面向WSN协议的自动化测试系统研究与设计

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1、面向WSN协议的自动化测试系统研究与设计【摘要】现冇无线传感器网络（WSN）协议一致性测试自动化方法尚不完善，给测试有效性和客观性带来不利影响，木文提出一种一致性测试的自动化方法的体系结构，山测试用例生成器和测试结果分析器组成，并基于该体系结构实现了一致性自动化测试系统。在实际应用中也证实了本方法的适用性和有效性。【关键词】WSN；一致性测试；自动化；测试方法0引言无线传感器网络（WS7）标准体系以低成本、低功耗的双向无线通信技术解决方案为目标，该标准体系适用于消费电子、家庭和楼宇自动化、工业控制、计算机外设等。对无线传感器网络进行全面的

2、协议一致性测试,对推广这一高新技术的应用以及推动无线传感器网络产业化进程具有十分重要的意义。目前，有关无线传感器网络的协议一致性测试和互操作性测试的标准已经制定，特别是手动测试系统的开发研究已经有了一些探索性的成果，但是还非常的不完善，在无线传感器网络协议环境中实现代价太大，不能完全满足无线传感器网络测试应用的需要。所以，在无线传感器网络协议自动化测试设计实现方面需要我们进一步的探索和研究，这对推动工业无线技术的应用将起到积极的作用。本文主要对低速无线传感器网络协议一致性测试的自动化方法进行研究，提出将通信协议测试和自动化测试相结合的方法

3、，实现对测试过程的自动执行和测试结果的自动分析，并由此设计了无线传感器网络协议自动化测试系统，冇效的提高了测试效率。1协议一致性测试自动化理论基础1.1一致性测试基本理论协议一致性测试是为了确认被测实现(IUT)与标准的一致程度，是一种黑盒测试。通用的测试方法是在特定的网络环境下通过使用一组测试案例序列來比较实际与预期的输出。其目的在于增加协议不同的实现能够互相工作的可能性，其中有代表性的协议一致性测试理论是TSO/TEC制定的一套国际标准ISO/IEC9646(信息技术开放系统互连一致性测试方法和框架)。图1是一致性测试的基本示意图oI

4、UT(ImplementationUnderTest)是根据规范的具体实现，是一个内部不可见的实体；规范(Specification)以某种形式化语言或者自然语言描述，但不管怎样的描述形式，其根本都是一个扩展自动机模型；测试仪(Tester)根据规范为TUT产生一组测试序列(TestSequence),然后观察IUT的外部行为是否符合规范的描述。图1一致性测试原理示意图1.2自动化测试理论自动化测试是目前测试领域的发展方向，自动化测试能冇效地降低测试成木、提高测试效率和测试覆盖率。测试自动化的日标是对被测试系统进行自动测试，提高测试的效率

5、和客观性。自动化测试过程中主要涉及的内容有下面几个方面。自动测试输入：工具录制测试者所做的所有操作，并将这些操作写成工具可以识别的脚本。测试脚木技术：用于自动测试过程中存放测试步骤、测试数据等相关内容。测试结果的自动比较：将预期输出与程序运行过程中的实际输出进行比较。自动测试执行：工具读取脚本并执行脚本命令，可以重复测试者的操作。在执行脚木过程中可以完成测试结果的自动比较。2自动化测试系统的设计通过对低速无线传感器网络协议的深入研究，分析软件测试、通信协议测试和口动测试等相关理论知识，本文提出将通信协议测试和口动测试相结合的方法,实现对测

6、试过程自动执行和测试结果的自动分析,是本系统的创新点。如图2所示，虚线框内测试步骤可以实现测试的自动执行，其屮可视化用例设计器、测试用例生成器完成测试用例的自动生成工作，测试用例的口动生成是测试自动执行的关键部分。测试结果分析器则对测试结果进行自动分析。图2—致性测试过程的自动化部分测试用例的设计和生成是协议测试的关键和难点，如何生成最能发现被测协议存在问题的测试用例，如何用最少的测试用例实现足够人的覆盖率，是协议一致性测试的目标和难点。本文提出利用测试用例的自动生成來解决这一问题。图3测试用例生成器体系结构测试用例自动生成主要依靠测试用

7、例自动生成器是來完成，是实现测试自动执行的核心。其体系结构如图3所示，其中用例设计描述是文本文件，描述测试用例的特性，选择的算法不同，描述方式也会冇所不同。如采用“基于形式规格说明的方法”用Z,VDM,OBJ,LARCH等语言描述,采用“组合覆盖方法”则用XML脚本描述，因为XML脚本的可扩展性比较强，所以在目前的自动化测试系统中得到较多的使用。算法适配器为算法提供接口，向上提供算法支持服务给描述解析器，向下兼容多种算法，兼容多种算法能增强体系结构的扩展性和适用范围。描述解析器在算法适配器基础上分析用例设计描述，将用例描述转换成用例生成器

8、可识别的内部描述形式，并传递给用例生成器。用例生成器获得来口描述解析器的内部描述，根据描述自动生成可执行测试用例。可执行的测试用例支持多种形式存储，如内存存储、文本存储、数据库存储等，具体的存