[发明专利]基于贝叶斯网络的低速无线传感器网络测试性分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络协议软件的测试性分析技术，具体涉及一种基于贝叶斯网络的低速无线传感器网络测试性分析方法。

背景技术

作为一种新兴智能网络，无线传感器网络自20世纪90年代的提出到现在，其协议标准经过了不断完善和发展，各设备厂商随之推出了相关的产品和系统应用。由于无线传感器网络的大规模、自组织、动态性、可靠性等特点，对不同子网、不同厂家设备之间互联互通的也提出了更高的要求，为此需要对这些设备进行一致性测试，检查协议实现本身与协议标准的一致性符合程度，提高产品可靠性和保证产品之间互联互通。

目前，国内外的软件测试企业或研究所对协议测试展开了广泛研究，提出了很多创新性的方法，但是这些方法仍然停留在对网络协议的测试工具选择和具体执行过程的方法优化，仅仅是为了评估产品之间互通的可能性高低，缺乏一种对传感器网络协议实现的可靠性评估方法。通过对测试项目的循环测试结果进行统计可知，测试中可能存在不确定性的数据误报和丢失等问题造成的误报情况，降低了测试结果的可信度；另外，由于传感器网络的拓扑和功能复杂性，协议实现的设计缺陷与测试之间的对应逻辑关系也表现出不确定性，对于这些不确定信息的处理存在较大难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于贝叶斯网络的低速无线传感器网络测试性分析方法，该方法结合贝叶斯网络技术对测试过程中不确定性信息进行描述并建立模型，计算出测试性指标，能对协议设备的可靠性进行系统和科学的评估。

本发明所述的基于贝叶斯网络的低速无线传感器网络测试性分析方法，包括如下步骤：

a.对测试结果信息进行统计，依据故障模式和各种测试输入信号建立基于贝叶斯网络的测试性分析模型；

b.利用测试性分析模型分析故障的影响性，确定节点的条件概率表；

c.利用测试性分析模型分析故障模式和测试输入信号的相关性关系，得到故障-测试相关性矩阵；

d.引入测试性指标并计算相应的得分，并与预期数据作比较，对协议实现的可靠性进行系统和科学评估。

所述步骤a具体为：

对测试结果信息进行统计，分析系统的组织结构和各层次之间的相互耦合关系，确定功能框图，分析测试输入信号以及与测试输入信号相关的故障模式，并从中提取出可用测试输入信号并生成故障模式集和测试信号集，指定为模型的节点变量；

根据系统设备的故障模式与测试输入信号之间的因果关系，及其节点变量的可能概率值，建立相应的子系统模块，然后根据各子系统模块之间的耦合关系，建立基于贝叶斯网络的测试性分析模型。

所述步骤b具体为：通过分析故障的影响性，按照关键程度进行故障模式分类，确定节点的条件概率表。

确定节点的条件概率表，该表是由条件概率矩阵所绘制，包括以下步骤：

b1.规定：

b2.用条件概率P(t_nj|f_j)表示故障与测试输入信号间的不确定性关系，故障模式分类如下：

通过，即P(t_nj＝0|f_j＝0)，故障f_j不发生，测试t_nj输出成功信号，则t_nj表示正确；

漏检，即P(t_nj＝0|f_j＝1)，故障f_j发生，测试t_nj输出为成功信号，则t_nj漏检故障f_j；

误报，即P(t_nj＝1|f_j＝0)，故障f_j不发生，测试t_nj输出失败信号，则t_nj误报故障，对应t_nj误报故障的概率，称为误警(Ⅱ类)概率；

失败，即P(t_nj＝1|f_j＝1)，故障f_j发生，测试t_nj输出失败信号，则t_nj表示正确，此概率为t_nj对f_j成功检测的概率；

b3.规定：

若测试t_n与故障f_j不相关，则P(t_nj|f_j)＝0，其中t_n表示第n次测试；