[发明专利]一种无线传感器网络协议一致性测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络技术领域，特别涉及一种无线传感器网络协议一致性测试系统，还涉及一种无线传感器网络协议一致性测试方法。

背景技术

协议是确保通信系统中各个通信实体可以正常交互的一系列规范。协议一致性测试是协议测试的重要方面，旨在检测被测协议实现与协议规范的符合程度。无线传感器网络的协议一致性测试是验证其网络节点设备与标准的符合程度，促进无线传感器网络规范化发展的关键。

ISO/IEC为协议一致性测试制定了多种抽象测试方法，由于远程测试法具有良好的环境适应性，目前的无线传感器网络协议一致性测试系统大都是基于这一方法设计的。现有的测试系统通常由控制台设备、测试服务器和其他辅助设备组成。在控制台设备上安装控制软件，提供人机交互界面，向测试服务器发出控制指令。在测试服务器安装测试软件，根据控制台的指令，依据测试集创建测试用例，生成测试数据。被测设备则在辅助设备的帮助下完成测试。

现有的测试系统通常是由若干台测试设备搭建而成的，其中一种设备负责发送控制消息，其他设备负责执行测试，这导致系统结构复杂，部署成本高。测试的执行需要所有设备协同完成，不同设备之间需要同步与协调，延长了测试周期。功能模块划分不清晰，导致测试系统的可扩展性不好，比如当添加新的测试协议类型时，对系统的完善变得困难而复杂。

发明内容

针对上述现有测试系统的缺陷，本发明提出一种无线传感器网络协议一致性测试系统及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种无线传感器网络协议一致性测试系统，以一台CPCI工控机作为系统平台，软件模块包括虚拟端口模块、测试数据生成模块、数据导入/导出模块、数据侦听模块、数据分析模块，硬件模块包括数据收发模块、数据存储模块；

所述测试数据生成模块：选择测试用例，配置测试参数，生成测试数据；

所述数据导入/导出模块：将生成的测试数据封装成标准的以太网帧，将其提交给虚拟端口；

所述虚拟端口模块创建虚拟端口，配置网络参数，所有待发送和接收到的数据被保存在虚拟端口的内置链表中，供下一级接口读取；

所述数据收发模块包括：FPGA控制电路、千兆网络接口电路、无线接口电路，FPGA控制电路控制数据的接收和发送；千兆网络接口电路配备以太网物理层收发器，支持以太网信号的发送和接收；无线接口电路将测试数据转换为标准的无线信号发送出去，或者将收到的数据转换为标准的以太网数据传递给接口电路；

所述数据侦听模块检测新数据到达，并读取该数据提交给下一级模块；

所述数据分析模块从所述虚拟端口中提取测试帧，将接收到的反馈数据与标准的反馈数据进行对比，根据对比结果，生成测试报告。

可选地，所述配置的网络参数包括：

配置虚拟端口的IP地址；

修改ARP表，添加一条静态ARP项，该ARP项中的目的IP地址和目的MAC地址与数据导入模块中设置的参数保持一致；

添加一条目的地址的网关是该虚拟端口的路由，目的地址与数据导入模块中设置的参数保持一致。

可选地，所述数据收发模块采用数据转发的工作模式，在发送时，提供一条数据发送的链路；在接收时，将收到的数据保存下来，供下一级接口使用。

可选地，所述数据侦听模块读取到数据后，对收到的数据使用源MAC地址+目的MAC地址+源IP地址+目的IP地址+协议类型的过滤方式过滤数据。

基于上述测试系统，本发明还提供了一种无线传感器网络协议一致性测试方法，包括以下步骤：

步骤(a)，虚拟端口模块为测试仪的物理测试端口创建一个与之对应的虚拟端口，为其配置网络参数，并创建以该虚拟端口为网关的路由；

步骤(b)，在测试用例编辑模块中选择测试用例，编辑测试用例的各种参数，保存参数设置，并根据测试用例编辑模块保存的配置参数，生成基于IEEE802.15.4标准的测试报文；

步骤(c)，数据导入模块构造标准的以太网数据帧，帧的目的地址使用步骤(a)中所添加的路由项中的目的地址，该目的地址的网关为虚拟端口，然后通过UDP Socket发送该数据帧；

步骤(d)，数据收发模块读取虚拟端口中的帧数据，然后将帧数据的净荷部分提取出来；在FPGA电路的控制下，经过千兆网络接口电路将提取到净荷部分发送到链路中，无线接口电路将其转换为无线信号发送给DUT；同时，无线接口也将来自DUT的数据提交给千兆网络接口；