CN104038388B - 基于分布式的物联网自动测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于分布式的物联网自动测试系统，包括一个总控中心和至少一个分中心，总控中心与分中心通过网络互连；总控中心用于进行用户访问控制，完成系统测试设备调度，完成具体的测试任务和控制数据信息的流转，实时监测系统运行情况；分中心用于辅助总控中心完成总控中心测试能力之外的其它测试任务。总控中心包括：系统监控单元、第一测试执行单元、第一数据信息管理单元、第一访问控制单元、备用单元。分中心包括：第二测试执行单元、第二数据信息管理单元、第二访问控制单元。备用单元包括互连的备用测试设备、备用测试服务器和备用数据信息管理单元。本发明采用分布式的结构以增加对资源的利用率，具备较完善的监测和备份机制。

Description

基于分布式的物联网自动测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及一种基于分布式的物联网自动测试系统，属于自动控制领域与通信领域。

背景技术

分布式测试系统包括了一台或多台计算机、远程输入输出设备以及测试测量设备的一组计算单元共同来解决相关问题。可将这类系统分为紧密耦合的测试系统与松散耦合的测试系统。

紧密耦合的测试系统的特征是计算机共享计算、存储、输入/输出等资源，并通过共用存储器进行信息交换。这类分布式系统的布局相当严格，一般情况下，计算单元内的各个组成部分的职能是不变的，往往采用单一控制器，这种系统的缺点是，各个资源必须合理搭配，否则结果将出现会乱。

松散耦合的测试系统依靠信息进行通信，每台计算机都有自己的局部存储和输入/输出单元。这类系统完全是不固定的，其控制器、用户接口和仪器不仅位置在变化，而且功能也经常改变。这类分布式测试系统的优点是系统更加灵活，缺点是所需软件更难开发与维护。

松散耦合的自动测试系统又分为两类：单一测试执行单元与多测试执行单元。具有单一测试执行单元的测试系统具有如下特点：具体实施测试任务的测试测量设备可能有多台，控制设备完成测试任务的测试终端控制器只有一台。在测试执行的过程中测试终端控制器始终处于核心地位，并且时刻保证测试终端控制器能够正常工作，一旦测试终端控制器出现故障，整个系统都将瘫痪。多测试执行单元的特点是：由于系统拥有多个测试执行单元，所以系统就存在多个测试控制器，每个测试执行单元相互配合工作而又彼此相对独立，一旦一个执行控制器发生故障，不影响系统其他功能的正常使用。某些拥有多测试执行单元的分布式测试系统采取测试终端集中控制与测试数据集中管理，这种系统在一定程度上解决了数据同步的问题，但加大了系统安全性与稳定性的风险，同时容易造成资源利用率低下等问题；而采用非集中控制的分布式测试系统结构更加复杂，设计难度更大，在设计时尤其要考虑各个执行单元之间的协调处理与任务的调度，时钟同步，数据管理等问题。

物联网感知层包括传感器等信号采集设备以及由这些设备构成的传感器网络，是物联网发展和应用的基础，信号采集设备性能的好坏直接影响到整个系统的性能，所以建立针对物联网感知层测试系统能够从根本上保证物联网的稳定性和可靠性。目前，物联网测试技术还不成熟，考虑到物联网的特殊性，如何将现有的测试技术应用到物联网测试系统开发中，是当前亟待考虑解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物联网自动测试系统，采用分布式的结构以增加对资源的利用率，并且具备较完善的监测机制和备份机制，使得测试系统的运行和数据管理都比较安全可靠。本发明采用的技术方案是：

一种基于分布式的物联网自动测试系统，包括至少一个总控中心和至少一个分中心，总控中心与分中心通过网络互连；总控中心用于进行用户访问控制，完成系统测试设备调度，完成具体的测试任务和控制数据信息的流转，实时监测系统运行情况；分中心用于辅助总控中心完成总控中心测试能力之外的其它测试任务。

具体地，

总控中心包括：系统监控单元、第一测试执行单元、第一数据信息管理单元、第一访问控制单元、备用单元。

第一测试执行单元包括互连的测试设备、测试服务器和测试终端控制器；

测试终端控制器控制测试设备按照测试流程逐项地完成具体的测试任务；

测试服务器负责数据的处理、分析和通信，测试服务器提供测试设备接口和数据处理分析功能，测试设备接口供测试终端控制器调用；测试服务器包括数据分析与处理模块、数据获取与通信模块；数据获取与通信模块用于与测试终端控制器进行通信并获取测试数据；数据分析与处理模块用于分析测试数据得到测试结果。

第一数据信息管理单元用于完成原始测试数据以及测试结果信息的存储和管理，包括数据信息转换模块，数据信息存储模块、数据信息统计分析模块与系统运行日志模块；数据信息转换模块负责将测试数据信息转换为便于存储的数据格式，数据信息存储模块用于存储测试数据信息，数据信息统计分析模块负责完成数据的统计分析任务，系统运行日志模块用于记录系统运行日志。

第一访问控制单元负责拦截用户请求，对具有服务使用权限的用户授权，并检索系统当前是否具备执行用户请求的测试任务的能力。

系统监控单元用于监控整个系统的运行状态以及系统所包括的测试设备的工作状态，一旦发现系统中监控的单元或设备发生故障而不能正常工作则立即调用备用单元。

备用单元包括互连的备用测试设备、备用测试服务器和备用数据信息管理单元；备用数据信息管理单元与总控中心的第一数据信息管理单元结构和功能相同。

分中心包括：第二测试执行单元、第二数据信息管理单元、第二访问控制单元。

第二测试执行单元包括互连的测试设备、测试服务器；第二测试执行单元具备的测试功能与总控中心的第一测试执行单元相异。

第二数据信息管理单元与总控中心的第一数据信息管理单元结构和功能相同。

第二访问控制单元负责拦截用户请求，并检测分中心是否具备执行用户请求的测试任务的能力。

本发明还提供一种利用上述基于分布式的物联网自动测试系统的测试方法，包括下述步骤：

步骤一，用户请求分析：用户发出测试请求，总控中心截获此请求，然后对请求做进一步分析处理，以便执行测试任务，具体步骤如下：

步骤1-1，首先，判断此用户是否具有使用测试服务的权利，如果不具有使用测试服务的权利则提示用户申请使用服务权；若用户具有使用服务的权利，则执行下一步；

步骤1-2，判断总控中心是否能满足用户此次的测试需求，如果满足，将测试命令发送到总控中心；如果总控中心不能提供相应的测试服务，则查找能够提供测试服务的分中心，若系统的分中心都不能提供测试服务，则告知用户系统暂时无法提供用户申请的测试服务；若某一分中心能够提供测试服务，则将测试命令发送给对应的分中心；

步骤二，执行测试：能够提供测试服务的总控中心或分中心的测试执行单元接收测试命令，测试终端控制器制定测试流程，测试服务器的数据获取与通信模块向测试设备发送指令获取测试数据，数据分析与处理模块得到数据获取与通信模块采集的数据并进行分析处理，给出测试结果，并将测试数据信息发送给数据信息管理单元；

步骤三，测试数据信息存储与管理：数据信息管理单元接收来自步骤二的数据，数据信息转换模块将测试数据信息转换为便于储存的格式然后将转换后的数据交给数据信息存储模块；数据信息统计分析模块从数据信息存储模块中调用数据，进行统计分析处理，当用户查看统计分析结果时展示给用户；数据信息存储模块定期实施自动备份操作；

执行上述三个步骤的同时系统监控单元一直处于监控工作状态，当系统出现异常时，发出报警或调用备用单元。

本发明的优点在于：采用分布式架构，提高资源利用率。具备较完善的监测机制和备份机制，使得测试系统的运行和数据管理都比较安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构组成示意图。

图2为本发明的总控中心示意图。

图3为本发明的测试方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

下面结合具体的物联网技术—RFID技术来说明本阐述本发明的实施方式。

如图1、图2所示， 本发明所提出的一种基于分布式的物联网自动测试系统，包括一个总控中心和一个或多个分中心，总控中心与分中心通过网络互连。总控中心用于进行用户访问控制，完成系统测试设备调度，完成具体的测试任务和控制数据信息的流转，实时监测系统运行情况；分中心用于辅助总控中心完成总控中心测试能力之外的其它测试任务。

总控中心包括：系统监控单元、第一测试执行单元、第一数据信息管理单元、第一访问控制单元、备用单元。

系统监控单元负责监控整个系统的运行状态以及系统所包括的测试设备的工作状态，发现异常时将异常情况记录到监控日志中，并告知系统调用其他设备完成测试任务，通常是启用备用单元。

第一测试执行单元包括互连的测试设备、测试服务器和测试终端控制器；测试设备包括各种测量仪器仪表，当接到测试任务时，测试终端控制器制定测试方案，控制相应的测试设备逐项地完成测试任务。测试服务器负责完成数据的处理和分析，保证测试终端控制器和测试设备之间的正常通信。测试服务器包括数据分析与处理模块、数据获取与通信模块；数据获取与通信模块用于与测试终端控制器进行通信并获取测试数据；数据分析与处理模块用于分析测试数据得到测试结果。测试服务器向用户提供了测试设备控制接口与数据存储接口，通过此接口可以编制控制程序。

测试设备包括智能化测量仪器仪表和非智能化测量仪器仪表。智能化测量仪器仪表集成网卡，能够通过网卡接入Internet，具备信号分析与处理能力，可使用高级编程语言通过程控仪器标准命令集控制；对于非智能化测量仪表大多不含有上述功能，因此，使用数据获取与通信模块以及数据分析与处理模块来获取非智能化测量仪表测量数据。

总控中心第一数据信息管理单元负责完成原始测试数据以及测试结果等信息的存储和管理，它包括数据信息转换模块，数据信息存储模块、数据信息统计分析模块与系统运行日志模块；数据信息转换模块负责将测试数据信息（包括测试数据和测试结果）转换为便于存储的数据格式，在此实施实例中采用SQL Server作为数据信息存储模块，采用.NET技术实现数据信息转换模块和数据信息统计分析模块；数据信息统计分析模块负责完成数据的统计分析任务，系统运行日志模块用于记录系统运行日志。

第一访问控制单元负责拦截用户请求，对具有服务使用权限的用户授权，并检索该系统当前是否可以完成用户请求的测试任务。

当系统某一设备因故障而不能正常工作时，总控中心备用单元根据需要启用相应的设备，以确保整个系统能够正常工作。备用单元包括互连的备用测试设备、备用测试服务器和备用数据信息管理单元，备用数据信息管理单元与总控中心的第一数据信息管理单元结构和功能相同。与总控中心相比分中心不具有系统监控单元与备用单元。位于总控中心的系统监控单元与备用单元为整个分布式系统提供服务。

在具体的物理服务器部署上，系统监控单元、第一数据信息管理单元、第一访问控制单元可以分开部署在各自独立的服务器上，如图2所示的那样。也可以将系统监控单元、第一访问控制单元合设在一台服务器上，而第一数据信息管理单元使用一台单独的服务器。

分中心包括：第二测试执行单元、第二数据信息管理单元、第二访问控制单元。分中心的第二测试执行单元和第二访问控制单元和总控中心的对应两单元的功能大体相同。第二测试执行单元包括互连的测试设备、测试服务器；分中心中的测试设备数量少于总控中心，并且分中心所具有的测试设备和能力是总控中心所不具备的，这样分中心和总控中心实现资源与能力的互补，提高资源利用率。

分中心的第二访问控制单元具有拦截用户请求的功能，与总控中心的第一访问控制单元不同的是，分中心的第二访问控制单元检测分中心是否能够完成用户所提出的测试任务而不会验证用户是否具有访问权限。

分中心的第二数据信息管理单元与总控中心的第一数据信息管理单元结构和功能相同。

在图1所示的例子中，总控中心的测试服务器、第一数据信息管理单元服务器、第一访问控制单元服务器、系统监控单元服务器位于A实验室，各测试设备、测试终端控制器、备用单元的各组成部分位于B实验室。处于不同实验室的仪器设备按照执行功能分类，构成了基于分布式技术的物联网自动测试系统的各个组成单元。这种设计充分体现了分布式系统的组成特点。

图2中本实施实例中包含了两个分中心，分中心I与分中心II的组成相似，分中心I、分中心II拥有不同的测试设备，并且均与总控中心所具有的测试设备不同。分中心I、分中心II与总控中心不在同一个局域网内。

如图3所示，本发明提出的一种利用基于分布式的物联网自动测试系统的测试方法，包括下述步骤：

步骤一，用户请求分析：用户发出测试请求，总控中心截获此请求，然后对请求做进一步分析处理，以便执行测试任务，具体步骤如下：

步骤1-1，首先，判断此用户是否具有使用测试服务的权利，如果不具有使用测试服务的权利则提示用户申请使用服务权；若用户具有使用服务的权利，则执行下一步；

步骤1-2，判断总控中心是否能满足用户此次的测试需求，如果满足，将测试命令发送到总控中心；如果总控中心不能提供相应的测试服务，则查找能够提供测试服务的分中心，若系统的分中心都不能提供测试服务，则告知用户系统暂时无法提供用户申请的测试服务；若某一分中心能够提供测试服务，则将测试命令发送给对应的分中心；上述过程由访问控制单元来完成，访问控制单元首先检查系统运行日志，查找哪些设备可用，其次访问控制单元会查看系统所能提供的测试服务有哪些。

步骤二，执行测试：能够提供测试服务的总控中心或分中心的测试执行单元(第一测试执行单元或第二测试执行单元)接收测试命令，测试终端控制器制定测试流程，测试服务器的数据获取与通信模块向测试设备发送指令获取测试数据，数据分析与处理模块得到数据获取与通信模块采集的数据并进行分析处理，给出测试结果，并将测试数据信息发送给数据信息管理单元；详细涉及到：

1）当测试命令发送给总控中心时，总控中心测试终端控制器根据命令制定合理的测试方案。

2）测试服务器的数据获取与通信模块根据测试终端控制器制定的测试方案，按照一定的测试流程调用测试设备进行测试并获取测试数据。获取的数据分为两种：RFID测试标签与读卡器之间通信信号和测试仪器给出的测试结果。

3）对于上述RFID测试标签与读卡器之间通信信号来说，测试服务器调用数据分析与处理模块对信息号进行处理，进而得到测试结果。

4）总控中心测试服务器将经过程2）与过程3）得到的测试数据信息发送给数据信息管理单元。

相应地，对于1）的另外一种情况分中心接收到了测试命令的情况来说，分中心的处理方式和上述过程基本一致。

步骤三，数据信息管理单元接收来自步骤二的数据，数据信息转换模块将测试数据信息转换为便于储存的格式然后将转换后的数据交给数据信息存储模块，详细涉及到：

1）数据信息转换模块得到数据后将数据转换为有利于数据信息存储模块存储的数据，然后将其发送给数据信息存储模块。

2）数据信息统计分析模块从数据信息存储模块中调用数据，进行统计分析处理，当用户查看统计分析结果时展示给用户。

3）数据信息存储模块定期实施自动备份操作，以确保数据信息安全。

执行上述三个步骤的同时系统监控单元一直处于监控工作状态，当系统出现异常时，发出报警或调用备用单元；详细涉及到：

1）当系统监控单元检测到访问控制单元发生异常时，及时发出报警，告知系统管理员；

2）当系统监控单元检测到总控中心或分中心的测试设备出现故障时，调用数据信息管理单元的系统运行日志模块，将事件写入运行日志，并调用备用单元来为系统提供测试服务；当有故障的测试设备被修复时，同样将此事件写入运行日志；

3）当系统监控单元检测到总控中心或者分中心的数据信息管理单元（第一数据信息管理单元或第二数据信息管理单元）不能正常的提供服务时，调用备用单元中的备用数据信息管理单元的系统运行日志模块，将事件写入运行日志，并调用备用单元来为系统提供服务；当数据信息管理单元的故障被排除后，将此事件记录到运行日志；

在储存测试数据信息之前会访问系统运行日志，避开不能正常工作的数据信息管理单元。

4）系统在调配测试设备之前都会检查系统运行日志，排除那些有故障的测试设备。

Claims (3)

1.一种基于分布式的物联网自动测试系统，其特征在于，包括至少一个总控中心和至少一个分中心，总控中心与分中心通过网络互连；

总控中心用于进行用户访问控制，完成系统测试设备调度，完成具体的测试任务和控制数据信息的流转，实时监测系统运行情况；

分中心用于辅助总控中心完成总控中心测试能力之外的其它测试任务；

总控中心包括：系统监控单元、第一测试执行单元、第一数据信息管理单元、第一访问控制单元、备用单元；

第一测试执行单元包括互连的测试设备、测试服务器和测试终端控制器；

测试终端控制器控制测试设备按照测试流程逐项地完成具体的测试任务；

测试服务器负责数据的处理、分析和通信，测试服务器提供测试设备接口和数据处理分析功能，测试设备接口供测试终端控制器调用；测试服务器包括数据分析与处理模块、数据获取与通信模块；数据获取与通信模块用于与测试终端控制器进行通信并获取测试数据；数据分析与处理模块用于分析测试数据得到测试结果；

第一数据信息管理单元用于完成原始测试数据以及测试结果信息的存储和管理，包括数据信息转换模块、数据信息存储模块、数据信息统计分析模块与系统运行日志模块；数据信息转换模块负责将测试数据信息转换为便于存储的数据格式，数据信息存储模块用于存储测试数据信息，数据信息统计分析模块负责完成数据的统计分析任务，系统运行日志模块用于记录系统运行日志；

第一访问控制单元负责拦截用户请求，对具有服务使用权限的用户授权，并检索系统当前是否具备执行用户请求的测试任务的能力；

系统监控单元用于监控整个系统的运行状态以及系统所包括的测试设备的工作状态，一旦发现系统中监控的单元或设备发生故障而不能正常工作则立即调用备用单元；

备用单元包括互连的备用测试设备、备用测试服务器和备用数据信息管理单元；备用数据信息管理单元与总控中心的第一数据信息管理单元结构和功能相同；

分中心包括：第二测试执行单元、第二数据信息管理单元、第二访问控制单元；

第二测试执行单元包括互连的测试设备、测试服务器；第二测试执行单元具备的测试功能与总控中心的第一测试执行单元相异；

第二数据信息管理单元与总控中心的第一数据信息管理单元结构和功能相同；

第二访问控制单元负责拦截用户请求，并检测分中心是否具备执行用户请求的测试任务的能力。

2.一种利用基于分布式的物联网自动测试系统的测试方法，包括下述步骤：

步骤一，用户请求分析：用户发出测试请求，总控中心截获此请求，然后对请求做进一步分析处理，以便执行测试任务，具体步骤如下：

步骤1-1，首先，判断此用户是否具有使用测试服务的权利，如果不具有使用测试服务的权利则提示用户申请使用服务权；若用户具有使用服务的权利，则执行下一步；

步骤1-2，判断总控中心是否能满足用户此次的测试需求，如果满足，将测试命令发送到总控中心；如果总控中心不能提供相应的测试服务，则查找能够提供测试服务的分中心，若系统的分中心都不能提供测试服务，则告知用户系统暂时无法提供用户申请的测试服务；若某一分中心能够提供测试服务，则将测试命令发送给对应的分中心；

步骤二，执行测试：能够提供测试服务的总控中心或分中心的测试执行单元接收测试命令，测试终端控制器制定测试流程，测试服务器的数据获取与通信模块向测试设备发送指令获取测试数据，数据分析与处理模块得到数据获取与通信模块采集的数据并进行分析处理，给出测试结果，并将测试数据信息发送给数据信息管理单元；

步骤三，测试数据信息存储与管理：数据信息管理单元接收来自步骤二的数据，数据信息转换模块将测试数据信息转换为便于储存的格式然后将转换后的数据交给数据信息存储模块；数据信息统计分析模块从数据信息存储模块中调用数据，进行统计分析处理，当用户查看统计分析结果时展示给用户；数据信息存储模块定期实施自动备份操作；

执行上述三个步骤的同时系统监控单元一直处于监控工作状态，当系统出现异常时，发出报警或调用备用单元。

3.如权利要求2所述的利用基于分布式的物联网自动测试系统的测试方法，其特征在于：

所述执行上述三个步骤的同时系统监控单元一直处于监控工作状态，当系统出现异常时，发出报警或调用备用单元，详细包括：

1）当系统监控单元检测到访问控制单元发生异常时，发出报警；

2）当系统监控单元检测到总控中心或分中心的测试设备出现故障时，调用数据信息管理单元的系统运行日志模块，将事件写入运行日志，并调用备用单元来为系统提供测试服务；当有故障的测试设备被修复时，同样将此事件写入运行日志；

3）当系统监控单元检测到总控中心或者分中心的数据信息管理单元不能正常的提供服务时，调用备用单元中的备用数据信息管理单元的系统运行日志模块，将事件写入运行日志，并调用备用单元来为系统提供服务；当数据信息管理单元的故障被排除后，将此事件记录到运行日志；

4）系统在调配测试设备之前都会检查系统运行日志，排除那些有故障的测试设备。