[01172910]基于6LoWPAN无线传感器网络协议一致性测试

课题来源与背景： 根据6LoWPAN协议在无线传感器网络中使用的现状,以《国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）》为指导。 获得了“河南省2012年科技发展计划”项目,项目号：122102210240 。 技术原理及性能指标： 6LoWPAN协议一致性测试技术对6LoWPAN无线传感器节点产品设计进行全面验证,包括物理层、适配层、网络层、传输层和应用层的协议功能、性能和一致性的测试。依据6LoWPAN（6LoWPAN over Low Power WPAN-Wireless Personal Area Network）建议以及RPL（远程启动服务）相关规范,研究支持无线传感器网络的6LoWPAN协议一致性测试技术。通过发生一致性测试用例,自动检验被测节点设备的数据链路层、适配层、网络层等对应规范的一致性,并对测试结果进行智能判决。 主要技术指标如下： 1) 物理层指标 频段：779MHz～787MHz（符合IEEE Std. 802.15.4c-2009（中国）标准）、2405MHz～2480MHz（符合IEEE Std. 802.15.4-2006标准） 调制解调体制：O-QPSK、MPSK 数据传输速率：250kb/s、500kb/s、1000kb/s、2000kb/s 2) 协议测试功能 物理层支持IEEE Std. 802.15.4接口 数据链路层支持IEEE Std. 802.15.4协议一致性测试 适配层支持6LoWPAN协议一致性测试,包括包头压缩、解压缩、分片、重组等 测试例占规范测试例总数的80%以上 协议一致性测试仪表提供方便实用的测试消息分析窗口,正确记录消息流程,能够对测试结果进行智能判决;提供多种系统配置,满足不同用户的测试需求,且系统具备可升级性 3) 通道模拟功能 工作频段支持780MHz（中国） / 2.4GHz（国际） 符合6LoWPAN、IEEE Std. 802.15.4-2006 / IEEE Std. 802.15.4 c-2009（中国）标准协议 4) 网关模拟功能 工作频段支持780MHz（中国） / 2.4GHz（国际） 符合6LoWPAN、IEEE Std. 802.15.4-2006 / IEEE Std. 802.15.4 c-2009（中国）、IEEE Std. 802.2以及6LoWPAN等相关标准 5) 数据采集功能 工作频段支持780MHz/2.4GHz 全部数据包有统一的时间标签 支持表格显示方式和数据包时序显示方式 实时或离线采集分析模式 支持信道、时间标范围、帧类型、节点地址过滤 支持时间、信道、帧长度等多种排序方式 6) 性能测试功能 包错误检测与统计：检测与统计接收的数据包中的错误 流量统计：实时统计接收的全部数据 技术的创造性与先进性： 项目根据6LoWPAN协议在无线传感器网络中使用的研究现状,基于6LoWPAN的无线传感器网络适配层规范、RPL路由协议规范以及ISO9646开放系统互联一致性测试方法和框架规范,研究开发了基于6LoWPAN的无线传感器网络协议一致性测试技术以及测试仪器。针对基于6LoWPAN无线传感器网络中数据链路层、适配层、网络层及其路由层协议等进行协议一致性测试。 项目根据6LoWPAN无线传感器网络设备的功能与通信特点,对6LoWPAN无线传感器节点产品进行全面设计验证。根据该测试技术研发的仪器可为6LoWPAN无线传感器网络终端设备的研发、安装提供测试依据。 本项目研究的主要创新性在于： 1) 支持多子网透网络测试。 2) 采用多节点组网测试。 3) 多节点仿真测试。 技术的成熟程度,适用范围和安全性： 本项目在设计的初期,就考虑了以后的实用化应用,所以从立项到初样研制,然后到原理样机的研制经过了反复几次修改完善,设计较成熟,设计采用模块化设计思想,也为下一步的进一步开发提供了平台。 该项目研究技术适用于设备研发商,用于验证网络节点与网络路由设备间的信令交互过程符合规范要求,以保证设备在实现商用后能够在各种网络环境下通过正确的信令交互来完成相应的业务功能。 该项目所采用电源全部采用低压电源,同时考虑了安全的接地设计,不存在安全性问题。 应用情况及存在的问题： 该技术主要应用在两个方面,网络性能测试和网络设备的协议一致性测试。网络性能测试可用于判断网络系统能否准确、正确和稳定的工作。在物联网应用单位评测其网络性能方面得到了很好的应用。 协议一致性测试用于确保物联网节点或设备与系统设备的互通性。验证网络节点与网络路由设备间的信令交互过程符合规范要求,该项功能在设备研发单位得到了实践应用,比较符合协议测试实际研发需求。 目前本产品主要存在的问题是： 外围附件较多,同时由于研发经费有效,缺少开模经费无法形成正式产品,目前仅停留在于原理样机的水平,无法满足市场对不同功能和指标的要求。同时由于网络协议种类很多,目前样机仅限于低层网络协议分析,还缺乏对上层网络协议的测试支持。