物联网工程设计与实施

第十讲 系统的测试 2

主要内容 重点 7.1系统测试 7.2单元测试 7.3系统集成测试 7.4故障处理 （1）掌握物联网工程测试的基本方法。 （2）掌握物联网工程的系统测试。 3

导入案例 远望谷RFID在蜜蜂研究中的应用 [思考题] 根据本项目分别给出单元测试和集成测试。 4

所谓检测，就是人们借助仪器、设备，利用各种物理效应，采用一定的方法，对客观世界的有关信息进行检查和测量，获取定性或定量信息的认识过程。 5

7.1系统测试 7.1.1系统测试概述 系统测试（System Testing）是将已经确认的软件、计算机硬件、外设、网络等其他元素结合在一起，进行信息系统的各种组装测试和确认测试。 6

7.1系统测试 7.1.1系统测试概述 1.主要内容 （1）功能测试。即测试软件系统的功能是否正确，其依据是需求文档，如《产品需求规格说明书》。由于正确性是软件最重要的质量因素，所以功能测试必不可少。 　　 （2）健壮性测试。即测试软件系统在异常情况下能否正常运行的能力。健壮性有两层含义：一是容错能力，二是恢复能力。 7

7.1系统测试 7.1.1系统测试概述 1.主要内容 （1）功能测试。即测试软件系统的功能是否正确，其依据是需求文档，如《产品需求规格说明书》。由于正确性是软件最重要的质量因素，所以功能测试必不可少。 　　 （2）健壮性测试。即测试软件系统在异常情况下能否正常运行的能力。健壮性有两层含义：一是容错能力，二是恢复能力。 8

7.1系统测试 7.1.1系统测试概述 2.测试步骤 （1）制定系统测试计划。 （2）设计测试用例。 （3）执行系统测试。 （4）缺陷管理与改进。 　 9

7.1系统测试 7.1.2系统测试的基本方法 1.按测试手段分类 （1）直接测试。 （2）间接测试。 （3）联立测试。 10

7.1系统测试 7.1.2系统测试的基本方法 2.按测试方式分类 （1）偏差式测试。 （2）零位式测试。 （3）微差式测试。 11

7.1系统测试 7.1.2系统测试的基本方法 2.按测试方式分类 （1）偏差式测试。 （2）零位式测试。 （3）微差式测试。 12

7.1系统测试 7.1.3系统测试的过程 1.单元测试（Unit Testing） 测试执行的开始阶段，测试对象是每个单元，测试的目的是保证每个模块或组件都能正常工作。单元测试主要采用白盒测试方法。 白盒测试的主要方法有逻辑驱动、基路测试等，主要用于单元测试。 　　 13

7.1系统测试 7.1.3系统测试的过程 2.集成测试（Integration Testing） 集成测试也称为组装测试。在单元测试的基础上，对已测试过的模块进行组装，进行集成测试。测试目的是检验与接口相关的模块之间的问题。集成测试主要采用黑盒测试方法。 黑盒测试方法主要有等价类划分、边值分析、因-果图、错误推测等。 14

7.1系统测试 7.1.3系统测试的过程 3.系统测试（System Testing） 系统测试是将已经集成好的物联网系统与其他外设、某些支持软件、数据和人员等其他系统元素结合在一起，在实际运行环境下，对系统进行的日常测试实践。 15

7.1系统测试 7.1.3系统测试的过程 4.验收测试（Acceptance Testing） 验收测试是向未来的用户表明系统能够按预定要求工作。通过系统测试之后，验收测试即可开始。 16

7.2单元测试 7.2.1传感器的检测 1.检测仪表的组成 检测仪表的基本组成一般可分为传感部分、转换放大部分、显示记录部分和数据处理部分。 17

7.2单元测试 7.2.1传感器的检测 2.自动检测系统的设计 （1）传感器的选择 ①与测试条件有关的因素有输入信号的幅值、频带宽度、精度要求及测试所需要的时间； ②与传感器有关的技术指标； ③与使用环境条件有关的因素； ④与购买和维修有关的因素。 18

7.2单元测试 7.2.1传感器的检测 2.自动检测系统的设计 （2）定时器/计数器和通用输入输出I/O接口。 19

7.2单元测试 7.2.1传感器的检测 2.自动检测系统的设计 （3）输入、输出通道设计。 输入通道数应根据检测的参数来确定。输入通道的结构可综合考虑采样频率的要求及电路的成本按前述的几种基本结构来选择。输出通道的结构主要取决于对检测数据输出形式的要求，如是否需要打印、显示，是否有其他控制和报警功能要求等。 20

7.2单元测试 7.2.1传感器的检测 2.自动检测系统的设计 （4）软件设计。 计算机检测系统的软件应具有两项基本功能：一是对输入、输出通道的控制管理功能；二是对数据的分析、处理功能。 21

7.2单元测试 7.2.2 RFID的检测 完整的RFID的检测系统主要任务包括标签读写器性能研究和复杂的场景下的性能研究，要分别对单件产品和整套系统进行评测。 22

7.2单元测试 7.2.2 RFID的检测 1.测试标准 （1）性能测试标准。 ①标签性能检测 ②读写器性能检测 23

7.2单元测试 7.2.2 RFID的检测 1.测试标准 （2）一致性测试标准。 ISO/IEC 18947-6：2005《信息技术RFID器件一致性测试方法 第6部分 860~960MHz频率下的空中接口通信测试方法》。 24

7.2单元测试 7.2.2 RFID的检测 2.测试内容 ①RFID标签及读写器物理特性测试; ②RFID标签及读写器附加特性测试; 25

7.2单元测试 7.2.2 RFID的检测 3.测试环境 （1）测试场地； （2）测试设备； （3）辅助测试设施。 26

7.2单元测试 7.2.2 RFID的检测 4.测试方案及产品 测试的内容很多，主要可以分为单个产品的测试和整个系统的测试。其中产品的测试又可以分为标签和读卡器的检测。 根据测试标准ISO/IEC 18047，可以对标签和读卡器的通信链路的仿真验证，许多仿真软件都可以进行通讯链路的仿真。可以采用Simulink进行系统的时域仿真，再把仿真结果用Matlab进行处理。 27

7.2单元测试 7.2.3 中间件的检测 （1）交易中间件测试内容 ①名字服务； ②负载均衡； ③请求优先权； ④可用性支持； ①名字服务； ②负载均衡； ③请求优先权； ④可用性支持； ⑤安全性； ⑥动态配置； ⑦分布式事务处理； ⑧交易通信机制； ⑨交易运行模式； ⑩队列服务。 28

7.2单元测试 7.2.3 中间件的检测 （2）消息中间件测试内容 ①通信服务； ②同步传输服务； ①通信服务； ②同步传输服务； ③异步传输服务； ④应用编程接口API支持； ⑤安全性； ⑥可靠性； ⑦软件的可管理性及其易用性；⑧可扩展性；。 ⑨处理效率； ⑩分布式事务处理。 29

7.2单元测试 7.2.3 中间件的检测 （3）应用服务器测试内容 ①功能测试； ②性能测试； ③兼容性测试； ④可靠性测试 ⑤安全性测试。 ①功能测试； ②性能测试； ③兼容性测试； ④可靠性测试 ⑤安全性测试。 30

7.3系统集成测试 1.确定所需要的信息及需要测量的系统物理参数； 2.测量方式的选择。 31

7.3系统集成测试 7.3.1 无线传感器网络测试 1.无线传感器网络概述 无线传感器网络在设计、管理和维护等方面比有线局域网复杂得多，影响网络性能的因素也更多，甚至有些因素是难以预料的。 32

7.3系统集成测试 7.3.1 无线传感器网络测试 2.无线传感器网络测试 无线传感器网络测试有多种测试方法，根据测试中是否向被测网络注入测试流量，可以将网络测试方法分为主动测量和被动测量。 33

7.3系统集成测试 7.3.1 无线传感器网络测试 2.无线传感器网络测试 主动测量是指在测试前选定的测试点上，利用测量工具有目的的主动向被测网络注入测试流量，并根据这些测试流量的传送情况来分析网络技术参数的测试方法。 主动测量的问题在于安全性。 34

7.3系统集成测试 7.3.1 无线传感器网络测试 2.无线传感器网络测试 被动测量是指利用特定测试工具收集网络中活动的元素（包括路由器、交换机、服务器等网络设备）的特定信息，以这些信息作为参考，通过量化分析，实现对网络性能、功能进行测量的方法。 常用的被动测量方式包括：通过SNMP协议读取相关MIB信息，通过Sniffer、Ethereal等专用数据包捕获分析工具进行测量。 35

7.3系统集成测试 7.3.1 无线传感器网络测试 被动测量 （1）参数测量（包括信道、性能、协议、故障等）； （2）入侵检测（分为误用检测和异常检测）。 36

7.3系统集成测试 7.3.2 电信网络的检测 1.电信网络概述 无线传感器网络与电信网络结合，是指将无线传感器网络与电信网络相连接，利用电信网络对无线传感器网络及其提供的业务进行监控、管理及完成业务的承载与合作实施，并通过电信网络扩展无线传感器网络所提供的业务。 37

7.3系统集成测试 7.3.2 电信网络的检测 2.电信网络的检测 （1）选点抽样。 （2）误差校准。 （3）多测试手段对照互补。 ①功能测试；②性能测试；③业务体验验证；④容量测试 （4）多角度全面测试。 ①功能测试；②业务性能测试；③网络容量测试。 （5）业务叠加。 ①全网导入背景流量②IGP路由叠加③BGP路由叠加④组播业务叠加；⑤MPLS叠加测试。 38

7.4故障处理 7.4.1 一般故障处理流程 39

7.4故障处理 7.4.2 重大故障处理流程 1.处理原则 ①当网络发生重大故障时，尽量将通信损失降到最小。 ②业务疏通应本着“先重要，后其次”“先容易、后困难”的原则。 ③加强全局观念。 ④在故障处理过程中，必须遵循障碍升级制度。 ⑤能够及时做好用户的宣传解释工作。 40

7.4故障处理 7.4.2 重大故障处理流程 2.应急流程 41

7.5测试相关文档 （1）测试计划； （2）测试设计规格说明； （3）测试用例规格说明；（4）测试步骤规格说明； （1）测试计划； （2）测试设计规格说明； （3）测试用例规格说明；（4）测试步骤规格说明； （5）测试日志； （6）测试事件报告； （7）测试总结报告。 上述测试文档中，前4项属于测试计划类文档，后3项属于测试分析报告类文档。 42

按照各测试阶段的先后顺序可分为单元测试、集成测试、系统测试和验收（用户）测试四个阶段。 ● 小结 模块七 测试 系统测试（System Testing）是将已经确认的软件、计算机硬件、外设、网络等其他元素结合在一起，进行信息系统的各种组装测试和确认测试，系统测试是针对整个产品系统进行的测试，目的是验证系统是否满足了需求规格的定义，找出与需求规格不符或与之矛盾的地方，从而提出更加完善的方案。 按照各测试阶段的先后顺序可分为单元测试、集成测试、系统测试和验收（用户）测试四个阶段。 43

思考与练习题 （1）结合模块二车位引导系统，如何进行系统测试。 （2）利用网络搜索引擎进行车位引导系统测试文档的撰写。 END 44