水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，包括無線傳感器節(jié)點、測試床底座，所述測試床底座與無線傳感器節(jié)點集成形成組合節(jié)點，所述組合節(jié)點設置有無線通信模塊、AD傳感器模塊、控制模塊、串口供電模塊；服務器下發(fā)初始化配置信息進行初始化配置組合節(jié)點，然后組合節(jié)點按照配置好的上傳周期上傳數(shù)據(jù)到服務器，最后服務器根據(jù)組合節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)和初始化配置信息對組合節(jié)點的網(wǎng)絡性能進行測試。該系統(tǒng)既可以應用于水環(huán)境傳感器節(jié)點網(wǎng)絡性能測試的數(shù)據(jù)收集，通過級聯(lián)，對被測節(jié)點規(guī)模進行擴展；也可以進行應用擴展，適用于其他應用場景的傳感器節(jié)點網(wǎng)絡性能測試的數(shù)據(jù)收集，提供了一種針對性、可擴展的便捷測試系統(tǒng)。
【專利說明】水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領域】，具體涉及一種水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信技術(shù)、芯片及電路設計與制造的不斷進步，無線傳感器網(wǎng)絡正在各種領域得到應用，特別是在戰(zhàn)場通信、智能農(nóng)業(yè)等領域。在對無線傳感器網(wǎng)絡的設計和研發(fā)過程中，不但需要對單個傳感器節(jié)點的性能進行測試、調(diào)試、分析，并且在節(jié)點組網(wǎng)之后的網(wǎng)絡整體性能也需要進行測試分析，以便改進。
[0003]鑒于無線傳感器節(jié)點應用的環(huán)境的復雜性，設計者往往選取模擬仿真的方式來對傳感器節(jié)點進行分析測試。這種測試方法使用軟件，雖然可能節(jié)省工作量，降低直接成本，并且易于實現(xiàn)，但是這種模擬仿真測試并不能完全體現(xiàn)真實的部署環(huán)境，例如單個節(jié)點因為線路故障而無法產(chǎn)生數(shù)據(jù)等。因此，這種仿真最終還是需要實際進行驗證。
[0004]目前現(xiàn)有的科研單位和企業(yè)制造出了一些測試設備，但是這些設備往往具有以下幾個方面的缺陷:1)網(wǎng)絡性能難以測試。測試設備往往集中于單個節(jié)點，針對節(jié)點組網(wǎng)之后的網(wǎng)絡性能測試卻難以完成。2)測試設備可擴展性差。一般單個節(jié)點是根據(jù)實際需求進行設計測試裝備，不易擴展到其他類似應用的性能測試當中。3)專用測試設備不足。隨著國家對于環(huán)境保護的關注和科研投入，以及公眾環(huán)保意識的提高，水資源環(huán)境監(jiān)測傳感器正得到廣泛應用，但是適用于水環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡性能測試設備卻不足。本發(fā)明因此而來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，采用硬件實現(xiàn)，具有較強的針對性，測試床系統(tǒng)具有專用性和可擴展性等特性，滿足測試水環(huán)境無線傳感器節(jié)點組網(wǎng)后的網(wǎng)絡性能測試服務需求，解決了現(xiàn)有技術(shù)中缺乏適用于水環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡整體性能的測試及其測試設備等難題。
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的這些難題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0007]一種水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，用于水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的網(wǎng)絡性能測試，包括無線傳感器節(jié)點，所述無線傳感器節(jié)點間相互連通，并通過Sink節(jié)點與服務器連接通訊，其特征在于所述系統(tǒng)還包括測試床底座，所述測試床底座與無線傳感器節(jié)點集成形成組合節(jié)點，所述組合節(jié)點設置有與其他節(jié)點無線通訊的無線通信模塊、監(jiān)測被測水環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的AD傳感器模塊、控制組合節(jié)點采集環(huán)境參數(shù)和數(shù)據(jù)收發(fā)的控制模塊、串口供電模塊；服務器下發(fā)初始化配置信息進行初始化配置組合節(jié)點，然后組合節(jié)點按照配置好的上傳周期上傳數(shù)據(jù)到服務器，最后服務器根據(jù)組合節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)和初始化配置信息對組合節(jié)點的網(wǎng)絡性能進行測試。
[0008]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述AD傳感器模塊選自pH傳感器、水體透明度傳感器、溶解氧傳感器的一種或者兩種以上的任意組合。
[0009]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述無線通信模塊包括ZigBee核心板，所述ZigBee核心板上設置微處理器，所述微處理器通過功率控制模塊與無線射頻模塊連接，所述無線射頻模塊連接Whip外置增益天線進行收發(fā)數(shù)據(jù)。
[0010]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述串口供電模塊設置串口接口，組合節(jié)點供電通過串口接口連接USB方口線連入Hub集線器實現(xiàn)。
[0011]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述組合節(jié)點和sink節(jié)點均通過USB方口線連入Hub集線器，Hub集線器與Hub集線器級聯(lián)，最后由Hub集線器連入服務器。
[0012]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述Hub集線器由交流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器進行供電，交流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成直流電DC輸出后通過USB方口線接入Hub集線器或組合節(jié)點。
[0013]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述Hub集線器由USB方口轉(zhuǎn)串口線，再由USB 口轉(zhuǎn)串口線連入服務器，其中USB 口轉(zhuǎn)串口線的USB 口一端插入服務器上的USB 口，而USB方口轉(zhuǎn)串口線的USB方口端接入Hub的USB方口中。
[0014]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述控制模塊包括中央處理器、復位電路、存儲單元，所述控制模塊中預先將控制程序通過串口供電模塊的串口接口燒寫進存儲單元，所述控制模塊控制組合節(jié)點數(shù)據(jù)的收集并通過有線和無線兩種方式發(fā)送到Sink節(jié)點。
[0015]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述無線傳感器節(jié)點包括無線通信模塊；所述測試床底座包括AD傳感器模塊、控制模塊、串口供電模塊；所述無線傳感器節(jié)點與測試床底座通過數(shù)據(jù)交互模塊進行連接，所述無線通信模塊設置有28針引腳與測試床底座的28孔插槽進行連接形成組合節(jié)點。
[0016]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述被測組合節(jié)點中的信息通過的無線射頻模塊發(fā)射端的WiFi傳遞給Sink節(jié)點，并通過Sink節(jié)點與Hub的連線，以及Hub與服務器之間的連線,最終以有線的方式發(fā)送給服務器監(jiān)聽端口并存入服務器中。
[0017]本發(fā)明水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，用于水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試，屬于物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領域】。針對水環(huán)境監(jiān)測需求，該測試系統(tǒng)將帶有PH、溶解氧、水體透明度傳感器的無線傳感器節(jié)點安裝在測試床底座上，節(jié)點收集的數(shù)據(jù)分有線和無線兩路到達sink節(jié)點。其中，節(jié)點收集的無線數(shù)據(jù)通過W1-Fi網(wǎng)絡接入sink節(jié)點；有線數(shù)據(jù)通過測試床底座與集線器Hub和sink節(jié)點底座之間的有線連接到達sink節(jié)點。無線數(shù)據(jù)和有線數(shù)據(jù)到達sink節(jié)點后，通過sink節(jié)點底座的數(shù)據(jù)線發(fā)送給服務器；服務器信息收集模塊將收到的數(shù)據(jù)存放到服務器數(shù)據(jù)庫中，以便分析水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能。本發(fā)明既可以應用于水環(huán)境傳感器節(jié)點網(wǎng)絡性能測試的數(shù)據(jù)收集，通過級聯(lián)，對被測節(jié)點規(guī)模進行擴展；也可以進行應用擴展，適用于其他應用場景的無線傳感器節(jié)點網(wǎng)絡性能測試，提供了一種針對性、可擴展的便捷測試系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)的裝配通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0019](I)將被測水環(huán)境傳感器節(jié)點固定在相應的測試床底座上，且每個傳感器節(jié)點對應一個測試床底座形成組合體-組合節(jié)點；
[0020](2)使用USB方口線將步驟(I)中的組合體-組合節(jié)點連接到Hub集線器上面，Hub與Hub之間進行級聯(lián),將獨立的節(jié)點連通起來；[0021](3)將步驟(2)中的Hub集線器通過220V交流轉(zhuǎn)4.2V直流線進行供電，使得系統(tǒng)電力需求得到保障；
[0022](4)將串口轉(zhuǎn)USB方口及USB 口轉(zhuǎn)串口線連接，使得服務器與測試床系統(tǒng)連接起來。
[0023](5)啟動服務器上傳感器節(jié)點測試數(shù)據(jù)偵聽程序，將收集到的有線數(shù)據(jù)和無線數(shù)據(jù)存儲到服務器數(shù)據(jù)庫當中。
[0024]本發(fā)明的另一目的在于提供一種水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能的測試方法，待測試水環(huán)境中無線傳感器節(jié)點間通過Hub集線器相互連通，Hub集線器與Hub集線器級聯(lián)，最后Hub集線器連入服務器；無線傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)通過Sink節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸給服務器；其特征在于，所述測試方法包括以下步驟:
[0025](I)測試用戶通過本地或者遠程客戶端訪問服務器，通過服務器向所有被測節(jié)點發(fā)送初始化配置指令，接到初始化配置指令的節(jié)點按照初始化配置指令的參數(shù)信息進行配置，并向服務器返回應答，顯示連通的被測節(jié)點編號ID ；
[0026](2)測試用戶通過服務器向被測節(jié)點發(fā)送開始測試命令，在被測節(jié)點與服務器間構(gòu)建第一數(shù)據(jù)通路進行數(shù)據(jù)收集，在服務器數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲被測節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)；
[0027](3)測試用戶根據(jù)測試的實際需求選擇待測測試項，在本地或者遠程客戶端與服務器數(shù)據(jù)庫間形成第二數(shù)據(jù)通路，對第一數(shù)據(jù)通路形成的數(shù)據(jù)進行分析處理測試，獲得水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能。
[0028]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述方法中初始化配置指令中的配置信息包括配置節(jié)點的時間、發(fā)射功率、節(jié)點時間、網(wǎng)絡段編號信息。
[0029]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述方法中測試用戶為單個的測試管理員或若干個測試管理員，對同一待測測試項或者待測測試項的不同方面進行測試。
[0030]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述方法中被測節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)包括被測節(jié)點中AD傳感器所上傳的PH值、透明度值、溶解氧濃度值、被測節(jié)點ID號、被測節(jié)點網(wǎng)絡段號、命令字段以及被測節(jié)點系統(tǒng)時間信息。
[0031]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述方法中所述第一數(shù)據(jù)通路除了進行數(shù)據(jù)收集，還執(zhí)行訪問被測水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡的操作。
[0032]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述方法中所述第二數(shù)據(jù)通路必須等到第一數(shù)據(jù)通路上傳測試數(shù)據(jù)結(jié)束后再開始第二數(shù)據(jù)通路的數(shù)據(jù)交互。
[0033]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述方法中第一數(shù)據(jù)通路上傳測試數(shù)據(jù)結(jié)束由測試管理員通過訪問服務器，啟動測試床硬件控制軟件的停止數(shù)據(jù)收集命令來完成。
[0034]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述方法中通過第一數(shù)據(jù)通路上傳到服務器的數(shù)據(jù)，在存入數(shù)據(jù)庫時添加了服務器當前時間信息。
[0035]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述方法中所述待測測試項的測試數(shù)據(jù)為第一數(shù)據(jù)通路所上傳的有線數(shù)據(jù)包數(shù)目、無線數(shù)據(jù)包數(shù)目以及被測節(jié)點的發(fā)射功率信息。
[0036]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述方法中所述待測測試項包括pH值傳感器準確度、溶解氧傳感器準確度、透明度傳感器準確度、網(wǎng)絡丟包率以及被測節(jié)點能耗。
[0037]本發(fā)明的另一目的在于提供一種水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能的測試系統(tǒng)，待測試水環(huán)境中無線傳感器節(jié)點間通過Hub集線器相互連通，Hub集線器與Hub集線器級聯(lián)，最后Hub集線器連入服務器；無線傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)通過Sink節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸給服務器；其特征在于，所述測試系統(tǒng)用于服務器對待測試水環(huán)境中無線傳感器網(wǎng)絡性能進行測試，包括測試床硬件控制模塊、測試管理模塊；所述測試床硬件控制模塊用于向所有被測節(jié)點發(fā)送初始化配置指令，接到初始化配置指令的節(jié)點按照初始化配置指令的參數(shù)信息進行配置，并向服務器返回應答，顯示連通的被測節(jié)點編號ID ;還用于向被測節(jié)點發(fā)送開始測試命令，在被測節(jié)點與服務器間構(gòu)建第一數(shù)據(jù)通路進行數(shù)據(jù)收集，在服務器數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲被測節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)；
[0038]所述測試管理模塊用于根據(jù)用戶的實際需求產(chǎn)生待測測試項，在本地或者遠程客戶端與服務器數(shù)據(jù)庫間形成第二數(shù)據(jù)通路，對第一數(shù)據(jù)通路形成的數(shù)據(jù)進行分析處理測試，獲得水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能。
[0039]本發(fā)明技術(shù)方案可以應用于水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點組網(wǎng)后網(wǎng)絡性能的測試，具有高效、節(jié)約的特點。
[0040]測試床硬件控制模塊可以作為測試床硬件控制軟件形式出現(xiàn)。測試管理模塊可以以測試管理軟件形式出現(xiàn)。測試計算機預先安裝主流的操作系統(tǒng)，并預裝好因特網(wǎng)瀏覽器和相應的插件，進行網(wǎng)絡配置并保證所有測試計算機接入因特網(wǎng)；保證被測網(wǎng)絡內(nèi)部以及被測網(wǎng)絡與服務器之間的數(shù)據(jù)連通；服務器計算機接入因特網(wǎng)；同時服務器啟動Web服務。
[0041]開始測試時，測試用戶在本地或者遠程訪問服務器，啟動服務器上的測試床硬件控制軟件，通過命令的調(diào)用發(fā)送查詢節(jié)點命令到所有被測節(jié)點，作為初始化配置的第一條指令。接到查詢命令的節(jié)點應答查詢并在測試床硬件控制軟件的界面顯示連通的被測節(jié)點編號ID。
[0042]所述初始化配置信息還包括配置節(jié)點的時間、發(fā)射功率、節(jié)點時間、網(wǎng)絡段編號信息，可在測試床硬件控制軟件的界面進行配置。隨后由測試床硬件控制軟件發(fā)送開始測試命令，被測節(jié)點與服務器端測試床硬件控制軟件以及數(shù)據(jù)庫建立第一數(shù)據(jù)通路。
[0043]所述測試用戶指測試管理員，主要完成整套測試方法的執(zhí)行與管理。測試用戶使用測試計算機的因特網(wǎng)瀏覽器，訪問服務器測試管理軟件的主頁，如下面的網(wǎng)址:http://wsn.ustcsz.edu.cn:8080/project,進入測試管理軟件操作界面。測試用戶通過該軟件操作界面，根據(jù)測試申請的實際需求，選取待測的測試項，對服務器數(shù)據(jù)庫當中收集的測試數(shù)據(jù)進行分析、測試。服務器測試管理軟件與服務器中的數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交互形成第二數(shù)據(jù)通路，對第一數(shù)據(jù)通路形成的數(shù)據(jù)進行實際分析。
[0044]優(yōu)選地，通過第一數(shù)據(jù)通路進行數(shù)據(jù)收集，執(zhí)行訪問被測水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡的操作。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)收集的數(shù)據(jù)包括連接被測節(jié)點的PH傳感器、透明度傳感器、溶解氧傳感器所上傳的PH值、透明度值、溶解氧濃度值、被測節(jié)點ID號、被測節(jié)點網(wǎng)絡段號、命令字段、被測節(jié)點系統(tǒng)時間。
[0045]優(yōu)選地，所述第二數(shù)據(jù)通路必須等到第一數(shù)據(jù)通路上傳測試數(shù)據(jù)結(jié)束后，再開始第二數(shù)據(jù)通路的數(shù)據(jù)交互。其中，第一數(shù)據(jù)通路上傳測試數(shù)據(jù)結(jié)束，由測試管理員通過訪問服務器，啟動測試床硬件控制軟件的停止數(shù)據(jù)收集命令來完成。
[0046]優(yōu)選地，測試管理員可以是一個或者是多個，這些管理員登入各自在測試管理軟件中分配的賬戶，既可以選擇不同的測試申請進行測試，也可以通過測試申請的主鍵:測試申請編號，來共同完成同一個測試申請的測試工作。[0047]優(yōu)選地，所述水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)與服務器連接起來的目的是打通數(shù)據(jù)通路，收集測試數(shù)據(jù)，并存放到服務器數(shù)據(jù)庫中。
[0048]進一步的，所述組合節(jié)點包括被測節(jié)點(包括無線通信模塊)和測試床底座(設置有AD傳感器模塊)。進一步的，所述組合體之間的連接是通過28針引腳與28孔插槽實現(xiàn)的，28針引腳位于ZigBee核心板，而28孔插槽位于測試床底座。進一步的，所述220V交流電轉(zhuǎn)4.2V直流電的電源來自普通照明電路，輸入端位于測試床底座上。
[0049]進一步的，所述測試床系統(tǒng)與服務器連接起來的目的是打通數(shù)據(jù)通路，收集測試數(shù)據(jù)，并存放到服務器數(shù)據(jù)庫中。進一步的，所述有線數(shù)據(jù)和無線數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源都是來自每一個水環(huán)境無線傳感器節(jié)點的PH值傳感器、溶解氧濃度傳感器、水體透明度傳感器。進一步的，所述有線數(shù)據(jù)是通過USB方口線傳遞到服務器數(shù)據(jù)庫當中的，而無線數(shù)據(jù)首先通過無線信道發(fā)送給Sink節(jié)點，然后通過Sink節(jié)點的測試床底座USB方口線傳遞到服務器數(shù)據(jù)庫當中。
[0050]進一步的，所述性能測試開始之前，需要將控制程序通過控制模塊燒寫進每一個節(jié)點的測試床底座存儲器件當中。
[0051]進一步的，該測試床系統(tǒng)主要由硬件部分構(gòu)成。該系統(tǒng)搭建的平臺可以收集被測節(jié)點的數(shù)據(jù)，被用來測定水環(huán)境無線傳感器節(jié)點搭載的設備的準確性，以及獲取節(jié)點組網(wǎng)后整個水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡的丟包率等信息，從而實現(xiàn)在實地部署之前了解水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡的整體性能，以利于取得較好的實地部署效果。所述硬件部分包括被測水環(huán)境無線傳感器節(jié)點和測試床底座等。
[0052]被測水環(huán)境無線傳感器節(jié)點包括無線通信模塊，所述的無線通信模塊主要是由一個ZigBee核心板組成，包括MC9S08GB60和MC13192芯片，其中還包括一個RF無線射頻模塊外加Whip外置增益天線。
[0053]被測試水環(huán)境無線傳感器節(jié)點和測試床底座的供電是通過連接Hub與測試床底座的USB方口線來實現(xiàn)。Hub的供電是由交流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)，并通過連接線，將轉(zhuǎn)換后的直流電DC輸出接入所述的Hub。
[0054]被測試節(jié)點和測試床底座之間數(shù)據(jù)交互通過位于被測節(jié)點的28針引腳與測試床底座的28孔插槽進行連接，從而形成組合節(jié)點。
[0055]連接服務器與測試床系統(tǒng)(硬件)的連接線由USB 口轉(zhuǎn)串口線、USB方口轉(zhuǎn)串口線組成。其中USB 口轉(zhuǎn)串口線的USB 口 一端插入服務器主機上的USB 口，而USB方口轉(zhuǎn)串口線的USB方口端接入Hub的USB方口。
[0056]服務器上運行測試床硬件控制模塊，用于監(jiān)聽測試床通過有線數(shù)據(jù)線上傳的數(shù)據(jù)并存入服務器的數(shù)據(jù)庫中。服務器獲取節(jié)點組網(wǎng)后的信息是通過被測節(jié)點的RF發(fā)射端的WiFi傳遞給Sink節(jié)點，并通過Sink節(jié)點與Hub的連線，以及Hub與服務器之間的連線,最終以有線的方式發(fā)送給服務器監(jiān)聽端口并存入服務器數(shù)據(jù)庫當中。
[0057]優(yōu)選地，所述測試管理軟件，包括申請被測用戶的測試申請審批、測試申請的查詢、測試報告生成模塊；PH傳感器準確度測試、溶解氧傳感器準確度測試、透明度傳感器準確度測試模塊；網(wǎng)絡丟包率測試、被測節(jié)點能耗測試模塊。測試報告生成只能在所有被測用戶請求的測試項都完成后生成。
[0058]優(yōu)選地，所述測試項的測試依據(jù)來源于數(shù)據(jù)通路一所上傳的有線數(shù)據(jù)包數(shù)目、無線數(shù)據(jù)包數(shù)目以及被測節(jié)點的發(fā)射功率等信息。
[0059]優(yōu)選地，所述pH傳感器準確度、溶解氧傳感器準確度、透明度傳感器準確度測試時，不需要對現(xiàn)有的被測系統(tǒng)進行改動，只需將三種水體傳感器放入被測水體中，使用第一數(shù)據(jù)通路執(zhí)行測試步驟，將收集到的數(shù)據(jù)存入服務器數(shù)據(jù)庫，測試管理員使用第二數(shù)據(jù)通路啟動軟件模塊的分析程序。以PH值傳感器準確性測試為例:將傳感器放置到水環(huán)境當中，使用無線傳感器收集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集時間為I個小時；針對收集數(shù)據(jù)，選擇PH的標準值的上下限；選擇分析數(shù)據(jù)的樣本時間范圍；選擇合格節(jié)點準確度閾值，其中準確度為某節(jié)點準確值的數(shù)目除以某節(jié)點所有收到PH數(shù)據(jù)的數(shù)目；如果某節(jié)點的準確度小于閾值，則該節(jié)點現(xiàn)場PH準確度不合格，否則合格；如果合格節(jié)點的總數(shù)目大于所有被測節(jié)點的總數(shù)目的60%，則該網(wǎng)絡pH傳感器準確性總體評價合格，否則總體評價不合格。
[0060]優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡丟包率測試，所包括的主要步驟如下:在使用測試管理軟件針對使用第一個數(shù)據(jù)通路收集到的數(shù)據(jù)時，選擇處理時間的范圍，計算總時間；利用總時間除以被測節(jié)點發(fā)包頻率得到總的應收數(shù)據(jù)包總數(shù)的理論值；查找服務器數(shù)據(jù)庫中使用第一個數(shù)據(jù)通路收集數(shù)據(jù)的存儲表中無線數(shù)據(jù)包的總數(shù)，得到實際收到的包；則被測節(jié)點的丟包率為理論值與實際值之差除以理論值，以此計算每個節(jié)點的丟包率；如果某節(jié)點的準確度小于閾值，則該被測節(jié)點丟包率不合格，否則合格；如果合格節(jié)點的總數(shù)目大于所有被測節(jié)點的總數(shù)目的60%，則該網(wǎng)絡丟包率總體評價合格，否則總體評價不合格。
[0061]優(yōu)選地，所述節(jié)點能耗測試，包括的主要步驟如下:將使用第一個數(shù)據(jù)通路收集到的各個被測節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)解析出功率值，并轉(zhuǎn)存入數(shù)據(jù)庫中名為“simu_p0Wer”的表中，參考表I中實驗測定的不同檔位的收集數(shù)據(jù)與節(jié)點能耗一一映射；選擇判定單個節(jié)點能耗合格的閾值，在430?490之間，然后判定單個節(jié)點是否合格；節(jié)點的能耗大于閾值才測試合格，否則測試不合格；因為只有達到測試閾值，節(jié)點才能正常工作。如果合格節(jié)點的總數(shù)目大于所有節(jié)點的總數(shù)目的60%，則總體評價合格，否則總體評價不合格。
[0062]相對于現(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡性能測試系統(tǒng)的方案，本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0063]1.本發(fā)明將水環(huán)境水體監(jiān)測傳感器集成到測試床底座，特別適合于水環(huán)境傳感器網(wǎng)絡節(jié)點組網(wǎng)后網(wǎng)絡性能測試。管理員通過Web平臺訪問測試管理軟件，對數(shù)據(jù)庫中收集的數(shù)據(jù)進行分析、測試。本發(fā)明實現(xiàn)了遠程訪問服務器域名的方式進行遠程測試，消除了測試的地域限制，方便了使用。
[0064]2.本發(fā)明實現(xiàn)了在同一臺機器上通過打開多個測試項來實現(xiàn)并行測試，以及在不同機器上針對同一份測試請求分解子項同時進行測試，提高了測試效率。
[0065]3.本發(fā)明不僅對于節(jié)點的能耗、丟包率等反應節(jié)點組網(wǎng)性能的參數(shù)進行測試，經(jīng)過對測試流程的稍加增加，便可以實現(xiàn)對水環(huán)境監(jiān)測傳感器監(jiān)測值準確性的測試，降低了測試的成本。本發(fā)明具有可擴展性，可以用來測試其他普通無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的網(wǎng)絡性能，只需提供不大于28針的引腳作為被測節(jié)點與測試床底座的接口。本發(fā)明的可擴展性還體現(xiàn)在，可以通過增加級聯(lián)Hub 口的數(shù)量和測試床底座的數(shù)量來對測試床系統(tǒng)規(guī)模進行擴展。
[0066]4.本發(fā)明操作簡單方便，測試管理員只要通過測試計算機登錄服務器發(fā)布的Web頁面，就可以對收集的數(shù)據(jù)進行測試分析。本發(fā)明的操作方便，裝配測試床系統(tǒng)只需按照簡單的步驟進行即可。[0067]5.本發(fā)明將被測網(wǎng)絡中所有被測節(jié)點的收發(fā)數(shù)據(jù)存入服務器的數(shù)據(jù)庫當中，數(shù)據(jù)不會丟失；僅通過有線方式將數(shù)據(jù)從網(wǎng)關節(jié)點發(fā)送到服務器進行處理，不需要依賴網(wǎng)關Sink節(jié)點的多跳傳輸，減少了傳輸延遲，提高了測試分析時，結(jié)果的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0068]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
[0069]圖1為本發(fā)明進行水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲圖；
[0070]圖2為本發(fā)明進行水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0071]圖3為本發(fā)明進行水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0072]圖4為本發(fā)明水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試方法的方法流程圖。
[0073]圖中:
[0074]1-被測水環(huán)境無線傳感器節(jié)點(含無線通信模塊)；2_MCU芯片；3_MC13192功率控制芯片；4-Whip天線；5-28針引腳及引腳插槽；6_測試床底座；7-串口供電模塊；8-MAX3232模塊；9_USB方口接口 ；10_AD傳感器模塊；11_溶解氧濃度(DOr)傳感器；12_PH值傳感器；13_水體透明度傳感器；14_控制模塊；15_復位電路；16-CPU模塊；17_存儲單
J Li ο
【具體實施方式】
[0075]以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。
[0076]實施例
[0077]根據(jù)水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試系統(tǒng)的技術(shù)方案內(nèi)容，本實施例以完成一次組網(wǎng)后網(wǎng)絡性能數(shù)據(jù)收集為例，描述使用該測試床系統(tǒng)的搭建方法。該系統(tǒng)主要包括硬件部分。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明，即傳感器網(wǎng)絡性能測試過程進行進一步說明。
[0078]如圖1和圖2所示，本發(fā)明進行水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試系統(tǒng)包括被測網(wǎng)絡、服務器以及若干個用于測試的測試計算機。如圖2所示，本發(fā)明并不限于僅僅可以通過接入因特網(wǎng)的遠程測試計算機來實現(xiàn)對被測網(wǎng)絡的網(wǎng)絡性能測試，也可以通過服務器，在服務器端來實現(xiàn)對被測網(wǎng)絡性能的測試。
[0079]本發(fā)明的被測網(wǎng)絡是水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，是由被測水環(huán)境無線傳感器節(jié)點結(jié)合測試床底座形成η個組合節(jié)點，η個組合節(jié)點之間通過Hub進行級聯(lián)并最終接入服務器的USB數(shù)據(jù)端口。本發(fā)明實施例僅為其中的一個較優(yōu)的例子，本發(fā)明對被測網(wǎng)絡中各被測設備和各種輔助測試設備以及服務器的具體的數(shù)量以及它們之間的拓撲關系不做具體的限定，被測網(wǎng)絡可以是任何符合數(shù)據(jù)輸入條件的其他網(wǎng)絡設備。
[0080]測試計算機I?η中預先安裝了運行測試程序所必需的PC計算機操作系統(tǒng)，服務器預先安裝了運行測試程序所必需的服務器操作系統(tǒng)，服務器端還預先安裝了用于存儲收集自被測網(wǎng)絡測試數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫服務軟件。測試計算機I?η預先安裝了用于訪問測試管理軟件所需的因特網(wǎng)網(wǎng)絡瀏覽器以及相關插件。服務器至少擁有一個USB接口，用于接收來自被測網(wǎng)絡返回的實時測試數(shù)據(jù)。[0081]根據(jù)測試用例的實際需要，單個測試管理員可以單獨登錄測試計算機訪問測試管理軟件，完成對單個測試申請的測試；也可以根據(jù)測試申請訂單編號這個主鍵，多個測試管理員分別登錄各自的測試管理軟件，來協(xié)同對同一個測試申請進行測試。被測訂單每個測試項是否完成，由存儲于服務器的數(shù)據(jù)表格中各子測試項是否完成的標識位，來進行標識。
[0082]在如圖2所示的測試環(huán)境中，在被測網(wǎng)絡、服務器、測試計算機分別上電，以及確認被測網(wǎng)絡與服務器連接后，才開始正式進入測試操作流程。
[0083]在硬件方面，如圖3所示，包括由ZigBee核心節(jié)點和測試床底座形成的測試節(jié)點(為組合節(jié)點)(對應圖1中的組合節(jié)點I?組合節(jié)點28)以及USB方口線、Hub集線器、DC直流電源(由交流轉(zhuǎn)直流適配器完成)、服務器以及USB —串口轉(zhuǎn)換線等組成。組合節(jié)點通過USB方口線與Hub集線器連接，Hub集線器與Hub集線器級聯(lián)形成測試床系統(tǒng)。測試床系統(tǒng)內(nèi)組合節(jié)點相互連通，最后通過Hub集線器連接到服務器，測試床系統(tǒng)內(nèi)互相聯(lián)通的組合節(jié)點將接收到的測試數(shù)據(jù)存入服務器的數(shù)據(jù)庫中。
[0084]測試節(jié)點(對應圖1中的組合節(jié)點I?28)收集到的數(shù)據(jù)通過Hub集線器首先存入服務器的數(shù)據(jù)庫，然后被進一步處理。
[0085]本實施例中，圖3中測試節(jié)點的Whip天線是無線射頻天線，發(fā)射頻率工作在
2.4GHz波段，屬于常用的無線傳感器節(jié)點通信頻率。無線數(shù)據(jù)的發(fā)送將通過這些天線進行。
[0086]本實施例中，如圖1所示，O號節(jié)點一般充當Sink節(jié)點，即所有的數(shù)據(jù)都要先發(fā)送給O號節(jié)點，然后再傳給服務器(PC)。
[0087]本實施例中，如圖1所示，系統(tǒng)連接線主要包括:USB方口線，用于節(jié)點與集線器之間的連接以及集線器之間的級聯(lián);USB方口轉(zhuǎn)串口線以及串口轉(zhuǎn)USB 口線用于集線器與服務器PC機之間的連接。
[0088]本實施例中，如圖3所示，水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)組合節(jié)點是由上下兩部分組成。上部分是被測水環(huán)境無線傳感器節(jié)點1，主要由ZigBee核心板組成，下部分是由測試床底座6組成。被測試節(jié)點和測試床底座之間數(shù)據(jù)交互通過位于被測節(jié)點的28針引腳與測試床底座的28孔插槽進行連接，從而形成組合節(jié)點。
[0089]本實施例中，如圖3所示，ZigBee核心板主要包括MCU單元2、MC13192單元3以及Whip天線單元4 ;測試床底座6主要由AD傳感器模塊10、控制模塊14以及串口供電模塊7組成。
[0090]本實施例中，如圖3所示，與MAX3232模塊連接的USB方口接口 9 (RS-232插針接口)是用來連接測試床底座與集線器，使用USB方口線。而USB方口接口 9與測試床底座之間的內(nèi)部連接使用的是4pin的白色端子。該線傳輸?shù)氖荝S232電平信號。
[0091]本實施例中，由于集線設備和串口之間的連線相當于單片機與PC機串口之間的通信，故只需要采用3根線來進行通信即可。按照串口的9芯接口的順序，分別為引腳2連接收數(shù)據(jù)線，引腳3連接發(fā)送數(shù)據(jù)線，引腳5連接信號地線，只要將這3根線與方口線內(nèi)部的綠線、白線、黑線連接起來即可。
[0092]本實施例中，如圖3所示，MC9S08GB60MCU組成了 MCU單元2。MC9S08GB60是一款8位的S08系列的MCU。該芯片最高總線時鐘頻率可達到40Mhz，具有8路10位的AD通道，2MHZ的采集頻率；內(nèi)部集成了 I個SPI模塊，該模塊適合與MC13192模塊3進行通信；2個SCI模塊，方便與PC機通信；具有背景調(diào)試模塊(BDM)，可以對MC9S08GB60進行寫入和調(diào)試。
[0093]本實施例中，如圖3所示，MC13192功率控制模塊3是飛思卡爾公司于2005年推出的工作在2.4Ghz頻率下的短距離，低功耗，的無線收發(fā)器。該芯片包含基于IEEE802.15.4標準的物理層結(jié)構(gòu)。MC13192與MC9S08GB60之間的通信只需要通過SPI (SerialPeripheral Interface)傳輸。
[0094]本實施例中，如圖3所示，控制模塊14是由復位電路15、存儲單元17以及CPU(處理器)模塊16組成。在開始測試之前，通過測試床底座的USB方口接口 9將控制程序通過軟件燒寫進存儲單元。該控制程序用于控制數(shù)據(jù)的收集并通過有線和無線兩種方式發(fā)送到Sink節(jié)點。
[0095]本實施例中，所述測試床系統(tǒng)的裝配過程包括以下步驟:
[0096](I)將被測水環(huán)境傳感器節(jié)點固定在相應的測試床底座上，且每個傳感器節(jié)點對應一個測試床底座形成組合體-組合節(jié)點；
[0097](2)使用USB方口線將步驟(I)中的組合體-組合節(jié)點連接到Hub集線器上面，Hub與Hub之間進行級聯(lián),將獨立的節(jié)點連通起來；
[0098](3)將步驟(2)中的Hub集線器通過220V交流轉(zhuǎn)4.2V直流線進行供電，使得系統(tǒng)電力需求得到保障；
[0099](4)將串口轉(zhuǎn)USB方口及USB 口轉(zhuǎn)串口線連接，使得服務器與測試床系統(tǒng)連接起來。
[0100](5)啟動服務器上傳感器節(jié)點測試數(shù)據(jù)偵聽程序，將收集到的有線數(shù)據(jù)和無線數(shù)據(jù)存儲到服務器數(shù)據(jù)庫當中。
[0101]本實施例中，服務器PC提供了可視化監(jiān)聽軟件，可以實現(xiàn)軟件更改每個節(jié)點的發(fā)射功率以及節(jié)點上傳數(shù)據(jù)的周期。其中，服務器發(fā)送的指令通過數(shù)據(jù)線到達每個節(jié)點，對MC13192進行操作，從而改變RF天線的發(fā)射功率。
[0102]如圖4所示為本發(fā)明水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試方法的方法流程圖。具體水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試方法包括以下步驟:
[0103]步驟301、首先啟動服務器的測試管理軟件的服務程序。
[0104]具體實現(xiàn)過程是:測試管理員通過本地或者遠程訪問服務器，啟動服務器端的測試管理軟件服務，以便在接下來的測試分析中可以通過測試計算機訪問測試管理軟件服務。
[0105]步驟302、啟動測試床硬件控制軟件。
[0106]具體實現(xiàn)過程是:測試管理員通過本地或者遠程訪問服務器，啟動服務器端的測試床硬件控制軟件，打開服務器的Socket數(shù)據(jù)接口，用來準備接收來自被測網(wǎng)絡上傳的數(shù)據(jù)包。
[0107]步驟303、測試床硬件控制軟件發(fā)送初始化命令。
[0108]具體實現(xiàn)過程是:測試管理員通過本地或者遠程訪問服務器，點擊測試床硬件控制軟件的初始化配置按鈕，對被測網(wǎng)絡的水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點進行初始化配置。
[0109]進一步地，所述初始化配置信息還包括配置節(jié)點的時間、發(fā)射功率、節(jié)點時間、網(wǎng)絡段編號、上傳周期信息，可在測試床硬件控制軟件的界面進行設置。
[0110]步驟304、測試床硬件控制軟件的界面顯示連通的被測節(jié)點編號ID，啟動測試，被測網(wǎng)絡上傳數(shù)據(jù)到服務器數(shù)據(jù)庫形成第一數(shù)據(jù)通路。
[0111]具體實現(xiàn)過程是:接到步驟303所發(fā)送初始化查詢命令后的節(jié)點應答查詢，并上傳自己的節(jié)點編號ID，經(jīng)服務器端測試床硬件控制軟件的處理后，在軟件的界面顯示連入被測網(wǎng)絡的被測節(jié)點編號ID。當啟動測試之后，被測節(jié)點按照設置好的上傳周期上傳數(shù)據(jù)到服務器，并存入服務器的數(shù)據(jù)庫。
[0112]進一步地，所述收集自被測網(wǎng)絡，存入服務器數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)包括:連接被測節(jié)點的PH傳感器所上傳的pH值、透明度傳感器所上傳的透明度值、溶解氧傳感器所上傳的溶解氧濃度值、被測節(jié)點ID號、被測節(jié)點網(wǎng)絡段號、命令字段、被測節(jié)點系統(tǒng)時間。
[0113]步驟305、服務器測試管理軟件與服務器中的數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交互形成第二數(shù)據(jù)通路，測試管理員對被測網(wǎng)絡性能進行測試。
[0114]具體實現(xiàn)過程是:測試用戶，也即測試管理員，使用測試計算機的因特網(wǎng)瀏覽器，訪問服務器測試管理軟件的主頁，如下面的網(wǎng)址:http://wsn.ustcsz.edu.cn:8080/project，進入測試管理軟件操作界面。測試用戶通過該軟件操作界面，根據(jù)測試申請的實際需求，選取典型的測試項，對服務器數(shù)據(jù)庫當中收集的測試數(shù)據(jù)進行分析、測試。服務器測試管理軟件與服務器中的數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交互形成第二數(shù)據(jù)通路，對第一數(shù)據(jù)通路形成的數(shù)據(jù)進行實際分析。
[0115]進一步地，測試管理員可以是一個或者是多個，這些管理員登入各自在測試管理軟件中分配的賬戶，既可以選擇不同的測試申請進行測試，也可以通過測試申請的主鍵測試申請編號，來共同完成一個測試申請的測試工作。
[0116]舉一個具體的測試實例來說明，如圖1所示的多個測試管理員可以獨立測試不同的測試申請,也可以互相協(xié)作,共同完成同一份測試申請。下面針對協(xié)作完成的過程進行說明:例如，甲測試管理員輸入自己的賬號、密碼，登錄測試管理軟件后，選擇待測試的申請編號，該編號是唯一確定的(可以通過申請?zhí)峤坏臅r間序列號加隨機數(shù)進行唯一標識)。在測試管理軟件的“選擇測試”界面，測試管理員甲可以看到該測試申請需要完成哪些測試，以及每項子測試當前完成的狀態(tài)。如果還有未完成的子測試項，甲可以繼續(xù)完成；同理，乙測試管理員輸入自己的賬號、密碼，登錄測試管理軟件后，選擇同一個待測試的申請編號(與甲選擇的相同)。在測試管理軟件的“選擇測試”界面，測試管理員乙可以看到該測試申請需要完成哪些測試，以及每項子測試當前完成的狀態(tài)。如果還有未完成的子測試項，乙可以繼續(xù)完成；為了避免甲、乙測試員同時選擇相同的子測試項進行重復測試，測試前，兩者可以通過測試管理軟件通信，進行事先約定。
[0117]進一步地，所述測試管理軟件，包括申請被測用戶的測試申請審批、測試申請的查詢、測試報告生成模塊；pH傳感器準確度測試模塊、溶解氧傳感器準確度測試模塊、透明度傳感器準確度測試模塊；網(wǎng)絡丟包率測試模塊、被測節(jié)點能耗測試模塊。測試報告生成只能在所有被測用戶請求的測試項都完成后生成。
[0118]進一步地，所述測試項的測試依據(jù)來源于數(shù)據(jù)通路一所上傳的有線數(shù)據(jù)包數(shù)目、無線數(shù)據(jù)包數(shù)目以及被測節(jié)點的發(fā)射功率等信息。
[0119]進一步地，所述pH傳感器準確度、溶解氧傳感器準確度、透明度傳感器準確度測試時，不需要對現(xiàn)有的被測系統(tǒng)進行改動，只需將三種水體傳感器放入被測水體中，使用第一數(shù)據(jù)通路執(zhí)行測試步驟，將收集到的數(shù)據(jù)存入服務器數(shù)據(jù)庫，測試管理員使用第二數(shù)據(jù)通路啟動軟件模塊的分析程序。以PH值傳感器準確性測試為例:將傳感器放置到水環(huán)境當中，使用無線傳感器收集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集時間為I個小時；針對收集數(shù)據(jù)，選擇PH值的標準值的上下限；選擇分析數(shù)據(jù)的樣本時間范圍；選擇合格節(jié)點準確度閾值，其中準確度為某節(jié)點準確值的數(shù)目除以某節(jié)點所有收到PH值數(shù)據(jù)的數(shù)目；如果某節(jié)點的準確度小于閾值，則該節(jié)點現(xiàn)場PH值準確度不合格，否則合格；如果合格節(jié)點的總數(shù)目大于所有被測節(jié)點的總數(shù)目的60%，則該網(wǎng)絡pH傳感器準確性總體評價合格，否則總體評價不合格。
[0120]進一步地，所述網(wǎng)絡丟包率測試，所包括的主要步驟如下:在使用測試管理軟件針對使用第一個數(shù)據(jù)通路收集到的數(shù)據(jù)時，選擇處理時間的范圍，計算總時間；利用總時間除以被測節(jié)點發(fā)包頻率得到總的應收數(shù)據(jù)包總數(shù)的理論值；查找服務器數(shù)據(jù)庫中使用第一個數(shù)據(jù)通路收集數(shù)據(jù)的存儲表中無線數(shù)據(jù)包的總數(shù)，得到實際收到的包；則被測節(jié)點的丟包率為理論值與實際值之差除以理論值，以此計算每個節(jié)點的丟包率；如果某節(jié)點的準確度小于閾值，則該被測節(jié)點丟包率不合格，否則合格；如果合格節(jié)點的總數(shù)目大于所有被測節(jié)點的總數(shù)目的60%，則該網(wǎng)絡丟包率總體評價合格，否則總體評價不合格。
[0121]進一步地，所述節(jié)點能耗測試，包括的主要步驟如下:將使用第一個數(shù)據(jù)通路收集到的各個被測節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)解析出功率值，并轉(zhuǎn)存入數(shù)據(jù)庫中名為“simu_p0Wer”的表中，參考如表1所示實驗測定的不同檔位的收集數(shù)據(jù)與節(jié)點能耗一一映射。
[0122]表1本發(fā)明的發(fā)射功率與能耗的實驗關系
[0123]
【權(quán)利要求】
1.一種水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，用于水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的網(wǎng)絡性能測試，包括無線傳感器節(jié)點，所述無線傳感器節(jié)點間相互連通，并通過Sink節(jié)點與服務器連接通訊，其特征在于所述系統(tǒng)還包括測試床底座，所述測試床底座與無線傳感器節(jié)點集成形成組合節(jié)點，所述組合節(jié)點設置有與其他節(jié)點無線通訊的無線通信模塊、監(jiān)測被測水環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的AD傳感器模塊、控制組合節(jié)點采集環(huán)境參數(shù)和數(shù)據(jù)收發(fā)的控制模塊、串口供電模塊；服務器下發(fā)初始化配置信息進行初始化配置組合節(jié)點，然后組合節(jié)點按照配置好的上傳周期上傳數(shù)據(jù)到服務器，最后服務器根據(jù)組合節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)和初始化配置信息對組合節(jié)點的網(wǎng)絡性能進行測試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，其特征在于所述AD傳感器模塊選自PH傳感器、水體透明度傳感器、溶解氧傳感器的一種或者兩種以上的任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，其特征在于所述組合節(jié)點和sink節(jié)點均通過USB方口線連入Hub集線器，Hub集線器與Hub集線器級聯(lián)，最后由Hub集線器連入服務器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，其特征在于所述串口供電模塊設置串口接口，組合節(jié)點供電通過串口接口連接USB方口線連入Hub集線器實現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，其特征在于所述Hub集線器由交流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器進行供電，交流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成直流電DC輸出后通過USB方口線接入Hub集線器或組合節(jié)點。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，其特征在于所述Hub集線器由USB方口轉(zhuǎn)串口線，再由USB 口轉(zhuǎn)串口線連入服務器，其中USB 口轉(zhuǎn)串口線的USB 口一端插入服務器上的USB 口，而USB方口轉(zhuǎn)串口線的USB方口端接入Hub的USB方口中。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，其特征在于所述控制模塊包括中央處理器、復位電路、存儲單元，所述控制模塊中預先將控制程序通過串口供電模塊的串口接口燒寫進存儲單元，所述控制模塊控制組合節(jié)點數(shù)據(jù)的收集并通過有線和無線兩種方式發(fā)送到Sink節(jié)點。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，其特征在于所述無線傳感器節(jié)點包括無線通信模塊；所述測試床底座包括AD傳感器模塊、控制模塊、串口供電模塊；所述無線傳感器節(jié)點與測試床底座通過數(shù)據(jù)交互模塊進行連接，所述無線通信模塊設置有28針引腳與測試床底座的28孔插槽進行連接形成組合節(jié)點。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，其特征在于所述無線通信模塊包括ZigBee核心板，所述ZigBee核心板上設置微處理器，所述微處理器通過功率控制模塊與無線射頻模塊連接，所述無線射頻模塊連接Whip外置增益天線進行收發(fā)數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡性能測試床系統(tǒng)，其特征在于所述被測組合節(jié)點中的信息通過的無線射頻模塊發(fā)射端的WiFi傳遞給Sink節(jié)點，并通過Sink節(jié)點與Hub的連線，以及Hub與服務器之間的連線，最終以有線的方式發(fā)送給服務器監(jiān)聽端口并存入服務器中。
【文檔編號】H04W24/00GK103826238SQ201410012923
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】黃劉生, 陳龍, 郭偉杰, 徐宏力 申請人:中國科學技術(shù)大學蘇州研究院