[发明专利]基于设备生命周期Petri网的WIA-PA协议测试集生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业无线传感器网络技术领域，具体涉及一种基于设备生命周 期Petri网的WIA-PA协议测试集生成方法。

背景技术

工业无线网络是降低工业测控系统成本、扩展应用范畴的革命性技术。工 业无线传感器网络技术改变了现有系统控制信息传递的方式，是继现场总线之 后，工业控制领域的又一个热点技术。基于无线技术的信息传递方式，使得测 控系统具有低成本、易使用、易维护等优点，在工业控制领域具有广阔的应用 前景。目前工业领域的无线网络标准有WirelessHART标准、ISA100.11a标准和 WIA-PA标准。这些标准都使用自然语言描述，涉及到很多关键技术，如跳频技 术、调度技术、路由技术、安全机制等，实现者对于协议的不同理解将导致不 同的协议实现，甚至是错误实现。因此，必须对各个实现者的协议进行严格的 一致性测试，检验被测协议实现与协议规范的符合程度。

WIA-PA(WirelessnetworksforIndustrialAutomation-ProcessAutomation)底 层基于IEEESTD802.15.4-2011标准，定义了用于工业过程测量、监视与控制的 无线网络系统。通过使用WIA-PA技术，用户可以以较低的投资和使用成本实 现对工业全流程的“泛在感知”，获取传统由于成本原因无法在线监测的重要工 业过程参数，并以此为基础实施优化控制，达到提高产品质量和节能降耗的目 标。

中国专利申请(申请号：200910251038.5)公开了一种工业无线网络协议一 致性测试系统及测试方法，利用多个独立的无线数据采集模块，实时监听所有 信道频点；每个无线数据采集模块监听一个独立信道，进而获取全频点数据， 送入一致性测试模块；根据被测试设备的一致性说明文件和附加说明文件，确 定测试流程并对其进行测试，生成测试报告。中国专利申请(申请号： 201410176025.7)涉及一种基于设备和场景模拟的协议一致性测试系统与方法， 测试系统由测试主机和测试收发设备(通信前端)组成，根据不同类型的被测 设备，测试主机模拟不同的测试场景，生成不同的测试用例，利用测试收发设 备与被测设备通信进行测试，最终生成测试报告。

上述专利描述了WIA-PA协议一致性测试系统的组成和测试方法，或未给 出具体的测试用例(即测试集)，或采用搜索方法生成测试集，不能保证测试集 的完备性。测试集在一个测试系统中发挥着重要作用，测试集生成的好坏直接 影响整个测试系统能否全面、准确地检测被测设备是否符合协议。本发明设计 了一种基于设备生命周期Petri网的WIA-PA协议测试集生成方法，保证测试集 的完备性，并消除重复测试集。

发明内容

本发明针对WIA-PA协议一致性测试系统目前尚无实用测试集，或人为搜 索生成测试集完备性无法保证的现状，提出了一种基于设备生命周期Petri网的 WIA-PA协议测试集生成方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于设备生命周期Petri 网的WIA-PA协议测试集生成方法，包括以下步骤：

根据被测对象在WIA-PA网络中的生命周期建立Petri网模型；

收集Petri网的结构信息；

利用所述结构信息，分析Petri网模型的活性、有界性、安全性、可达性；

通过遍历可覆盖性图得到变迁发生序列，对得到的序列进行整理，生成测 试用例集；

通过计算Petri网的标识覆盖率、变迁覆盖率，验证生成的测试用例集是否 满足要求。

所述被测对象在WIA-PA网络中的生命周期包括被测对象加入网络、在网 安全/非安全运行和离开网络的完整过程。

所述Petri网的结构信息包括：库所、变迁的前集、后集以及初始化条件。

所述通过遍历可覆盖性图得到变迁发生序列采用广度优先搜索算法进行。

所述标识覆盖率通过下式计算：

η=AN×100%]]>

其中，A为遍历标识数，N为标识总数。