[發明專利]一種開放型無線傳感網性能測試方法及系統

有效

• 申請號: 201310683276.X
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103716201B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 石志強;孫利民;朱紅松;趙忠華;甘偉;李曉森;劉利營;張曉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院信息工程研究所
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04W24/00;H04W84/18
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

1.一種開放型無線傳感網性能測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：上位機通過有線測試通道向無線傳感網的被測節點發送測試命令；

步驟2：無線傳感網的被測節點接收到測試命令后，在無線傳感網運行過程中，被測節點在無線信道上發送或接收業務數據包時，都會產生封裝了業務數據包的測試數據包，并通過有線測試通道匯報給上位機；

步驟3：無線傳感網的被測節點收到上位機發送的結束測試命令后，停止向上位機匯報測試數據包；

步驟4：上位機對接收的測試數據包進行處理分析，計算無線傳感網的數據包傳輸延遲、網絡拓撲結構和丟包率；

其中，所述每條有線測試通道包括下位機、測試背板和燒寫模塊，每個下位機通過有線連接的高速接口與一個測試背板相連；每個測試背板提供若干個低速接口，每個低速接口連接一個燒寫模塊；所述各測試背板間連接有時鐘同步信號線，用于同步各個測試背板間的時鐘。

2.根據權利要求1所述一種開放型無線傳感網性能測試方法，其特征在于，所述測試數據包包括節點號字段、凈荷長度字段、凈荷字段、校驗碼、空中傳輸延遲、串口傳輸延遲，其中節點號中存儲向上位機發送該測試數據包的節點的節點號，凈荷長度字段中存儲凈荷字段的長度，凈荷字段中存儲該節點發送或接收的業務數據包，所述校驗碼字段存儲測試數據包的循環冗余校驗，所述空中傳輸延遲中存儲的該節點發送或接收的業務數據包的空中傳輸延遲，所述串口傳輸延遲中存儲的是該節點上一次向上位機發送測試數據包時的串口延遲。

3.根據權利要求1所述一種開放型無線傳感網性能測試方法，其特征在于，計算數據包傳輸延遲包括被測節點間傳輸業務數據包的空中傳輸延遲和被測節點上傳測試數據包的串口傳輸延遲，具體計算步驟如下：

空中傳輸延遲計算：被測節點在無線信道發送業務數據包時，記錄每個業務數據包的發送啟動時間戳和發送成功時間戳，利用發送成功時間戳減去發送啟動時間戳，得到空中傳輸延遲，將空中傳輸延遲封裝在本次匯報的測試數據包中通過有線測試通道上報給上位機，上位機通過修正算法，計算得到準確的空中延遲參數；被測節點在無線信道收到業務數據包后，向上位機上報的測試數據包中，空中傳輸延遲為零；

串口傳輸延遲計算：測試數據包上報給上位機時，記錄每個測試數據包上報啟動時間戳和上報成功時間戳，利用上報成功時間戳減去上報啟動時間戳，得到串口傳輸延遲，將串口傳輸延遲封裝在下一次上報的測試數據包中通過有線測試通道上報給上位機，上位機通過修正算法，計算出準確的串口延遲參數。

4.根據權利要求1所述一種開放型無線傳感網性能測試方法，其特征在于，測試數據包傳送到有線測試通道的測試背板處時，測試背板采用定長分割接收，為每個定長分組標記接收時間戳，將可變延遲變為固定延遲。

5.根據權利要求1所述一種開放型無線傳感網性能測試方法，其特征在于，獲取傳感網的拓撲結構的具體步驟：

上位機采用數據驅動模式，根據用戶指定的計算間隔，把測試過程分為若干個時間段，在每個時間段內，被測節點通過有線測試通道向上位機發送測試數據包以匯報每個被測節點的業務數據包傳輸數量，上位機進而匯總每條鏈路的業務數據包傳輸數量，獲得鏈路的相關度，采用相關度高的鏈路，根據深度優先的拓撲樹算法，獲得穩定的網絡拓撲機構。

6.根據權利要求1所述一種開放型無線傳感網性能測試方法，其特征在于，丟包率計算步驟：

被測節點間傳送的業務數據包中內嵌有序列號，被測節點在發送或接收業務數據包時，會將發送或接收的業務數據包備份到測試數據包的凈荷字段，封裝在測試數據包中通過有線測試通道傳送給上位機，并存儲在數據庫中；

上位機從數據庫中，根據測試數據包時間戳的升序，取出所有接收的測試數據包，依次解析每個測試數據包，讀取測試數據包凈荷字段中存儲的業務數據包的序列號，根據序列號判斷是否存在亂序和溢出情況，如果存在，對序列號進行相應的更新，將更新后的序列號放回數據庫中，處理下一個測試數據包，直至所有測試數據包均處理完成，再以序列號升序方式取出所有測試數據包，計算缺失的序列號，進而計算丟包率。