传感器网络节点负载压力测试系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种传感器网络节点负载压力测试系统及方法，所述系统包括移动终端以及测试装置，测试装置包括有嵌入式处理器、连接接口和节点接口，连接接口和节点接口连接在所述的嵌入式处理器上，该测试装置通过连接接口与所述移动终端连接，并通过节点接口连接传感器网络节点，所述移动终端内置有测试软件，该移动终端根据测试软件的测试脚本对测试装置进行控制，并通过测试装置向传感器网络节点输入测试数据，使测试装置监测传感器网络节点，并向移动终端反馈节点信息和测试执行信息。该系统及方法能有效提高测试的自动化程度，测试效率高。
【专利说明】传感器网络节点负载压力测试系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线传感器网络节点负载压力测试系统及方法。
【背景技术】
[0002]无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络，以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。随着物联网、传感网的发展，无线传感器网络技术及其应用得到了迅速的发展。无线传感器网络具有的多种类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的物理现象，可应用在军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等众多领域。
[0003]IEEE802.15.4标准的发布和推广应用是低速率、低速成本无线传感器网络发展的重要标志。IEEE标准委员会在2000年12月份正式批准并成立了 802.15.4工作组，任务是开发一个低数据率的标准，它具有复杂度低、成本极少、功耗很小的特点，能在低成本设备(固定、便携或可移动的)之间进行低数据率的传输。它描述了低速率无线传感器网络的物理层和媒体接入控制协议，是ZigBee、ZigBee PR0、6LoWPAN和RF4CE等协议的基础。
[0004]传感器网络节点的性能测试就是验证和确认能否达到IEEE802.15.4标准提出的性能指标，同时发现传感器网络节点软件系统中存在的性能瓶颈，以调整软件参数，最后起到优化系统的目的。
[0005]负载压力测试是性能测试的重要组成部分，负载测试包括并发性能测试、疲劳强度测试、大数据量测试等内容。负载测试有助于确认被测系统是否能够支持性能需求，以及预期的负载增长等。负载测试不只是关注不同负载场景下的响应时间等指标，它也要通过测试来发现在不同负载场景下会出现的，例如速度变慢、内存泄漏等问题的原因。
[0006]目前，基于IEEE802.15.4标准的传感器网络节点负载压力测试缺少专业的测试装置，测试过程简单，自动化程度低。现有测试系统及装置均无法解决单个传感器节点的嵌入式软件系统测试评估问题。
【发明内容】
[0007]基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种传感器网络节点负载压力测试系统，该系统能有效提高测试的自动化程度，测试效率高。
[0008]其技术方案如下:
[0009]一种传感器网络节点负载压力测试系统，包括移动终端以及测试装置，测试装置包括有嵌入式处理器、连接接口和节点接口，连接接口和节点接口连接在所述的嵌入式处理器上，该测试装置通过连接接口与所述移动终端连接，并通过节点接口连接传感器网络节点，所述移动终端内置有测试软件，该移动终端根据测试软件的测试脚本对测试装置进行控制，并通过测试装置向传感器网络节点输入测试数据，使测试装置监测传感器网络节点，并向移动终端反馈节点信息和测试执行信息。[0010]由于采用了内置有测试软件的移动终端和具有嵌入式处理器的测试装置共同配合来对无线传感器网络节点进行测试，在测试过程中，移动终端根据测试脚本并通过测试装置向传感器网络节点输入负载压力测试数据，且通过测试装置获取节点信息和测试结果等测试执行信息，能够有效提高测试的自动化程度，其测试效率高，且所述的测试系统能够对传感器网络节点进行实时的测试。另外，所述的测试系统还具有可扩展性、移动便携、通用性好等优点，能够充分满足基于IEEE802.15.4标准的无线传感器网络节点压力测试的要求；而通过采用嵌入式处理器，则使所述的测试装置具有开放式的架构，可通过更新Andoid测试软件支持更多性能子项的测试。
[0011 ] 在其中一个实施例中，所述的连接接口为USB接口，该USB接口通过USB电路模块连接在所述的嵌入式处理器上。因而，所述的测试装置能够通过USB接口与所述的移动终端相连接，使该测试装置能够接受移动终端的控制命令，并作出相应的应答。
[0012]在其中一个实施例中，所述的节点接口为与所述嵌入式处理器相适配的串行接口。其目的在于使所述的测试装置能够通过串行接口与传感器网络节点建立连接，进而，移动终端能够通过测试装置向传感器网络节点注入测试数据，并通过测试装置获取节点信息和测试执行信息。
[0013]在其中一个实施例中，所述的测试脚本集成在测试软件中，该测试软件还集成有测试用例库，所述移动终端根据测试脚本从测试用例库中调取测试数据，并将测试数据通过测试装置输入传感器网络节点中。因而，测试软件在启动后能够对测试脚本进行解析，执行测试用例的操作，进而向测试装置发出控制命令，并通过测试装置向传感器网络节点输入测试数据。
[0014]在其中一个实施例中，所述的测试用例库集成有各种传感器网络节点的故障模式信息，所述的测试数据包括并发性能测试数据包、疲劳强度测试数据包以及大数据量测试数据包，所述的移动终端根据测试脚本指定的故障模式设置从测试用例库中调取并发性能测试数据包、疲劳强度测试数据包或大数据量测试数据包，并将相应的测试数据通过测试装置输入传感器网络节点中。因而，通过向传感器网络节点输入并发性能测试数据包、疲劳强度测试数据包或大数据量测试数据包等，能够实现对传感器网络节点的负载压力测试。
[0015]在其中一个实施例中，所述传感器网络节点的故障模式信息符合IEEE802.15.4标准定义。从而，通过开发用例库，在执行测试时，模拟各种基于IEEE802.15.4标准定义的故障模式向被测传感器网络节点发送各种指定格式数据包，使所述的测试系统能够针对基于IEEE802.15.4标准定义的传感器网络节点进行负载压力的测试。
[0016]在其中一个实施例中，所述的移动终端具有显示屏，所述测试装置反馈的节点信息和测试执行信息在该显示屏上显示。因而，能够直观地观测测试过程及测试结果。
[0017]在其中一个实施例中，所述的传感器网络节点为基于IEEE802.15.4标准定义的传感器网络节点。
[0018]在其中一个实施例中，所述的移动终端为支持Android系统的手机或平板电脑，所述的测试软件为Android测试软件,该Android测试软件运行在所述Android系统上。因而，Android软件的设计充分的利用了手机或平板电脑的移动便携性、计算能力和存储能力，测试命令和测试数据直接通过高速总线输送到嵌入式处理器，减少了设备硬件开销，大大减少了测试成本，同时提高了测试自动化程度。[0019]本发明还提供一种传感器网络节点负载压力测试方法，其特征在于，该方法为:
[0020]移动终端根据其内置测试软件的测试脚本对测试装置进行控制，并通过测试装置向传感器网络节点输入测试数据；
[0021]测试装置对传感器网络节点进行监测，并向移动终端反馈节点信息和测试执行信
肩、O
[0022]本发明的有益效果在于:
[0023](I)所述的传感器网络节点负载压力测试系统能够对传感器网络节点进行实时的测试，其能够有效提高测试的自动化程度，且测试效率高。
[0024](2)所述的测试系统还具有可扩展性、移动便携、通用性好等优点。
[0025](3)所述的测试系统可充分满足基于IEEE802.15.4标准的传感器网络节点设备负载压力测试的要求，该系统采用移动便携和开放式的架构设计，测试装置可随被测对象一起在实际使用环境中进行测试。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明实施例所述的传感器网络节点负载压力测试系统的结构示意图。
[0027]图2是本发明实施例的嵌入式处理器的引脚设计图。
[0028]图3是本发明实施例所述的USB接口电路设计图。
[0029]图4是本发明实施例所述的电源电路模块设计图。
[0030]图5是本发明实施例所述的RTC晶振电路设计图。
[0031 ] 图6是本发明实施例所述的MCU晶振电路设计图。
[0032]图7是本发明实施例所述的复位电路设计图。
[0033]图8是本发明实施例所述的时钟电路模块设计图。
[0034]图9是本发明实施例所述的Android测试软件的工作流程图。
[0035]附图标记说明:
[0036]10、手机/平板电脑，ll、Android测试软件，20、测试装置，21、嵌入式处理器，221、USB电路模块，222、USB接口，23、电源电路模块，24、RTC晶振电路模块，25、MCU晶振电路模块，26、复位电路模块，27、时钟电路模块，30、传感器网络节点。
【具体实施方式】
[0037]下面对本发明的实施例进行详细说明:
[0038]如图1所示，一种传感器网络节点负载压力测试系统，包括移动终端以及测试装置20，测试装置20包括有嵌入式处理器21、连接接口和节点接口，连接接口和节点接口连接在所述的嵌入式处理器21上，该测试装置20通过连接接口与所述移动终端连接，并通过节点接口连接传感器网络节点30，所述移动终端内置有测试软件，该移动终端根据测试软件的测试脚本对测试装置20进行控制，并通过测试装置20向传感器网络节点30输入测试数据，使测试装置20监测传感器网络节点30，并向移动终端反馈节点信息和测试执行信肩、O
[0039]由于采用了内置有测试软件的移动终端和具有嵌入式处理器21的测试装置20共同配合来对无线传感器网络节点30进行测试，在测试过程中，移动终端根据测试脚本并通过测试装置20向传感器网络节点30输入负载压力测试数据，且通过测试装置20获取节点信息和测试结果等测试执行信息，能够有效提高测试的自动化程度，其测试效率高，该测试系统能够对传感器网络节点30进行实时的测试。另外，所述的测试系统还具有可扩展性、移动便携、通用性好等优点，能够充分满足基于IEEE802.15.4标准的无线传感器网络节点30压力测试的要求；而通过采用嵌入式处理器21，则使所述的测试装置20具有开放式的架构，可通过更新Andoid测试软件支持更多性能子项的测试。
[0040]其中，所述的嵌入式处理器21采用STM32F103R8T6的常规单片机来实现，其各引脚的设计具体如图2所示。所述的连接接口为USB接口 222，该USB接口 222通过USB电路模块221连接在所述的嵌入式处理器21上。该USB接口 222的电路设计具体如图3所示，所述的测试装置20能够通过USB接口 222与所述的移动终端相连接，使该测试装置20能够接受移动终端的控制命令，并作出相应的应答。所述的节点接口为与所述嵌入式处理器21相适配的串行接口，所述的测试装置20能够通过串行接口与传感器网络节点30建立连接，进而，移动终端能够通过测试装置20向传感器网络节点30注入测试数据，并通过测试装置20获取节点信息和测试执行信息。所述的移动终端具有显示屏，所述测试装置20反馈的节点信息和测试执行信息在该显示屏上显示。因而，能够直观地观测测试过程及测试结果。
[0041]为确保嵌入式处理器21的正常运转及相关功能的实现，STM32F103R8T6的常规单片机还连接有电源电路模块23 (参见图4)、RTC晶振电路模块24 (参见图5)、MCU晶振电路模块25 (参见图6)、复位电路模块26 (参见图7)、时钟电路模块27 (参见图8)等等外围电路设计模块。其中，通过所述的电源电路模块23，能够为所述的测试装置20提供稳定的工作电压和电流。
[0042]在本实施例中，所述的传感器网络节点30为基于IEEE802.15.4标准定义的传感器网络节点30。本测试系统主要针对符合IEEE802.15.4标准定义的传感器网络节点30进行负载压力的测试。
[0043]在所述的测试系统中，所述的移动终端为支持Android系统的手机或平板电脑
10,所述的测试软件为Android测试软件11,该Android测试软件11运行在所述Android系统上。因而，Android软件的设计充分的利用了手机或平板电脑10的移动便携性、计算能力和存储能力，测试命令和测试数据直接通过高速总线输送到嵌入式处理器21，减少了设备硬件开销，大大减少了测试成本，同时提高了测试自动化程度。
[0044]所述的测试脚本集成在Android测试软件11中，该Android测试软件11还集成有测试用例库，所述移动终端根据测试脚本从测试用例库中调取测试数据，并将测试数据通过测试装置20输入传感器网络节点30中。因而，测试软件在启动后能够对测试脚本进行解析，执行测试用例的操作，进而向测试装置20发出控制命令，并通过测试装置20向传感器网络节点30输入测试数据。
[0045]进一步地，所述的测试用例库集成有各种传感器网络节点30的故障模式信息，所述的测试数据包括并发性能测试数据包、疲劳强度测试数据包以及大数据量测试数据包，所述的移动终端根据测试脚本指定的故障模式设置从测试用例库中调取并发性能测试数据包、疲劳强度测试数据包或大数据量测试数据包，并将相应的测试数据通过测试装置20输入传感器网络节点30中。因而，通过向传感器网络节点30输入并发性能测试数据包、疲劳强度测试数据包或大数据量测试数据包等，能够实现对传感器网络节点30的负载压力测试。另外，所述传感器网络节点30的故障模式信息符合IEEE802.15.4标准定义。从而，通过开发用例库，在执行测试时，模拟各种基于IEEE802.15.4标准定义的故障模式向被测传感器网络节点30发送各种指定格式数据包，使所述的测试系统能够针对基于IEEE802.15.4标准定义的传感器网络节点30进行负载压力的测试。
[0046]本实施例所述的Android测试软件11的工作流程图如图9所示。其具体工作步骤如下:
[0047]SlOl:Android测试软件11在手机或平板电脑10内启动后，初始化并扫描设备类型；
[0048]S102:加载测试用例并载入测试脚本；
[0049]S103:读取标准接口:若为标准接口，则根据测试脚本并通过测试装置20进行负载压力测试，具体包括并发性能测试、疲劳强度测试和大数据量测试，且输出显示测试信息，若不是标准接口，则记录非标准信息，且输出显示该非标准信息；
[0050]S104:在进行显示输出后，提示是否结束测试:若是，则退出；若否，重复步骤S102至 S104。
[0051]本实施例还提供一种传感器网络节点30负载压力测试方法，其特征在于，该方法为:
[0052]移动终端根据其内置测试软件的测试脚本对测试装置20进行控制，并通过测试装置20向传感器网络节点30输入测试数据；
[0053]测试装置20对传感器网络节点30进行监测，并向移动终端反馈节点信息和测试执行信息。
[0054]本实施例的具有以下优点或原理:
[0055]1、所述的传感器网络节点30负载压力测试系统能够对传感器网络节点30进行实时的测试，其能够有效提高测试的自动化程度，且测试效率高。
[0056]2、所述的测试系统还具有可扩展性、移动便携、通用性好等优点。
[0057]3、所述的测试系统可充分满足基于IEEE802.15.4标准的传感器网络节点30设备负载压力测试的要求，该系统采用移动便携和开放式的架构设计，测试装置20可随被测对象一起在实际使用环境中进行测试。
[0058]以上所述实施例仅表达了本发明的【具体实施方式】，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种传感器网络节点负载压力测试系统，其特征在于，包括移动终端以及测试装置，测试装置包括有嵌入式处理器、连接接口和节点接口，连接接口和节点接口连接在所述的嵌入式处理器上，该测试装置通过连接接口与所述移动终端连接，并通过节点接口连接传感器网络节点，所述移动终端内置有测试软件，该移动终端根据测试软件的测试脚本对测试装置进行控制，并通过测试装置向传感器网络节点输入测试数据，使测试装置监测传感器网络节点，并向移动终端反馈节点信息和测试执行信息。
2.根据权利要求1所述的传感器网络节点负载压力测试系统，其特征在于，所述的连接接口为USB接口，该USB接口通过USB电路模块连接在所述的嵌入式处理器上。
3.根据权利要求1所述的传感器网络节点负载压力测试系统，其特征在于，所述的节点接口为与所述嵌入式处理器相适配的串行接口。
4.根据权利要求1所述的传感器网络节点负载压力测试系统，其特征在于，所述的测试脚本集成在测试软件中，该测试软件还集成有测试用例库，所述移动终端根据测试脚本从测试用例库中调取测试数据，并将测试数据通过测试装置输入传感器网络节点中。
5.根据权利要求4所述的传感器网络节点负载压力测试系统，其特征在于，所述的测试用例库集成有各种传感器网络节点的故障模式信息，所述的测试数据包括并发性能测试数据包、疲劳强度测试数据包以及大数据量测试数据包，所述的移动终端根据测试脚本指定的故障模式设置从测试用例库中调取并发性能测试数据包、疲劳强度测试数据包或大数据量测试数据包，并将相应的测试数据通过测试装置输入传感器网络节点中。
6.根据权利要求5所述的传感器网络节点负载压力测试系统，其特征在于，所述传感器网络节点的故障模式信息符合IEEE802.15.4标准定义。
7.根据权利要求1所述的传感器网络节点负载压力测试系统，其特征在于，所述的移动终端具有显示屏，所述测试装置反馈的节点信息和测试执行信息在该显示屏上显示。
8.根据权利要求1至7任一项所述的传感器网络节点负载压力测试系统，其特征在于，所述的传感器网络节点为基于IEEE802.15.4标准定义的传感器网络节点。
9.根据权利要求1至7任一项所述的传感器网络节点负载压力测试系统，其特征在于，所述的移动终端为支持Android系统的手机或平板电脑，所述的测试软件为Android测试软件，该Android测试软件运行在所述Android系统上。
10.一种传感器网络节点负载压力测试方法，其特征在于，该方法为: 移动终端根据其内置测试软件的测试脚本对测试装置进行控制，并通过测试装置向传感器网络节点输入测试数据； 测试装置对传感器网络节点进行监测，并向移动终端反馈节点信息和测试执行信息。
【文档编号】H04W24/02GK103686794SQ201310720250
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】张帆, 杨春晖, 杨东裕, 李冬, 林军 申请人:工业和信息化部电子第五研究所