CN116708234A - 基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统 - Google Patents

基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统 Download PDF

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田松
梅志雄
张小琛
蔡九天
刘言军
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Abstract

本发明公开了一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，涉及物联网领域，包括模拟工具、设备模拟器和物联网平台；所述模拟工具用于根据OpenXML的单台服务器/虚拟机资源配置情况，计算得到需运行的设备模拟器数量，并启动对应的设备模拟器，以及根据设备模拟命令参数配置，构建设备命令数据；所述设备模拟器采用Docker容器方式启动，所述设备模拟器用于根据模拟工具构建的设备命令数据，向物联网平台下发命令；所述物联网平台用于接入设备模拟器并与设备模拟器间建立连接，以及根据设备模拟器下发的命令，执行设备业务。本发明可启动多个容器来模拟设备，解决单台服务器或虚拟机资源限制的问题。

Description

基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统
技术领域
本发明涉及物联网领域，具体涉及一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统。
背景技术
当前，物联网已经在各行各业得到了广泛的应用，传统设备已经逐步纳入到物联网平台进行管理，随着物联网在各行各业的普及，物联网平台接入的设备数量也日趋增加。如何验证物联网平台海量设备承载能力，以保障设备的稳定运行，也相应的成为技术难题。
为测试物联网平台的稳定性，需根据物联网平台的设备承载能力，模拟设备连接到物联平台，并且模拟设备的执行命令，还原设备的真实运行场景，以验证物联网平台的海量设备承载能力。
传统的软件测试方法，可使用Jmeter、LoadRuner等开源测试工具，结合MQTT(消息队列遥测传输)模拟器，来测试物联网平台与设备的功能，需要在开源测试工具中预先配置设备命令对应的参数，然后通过MQTT模拟器来执行设备命令。然后，当处于需要模拟海量设备的情况下时，由于服务器/虚拟机CPU(Central Processing Ynit，中央处理器)、内存、TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)端口的限制，面临着单台服务器/虚拟机无法无限制模拟海量设备的困境。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，可启动多个容器来模拟设备，解决单台服务器或虚拟机资源限制的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是，包括模拟工具、设备模拟器和物联网平台；
所述模拟工具用于根据OpenXML的单台服务器/虚拟机资源配置情况，计算得到需运行的设备模拟器数量，并启动对应的设备模拟器，以及根据设备模拟命令参数配置，构建设备命令数据；
所述设备模拟器采用Docker容器方式启动，所述设备模拟器用于根据模拟工具构建的设备命令数据，向物联网平台下发命令；
所述物联网平台用于接入设备模拟器并与设备模拟器间建立连接，以及根据设备模拟器下发的命令，执行设备业务。
在上述技术方案的基础上，
所述模拟工具包括设备模拟工具和OpenXML配置文件；
所述设备模拟工具用于根据OpenXML的单台服务器/虚拟机资源配置情况，以及需模拟的设备总量，计算得到需运行的设备模拟器数量，并启动对应的设备模拟器；
所述OpenXML配置文件用于根据设备模拟命令参数配置，构建设备命令数据。
在上述技术方案的基础上，所述模拟工具通过调用设备模拟器的接口向设备模拟器下发设备命令数据。
在上述技术方案的基础上，所述设备模拟器采用Docker容器方式启动，且所述设备模拟器中包括多个Docker容器。
在上述技术方案的基础上，所述设备模拟器根据模拟工具构建的设备命令数据，通过MQTT协议向物联网平台下发命令。
在上述技术方案的基础上，
所述物联网平台包括设备接入模块和设备业务模块；
所述设备接入模块用于接入设备模拟器并与设备模拟器间建立连接。
在上述技术方案的基础上，所述设备业务模块用于根据设备模拟器下发的命令，执行设备业务。
在上述技术方案的基础上，所述设备接入模块通过MQTT协议接入设备模拟器以与设备模拟器间建立连接，并维持心跳检测。
在上述技术方案的基础上，所述设备接入模块与设备模拟器间建立TCP通道连接。
在上述技术方案的基础上，所述物联网平台接收得到设备模拟器下发的命令后，调用设备业务模块执行设备业务。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过模拟工具、设备模拟器和物联网平台的设置，从而可基于OpenXML文件，联合多台服务器/虚拟机，大批量模拟MQTT设备进行测试，具体的，通过OpenXML控制逻辑，可启动多个容器来模拟设备，解决单台服务器(虚拟机)资源限制的问题；通过OpenXML的设备命令配置，可实现灵活的配置多种设备业务命令，满足不同业务场景下的测试需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，通过模拟工具、设备模拟器和物联网平台的设置，从而可基于OpenXML文件，联合多台服务器/虚拟机，大批量模拟MQTT设备进行测试，具体的，通过OpenXML控制逻辑，可启动多个容器来模拟设备，解决单台服务器(虚拟机)资源限制的问题；通过OpenXML的设备命令配置，可实现灵活的配置多种设备业务命令，满足不同业务场景下的测试需求。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。
对本发明中所使用的技术名称进行说明。OpenXML，是一种基于XML语言的针对字处理文档、演示文稿和电子表格的国际化开放标准。Docker容器是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以统一的方式打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何安装了Docker引擎的服务器上，也可以实现虚拟化。MQTT协议是ISO标准下基于发布/订阅范式的消息协议，它工作在TCP/IP协议族上，是为硬件性能低下的远程设备以及网络状况糟糕的情况下而设计的发布/订阅型消息协议。
参见图1所示，本发明实施例提供的一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，包括模拟工具、设备模拟器和物联网平台。
对于模拟工具，模拟工具用于根据OpenXML的单台服务器/虚拟机资源配置情况，计算得到需运行的设备模拟器数量，并启动对应的设备模拟器，以及根据设备模拟命令参数配置，构建设备命令数据。
具体的，模拟工具包括设备模拟工具和OpenXML配置文件；设备模拟工具用于根据OpenXML的单台服务器/虚拟机资源配置情况，以及需模拟的设备总量，计算得到需运行的设备模拟器数量，并启动对应的设备模拟器；OpenXML配置文件用于根据设备模拟命令参数配置，构建设备命令数据。模拟工具通过调用设备模拟器的接口向设备模拟器下发设备命令数据。
即模拟工具包含设备模拟工具和OpenXML配置文件，模拟工具会结合OpenXML的单台服务器/虚拟机资源配置，结合需要模拟的设备总量，计算出需要基于Docker容器运行的设备模拟器数量，并且启动对应的设备模拟器，并且根据OpenXML配置文件的设备模拟命令参数配置，构建设备命令数据，调用设备模拟器接口来下发设备命令数据。
对于设备模拟器，设备模拟器采用Docker容器方式启动，所述设备模拟器用于根据模拟工具构建的设备命令数据，向物联网平台下发命令。具体的，设备模拟器采用Docker容器方式启动，且所述设备模拟器中包括多个Docker容器。设备模拟器根据模拟工具构建的设备命令数据，通过MQTT协议向物联网平台下发命令。
即设备模拟器采用Docker容器方式启动，以合理的利用服务器(虚拟机)资源，并且避免服务器操作系统的TCP端口最大限制。设备模拟器可以根据模拟工具构建的设备命令数据，使用MQTT协议下发命令。
对于物联网平台，物联网平台用于接入设备模拟器并与设备模拟器间建立连接，以及根据设备模拟器下发的命令，执行设备业务。设备业务为对应命令的相关工作任务。
具体的，物联网平台包括设备接入模块和设备业务模块；设备接入模块用于接入设备模拟器并与设备模拟器间建立连接。设备业务模块用于根据设备模拟器下发的命令，执行设备业务。设备接入模块通过MQTT协议接入设备模拟器以与设备模拟器间建立连接，并维持心跳检测，具体的，设备接入模块与设备模拟器间建立TCP通道连接。物联网平台接收得到设备模拟器下发的命令后，调用设备业务模块执行设备业务。
即物联网平台可根据MQTT协议接入模拟/真实设备，与设备模拟器建立TCP通道连接，并且维持心跳检测，物联网平台接收到设备模拟器下发的命令后，会调用设备业务模块来执行设备业务。
本发明的基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，通过模拟工具、设备模拟器和物联网平台的设置，从而可基于OpenXML文件，联合多台服务器/虚拟机，大批量模拟MQTT设备进行测试，具体的，通过OpenXML控制逻辑，可启动多个容器来模拟设备，解决单台服务器(虚拟机)资源限制的问题；通过OpenXML的设备命令配置，可实现灵活的配置多种设备业务命令，满足不同业务场景下的测试需求。
相应地，本发明还提供一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试方法，基于上述所述MQTT协议设备测试系统实现，具体包括以下步骤：
S1：在单体服务器上部署设备模拟工具；
S2：使用OpenXML配置文件，配置单台设备模拟器需要占用的服务器资源，以及需要模拟的设备总数；
S3：使用OpenXML配置文件，配置下发给设备模拟器的设备命令数据；
S4：部署OpenXML配置文件，以便于设备模拟工具可以调用；
S5：在多台服务器上安装Docker容器环境，以及制作模拟工具镜像；
S6：部署并且启动需要测试的物联网平台。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质位于PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制器中，可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试方法的步骤。
存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于：电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，其特征在于，包括模拟工具、设备模拟器和物联网平台；
所述模拟工具用于根据OpenXML的单台服务器/虚拟机资源配置情况，计算得到需运行的设备模拟器数量，并启动对应的设备模拟器，以及根据设备模拟命令参数配置，构建设备命令数据；
所述设备模拟器采用Docker容器方式启动，所述设备模拟器用于根据模拟工具构建的设备命令数据，向物联网平台下发命令；
所述物联网平台用于接入设备模拟器并与设备模拟器间建立连接，以及根据设备模拟器下发的命令，执行设备业务。
2.如权利要求1所述的一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，其特征在于：
所述模拟工具包括设备模拟工具和OpenXML配置文件；
所述设备模拟工具用于根据OpenXML的单台服务器/虚拟机资源配置情况，以及需模拟的设备总量，计算得到需运行的设备模拟器数量，并启动对应的设备模拟器；
所述OpenXML配置文件用于根据设备模拟命令参数配置，构建设备命令数据。
3.如权利要求2所述的一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，其特征在于：所述模拟工具通过调用设备模拟器的接口向设备模拟器下发设备命令数据。
4.如权利要求1所述的一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，其特征在于：所述设备模拟器采用Docker容器方式启动，且所述设备模拟器中包括多个Docker容器。
5.如权利要求4所述的一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，其特征在于：所述设备模拟器根据模拟工具构建的设备命令数据，通过MQTT协议向物联网平台下发命令。
6.如权利要求1所述的一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，其特征在于：
所述物联网平台包括设备接入模块和设备业务模块；
所述设备接入模块用于接入设备模拟器并与设备模拟器间建立连接。
7.如权利要求6所述的一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，其特征在于：所述设备业务模块用于根据设备模拟器下发的命令，执行设备业务。
8.如权利要求7所述的一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，其特征在于：所述设备接入模块通过MQTT协议接入设备模拟器以与设备模拟器间建立连接，并维持心跳检测。
9.如权利要求8所述的一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，其特征在于：所述设备接入模块与设备模拟器间建立TCP通道连接。
10.如权利要求7所述的一种基于OpenXML控制的MQTT协议设备测试系统，其特征在于：所述物联网平台接收得到设备模拟器下发的命令后，调用设备业务模块执行设备业务。
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