[發明專利]基于設備和場景模擬的協議一致性測試系統與方法

在審

• 申請號: 201410176025.7
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN105024873A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 梁煒;孫亮;張思超;王愷;張曉玲
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L29/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 徐麗;周秀梅

技術領域

本發明涉及面向工業應用的無線傳感器網絡技術，具體地說是一種基于設備和場景模擬的協議一致性測試系統與方法。

背景技術

用于工業現場環境具備高可靠、硬實時、高安全特征的無線網絡被稱為工業無線網絡。無線技術低成本、易使用、易維護等優點，使得以較低投資和使用成本實現“泛在感知”和“全流程優化控制”的工業測控系統成為可能，具有廣闊的應用前景，已成為工業測控和無線領域新的研究熱點。美國能源部(DOE)在2004年發布的“未來工業計劃”(IOF)中指出：這種基于工業無線網絡的低成本測控系統是實現到2020年美國工業整體能耗降低5％目標的主要手段，代表著工業自動化系統技術的發展方向，將在提高產品質量、降低工業生產過程中的跑冒滴漏、提高能源效率等方面發揮重要作用，在石油天然氣開采、石化、冶金、污水處理等高耗能、高污染行業有廣泛的應用前景。

WIA-PA(Wireless?networks?for?Industrial?Automation-Process?Automation)是基于IEEE802.15.4標準的用于工業過程測量、監視與控制的無線網絡系統。通過采用WIA-PA技術，用戶可以以較低的投資和使用成本實現對工業全流程的“泛在感知”，獲取傳統由于成本原因無法在線監測的重要工業過程參數，并以此為基礎實施優化控制，達到提高產品質量和節能降耗的目標。目前，具有我國自主知識產權的WIA-PA標準，成為與WirelessHART標準并列的IEC國際標準。

目前針對WIA-PA協議的一致性測試方法鮮有報道。重慶郵電大學的王泉等人申請的專利CN101808355B“工業無線網絡協議一致性測試系統及測試方法”，采用多個獨立的無線數據采集模塊實時監聽網絡信道中所有信道，每個無線數據采集模塊分別監聽一個獨立信道，獲取網絡中所有信道的數據，并送入一致性測試模塊，根據被測試設備的協議實現一致性說明文件和協議實現附加說明文件確定協議的實現聲明對其進行測試，生成測試報告。

然而，上述方法存在以下問題：1)未針對WIA-PA的各類設備類型設計具體相關的一致性測試方法；2)未給出具體建議的測試集及測試集的生成方法，不能實現對WIA-PA的所有功能測試，且不同測試順序會導致重復操作和重復測試增多，影響測試效率；3)采用多個無線數據采集模塊分別監聽每個信道，測試的成本較高，集成度較低，無法模擬不同拓撲結構，多設備之間的靈活切換與交互過程。

發明內容

針對WIA-PA協議一致性測試方法研究剛剛起步，且現有方法存在測試不完備、測試成本較高且集成度較低的問題，本發明提出了一種基于設備和場景模擬的協議一致性測試系統與方法，為檢驗工業無線網絡設備、系統和工程應用提供了有效測試系統和方法，為工業無線網絡設備產品認證和多個不同廠家不同協議實現之間的設備互聯提供了保證。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種基于設備和場景模擬的協議一致性測試系統，包括測試設備、被測設備和手持設備；其中測試設備包括測試主機和測試收發設備；

所述測試主機，用于按照用戶需求生成相應的測試集，并按照所生成測試集中的測試用例生成并發出相應的數據包或命令包；然后根據串口傳回的被測設備的數據包或命令包判斷被測設備行為是否正確；最后自動生成一致性測試結果報告；

所述測試收發設備，與所述測試主機通過串口連接，用于測試主機與被測設備之間通信的無線收發設備；

所述被測設備，為WIA-PA設備，用于在測試過程中接收所述測試主機發出的數據包或命令包并作出相應的響應，或者按照協議規定向所述測試設備主動發出數據包或命令包；

所述手持設備，用于為所述被測設備配置網絡標識符ID、加入密鑰。

所述測試收發設備由四部分組成：串口收發部分、串口射頻橋接模塊、系統支持層和RF收發物理層：

所述串口收發部分：用于根據串口收發協議，負責測試主機與測試收發設備的數據傳輸；

所述串口射頻橋接模塊：用于解析并處理所述串口收發部分與RF收發物理層之間的數據交換；

所述系統支持層：用于驅動硬件設備；

所述RF收發物理層：用于將所述串口收發部分讀取的數據發射給被測設備和收取被測設備發來報文后傳輸給串口。

所述測試用例是為某個目標而編制的一組測試輸入、執行條件以及預期結果，以便測試某個程序路徑或合適是否滿足該目標。