传感器网络试验床系统及其测试方法

本发明公开了传感器网络试验床系统及其测试方法，传感器网络试验床系统包括被测网络和监控平台，被测网络包括多种相互异构的节点，测试方法包括：步骤1，用户根据试验床运行方案设置被测网络中节点的ID、节点运行的节点程序、节点运行的开始时间和试验床系统运行结束时间；步骤2，监控平台根据节点的ID通过监控信息信道向节点中下载对应的节点程序；步骤3，节点根据运行的开始时间，自动运行节点程序，在运行中采集测试数据，将采集的测试数据传输到监控平台；步骤4，监控平台存储接收到的测试数据；步骤5，监控平台在试验床系统运行结束时间到达时，通知被测网络中节点停止运行节点程序。本发明能够实现异构传感器网络试验床。

1.一种传感器网络试验床系统的测试方法，其特征在于，传感器网络试验床系统包括被测网络和监控平台，所述被测网络包括多种相互异构的节点，测试方法包括：步骤1，用户根据试验床运行方案设置被测网络中节点的ID、节点运行的节点程序、节点运行的开始时间和试验床系统运行结束时间；步骤2，监控平台根据节点的ID通过监控信息信道向节点中下载对应的节点程序；步骤3，节点根据运行的开始时间，自动运行节点程序，在运行中采集测试数据，将采集的测试数据通过监控信息信道传输到监控平台；步骤4，监控平台存储接收到的测试数据；步骤5，监控平台在试验床系统运行结束时间到达时，通过监控信息信道通知被测网络中节点停止运行节点程序。
2.如权利要求1所述的传感器网络试验床系统的测试方法，其特征在于，所述监控平台进一步包括服务器和数据库，所述步骤2进一步为，步骤21，服务器中的后台守护进程中平台运行控制进程将用户设置的节点程序根据节点ID通过监控信息信道下载到相应节点中；所述步骤4进一步为，步骤22，服务器中的后台守护进程中测试数据收集进程接收节点传输来的测试数据，根据测试数据包中包含的项目信息、测试信息将测试数据存储到数据库相应的表中；所述步骤5进一步为，步骤23，服务器中的后台守护进程中平台运行控制进程在试验床系统运行结束时间到达时，通过监控信息信道通知被测网络中各个节点停止运行节点程序。
3.如权利要求1所述的传感器网络试验床系统的测试方法，其特征在于，被测网络包括高速无线传感器网络节点，高速无线传感器网络节点包括：外部传感器，以及处理单元、数据存储单元、程序存储单元、模拟信号采集单元、数字信号采集单元、网络通信单元、监控通信单元、和对上述各个单元进行电源供给的供电单元，所述步骤2进一步为，步骤31，监控平台根据节点的ID通过监控信息信道发送节点程序；步骤32，高速无线传感器网络节点的监控通信单元接收监控平台发送的节点程序，并将节点程序存储在程序存储单元中；所述步骤3进一步为，步骤33，处理单元在运行的开始时间到达时，从程序存储单元调用下载的节点程序的指令进行运行，向节点中对应的单元发出指令；步骤34，网络通信单元接收处理单元发送的指令，按指令向被测网络中其他节点发送数据，接收到被测网络中其他节点发送数据后传给处理单元，处理单元对数据进行处理；步骤35，模拟信号采集单元接收到指令后，根据指令以一定时间周期采集外部传感器的模拟信号，并将其采集后输出的模拟信号转换成为数字信号，进行处理，将处理后的数字信号存储到数据存储单元，处理单元从数据存储单元读取数据进行进一步处理生成测试数据，将测试数据传给监控通信单元；步骤36，数字信号采集单元接收到指令后，根据指令以一定时间周期采集外部传感器的数字信号，并将采集后输出的数字信号进行处理，将处理后的数字信号存储到数据存储单元，处理单元从数据存储单元读取数据进行进一步处理生成测试数据，将测试数据传给监控通信单元；步骤37，监控通信单元将测试数据通过监控信息信道发送至监控平台；所述步骤5进一步为，步骤38，监控平台在试验床系统运行结束时间到达时，通过监控信息信道发送停止运行的命令；步骤39，监控通信单元通过监控信息信道接收到停止运行的命令，处理单元停止程序的运行，进入空闲状态。
4.如权利要求3所述的传感器网络试验床系统的测试方法，其特征在于，所述高速无线传感器网络节点还包括能耗测量单元，所述步骤2还包括，步骤41，处理单元控制能耗测量单元测量网络通信单元和/或整个高速无线传感器网络节点的能量消耗相关的参数，所述参数包括电压和电流；步骤42，能耗测量单元将电压和对应电流相乘后依据时间进行积分，获得网络通信单元和/或整个高速无线传感器网络节点的能量消耗，将能量消耗的数据通过监控通信单元传输到监控平台。
5.如权利要求1所述的传感器网络试验床系统的测试方法，其特征在于，所述节点程序中包括探针程序，所述步骤3中在运行中采集数据，将采集的测试数据通过监控信息信道传输到监控平台进一步为，步骤51，节点运行探针程序，探针程序通过设定的数据采集频率自动采集数据，将采集到的数据通过监控信息信道应用指定的TCP接口传输到监控平台。
6.如权利要求1所述的传感器网络试验床系统的测试方法，其特征在于，被测网络包括中低速无线传感器网络节点，中低速无线传感器网络节点包括：外部传感器，以及微控制器单元、外部数据存储单元、模拟传感器单元、数字传感器单元、节点通信单元、监控通信单元、和对各个单元进行电源供给的供电单元；微控制器单元包括程序存储器；所述步骤2进一步为，步骤61，监控平台根据中低速无线传感器网络节点的ID通过监控信息信道向中低速无线传感器网络节点发送节点程序；步骤62，中低速无线传感器网络节点的监控通信单元接收监控平台发送的节点程序，并将节点程序存储在程序存储器中；所述步骤3进一步为，步骤63，微控制器单元在运行的开始时间到达时，从程序存储器中读取程序运行程序，向对应的单元发出指令；步骤64，模拟传感器单元输出外部传感器的模拟信号给微控制器单元，微控制器单元以一定时间周期采集模拟信号，并将采集后的模拟信号转换成为数字信号，进行进一步处理后生成测试数据，并发送给监控通信单元；步骤65，数字传感器单元接收微控制器单元发送来的指令，根据指令以一定时间周期采集外部传感器的数字信号，将采集后输出的数字信号存储到外部数据存储单元，微控制器单元读取数字信号，微控制器单元进行进一步处理后生成测试数据，并发送给监控通信单元；步骤66，节点通信单元接收由微控制器单元发送的指令，按指令向被测网络中其他节点发送数据，接收到被测网络中其他节点发送数据后传给微控制器单元，微控制器单元对数据进行处理；步骤67，监控通信单元将所述节点的测量数据通过监控信息信道发送至监控平台；所述步骤5进一步为，步骤68，监控平台在试验床系统运行结束时间到达时，通过监控信息信道发送停止运行的命令；步骤69，监控通信单元通过监控信息信道接收到监控平台发送的停止运行的命令，微控制器单元停止程序的运行，进入空闲状态。
7.如权利要求6所述的传感器网络试验床系统的测试方法，其特征在于，中低速无线传感器网络节点的节点通信单元包括：自定义协议芯片节点模块、IEEE802.15.4协议节点模块、或蓝牙节点模块。
8.如权利要求1所述的传感器网络试验床系统的测试方法，其特征在于，被测网络包括多功能网关，多功能网关包括：处理单元、数据存储单元、程序存储单元、监控以太网单元、供电单元和多种通信单元；所述方法还包括，步骤81，监控平台根据通过监控信息信道向多种通信单元发送程序；步骤82，监控以太网单元接收监控平台发送的程序，并将程序存储在程序存储单元中；步骤83，处理单元在运行的开始时间到达时，从程序存储单元调用下载的节点程序的指令进行运行，向节点中对应的单元发出指令；步骤84，各个通信单元依据对应的通信协议接收数据包，存储到数据存储单元，处理单元读取数据包完成网络地址转换、报文封装、移动性管理、远程维护与管理的操作。
9.如权利要求3所述的传感器网络试验床系统的测试方法，其特征在于，高速无线传感器网络节点的网络通信单元包括一个或多个嵌入式WiFi模块。
10.一种传感器网络试验床系统的测试系统，其特征在于，传感器网络试验床系统包括被测网络和监控平台，所述被测网络包括多种相互异构的节点，用户根据试验床运行方案设置被测网络中节点的ID、节点运行的节点程序、节点运行的开始时间和试验床系统运行结束时间；所述监控平台，用于根据节点的ID通过监控信息信道向节点中下载对应的节点程序；所述节点，用于根据运行的开始时间，自动运行节点程序，在运行中采集测试数据，将采集的测试数据通过监控信息信道传输到监控平台；所述监控平台，还用于存储接收到的测试数据，在试验床系统运行结束时间到达时，通过监控信息信道通知被测网络中节点停止运行节点程序。
11.如权利要求10所述的传感器网络试验床系统的测试系统，其特征在于，所述监控平台进一步包括服务器和数据库，服务器，用于启动后台守护进程中平台运行控制进程将用户设置的节点程序根据节点ID通过监控信息信道下载到相应节点中；后台守护进程中测试数据收集进程接收节点传输来的测试数据，根据测试数据包中包含的项目信息、测试信息将测试数据存储到数据库相应的表中；后台守护进程中平台运行控制进程在试验床系统运行结束时间到达时，通过监控信息信道通知被测网络中各个节点停止运行节点程序。
12.如权利要求10所述的传感器网络试验床系统的测试系统，其特征在于，被测网络包括高速无线传感器网络节点，高速无线传感器网络节点包括：外部传感器，以及处理单元、数据存储单元、程序存储单元、模拟信号采集单元、数字信号采集单元、网络通信单元、监控通信单元、和对上述各个单元进行电源供给的供电单元，所述监控通信单元，用于接收监控平台发送的节点程序，并将节点程序存储在程序存储单元中；所述处理单元，用于在运行的开始时间到达时，从程序存储单元调用下载的节点程序的指令进行运行，向节点中对应的单元发出指令；所述网络通信单元，用于接收处理单元发送的指令，按指令向被测网络中其他节点发送数据，接收到被测网络中其他节点发送数据后传给处理单元，处理单元对数据进行处理；所述模拟信号采集单元，用于在接收到指令后，根据指令以一定时间周期采集外部传感器的模拟信号，并将其采集后输出的模拟信号转换成为数字信号，进行处理，将处理后的数字信号存储到数据存储单元，处理单元从数据存储单元读取数据进行进一步处理生成测试数据，将测试数据传给监控通信单元；所述数字信号采集单元，用于在接收到指令后，根据指令以一定时间周期采集外部传感器的数字信号，并将采集后输出的数字信号进行处理，将处理后的数字信号存储到数据存储单元，处理单元从数据存储单元读取数据进行进一步处理生成测试数据，将测试数据传给监控通信单元；所述监控通信单元，还用于将测试数据通过监控信息信道发送至监控平台；通过监控信息信道接收到停止运行的命令后通知处理单元，使处理单元停止程序的运行，进入空闲状态。
13.如权利要求12所述的传感器网络试验床系统的测试系统，其特征在于，所述高速无线传感器网络节点还包括能耗测量单元，所述处理单元，还用于控制能耗测量单元测量网络通信单元和/或整个高速无线传感器网络节点的能量消耗相关的参数，所述参数包括电压和电流；所述能耗测量单元，用于将电压和对应电流相乘后依据时间进行积分，获得网络通信单元和/或整个高速无线传感器网络节点的能量消耗，将能量消耗的数据通过监控通信单元传输到监控平台。
14.如权利要求10所述的传感器网络试验床系统的测试系统，其特征在于，所述节点程序中包括探针程序，所述节点在运行中采集数据，将采集的测试数据通过监控信息信道传输到监控平台时进一步用于运行探针程序，探针程序通过设定的数据采集频率自动采集数据，将采集到的数据通过监控信息信道应用指定的TCP接口传输到监控平台。
15.如权利要求10所述的传感器网络试验床系统的测试系统，其特征在于，被测网络包括中低速无线传感器网络节点，中低速无线传感器网络节点包括：外部传感器，以及微控制器单元、外部数据存储单元、模拟传感器单元、数字传感器单元、节点通信单元、监控通信单元、和对各个单元进行电源供给的供电单元；微控制器单元包括程序存储器；所述监控通信单元，用于接收监控平台发送的节点程序，并将节点程序存储在程序存储器中；所述微控制器单元，用于在运行的开始时间到达时，从程序存储器中读取程序运行程序，向对应的单元发出指令；所述模拟传感器单元，用于输出外部传感器的模拟信号给微控制器单元，微控制器单元以一定时间周期采集模拟信号，并将采集后的模拟信号转换成为数字信号，进行进一步处理后生成测试数据，并发送给监控通信单元；所述数字传感器单元，用于接收微控制器单元发送来的指令，根据指令以一定时间周期采集外部传感器的数字信号，将采集后输出的数字信号存储到外部数据存储单元，微控制器单元读取数字信号，微控制器单元进行进一步处理后生成测试数据，并发送给监控通信单元；所述节点通信单元，用于接收由微控制器单元发送的指令，按指令向被测网络中其他节点发送数据，接收到被测网络中其他节点发送数据后传给微控制器单元，微控制器单元对数据进行处理；所述监控通信单元，还用于将所述节点的测量数据通过监控信息信道发送至监控平台；通过监控信息信道接收到监控平台发送的停止运行的命令，通知微控制器单元停止程序的运行，进入空闲状态。
16.如权利要求15所述的传感器网络试验床系统的测试系统，其特征在于，中低速无线传感器网络节点的节点通信单元包括：自定义协议芯片节点模块、IEEE802.15.4协议节点模块、或蓝牙节点模块。
17.如权利要求10所述的传感器网络试验床系统的测试系统，其特征在于，被测网络包括多功能网关，多功能网关包括：处理单元、数据存储单元、程序存储单元、监控以太网单元、供电单元和多种通信单元；所述监控以太网单元，用于接收监控平台发送的程序，并将程序存储在程序存储单元中；所述处理单元，用于在运行的开始时间到达时，从程序存储单元调用下载的节点程序的指令进行运行，向节点中对应的单元发出指令；所述各个通信单元，用于依据对应的通信协议接收数据包，存储到数据存储单元；所述处理单元，还用于读取数据包完成网络地址转换、报文封装、移动性管理、远程维护与管理的操作。
18.如权利要求12所述的传感器网络试验床系统的测试系统，其特征在于，高速无线传感器网络节点的网络通信单元包括一个或多个嵌入式WiFi模块。