传感器网络综合测试与验证评估环境,物联网

传感器网络传感器网络综合测试与验证评估环境综合测试与验证评估环境沈杰无锡物联网产业研究院当前存在的相关问题分析两化融合战场感知周界安全智能电网当前传感网开发尚未走出“小作坊”的模式，所设计的产品和系统基本以示范功能为主，缺乏统一的测试方法和体系，相互兼容性差，验证、推广成本较高缺乏有效的传感网测试样本、实验数据、研究成果等的智能交通精准农业医疗健康感知旅游虚拟游戏环境监测智能建筑平安家居传感网国家标准、行业标准即将陆续完成制定，尚缺乏完善、统一的标准符合性测试平台，部分传感网行业标准测试尚属空白“感知中国”的研究与建设目前缺乏统一的验证、评估环境，系统建设收敛困难缺乏有效的传感网测试样本、实验数据、研究成果等的共享机制，难以快速相互促进“三平台、一中心”建设的重要意义开放型的综合测试实验平台•为传感网相关研究成果，可提供统一的测试、实验环境，保证专项相关研究成果的独立可测性和相互兼容性针对性的标准符合性测试平台•针对当前传感网国家标准和相关行业标准的制定，可快速推广标准化产品和系统应用典型应用场景的测试和评估平台•前期应用系统以功能展示和系统建设为主，缺乏有效的的测试和评估平台；•智能电网等在无线传感设备入网综合测试、认证方面尚属空白•为广大中小企业降低测试、验证的门槛和成本；综合测试验证平台信息中心•实现上述三平台的互联互通和信息共享•与已有的常规测试、认证资源的共享和互动，避免重复建设技术路线4通过“三平台、一中心”建设覆盖产业链各个关键环节，提供测试和验证“一站式”服务开放型综合实验测试评估平台开放型综合实验测试评估平台标准符合性测试平台典型应用的实际场景验证平台仿真平台研究原型实验初试中试终试产品市场产业链环节5信息中心系统总体构成开放型综合实验测试评估平台多种恶意攻击模拟
对传感网各层安全攻击模拟模拟多种外部环境
环境温湿度可变
多种射频噪声和干扰模拟
可控射频衰减模拟多跳通信待测节点阵列
提供可重构的实验场景
典型频段的基准传感网节点
可控传感数据输入300多平方米测试屏蔽室M2M平台可控传感网节点阵列6支持移动场景
部分节点可由导轨控制移动
可控传感数据输入测试数据收集
提供待测节点测试基座
侦听节点
视频监控数据分析诊断
实验数据的分析
数据挖掘和故障诊断支持与电信网的互联测试
可接入远程M2M平台开放型综合实验测试评估平台的测评范围多种典型传感器网络频段节点433M，780M，915M，2.4G多种射频噪声和感染场景工业环境，交通环境，室外干扰，……多种外部环境室内常温，户外高低温湿条件多种实验评估目标协议验证、性能分析、网络行为分析、故障和瓶颈定位、网络优化、参数测量、系统评估支持多种参数、性能测试射频、链路、网络、路由，应用层面能量消耗时间同步和定位精度参数多种网络场景不同拓扑形式不同移动状况433M，780M，915M，2.4G7开放型综合实验测试评估平台的具体测评目标微观层面•对单个节点、链路或局部区域实施的性能测量和分析•节点剩余能量、链路质量、路径延时和丢包率的测量•单点调试、协议局部验证、性能分析、局部优化宏观层面•网络整体性能的系统级度量评价和验证•网络的拓扑结构、生存时间、业务数据的平均延时或最大延时、业务数据的丢包率，系统虚警漏警率的测量平均•故障和瓶颈定位、系统优化、网络行为和规律分析8关键技术方案——传感网环境噪声和干扰的模拟•射频噪声及干扰的录制–通过频谱分析仪，将待观察的射频信号变频并完成采样–转换为大容量可存储的数字信号IQ频频频频谱谱谱谱高精高精高精高精度基度基度基度基带信带信带信带信号采号采号采号采集卡集卡集卡集卡高精高精高精高精度同度同度同度同步时步时步时步时钟钟钟钟大容大容大容大容量磁量磁量磁量磁盘整盘整盘整盘整列列列列字信号–然后将数字信号传送至外挂的大容量磁盘储存整列•射频噪声及干扰的回放–通过IQ基带信号发生器，转换至模拟信号–通过矢量信号发生器，上变频至测试信号频率射频待采集信号射频待采集信号射频待采集信号射频待采集信号谱谱谱谱分分分分析析析析仪仪仪仪IQ时钟时钟时钟时钟大容量磁盘整列大容量磁盘整列大容量磁盘整列大容量磁盘整列矢量信号源矢量信号源矢量信号源矢量信号源IQ基带信号发生器基带信号发生器基带信号发生器基带信号发生器9关键技术方案——标准节点及移动性设计•支持多种传感网标准节点–433M、780M、915M、2.4G–支持多种标准调制方式–符合IEEE802.15.4和CWPAN标准–MCS/51/AVR/MSP430处理器•通用性节点测试座的设计––电源供给与测量–被测对象信号模拟输入–通用输入输出接口–节点处理器动态编程与配置接口–高速并行通信口–标准时间基准•可移动传感网节点的设计–２维电控移动装置10关键技术方案——传感节点射频引入设计•传感网节点的射频引入–通过经过校准的射频线缆将经过控制功率的射频信号引入射频屏蔽室–节点可以统一管理和维护–调节测试节点发送信号的实际功率，模拟不同的无实际功率，模拟不同的无线信道环境11关键技术方案——传感网新型测试系统研究•零打扰测试网络–利用测试板监听节点的内部互连信号，并将所有听到的数据分组都原封不动地通过零打扰测试网络发送给测试服务器和信息中心服务器；•通用接口测试网络•通用接口测试网络–测试节点主动通过通用接口向服务器汇报相关信息或接收命令；•旁路测试网络–由位于传感器网络中不同位置的Sniffer嗅探器组成，Sniffer嗅探器监听和捕获传感器网络内的无线数据报文；12典型应用的实际场景验证平台13典型应用的实际场景验证平台–“感知中国”博览园博览园博览园博览园•国家物联网应用示范中心•提供集展示、体验、验证、测试评估、市场推广市场推广市场推广市场推广为一体的传感网创新园区–智能电网智能电网智能电网智能电网–围界防入侵围界防入侵围界防入侵围界防入侵未来智能城市“感知中国”博览园70007000平方米平方米–围界防入侵围界防入侵围界防入侵围界防入侵–环境监测环境监测环境监测环境监测–地震监测地震监测地震监测地震监测–扩展支持未来多种典型的传感器网络应用场景的验证–为传感网中小企业提供前期新技术、新产品、新业务等的验证平台，降低成本开销，缩短研发周期，直接实现与“感知中国”体系的对接
智能社区
智能安防
智能超市
智能交通
智能环保
智能电网STEP1STEP12010.62010.6--2011.22011.2STEP2STEP22011.32011.3--2011.122011.12STEP3STEP32012.12012.1--2012.62012.6
智能医疗
智能学校
…………70007000平方米平方米智能电网输变配用应用测试、验证平台•输电变电仿真验证系统的设计、开发–网络仿真环境搭建–无线传感器网络对设备电气性能的影响目标：提供符合智能电网输、变、配、用的基本验证场景，预期建成国内首个智能电网中的无线传感网设备入网测试、评估平台，填补国内空白。响–输变电设备对无线传感器网络的影响–电磁特性测试内容•配电用电测试验证平台的设计、开发–无线传感器网络对智能电表、采集器等的影响–无线传感器网络对智能家居、智能插座等终端的影响–箱体信号屏蔽与穿透–传感器网络节点组网和性能测试–抗扰度测试方法15震动监测验证平台的设计和数据分析系统目标：提供符合震动监测应用的基本测试、验证场景•外部环境的模拟–模拟震动台：纵波、横波的强度、频率模拟•基准传感器网络–提供标准的重叠测试传感器节点，传感网网关设备•辅助测试网络研发–对比检验传感器设备在数据收集方面的精度–对比检验传感器设备在数据收集方面的精度–信息汇聚延时测试系统–信息汇聚传输成功率测试系统•信息中心接口–提供统一的数据管理16模拟振动台环境监测应用验证平台目标：提供符合环境监测应用的基本验证场景•外部环境的模拟–外部环境条件，如太阳辐射，风速方向–水溶液环境模拟，如浓度•基准传感器网络–提供标准的环境监测–提供标准的环境监测•辅助测试网络研发–获取应用测试数据–对比检验传感器设备在数据收集方面的精度–信息汇聚延时测试系统–信息汇聚传输成功率测试系统•信息中心接口–提供统一的数据管理17围界防入侵应用验证平台目标：提供符合防入侵应用的基本测试、验证场景，为机场防入侵行业标准提供测试基础•外部环境的模拟–单双层钢筋网状围栏围界–砖墙围界–钢筋条状围栏围界–虚拟围界•测试基准传感器网络模拟各种防入侵情况可能误警可能误警可能误警可能误警：：：：可能误警可能误警可能误警可能误警：：：：可能漏警可能漏警可能漏警可能漏警：：：：可能漏警可能漏警可能漏警可能漏警：：：：•测试基准传感器网络–提供标准的监测传感器节点，传感网网关设备•辅助测试网络研发–虚警率、误警率测试–目标类型、数量、方向测试–信息汇聚延时测试系统–信息汇聚传输成功率测试系统•信息中心接口–提供统一的数据管理18可能误警可能误警可能误警可能误警：：：：可能误警可能误警可能误警可能误警：：：：大风暴雨悬挂的异物无意碰触飞鸟停落工地施工可能漏警可能漏警可能漏警可能漏警：：：：可能漏警可能漏警可能漏警可能漏警：：：：空中抛物入侵空中跨越入侵地下入侵攀爬立柱入侵标准符合性测试平台19标准符合性测试平台协议一致性测试互操作性测试被测系统参数指标符合测试实际模拟测试•参数指标符合测试•被测系统的关键参数符合标准的要求•协议一致性测试•被测系统在特定的测试规范下符合协议标准要求•互操作性测试•被测物可以和已认可的标准物有完整的互操作性要求•实际模拟测试•被测在模拟的实际场景中达到标准使用的要求标准符合性测试平台•标准符合性测试平台–传感器接口标准符合性测试子平台（20091417-T-469）–标识标准测试子平台（20091419-T-469）–网络通信协议标准测试子平台（20091422-T-469）–安全测试子平台（20091418-T-469）支持8项国家标准和两项行业标准469）–传感器网络节点中间件测试子平台（20091420-T-469）–信息处理与汇聚标准测试子平台（20091416-T-469）–网关设备标准测试子平台（20091421-T-469）–智能抄表标准综合测试子平台–工业测控传感器网络测试平台信息中心开放型综合实验测试评估平台标准符合性测试平台典型应用的实际场景验证平台仿真平台研究原型实验初试中试终试产品市场产业链环节22信息中心系统总体构成信息中心23与现有测试环境的互联互通及资源共享公共标准测试平台电磁兼容性外部相关标准测试平台信息行业其它领域其它典型行业标准传感器网络其它应用领域验证平台智能交通工业物流国防安全……外部相关实验平台电信网络计算机网络无线通信……外部相关测评环境集成电路测试软件测试射频测试……外部计算中心计算资源共享仿真公共数据中心气候数据地震台网数据电网运行数据……标准化制定标准文档测试用例样本库……谢谢大家！2010年12月谢谢大家！