工业无线网络性能测试方法

时间:2012-03-01来源:网络
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  由图1可知,测试数据包的传输路径为性能测试装置(无线子节点)→协议转换装置(无线主站)→主干网络PLC主站→协议转换装置( Modbus/TCP Client)→性能测试装置。协议转换装置由无线主站、 Modbus/TCPclient、Profibus-DP从站等组成。无线主站收到测试数据包后,通过协议转换装置变换成 Profius-DP报文并上传至PLC控制器;PLC将报文分发至有线网络的数据映射区,进行数据处理后,通过Profibus-DP报文分发至协议转换装置。协议转换装置将该Profibus-DP报文转换为Modbus/TCP网络协议报文,发送给测试节点。在此过程中采用时间戳的概念,记录下每次数据包在各种协议中的接收厂发送时间、收发数据包的数量及其他有效信息,并最终计算出无线网络的各种性能参数。

  本文选择了无线网络的丢包率、无线网络流量、无线网络令牌循环时间和有线无线网络的控制周期作为无线网络性能的指标。丢包率指一段时间内无线丢失的包个数与发送的包的总数量之比;无线网络流量指单位时间内发送接收的数据总和;令牌循环周期指同一个无线节点相邻两次收到令牌的循环时间,表达式为:

  TokenCycle=Tn+1-Tn (1)

  式中:Tn为无线节点C第N次收到令牌的时间;T n+1为第N+1次收到令牌的时间。

  控制周期指在一组测试中,数据包离开A网络源节点记录时间为Tsend ,经过网关或者协议转换器有效地穿越至B网络,经过主控制器后处理后再回到A网络的目标节点时间为Trecv。控制周期计算表达式为:

  ControlCycle=Trecv- Tsend (2)

  二、装置硬件实现

  本文选择了AT91RM9200处理器,工作温度范围为-40~+80℃,具有很好的抗干扰特点。通过SPI总线与NAITRS无线模块连接,实现测试装置的无线通信功能。无线模块采用了线性调频扩频CSS技术作为实现工业无线网络协议IEEE802.15.4a的物理层标准,测试装置硬件结构如图2所示。

  

工业无线网络性能测试方法

  AT91RM9200微处理器集成了以太网控制器,通过MDIO接口外扩DM9l61 以太网物理层接口芯片,对外通过Rj45网口与其他的Medbus节点进行通信,其本身作为一个Modbus/TCP Server节点。LCD显示屏采用Topway的LM32019EWF,分辨率为320×240, 供电电压为3.3V,它以8080总线的方式连接到AT91RM92OO微处理器上。

  触摸屏采用的是AD7843芯片,通过I/O口线连接到处理器上,模拟 SPI实现数据的通信。系统扩展了DM9000网口与上位机进行通信,实现与上位计算机的数据交互;此外,还扩展了SDRAM存储器和FLASH存储器、 USB 接口、串口、输入输出I/O等。该装置与测试网络连接采用无线(基于IEEE802.15.4a标准CSS物理层的NAI TRS无线模块)和有线( Modbus/TCP)的方式,实现与测控平台的接入。

  三、程序实现

  3.1 应用程序设计

  3.1.1 无线测试程序的实现

  测试装置通过无线接入到无线令牌环网络,

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关键词: 无线网络 性能测试

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