網絡通信專題總結之產測工具專題

大綱:

#產測工具的重要性

#產測條件與測試環境

#產測測試項明細

#產測測試項簡介

#產測實現細節剖析


#產測工具的重要性

產測工具是檢測產品質量以及提高量產速度很重要的一種手段。對於物聯網產品來說,主要針對的測試模塊是wifi模塊。wifi性能的好壞,決定了整個物聯網通信流程的順暢程度。

 

#產測條件與測試環境

產測條件:

使用產測工具之前,需要準備一個前提條件。一是產品中的wifi模塊已經燒好測試模式下的固件,能與PC產測工具進行局域網通信。[1]

 

測試環境:爲了屏蔽干擾,wifi模塊必須放入高密度屏蔽箱,PC與wifi模塊之間的通信通過無線網卡的形式連接屏蔽箱內外的通信鏈路。

如圖 1所示。

 

圖1 產測工具示意圖

 

#產測測試項明細

對於wifi模塊,性能測試主要包括以下項目:

版本號

接收信號強度

吞吐率

 

#產測測試項簡介

下面開始看看測試項:

版本號:

PC產測工具獲得wifi模塊的版本號原因是確定wifi模塊的軟件版本號。可以判斷wifi當前的固件版本。

 

接收信號強度:          

RSSI(接收信號強度)ReceivedSignal Strength Indicator

Rss=10logP,

只需將接受到的信號功率P代入就是接收信號強度(靈敏度)。

因爲無線信號多爲mW級別,所以對它進行了極化,轉化爲dBm而已,不表示信號是負的。1mW就是0dBm,小於1mW就是負數的dBm數。

對於屏蔽箱的測試環境,wifi的信號強度>=-30dbm就合格了。

 

吞吐率:

吞吐率原指一個業務系統在單位時間內提供的產量(或服務量)。在計算機或數據通信系統,指的是單位時間內通過某通信信道(a communication channel)或某個節點成功交付數據的平均速率,通常以每秒比特數(bps, bits per second )爲單位。吞吐率表明了wifi發送以及接收數據的速率。

有開源的iperf的網絡性能測試工具可供使用(可以測試吞吐率(帶寬),時延,抖動和丟包率)。

但對於小型的嵌入式系統來說,iperf需要自己仿照實現,在項目中吞吐率的測試是基於C/S 的socket通信測試。

如:

如1k的數據量,,迴環路徑消耗時間是2ms,那麼傳輸速率就是1k*8bit/((2/1000)s)

當測試上行(上傳的速率)時,嵌入式端作爲Client, PC產測端作爲Server。測試時Client向Server發送數據。

當測試下行(下載的速率)時,嵌入式端作爲Server, PC產測端作爲Client。測試時Server接收Client發送的數據。

 

#產測實現細節剖析

 

在正式開始測試前,我們應該瞭解wifi模塊是怎樣與PC工具通信的呢?

局域網通信。爲了檢測wifi的性能,就要接助wifi自身的AP熱點來進行通信。此時wifi模塊和電腦無線網卡在同一個網絡下,就可以用socket進行通信了。

 

你可能還會有個疑問,PC熱點是怎樣連上wifi模塊的熱點的?

按照常理來說,我們在PC上手動找到wifi模塊的熱點再連上,就好了。但是對於量產成千上萬的模塊來說,用這樣的方式效率就有點低了。一般來說,wifi模塊也是有一個身份證的,就是mac地址。量產時廠商都會給wifi模塊貼一張二維碼(wifi mac地址),通過掃碼槍,就可以把wifi模塊的mac地址讀出來。mac地址有了就好辦了。

 

還有個疑問,PC產測工具是如何通過mac地址找到wifi模塊並連上其AP熱點的?

有一種RARP反向地址轉換協議,在局域網內可以做到根據mac地址找到對應IP地址。有了wifi的IP地址和已知端口好,就可以用TCP/UDP進行通信。

 

RARP反向地址轉換協議

RARP反向地址轉換協議,允許局域網的物理機器從網關服務器的 ARP 表或者緩存上請求其 IP 地址。網絡管理員在局域網網關路由器裏創建一個表以映射物理地址(MAC)和與其對應的 IP 地址。當設置一臺新的機器時,其 RARP 客戶機程序需要向路由器上的 RARP 服務器請求相應的 IP 地址。假設在路由表中已經設置了一個記錄,RARP 服務器將會返回 IP 地址給機器,此機器就會存儲起來以便日後使用。 RARP 可以使用於以太網、光纖分佈式數據接口及令牌環[3]

當然,我們也可以通過IP地址找到設備的mac地址,可以參考[2]

 

在wifi模塊和PC工具的通信鏈路建立好以後,就可以愉快的進行測試了。

 

參考:

[1]產測工具在手,媽媽再也不用擔心我的量產了。

http://club.gizwits.com/forum.php?mod=viewthread&action=printable&tid=1304

[2]ARP-NAT(MAC Address Translation)的原理

https://www.cnblogs.com/tanhangbo/p/7811067.html

[3]ARP和RARP各用在什麼場合

https://zhidao.baidu.com/question/537551582.html

 

 

 

 

 


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