蓝牙Mesh网络测试平台的设计和实现

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蓝牙由于低成本、低功耗等优点成为短距离无线通信领域的主流技术,蓝牙Mesh组网技术自提出后在智能化楼宇等场景中应用广泛。在无线组网领域,测试平台对算法、机制的验证和测试很重要。因此设计一套蓝牙Mesh自动化测试平台是很有必要的,满足蓝牙Mesh测试实时准确的需求。本测试平台解决了现有测试方式不能可靠实时接收节点测试信息的问题,采用无信道冲突的有线方式收集节点信息,满足可靠性需求;FPGA多通道并行接收每个节点的测试信息,满足实时性需求。平台还设计了自动读取缓存机制,记录每个FIFO模块的读空标志,配合转发缓存调度模块,可以自动读取并转发缓存信息至上位机处理,实现自动化测试;设计自适应大小的FIFO缓存机制,每当寄存器组写满(读完)后,写入(读取)新的寄存器组,结合状态机的转换,可根据每个节点不同的测试信息数量分配相应大小的存储空间,充分利用FPGA的内存资源。本平台用nRF52832芯片和DE2-115开发板作为硬件主要模块,搭建7个节点规模的测试平台。实测结果表明:本平台可测试6种网络性能参数:节点负载、端到端延迟、单个节点功耗、每个节点的重播次数、数据包传输路径、可靠消息往返时间;自适应大小缓存机制平均节省了FPGA中18.9%的FIFO使用资源。平台模拟50个节点进行数据处理,FPGA支持每个节点有独立的数据通道和缓存空间,因此有能力同时采集50个节点测试数据,速度为0.7毫秒/每条信息;总体达到了预期的设计指标。本论文对蓝牙Mesh技术的研究具有一定的应用价值。
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