庫中調取測試數據，并將測試數據通過測試裝置20輸入傳感器網絡節點30中。因而，測試軟件在啟動后能夠對測試腳本進行解析，執行測試用例的操作，進而向測試裝置20發出控制命令，并通過測試裝置20向傳感器網絡節點30輸入測試數據。
[0045]進一步地，所述的測試用例庫集成有各種傳感器網絡節點30的故障模式信息，所述的測試數據包括并發性能測試數據包、疲勞強度測試數據包以及大數據量測試數據包，所述的移動終端根據測試腳本指定的故障模式設置從測試用例庫中調取并發性能測試數據包、疲勞強度測試數據包或大數據量測試數據包，并將相應的測試數據通過測試裝置20輸入傳感器網絡節點30中。因而，通過向傳感器網絡節點30輸入并發性能測試數據包、疲勞強度測試數據包或大數據量測試數據包等，能夠實現對傳感器網絡節點30的負載壓力測試。另外，所述傳感器網絡節點30的故障模式信息符合IEEE802.15.4標準定義。從而，通過開發用例庫，在執行測試時，模擬各種基于IEEE802.15.4標準定義的故障模式向被測傳感器網絡節點30發送各種指定格式數據包，使所述的測試系統能夠針對基于IEEE802.15.4標準定義的傳感器網絡節點30進行負載壓力的測試。
[0046]本實施例所述的Android測試軟件11的工作流程圖如圖9所示。其具體工作步驟如下:
[0047]SlOl:Android測試軟件11在手機或平板電腦10內啟動后，初始化并掃描設備類型；
[0048]S102:加載測試用例并載入測試腳本；
[0049]S103:讀取標準接口:若為標準接口，則根據測試腳本并通過測試裝置20進行負載壓力測試，具體包括并發性能測試、疲勞強度測試和大數據量測試，且輸出顯示測試信息，若不是標準接口，則記錄非標準信息，且輸出顯示該非標準信息；
[0050]S104:在進行顯示輸出后，提示是否結束測試:若是，則退出；若否，重復步驟S102至 S104。
[0051]本實施例還提供一種傳感器網絡節點30負載壓力測試方法，其特征在于，該方法為:
[0052]移動終端根據其內置測試軟件的測試腳本對測試裝置20進行控制，并通過測試裝置20向傳感器網絡節點30輸入測試數據；
[0053]測試裝置20對傳感器網絡節點30進行監測，并向移動終端反饋節點信息和測試執行信息。
[0054]本實施例的具有以下優點或原理:
[0055]1、所述的傳感器網絡節點30負載壓力測試系統能夠對傳感器網絡節點30進行實時的測試，其能夠有效提高測試的自動化程度，且測試效率高。
[0056]2、所述的測試系統還具有可擴展性、移動便攜、通用性好等優點。
[0057]3、所述的測試系統可充分滿足基于IEEE802.15.4標準的傳感器網絡節點30設備負載壓力測試的要求，該系統采用移動便攜和開放式的架構設計，測試裝置20可隨被測對象一起在實際使用環境中進行測試。
[0058]以上所述實施例僅表達了本發明的【具體實施方式】，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種傳感器網絡節點負載壓力測試系統，其特征在于，包括移動終端以及測試裝置，測試裝置包括有嵌入式處理器、連接接口和節點接口，連接接口和節點接口連接在所述的嵌入式處理器上，該測試裝置通過連接接口與所述移動終端連接，并通過節點接口連接傳感器網絡節點，所述移動終端內置有測試軟件，該移動終端根據測試軟件的測試腳本對測試裝置進行控制，并通過測試裝置向傳感器網絡節點輸入測試數據，使測試裝置監測傳感器網絡節點，并向移動終端反饋節點信息和測試執行信息。
2.根據權利要求1所述的傳感器網絡節點負載壓力測試系統，其特征在于，所述的連接接口為USB接口，該USB接口通過USB電路模塊連接在所述的嵌入式處理器上。
3.根據權利要求1所述的傳感器網絡節點負載壓力測試系統，其特征在于，所述的節點接口為與所述嵌入式處理器相適配的串行接口。
4.根據權利要求1所述的傳感器網絡節點負載壓力測試系統，其特征在于，所述的測試腳本集成在測試軟件中，該測試軟件還集成有測試用例庫，所述移動終端根據測試腳本從測試用例庫中調取測試數據，并將測試數據通過測試裝置輸入傳感器網絡節點中。
5.根據權利要求4所述的傳感器網絡節點負載壓力測試系統，其特征在于，所述的測試用例庫集成有各種傳感器網絡節點的故障模式信息，所述的測試數據包括并發性能測試數據包、疲勞強度測試數據包以及大數據量測試數據包，所述的移動終端根據測試腳本指定的故障模式設置從測試用例庫中調取并發性能測試數據包、疲勞強度測試數據包或大數據量測試數據包，并將相應的測試數據通過測試裝置輸入傳感器網絡節點中。
6.根據權利要求5所述的傳感器網絡節點負載壓力測試系統，其特征在于，所述傳感器網絡節點的故障模式信息符合IEEE802.15.4標準定義。
7.根據權利要求1所述的傳感器網絡節點負載壓力測試系統，其特征在于，所述的移動終端具有顯示屏，所述測試裝置反饋的節點信息和測試執行信息在該顯示屏上顯示。
8.根據權利要求1至7任一項所述的傳感器網絡節點負載壓力測試系統，其特征在于，所述的傳感器網絡節點為基于IEEE802.15.4標準定義的傳感器網絡節點。
9.根據權利要求1至7任一項所述的傳感器網絡節點負載壓力測試系統，其特征在于，所述的移動終端為支持Android系統的手機或平板電腦，所述的測試軟件為Android測試軟件，該Android測試軟件運行在所述Android系統上。
10.一種傳感器網絡節點負載壓力測試方法，其特征在于，該方法為: 移動終端根據其內置測試軟件的測試腳本對測試裝置進行控制，并通過測試裝置向傳感器網絡節點輸入測試數據； 測試裝置對傳感器網絡節點進行監測，并向移動終端反饋節點信息和測試執行信息。
【文檔編號】H04W24/02GK103686794SQ201310720250
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】張帆, 楊春暉, 楊東裕, 李冬, 林軍 申請人:工業和信息化部電子第五研究所