一種工業(yè)傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)吞吐量解析和誤碼率測試的模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種工業(yè)傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)吞吐量解析和誤碼率測試的模塊，主要由主控機(jī)模塊和智能遠(yuǎn)端兩部分組成，主控機(jī)模塊主要包括三部分：智能遠(yuǎn)端的控制幀發(fā)生模塊、全線速通用測試幀產(chǎn)生模塊和接收測試幀解析模塊；智能遠(yuǎn)端的控制幀發(fā)生模塊控制智能遠(yuǎn)端的工作狀態(tài)，啟動遠(yuǎn)端智能吞吐量解析和誤碼率的下行測試，請求遠(yuǎn)端發(fā)回統(tǒng)計(jì)結(jié)果和發(fā)送其他智能端的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括吞吐量和誤碼率；其數(shù)據(jù)幀格式根據(jù)工業(yè)傳感網(wǎng)中不同的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的封裝。本發(fā)明科學(xué)客觀地完成傳感網(wǎng)中誤碼率的測量，并且采用硬件線速產(chǎn)生測試幀的設(shè)計(jì)方法保證了吞吐量測試的準(zhǔn)確性，實(shí)用性較強(qiáng)，測試效率較高。
【專利說明】
一種工業(yè)傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)吞吐量解析和誤碼率測試的模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)傳感網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種工業(yè)傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)吞吐量解析和誤碼率測試的模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在工業(yè)生產(chǎn)中，需要對產(chǎn)品的性能、生產(chǎn)線的環(huán)境和生產(chǎn)過程中周圍生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等信息進(jìn)行監(jiān)測，而工業(yè)傳感網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)企業(yè)的需求，把分布在不同生產(chǎn)線的，不同類型的智能儀表和傳感器設(shè)備，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)，把所有的傳感器設(shè)備和智能儀表進(jìn)行連接，形成可以與各個(gè)傳感器設(shè)備和智能儀表進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)傳感網(wǎng)絡(luò)主要分為兩部分，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和監(jiān)測顯示系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通過用戶設(shè)置的數(shù)據(jù)采集間隔，按照通信協(xié)議，周期性的與智能儀表進(jìn)行通信，獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)。監(jiān)測顯示系統(tǒng)是把獲取的智能儀表信息在前端通過數(shù)據(jù)列表和曲線等形式進(jìn)行顯示，滿足用戶的需求。在傳感器設(shè)備和智能儀表并入工業(yè)傳感網(wǎng)絡(luò)后，需要對工業(yè)傳感網(wǎng)的通信狀況進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)試，由于目前沒有相應(yīng)的調(diào)試工具，中間環(huán)節(jié)較多，出現(xiàn)的問題多種多樣，所以調(diào)試過程比較困難，周期較長。并且針對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)流量特性的研究很少，而且大部分對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的研究僅采用網(wǎng)絡(luò)仿真來獲取流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這使得結(jié)論和實(shí)際結(jié)果之間可能存在嚴(yán)重偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種工業(yè)傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)吞吐量解析和誤碼率測試的模塊，用于工業(yè)傳感網(wǎng)中吞吐量解析以及誤碼率的測試。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種工業(yè)傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)吞吐量解析和誤碼率測試的模塊，其特征在于:它主要由主控機(jī)模塊和智能遠(yuǎn)端兩部分組成，主控機(jī)模塊主要包括三部分:智能遠(yuǎn)端的控制幀發(fā)生模塊、全線速通用測試幀產(chǎn)生模塊和接收測試幀解析模塊。
[0005]所述的智能遠(yuǎn)端的控制幀發(fā)生模塊控制智能遠(yuǎn)端的工作狀態(tài)，啟動遠(yuǎn)端智能吞吐量解析和誤碼率的下行測試，請求遠(yuǎn)端發(fā)回統(tǒng)計(jì)結(jié)果和發(fā)送其他智能端的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括吞吐量和誤碼率;其數(shù)據(jù)幀格式根據(jù)工業(yè)傳感網(wǎng)中不同的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的封裝，在幀數(shù)據(jù)指定長度位置加入控制幀標(biāo)志68H。
[0006]所述的全線速通用測試幀產(chǎn)生模塊是根據(jù)測試需要，生成不同網(wǎng)絡(luò)線速的測試數(shù)據(jù)，最高可以達(dá)到全線速。其數(shù)據(jù)幀格式為智能設(shè)備定義的幀，幀頭和幀數(shù)據(jù)內(nèi)容可以根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)置，主機(jī)側(cè)根據(jù)實(shí)際測試要求，按照折半搜索的方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量的測試，直到在設(shè)定的測試周期內(nèi)數(shù)據(jù)幀未丟失為止。線速發(fā)生的關(guān)鍵點(diǎn)在于設(shè)計(jì)幀之間的間隔。
[0007]所述的數(shù)據(jù)幀格式針對工業(yè)傳感網(wǎng)中不同類型的智能儀表開發(fā)不同的數(shù)據(jù)解析驅(qū)動，每一個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動按照組件化進(jìn)行設(shè)計(jì)封裝，所有數(shù)據(jù)驅(qū)動都采用統(tǒng)一的命名格式和接口設(shè)計(jì)。開發(fā)的數(shù)據(jù)解析驅(qū)動，需要在數(shù)據(jù)解析驅(qū)動庫中進(jìn)行注冊，數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，根據(jù)智能儀表類型調(diào)用相應(yīng)的驅(qū)動程序，按照通信協(xié)議格式發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)序列。
[0008]所述的接收測試幀解析模塊通過識別測試幀標(biāo)志68H來進(jìn)行接收環(huán)回幀的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)，然后通過與在該時(shí)間段內(nèi)的發(fā)生測試幀進(jìn)行幀數(shù)比較，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前吞吐量測試的判定。
[0009]所述的接收測試幀解析模塊通過與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，累計(jì)誤碼數(shù)量，如此一直循環(huán)，當(dāng)通用測試幀產(chǎn)生模塊的發(fā)送器發(fā)送的碼數(shù)達(dá)到預(yù)定數(shù)量后，控制幀發(fā)生模塊立即停止發(fā)送器的發(fā)送，讀取接收所有數(shù)據(jù)，進(jìn)行比較，完成誤碼率的計(jì)算。
[0010]所述的智能遠(yuǎn)端從機(jī)模塊除了需要實(shí)現(xiàn)線速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)生外，主要實(shí)現(xiàn)的功能是解析測試幀內(nèi)的測試數(shù)據(jù)，識別吞吐量測試幀，統(tǒng)計(jì)上行吞吐量測試幀，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果根據(jù)要求回傳到主控機(jī)端，根據(jù)主控機(jī)端指令形成下行的吞吐量測試幀。
[0011]所述的工業(yè)傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)吞吐量解析和誤碼率測試的模塊，采用軟硬件結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)測試幀不同線速的生成，即采用軟件的方法生成整個(gè)測試幀，然后啟動硬件成幀發(fā)生器，根據(jù)設(shè)定的時(shí)間參數(shù)，F(xiàn)PGA按照設(shè)計(jì)的電路讀取軟件放置于DPRAM中的通用測試幀，將數(shù)據(jù)幀打上時(shí)間信息數(shù)據(jù)幀序號后通過接口電路發(fā)送出去，網(wǎng)絡(luò)線速的控制根據(jù)接口實(shí)際適配結(jié)果而定。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明解決了工業(yè)傳感網(wǎng)中吞吐量的解析和誤碼率測試的問題，通過有限時(shí)長的測試得到發(fā)生比特誤碼的概率估計(jì)，科學(xué)客觀地完成傳感網(wǎng)中誤碼率的測量，并且采用硬件線速產(chǎn)生測試幀的設(shè)計(jì)方法保證了吞吐量測試的準(zhǔn)確性，實(shí)用性較強(qiáng)，測試效率較高。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明測試模塊的系統(tǒng)框圖。
[0014]在圖中，1、主控機(jī)模塊2、智能遠(yuǎn)端U、控制幀發(fā)生模塊12、測試幀產(chǎn)生模塊
13、接收測試幀解析模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
如圖1所示，一種工業(yè)傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)吞吐量解析和誤碼率測試的模塊，提供了傳感網(wǎng)中誤碼率的測量以及網(wǎng)絡(luò)中吞吐量的解析，此系統(tǒng)主要由主控機(jī)模塊I和智能遠(yuǎn)端2兩部分組成。主控機(jī)模塊I主要包括三部分:智能遠(yuǎn)端的控制幀發(fā)生模塊11、全線速通用測試幀產(chǎn)生模塊12、接收測試幀解析模塊13。
[0016]所述的智能遠(yuǎn)端的控制幀發(fā)生模塊11控制智能遠(yuǎn)端2的工作狀態(tài)，啟動遠(yuǎn)端智能吞吐量解析和誤碼率的下行測試，請求遠(yuǎn)端發(fā)回統(tǒng)計(jì)結(jié)果和發(fā)送其他智能端的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括吞吐量和誤碼率;其數(shù)據(jù)幀格式根據(jù)工業(yè)傳感網(wǎng)中不同的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的封裝，在幀數(shù)據(jù)指定長度位置加入控制幀標(biāo)志68H;
所述的全線速通用測試幀產(chǎn)生模塊12根據(jù)測試需要，生成不同網(wǎng)絡(luò)線速的測試數(shù)據(jù)，最高可以達(dá)到全線速;其數(shù)據(jù)幀格式為智能設(shè)備定義的幀，幀頭和幀數(shù)據(jù)內(nèi)容可以根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)置，主機(jī)側(cè)根據(jù)實(shí)際測試要求，按照折半搜索的方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量的測試，直到在設(shè)定的測試周期內(nèi)數(shù)據(jù)幀未丟失為止； 所述的接收測試幀解析模塊13通過識別測試幀標(biāo)志68H來進(jìn)行接收環(huán)回幀的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)，然后通過與在該時(shí)間段內(nèi)的發(fā)生測試幀進(jìn)行幀數(shù)比較，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前吞吐量測試的判定;接收測試幀解析模塊通過與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，累計(jì)誤碼數(shù)量，如此一直循環(huán)，完成誤碼率的計(jì)算；
所述的智能遠(yuǎn)端2從機(jī)模塊，主要功能是解析測試幀內(nèi)的測試數(shù)據(jù)，識別吞吐量測試幀，統(tǒng)計(jì)上行吞吐量測試幀，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果根據(jù)要求回傳到主控機(jī)端，根據(jù)主控機(jī)端指令形成下行的吞吐量測試幀。
[0017]主控機(jī)工作流程如下:
I)判斷遠(yuǎn)端智能設(shè)備是否在同一工業(yè)傳感子網(wǎng)內(nèi)，是則直接發(fā)送測試啟動幀，啟動遠(yuǎn)端智能設(shè)備進(jìn)入智能測試狀態(tài);否則先通過發(fā)送地址查詢幀發(fā)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)地址，然后發(fā)送透網(wǎng)測試啟動幀，啟動處于另一子網(wǎng)的遠(yuǎn)端智能設(shè)備進(jìn)入智能測試狀態(tài)。
[0018]2)發(fā)送通路驗(yàn)證測試幀，以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通路驗(yàn)證。
[0019]3)按需求可分別進(jìn)行上下行吞吐量及雙向吞吐量測試。
[0020]上行吞吐量測試如下:
I)結(jié)合硬件設(shè)計(jì)，在不同測試周期內(nèi)以不同線速發(fā)送吞吐量測試幀，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)各種性能測試。
[0021]2) 一個(gè)測試周期完成，發(fā)送停止測試幀，讓智能設(shè)備退出吞吐量數(shù)據(jù)幀測試狀
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[0022]3)發(fā)送上行測試參數(shù)請求幀，請求智能端回傳上行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
[0023]4)解析智能端回傳數(shù)據(jù)，計(jì)算數(shù)據(jù)幀有無丟失。如有丟失，返回步驟I)，降速測試。如無數(shù)據(jù)幀丟失，比較是否逼近步進(jìn)線速，如果未逼近步進(jìn)線速，則提高測試發(fā)生線速，直至無數(shù)據(jù)幀丟失，同時(shí)滿足步進(jìn)線速。此時(shí)為實(shí)際上行吞吐量測試。
[0024]下行吞吐量測試如下:
I)開始一個(gè)測試周期，統(tǒng)計(jì)下行測試幀數(shù)量。
[0025]2) 一個(gè)測試周期完成，發(fā)送下行測試參數(shù)請求幀，請求智能端回傳下行發(fā)送數(shù)據(jù)幀數(shù)量。
[0026]3)解析智能端回傳數(shù)據(jù)，計(jì)算數(shù)據(jù)幀有無丟失。如有丟失，發(fā)送測試控制幀給智能端，請求降速測試，返回步驟I)。如無數(shù)據(jù)幀丟失，比較是否逼近步進(jìn)線速，如果未逼近步進(jìn)線速，則發(fā)送測試控制幀給智能端，請求提高測試發(fā)生線速，返回步驟I)，直至無數(shù)據(jù)幀丟失，同時(shí)滿足步進(jìn)線速。此時(shí)為實(shí)際下行吞吐量測試。
[0027]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，可以對本實(shí)施方式作出多種變更或修改，而不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)，本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種工業(yè)傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)吞吐量解析和誤碼率測試的模塊，其特征在于:主要由主控機(jī)模塊和智能遠(yuǎn)端兩部分組成;主控機(jī)模塊主要包括三部分:智能遠(yuǎn)端的控制幀發(fā)生模塊、全線速通用測試幀產(chǎn)生模塊、接收測試幀解析模塊； 所述的智能遠(yuǎn)端的控制幀發(fā)生模塊控制智能遠(yuǎn)端的工作狀態(tài)，啟動遠(yuǎn)端智能吞吐量解析和誤碼率的下行測試，請求遠(yuǎn)端發(fā)回統(tǒng)計(jì)結(jié)果和發(fā)送其他智能端的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括吞吐量和誤碼率;其數(shù)據(jù)幀格式根據(jù)工業(yè)傳感網(wǎng)中不同的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的封裝，在幀數(shù)據(jù)指定長度位置加入控制幀標(biāo)志68H; 所述的全線速通用測試幀產(chǎn)生模塊根據(jù)測試需要，生成不同網(wǎng)絡(luò)線速的測試數(shù)據(jù)，最高可以達(dá)到全線速;其數(shù)據(jù)幀格式為智能設(shè)備定義的幀，幀頭和幀數(shù)據(jù)內(nèi)容可以根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)置，主機(jī)側(cè)根據(jù)實(shí)際測試要求，按照折半搜索的方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量的測試，直到在設(shè)定的測試周期內(nèi)數(shù)據(jù)幀未丟失為止； 所述的接收測試幀解析模塊通過識別測試幀標(biāo)志68H來進(jìn)行接收環(huán)回幀的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)，然后通過與在該時(shí)間段內(nèi)的發(fā)生測試幀進(jìn)行幀數(shù)比較，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前吞吐量測試的判定;接收測試幀解析模塊通過與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，累計(jì)誤碼數(shù)量，如此一直循環(huán)，完成誤碼率的計(jì)算； 所述的智能遠(yuǎn)端從機(jī)模塊，主要功能是解析測試幀內(nèi)的測試數(shù)據(jù)，識別吞吐量測試幀，統(tǒng)計(jì)上行吞吐量測試幀，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果根據(jù)要求回傳到主控機(jī)端，根據(jù)主控機(jī)端指令形成下行的吞吐量測試幀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)吞吐量解析和誤碼率測試的模塊，其特征在于:采用軟硬件結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)測試幀不同線速的生成，即采用軟件的方法生成整個(gè)測試幀，然后啟動硬件成幀發(fā)生器，根據(jù)設(shè)定的時(shí)間參數(shù)，將數(shù)據(jù)幀打上時(shí)間信息數(shù)據(jù)幀序號后通過接口電路發(fā)送出去。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)吞吐量解析和誤碼率測試的模塊，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)幀格式針對工業(yè)傳感網(wǎng)中不同類型的智能儀表開發(fā)不同的數(shù)據(jù)解析驅(qū)動，每一個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動按照組件化進(jìn)行設(shè)計(jì)封裝，所有數(shù)據(jù)驅(qū)動都采用統(tǒng)一的命名格式和接口設(shè)計(jì)。
【文檔編號】H04L12/26GK106027333SQ201610494933
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】鄒文生
【申請人】南昌大學(xué)