专利名称：一种无线传感器网络测试设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线传感器网络测试设备，用于无线传感器网络协议测试和 性能测量，属于无线传感器网络领域。
背景技术：
与传统的网络相比，无线传感器网络应用环境复杂多变，无线通信链路具有高度 的不稳定性，无线传感器网络节点的计算资源和存储资源极为受限。如何对这些应用研究 成果进行验证和测试，以保证其在实际工作中稳定高效，已经成为无线传感器网络发展过 程中亟待解决的问题。目前大多数研究都通过理论分析和计算机模拟的方法进行验证和测试。理论分析 的方法虽然可以进行多个同类协议的比较，但数学模型的构建计算复杂度过高，在应用这 些模型解决实际问题时需要做大量简化，从而降低了理论性能分析的可信度。现有的计算 机模拟工具则由于难以真实体现无线通信的不稳定性，其验证的效果也无法令人满意。而 通过传感器节点建立网络测试，可以在实际应用过程中验证网络协议的性能，不仅比较全 面地包含了影响网络状态的各个因素，而且也避免了因模型简化导致的理论误差。目前国际上已经出现诸如Motelab和Kansei等无线传感器网络测试的平台级设 备。Motelab包含190个节点和相关的辅助模块，Kansei包含300个以上的节点和辅助模 块。它们提供了对传感器网络的良好测试能力，然而它们也存在一些问题，主要包括(1) 这些节点和辅助模块之间存在复杂的连线，包括电源线和数据通信线，成百上千的线缆的 部署收纳是一个严重的问题；(2)这些节点和辅助模块占据较大的空间，如Kansei部署在 数百平米的大实验室中，难以灵活地改造和移动。上述问题的存在使得现有的测试平台级 设备缺乏灵活的部署、移动和配置能力。
实用新型内容针对以上问题，本实用新型的目的在于提供一种无线传感器网络测试设备，用于 无线传感器网络协议测试和性能测量。该设备使用机架式结构，测试单元可以在机架上灵 活的部署和插拔，测试单元的数量可以随用户需求增减，测试线缆通过机架线槽收纳，从而 简化了测试设备的安装、部署和维护。本实用新型的技术方案为—种无线传感器网络测试设备，其特征在于包括机架、多个可插拔测试单元、测试 服务器、显示设备、输入设备；所述可插拔测试单元包括无线传感器网络节点和测试辅助 模块，所述无线传感器网络节点通过数据接口与所述测试辅助模块连接，所述机架上设有 若干个与所述可插拔测试单元匹配的插槽，所述可插拔测试单元通过插槽安装于所述机架 上，所述测试辅助模块经以太网与所述测试服务器连接，所述测试服务器经数据线分别与 所述显示设备、所述输入设备连接；其中，所述以太网的通信线缆布设在所述机架的线槽内 连接所述测试服务器和所述可插拔测试单元。[0008]所述机架上设有若干安装架，每一所述安装架上设有若干个与所述可插拔测试单 元匹配的插槽。所述插槽的两侧设有固定导轨，所述可插拔测试单元经固定导轨插入所述插槽 内。所述插槽前端两侧和所述可插拔测试单元前端两侧分别设有螺孔，所述可插拔测 试单元通过螺钉固定安装在所述插槽内。所述以太网包括一集线器或交换机，所述集线器或交换机安装于所述机架内；所 述可插拔测试单元和所述测试服务器分别经通信线缆与所述集线器或交换机连接。所述数据接口为通用输入输出口、或异步串行接口、或串行外设接口。所述测试服务器、显示设备、输入设备分别安装在所述机架内的上侧。所述测试服务器为工控机。所述输入设备包括键盘和鼠标。所述测试服务器设有一网络接口，所述测试服务器通过该网络接口与外网连接。机架式无线传感器网络测试设备的逻辑结构包括多个可插拔测试单元、集线器 (或交换机)、测试服务器、显示设备、输入设备(鼠标键盘)等，可插拔测试单元分别经数 据线与集线器(或交换机)连接，集线器(或交换机)经数据线与测试服务器连接，测试服 务器分别经数据线与显示设备、输入设备连接。该测试平台还包括一组对外的网络接口，可 以通过以太网将测试数据传输给远程用户并接受远程访问控制。每个可插拔测试单元包括一个待测的无线传感器网络节点和一个测试辅助模块。 无线传感器节点是被测无线传感器网络的一部分。测试辅助模块一方面与无线传感器网 络节点连接，获得无线传感器网络节点的测试信息或者控制无线传感器网络节点的运行状 态；另一方面，测试辅助模块通过以太网和测试服务器相连，将测试信息传输到测试服务器 或接收来自测试服务器的控制信息。测试服务器由工控机实现，与显示设备和鼠标键盘连接，可以接受用户控制并向 用户显示无线传感器网络的测试结果。同时，测试服务器通过以太网和测试单元中的测试 辅助模块连接。测试服务器提供对外的网络接口，可以向远处用户传输测试数据和接受来 自远程用户的访问控制。集线器(或交换机)用于构成以太网，实现测试和控制数据的传输。如图2所示，上述的机架式无线传感器网络测试设备的结构包括机架1、测试服 务器2、多个可插拔测试单元3、集线器或交换机4、输入设备(如键盘、鼠标)5、显示设备6、 以及可附着在机架线槽的通信线缆7。其中可插拔测试单元3、测试服务器2通过线缆和集 线器或交换机4相连接，组成星形拓扑形式。上述的机架式无线传感器网络测试设备可以通过插拔不同数量的测试单元实现 不同规模的网络测试，通过控制传感器节点收发功率和射频天线位置，实现用户设定的拓 扑形式。测试辅助模块可以通过但不限于GPI0(通用输入输出口 )、UART(异步串行接口)、 SPI(串行外设接口)等获得无线传感器网络节点的测试信息，并传输到测试服务器进行汇 总分析。典型的测试服务器可测量的内容包括，节点的工作电流和功率、节点接收和发送的 无线分组、网络流量、收发延时、分组丢失率等。[0024]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是该机架式测试设备通过机架式结构将多个可插拔的测试单元组合到一起，并集成 工控机形式的测试服务器，可以独立地完成无线传感器网络测试任务，可以实现可变节点 数量和拓扑形式的无线传感器网络测试。与现有的无线传感器网络测试平台相比，该机架 式测试设备具有使用方便、部署灵活和易于移动的优点。
图1为本实用新型的原理图；图2为本实用新型的结构图；图3为机箱的结构图；图4为固定式测试单元的结构视图。其中1-机架，2-测试服务器，3-可插拔测试单元，4-集线器或交换机，5-键盘鼠 标，6-显示设备，7-通信线缆，8-安装架，31-电源接口，32-以太网接口，33-USB接口。
具体实施方式
以下结合附图通过最佳实施例详细说明本实用新型，但不构成对本实用新型的限 制。如图1所示，为本实用新型的原理图。无线传感器节点和测试辅助模块位于可插 拔式测试单元3内，测试单元经由以太网将测试数据发送到测试服务器2 (安装在工控机 内)。图2为本实用新型的结构图，结合图1，可插拔测试单元3固定在机架1内，通过通 信线缆7与集线器或交换机4相连；测试服务器2通过通信线缆7也与集线器或交换机4 相连，用于测试数据的收集和解析；测试服务器2与显示设备6和鼠标键盘5连接；上述测 试服务器2、可插拔测试单元3、集线器或交换机4、鼠标键盘5、显示设备6均安装在机架1 内。测试线缆7通过机架提供的线槽统一收纳。本实施例中采用了机架式的机械结构。机架内设有若干安装架8，每一安装架8上 设有与可插拔测试单元匹配的若干插槽，从而机架可装配多层多个可插拔测试单元。根据 测试需求的不同，可以组成不同的网络规模。图3是可插拔测试单元的安装结构图。机架内部的插槽为一固定导轨，机架前面 两侧有对应导轨的螺孔，可插拔测试单元可以插入导轨并通过螺钉固定在机架内，然后将 通信线缆和电源与测试单元连接。图4是可插拔测试单元的结构三视图。单元内部安装无线传感器节点和测试辅助 模块，前端留出天线接口、扩展接口。侧面开口有以太网、USB和电源输入口。前端两侧有 螺丝，可以固定。
权利要求一种无线传感器网络测试设备，其特征在于包括机架、多个可插拔测试单元、测试服务器、显示设备、输入设备；所述可插拔测试单元包括无线传感器网络节点和测试辅助模块，所述无线传感器网络节点通过数据接口与所述测试辅助模块连接，所述机架上设有若干个与所述可插拔测试单元匹配的插槽，所述可插拔测试单元通过插槽安装于所述机架上，所述测试辅助模块经以太网与所述测试服务器连接，所述测试服务器经数据线分别与所述显示设备、所述输入设备连接；其中，所述以太网的通信线缆布设在所述机架的线槽内连接所述测试服务器和所述可插拔测试单元。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述机架上设有若干安装架，每一所述安装 架上设有若干个与所述可插拔测试单元匹配的插槽。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于所述插槽的两侧设有固定导轨，所述可插拔 测试单元经固定导轨插入所述插槽内。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于所述插槽前端两侧和所述可插拔测试单元前 端两侧分别设有螺孔，所述可插拔测试单元通过螺钉固定安装在所述插槽内。
5.如权利要求1或2或3或4所述的设备，其特征在于所述以太网包括一集线器或交 换机，所述集线器或交换机安装于所述机架内；所述可插拔测试单元和所述测试服务器分 别经通信线缆与所述集线器或交换机连接。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于所述数据接口为通用输入输出口、或异步串 行接口、或串行外设接口。
7.如权利要求1或2或3或4所述的设备，其特征在于所述测试服务器、显示设备、输 入设备分别安装在所述机架内的上侧。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于所述测试服务器为工控机。
9.如权利要求7所述的设备，其特征在于所述输入设备包括键盘和鼠标。
10.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述测试服务器设有一网络接口，所述测试 服务器通过该网络接口与外网连接。
专利摘要本实用新型提供了一种无线传感器网络测试设备，属于无线传感器网络领域。本测试设备包括机架、多个可插拔测试单元、测试服务器、显示设备、输入设备；可插拔测试单元包括无线传感器网络节点和测试辅助模块，无线传感器网络节点通过数据接口与所述测试辅助模块连接，机架上设有若干个与所述可插拔测试单元匹配的插槽，可插拔测试单元通过插槽安装于机架上，测试辅助模块经以太网与测试服务器连接，测试服务器经数据线分别与显示设备、输入设备连接；其中，以太网的通信线缆布设在机架的线槽内连接测试服务器和可插拔测试单元。与现有的无线传感器网络测试平台相比，该机架式测试设备具有使用方便、部署灵活和易于移动的优点。
文档编号H04L12/26GK201733322SQ20102027825
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者孙利民, 张仲阳, 张慧超, 皇甫伟, 赵忠华 申请人:中国科学院软件研究所