一种异构物联网的检测系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物联网测试领域，尤其涉及一种对异构物联网进行测试、统计、分析的异构物联网的检测系统及其方法。
【背景技术】
[0002]现阶段物联网的定义为:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。随着信息技术、人工智能以及控制技术等的发展，物联网实现信息的有效采集，可靠传输，智能决策和控制。
[0003]对物联网进行测试，对了解网络运行规律，判断网络故障或瓶颈，优化网络设计规划有重要的指导意义。目前，针对物联网(无线传感器网络)的测试技术有多种实现手段，其中典型的方案有Crossbow公司的MoteWorks方案、哈佛大学的MoteLab方案、美国加州大学的SCALE方案以及中科院软件所的传感网测试系统。
[0004]如图1所示，Motefforks方案是基于传感器网络自身的通信链路进行测试数据的收集，即正常应用数据和测试数据均通过节点微处理器发送相应的命令到节点的射频模块，然后在无线传感器网络链路上传输，用户能够远程监视传感器网络的运行情况。由于测试数据占用了传感器网络链路和节点处理器资源，必然会对传感网的自身通信有一定的影响，属于有打扰式测试。
[0005]请参考图2，在哈佛大学开发的MoteLab方案中，每个传感器节点都被连接在信号采集模块上，通过串口与中心服务器相连，并连接以太网。这样使得节点的数据可以通过无线通信装置和串口及以太网多种渠道进行传输，从而实现对网络状态的测试。该方案不占用无线传感器网络通信资源，但由于测试数据通过节点模块的串口输出，占用了一定的资源，属于有打扰式测试。
[0006]请参考图3，在美国加州大学提出的SCALE方案中，无线传感器网络各个节点通过串口与计算机相连，使得节点的数据分组一方面可以由无线通信装置进行收发，一方面可以由串口传输给计算机，从而通过比较两个结果对网络数据转发的情况进行分析并研究其概率统计规律。但该方法同上述两个方法的缺点一样，对链路上其它数据的干扰较大，且占用系统的资源，仍属于有打扰式测试。
[0007]如图4所示，在中科院软件所的方案(申请号CN101489249)中，在每个节点上增加了用来测试的硬件电路，并且对软件进行了修改，来进行系统测试。该方案虽然不会影响节点的正常工作，但是增加了节点的软件和硬件复杂度，更重要的是，该方案只能用于经过改造的节点进行测试，无法用于其他网络的测试，其应用场景受限制。
[0008]因此，亟需一种解决方案，不仅能够克服现有技术中物联网测试方案进行检测时，对节点正常工作进行打扰、应用场景受限制等问题，而且还能够对异构物联网进行检测，便于了解网络运行规律、判断网络故障或瓶颈以及优化网络设计规划等信息。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种异构物联网的检测系统，该系统在对异构物联网进行检测时，不会对物联网的正常工作进行打扰，且应用场景更具有普适性。另外，还涉及一种异构物联网的检测方法。
[0010]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种异构物联网的检测系统，包括:网关设备，其与各个异构物联网的节点无线连接，其用于通过无线方式接收来自各个异构物联网的节点的数据包，并将接收到的不同通信协议的数据包转换成统一协议的数据包发送出去，其中，所述各个异构物联网的节点采用广播形式发送数据包；服务器，其与所述网关设备连接，用于对转换后的数据包进行检测和分析。
[0011]在一个实施例中，所述网关设备为一嵌入式设备，包括:无线通信模块，其用于通过无线方式接收来自各个异构物联网的节点的数据包；中央处理器，其与所述无线通信模块连接，用于将接收到的不同通信协议的数据包转换成以太网通信协议的数据包；以太网接口，其与所述中央处理器连接，用于将转换后的数据包通过以太网络发送出去；存储器，其与所述中央处理器连接，用于存储所述转换后的数据包。
[0012]在一个实施例中，所述无线通信模块和所述服务器均支持无线以太网802.lla/b/g/n、ZigBee/802.15.4、WLAN、TinyOS Active Message无线传感器网络通信协议和蓝牙协议。
[0013]在一个实施例中，所述服务器进一步用于:将接收到的数据包写入用户空间的共享内存；对数据包进行数据链路层、网络层、传输层和应用层协议头信息的解析，并将原始数据的概要和详细信息保存为文件；对所述文件和数据包中的流量数据进行解析，该流量信息包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口和通信协议类型。
[0014]根据本发明的另一方面，还提供了一种异构物联网的检测方法，包括:网关设备通过无线方式接收来自各个异构物联网的节点的数据包，并将接收到的不同通信协议的数据包转换成统一协议的数据包发送出去，其中，所述各个异构物联网的节点采用广播形式发送数据包；与所述网关设备连接服务器对转换后的数据包进行检测和分析。
[0015]在一个实施例中，所述网关设备进一步将接收到的不同通信协议的数据包转换成以太网通信协议的数据包，并将转换后的数据包通过以太网络发送出去。
[0016]在一个实施例中，所述网关设备和所述服务器均支持无线以太网802.lla/b/g/n、ZigBee/802.15.4、WLAN、TinyOS Active Message无线传感器网络通信协议和蓝牙协议。
[0017]在一个实施例中，所述服务器进一步用于将接收到的数据包写入用户空间的共享内存，对数据包进行数据链路层、网络层、传输层和应用层协议头信息的解析，并将原始数据的概要和详细信息保存为文件，然后，对所述文件和数据包中的流量数据进行解析，该流量信息包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口和通信协议类型。
[0018]与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点:
[0019]本发明在物理上具有多种网络接口，支持常见的无线网络协议，包括无线以太网(802.lla/b/g/n)、蓝牙、ZigBee/802.15.4 以及 TinyOS Active Message 等通信协议。对于无线通信，其信号是采用广播的形式，在通信覆盖区域内的所有支持该通信协议的设备均可以接收到广播信号。本发明中的网关，工作于混杂模式下，在该模式下，网关可以接收所有其他采用相同通信协议的节点所发送的数据包。网关接收到无线通信后，通过把各种通信协议转换为以太网协议，实现异构物联网多种无线通信协议到有线以太网通信协议的转换。本发明无需对物联网软件和硬件进行任何改动，采用对物联网本身的无打扰的测试方式，测试结果更精确，而且该系统支持多种异构网络，应用场景更有普适性。
[0020]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0021]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0022]图1是现有技术中的MoteWorks方案的检测结构示意图；
[0023]图2是现有技术中的MoteLab方案的检测结构示意图；
[0024]图3是现有技术中的SCALE方案的检测结构示意图；
[0025]图4是现有技术中的传感网测试系统的结构示意图；
[0026]图5是根据本发明一实施例的异构物联网检测系统的结构示意图；
[0027]图6是图5所示的异构物联网检测系统中网关设备510的结构示意图；
[0028]图7是根据本发明一实施例的异构物联网检测方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。
[0030]请参阅图5，图5是根据本发明一实施例的异构物联网的检测系统的结构示意图。该异构物联网检测系统包括:网关设备510和服务器520。其中，各个异构物联网的节点采用广播形式发送数据包。
[0031]该网关设备510，其配置以侦听并接收来自各个异构物联网的节点的数据包，并将接收到的各种不同通信协议的数据包转换成统一通信协议的数据包发送出去。该网关设备510与各个异构物联网节点通过无线通信模块进行无线连接。服务器520，其配置以对转换后的数据包进行检测，服务器520与网关设备510连接。
[0032]需要说明的是，在本发明中，当进行物联网测试时，无线通信模块工作于混杂模式下，可以接收到