[发明专利]一种自动灌溉控制系统的数据传输实时性能测试方法

摘要

本发明公开了一种自动灌溉控制系统的数据传输实时性能测试方法,所述方法包括以下步骤：第一步，测试设计，针对不同的数据传输过程制定系统延时测试方案，以获取数据在整个传输过程中的耗时数据；第二步，性能测试结果与分析。本发明的自动灌溉控制系统的数据传输实时性能测试方法，大幅提高了系统实时性能，为系统实施精确的灌溉控制提供了保障。

主权项

1.一种自动灌溉控制系统的数据传输实时性能测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：第一步，测试设计，针对不同的数据传输过程制定系统延时测试方案，以获取数据在整个传输过程中的耗时数据；在局域网环境下，通过浏览器访问系统进行测试，数据采集过程无需人工操作，系统自动获取最新数据并更新界面显示，控制过程需要人工通过客户端程序执行设备控制操作；数据拉取模式分别采用0.25、1.00、10.00s的拉取间隔进行测试，其分别代表极高频率、高频率和正常频率的数据拉取操作；测试前，对系统中硬件设备和软件平台的系统时钟进行同步，然后分别对数据推送模式和不同间隔的拉取模式进行10次采集和控制测试，并采用下述方案计算软件系统各节点的数据传输平均延时；a.从传感器到客户端程序的采集数据传输延时采用以下方案进行测量：控制器在一定时间范围内，采用随机方式进行传感器数据读取，并将数据值与数据采集时间发送至数据库，在数据库、Web服务器和客户端程序分别记录接收到更新数据的时间，与数据采集时间相减得到数据到达各部分的延时；b.对于控制数据传输的延时采用以下方案进行测量：在客户端程序中执行打开或关闭阀门操作，并记录操作时间，当数据发送至电磁阀后，电磁阀开闭状态发生改变，之后再将更新的状态数据返回到客户端程序，记录控制指令发送过程和控制结果返回过程中数据库、Web服务器和客户端程序收到更新数据的时间，与用户界面上操作的时间相减，获得控制数据和返回数据到达各部分的延时；第二步，性能测试结果与分析，在数据采集过程中，拉取模式从设备发出数据到客户端接收单向传输的总延时为1676 ms，其中数据通讯模块将硬件数据发送至数据库耗时1552ms，占总延时的92.6%，主要来自短信传输耗时；从数据库到客户端程序的平均耗时等于到达客户端与到达数据库的平均延时之差为124ms；主要来自计算和网络传输耗时，这一结果表明通过数据推送的设计与实现，软件系统内的延时已经被极大地消减；采用数据拉取模式达到延时124ms，数据拉取间隔至少要达到248ms，与0.25s间隔拉取模式测试的访问频率接近，此时拉取模式从数据库导客户端的平均耗时为228ms，大于推送模式的延时，且系统1s内需要执行4次数据查询，在多客户端访问的情况下，业务系统将承受巨大的访问压力，影响系统的稳定运行；当拉取模式的拉取间隔增大至1s和10s，总延时达到2231ms和6 641ms，此时从数据库到达客户端程序的平均耗时为588ms和5079ms，可以看出延时随着拉取间隔延长，平均延时大大增加，甚至远超硬件系统与软件系统之间的通讯延时；在控制过程中，推送模式从客户端发出操作指令到接收返回操作结果的总延时为3378ms，单向平均为总延时的1/2，即1689ms，其中数据通讯模块中的总传输时间为控制结果到达数据库与控制指令到达数据库延时之差为3260‑127=3133ms，占总延时的92.7%，控制指令数据从客户端程序到数据库的延时为127ms；设备状态数据从数据库到客户端程序的平均耗时等于到达客户端与达到数据库的平均延时差为3378‑3260=118ms，结果同样表明软件系统内的延时已经接近于计算和网络延时的极限，数据推送机制对于提高实时性能效果显著；拉取模式中，0.25、1.00、10.00s拉取间隔下控制指令从客户端发送至数据库的延时分别为138、122、120s，与推送模式下的127s接近，这是由于在不同的访问模式中，控制指令发送过程都相同的请求/响应过程，且与拉取间隔无关；但在控制结果返回过程中，0.25、1.00、10.00s拉取间隔下设备状态数据从数据库到客户端程序的平均耗时达到256、749、4918ms，延时随着拉取间隔增大而增大，与数据采集过程类似。