[发明专利]一种基于MQTT的工业网络网关兼容测试方法

说明书

本发明提供一种基于MQTT的工业网络网关兼容测试方法。测试方法主要是测试服务器读取现场设备分别通过被测网关发送到被测服务器的数据和通过测试网关采集到测试服务器的数据，将两种数据进行一致性验证来判定被测工业网关协议解析的正确性和信息传递的完整性，以此作为判断工业网关兼容性的依据。本测试方法在系统层面上测试工业网关的兼容性。测试网关封装原始目标协议报文发送到MQTT服务器对应的协议主题，通过MQTT服务器将协议报文发送到解析服务器的各个协议解析进程。本方法利用多进程与MQTT主题订阅机制完成网关的多协议并发兼容测试，增强了本发明的扩展性和通用性。

技术领域

本发明涉及工业网关测试方法，具体设计一种基于MQTT的工业网关兼容测试方法，属于工业网关测试领域。

背景技术

在新的智能制造系统中需要部署兼容众多工业网络协议的网关设备，从而使得各种异构工业网络通过广域网互联互通，而在实际工业设备上，部分老旧产品无法接入互联网，甚至无法接入局域网，因此需要部署能兼容众多工业网络协议的智能网关设备完成异构网络之间的通信。工业智能网关是现场设备与应用管理层交互的重要纽带，所以测试工业通讯系统对工业网关的兼容性，以确保工业智能网关信息传递的完整性和协议转换的正确性，对于整个工业通讯系统十分重要。目前，对于协议本身的测试已经有标准通用的方法，但是对于从系统层面来测试工业网关兼容性还没有通用方法和流程。由于现在大量老旧工厂设备的局限性，现在的工业网络网关兼容测试主要测试方法也是在本地网关和总线范围内进行互通性的测试，没有真正的将云传输技术和强大的云计算能力运用到测试技术总来进行系统测试，运用云技术的测试系统实现了数据共享，具有信息传递快捷和交互性强等特点，推动着测试技术向着网络化、分布性和开放性的方向发展，使测试系统的测试方法更加灵活，使用更加简便。

针对工业网络的种类多样性特点，从消息传输的完整性和解析数据的正确性角度系统地提出了一种基于MQTT通用的工业网络网关兼容测试方法，运用远程在线数据解析技术和MQTT通信技术进行工业网关兼容测试。

发明内容

本发明提供了一种基于MQTT的工业网络网关兼容测试方法，在不干预被测通讯系统的情况下，测试系统与被测系统并行，被测设备将目标协议数据帧通过RS-485总线发送给测试网关与被测网关，测试网关将接受的目标协议报文后直接进行封装，通过MQTT订阅/发布机制发将不同协议分类送给报文解析服务器进行解析，被测网关接收被测设备发送的目标协议数据帧后解析出有效数据封装成TCP/IP数据报文发送到被测服务器储存，进一步，测试服务器读取被测服务器数据库接收到的数据，验证分析被测服务器数据库的数据与测试服务器完成解析数据的一致性来判断被测网关在工业异构网络环境下协议解析的正确性以及过程的完整性。该方法能用于被测网关在单协议转换和多种不同协议转换进行并发通信环境下的数据报文分类测试任务。测试用户通过测试系统的提供的Web人机交互界面向测试系统提出请求，系统根据用户的测试请求生成配置服务器测试环境，完成测试系统初始化后，测试系统向测试网关发出测试命令，测试网关收到命令后向现场设备发出报文请求，现场设备向目标网关和测试网关广播数据帧，测试网关接收目标协议数据报文后不进行解析，而是对数据报文进行二次封装，加入新的帧头和协议标号等辅助测试信息组成新的数据报文，再封装成MQTT消息，通过MQTT服务器发送到解析服务器进行解析，将解析服务器将解析后的数据与被测服务器的目标数据进行比对，验证数据信息是否一致，生成测试结果和报告。

基于MQTT工业网络网关测试系统主要分为两部分：测试系统和被测系统。其中被测系统为一般的工业通讯系统，被测设备为工业现场网关。测试系统主要包括测试用户服务层和测试功能支撑服务层。测试用户服务提供人机交互的接口；测试功能支撑服务层包括测试执行模块和测试结果分析模块等。