أجهزة مراقبة الغاز الذكية: التحقق من أنه تم تحليل تقرير عداد NB-IoT والإقرار به
الملخص
بث راديوي، وسجل عداد مُحلَّل، وإقرار تطبيق هي نتائج مختلفة. يصف سونغ ووانغ ويانغ نموذجاً أولياً لعداد غاز بتقنية NB-IoT برسالة ثابتة الطول، وفحوصات إرسال واستقبال، وواجهة اختبار خادم. يستخدم هذا المقال تخطيط 68 بايت المنشور وتدفق البرنامج المُبلَّغ عنه لشرح كيف يمكن للمشتري التمييز بين تلك النتائج. يحتفظ جدول أطوال الحقول بقيم المؤلفين دون إعادة إنتاج معرّفات الأجهزة أو عناوين الشبكة. يُظهر تبادل ناجح للنموذج الأولي الوظائف المعروضة في ذلك المثال. لا يزال القبول الميداني يتطلب حالات فشل، وقابلية التكرار، وتعريفاً واضحاً للرد المتوقع.
الخلفية وسؤال البحث
تعتمد المراقبة عن بُعد للغاز على ما يحدث بعد أن يرسل العداد البيانات. قد يُبلّغ المودم بأن أمر الإرسال قد اكتمل. وقد يستقبل الخادم بعد ذلك الإطار لكنه يرفض طوله أو إصداره. وقد يقبل الخادم قراءةً بينما تتأخر الاستجابة أو تُفقد. يمكن أن يُنتج كل مخرج ملاحظة مختلفة على مستوى الجهاز وعلى مستوى التطبيق. يحتاج المشتري إلى معرفة أي حدث يقصده المورّد بالاتصال الناجح.
يصف Song وWang وYang نموذجًا أوليًا يتضمن متحكمًا مدمجًا ووحدة اتصالات BC95 وواجهة اختبار على جانب الخادم [1]. تتبع هذه المراجعة البنية وتعريف الرسائل وتدفق البرنامج ونتيجة الاختبار بهذا الترتيب. وتسأل المراجعة عن الأدلة التي تقدمها الورقة لإتمام معاملة كاملة، وعما يحتاج اختبار القبول إلى إظهاره عندما يفشل أحد أجزاء التبادل.
بنية النظام والمسؤوليات
الشكل 1. طبقات الإدراك والشبكة والتطبيق لنموذج المؤلفين الأولي. Song وWang وYang [1]، الشكل 1 الأصلي (الطبعة ص. 114). إعادة رسم وظيفي إنجليزي مستقل للرسم البياني المنشور.
الشكل 2. التنظيم على مستوى الكتل لأجهزة العدادات الخاصة بالمؤلفين. Song وWang وYang [1]، الشكل 2 الأصلي (الطبعة ص. 114). إعادة رسم وظيفي إنجليزي مستقل للرسم البياني المنشور.
الشكل 3. مسارا المنظم، وقيم الفصل، وإشارة التمكين 3.9 فولت. Song وWang وYang [1]، الشكل 3 الأصلي (الطبعة ص. 114). إعادة رسم وظيفي بالإنجليزية. قيم المكونات مأخوذة من المخطط المنشور. هذا ليس رسمًا للتوصيلات طرفًا بطرف.
الشكل 4. محرك تيار مستمر، حالات التبديل وتغذية راجعة معاينة للصمام. سونغ ووانغ ويانغ [1]، الشكل 4 الأصلي (الطبعة ص. 114). إعادة رسم وظيفي بالإنجليزية لدائرة التحكم المنشورة وحالات التشغيل الثلاث في القسم 2.3. لا يظهر توصيل المكونات.
الشكل 5. دوائر الطاقة والراديو وبطاقة SIM ومنفذ UART للوحدة BC95. سونغ ووانغ ويانغ [1]، الشكل 5 الأصلي (الطبعة ص. 115). إعادة رسم وظيفي بالإنجليزية مع أسماء الإشارات والقيم منقولة من المصدر. يحذف تفاصيل التوصيل الفيزيائي.
يفصل المصدر بين وظائف الحصول على البيانات والتشبيك والتطبيقات. في النموذج الأولي، يجمع متحكم العداد القراءات ويحزمها. وتقوم وحدة NB-IoT بإرسال الرسائل واستقبالها. ويخزن الخادم بيانات العداد ويعرضها للاطلاع عليها. وتساعد هذه البنية في تحديد موقع الدليل على الأحداث المختلفة. يمكن لسجل الشبكة أن يُظهر أن إطارًا ما وصل إلى الخادم. ويمكن لسجل المحلل أن يحدد ما إذا كانت الرسالة قد فُسّرت. ويمكن لسجل التطبيق أن يُظهر العداد والوقت اللذين أُسندت إليهما قراءة ما.
تصف الورقة إعداد الوحدة، والتحقق من وجود بطاقة SIM وفحص ظروف الإشارة قبل الإرسال. يميّز مخطط سير العمليات الخاص بها بين نجاح الإرسال ونجاح عملية الاستقبال. ويتضمن مسارات إعادة محاولة محدودة والعودة إلى وضع منخفض الطاقة. تجعل هذه السلوكيات من المفيد تسجيل المرحلة التي تسببت في الفشل، بدلاً من دمج كل إعادة محاولة في خطأ اتصال واحد.
تنسيق الرسالة وطريقة التحقق
الشكل 6. تنظيم برنامج التشغيل منخفض المستوى KL36. Song وWang وYang [1]، الشكل 6 الأصلي (الطبعة ص. 115). إعادة رسم وظيفية إنجليزية مستقلة للمخطط المنشور.
الشكل 7. تدفق اتصالات BC95، مع الاحتفاظ بقرارات إعادة محاولة منفصلة لفحوص الاتصال ونقل الرسائل. Song وWang وYang [1]، الشكل 7 الأصلي (صفحة الطباعة 115). إعادة رسم وظيفي إنجليزي مستقل للرسم البياني المنشور.
الشكل 8. قرارات البرنامج الرئيسية ومحفزات الأحداث والمخرجات. Song وWang وYang [1]، الشكل 8 الأصلي (صفحة الطباعة 115). إعادة رسم وظيفي إنجليزي مستقل للرسم البياني المنشور.
الشكل. توضيح نسبي لأطوال الحقول بناءً على Song وWang وYang [1]، القسم 3.2. لا يتم إعادة إنتاج قيم الحقول.
يحدد النموذج الأولي 68 بايت في إطار واحد. يسرد المصدر الحقول بالترتيب الموضح أدناه. مجموع أطوال الحقول يبلغ 68 بايت. هذا الفحص البسيط قابل لإعادة الإنتاج من الورقة دون تسجيل أي معرف جهاز مثال أو عنوان أو أي قيمة شاشة أخرى.
حقل النموذج الأولي | الطول (بايت) |
رأس الإطار | 2 |
حقل معرّف المشترك | 15 |
البيانات المرسلة | 32 |
حقل عنوان الوجهة | 15 |
حقل رمز التحقق | 2 |
ذيل الإطار | 2 |
الإجمالي | 68 |
جدول. النسخ الإنجليزية لتخطيط الإطار الثابت في Song وWang وYang [1]، القسم 3.2. تظهر فقط تسميات الحقول وأطوالها.
تسمي الورقة البحثية العنصر المكوّن من بايتين رمز تحقق. لا يحدد عرض الحقل المذكور كيفية حساب الرمز أو يثبت أنه يوفر المصادقة. لذلك ينبغي لمواصفات الشراء أن تميز بين فحوص سلامة الرسائل وتعريف الأجهزة وأي ضوابط أمنية مطلوبة. كما ينبغي أن تحدد كيفية التعرف على إصدارات البرامج الثابتة المختلفة إذا تغير تخطيط الحقول.
ما تظهره نتيجة النموذج الأولي
الشكل 9. واجهة التحقق من النموذج الأولي. Song وWang وYang [1]، الشكل 9 الأصلي (الطباعة ص. 116). إطار سلكي إنجليزي منزوع الهوية بناءً على المنشور. تم حذف قيم الشاشة الأصلية والمعرفات وبايتات الرسائل.
يعرض واجهة المثال في المقال نتيجة مُحلَّلة وفرصة للرد. وهذا يدعم وصف المؤلفين لنموذج أولي قادر على إرسال البيانات وعرض الحقول المُحلَّلة. ولا تثبت الواجهة أن كل سجل مقبول قد كُتب مرة واحدة، أو أن الإقرارات قد طوبقت مع كل قراءة، أو أن التبادل حقق هدفًا على مستوى الخدمة. ولا تقدم الورقة حجم عينة للحقول أو توزيعًا طويل الأمد لمعدلات النجاح. ولا يمكنها تقديم رقم لتغطية الناقل أو تنبؤ بعمر البطارية.
يمكن لاختبار قبول مفيد أن يمنح كل تقرير مُحاوَل هوية قابلة للتتبع ضمن سجل الاختبار. ويمكن للسجل حينها أن يُظهر الإرسال والاستقبال والتحليل والتخزين والإقرار كلًا على حدة. الإطار الصالح يختبر المسار العادي. والإطار ذو الطول الخاطئ يختبر الرفض عند المحلل. والإطار الصالح المتكرر يختبر ما إذا كان التطبيق قادرًا على تمييز التكرارات. وحجب الرد يختبر ما تسجله الأداة وكيف تعود إلى حالة التشغيل المقصودة. هذه حالات اختبار مقترحة، وليست تجارب أوردها المؤلفون.
يصبح الفرق أوضح إذا ميّز سجل القبول بين ثلاث ساعات. يمكن للجهاز أن يسجل وقت أخذ القياس، ويمكن للخادم أن يسجل وقت وصول الإطار، ويمكن للتطبيق أن يسجل وقت قبول الرسالة أو الإقرار بها. لا تغيّر الاستجابة المتأخرة وقت العينة الأصلي. يمكن لمراجع القبول أن يسأل عما إذا كان كل وقت مُبلَّغًا عنه على الأساس نفسه، وعما إذا كان مفتاح الرسالة يبقى عبر إعادة المحاولة. لا تحدد الورقة تلك الاصطلاحات الخاصة بالساعات أو المفاتيح. وهي أمثلة على تفاصيل التنفيذ التي ينبغي الاتفاق عليها قبل مقارنة الموردين.
تتطلب الاستجابة المقصودة أيضًا تعريفًا. يمكن أن يعني الإقرار الاستلام، أو قبول المحلل، أو التخزين الدائم، أو إكمال قاعدة عمل. إذا كان المطلب هو التخزين الدائم، فيجب أن يتحقق العرض التوضيحي من السجل المخزن بالإضافة إلى الرد المُعاد. إذا كان مطلوبًا فقط قبول المحلل، فيجب أن تنص الأدلة على هذا النطاق الأضيق.
الخلاصة والآفاق
اطلب من الموردين تحديد التسليم الناجح عند حدود التطبيق وتقديم سجلات متطابقة للأجهزة والخوادم. يُظهر منطق الإطار والاستقبال في النموذج الأولي لماذا لا يكفي نجاح المودم وحده. يمكن لتقييم الإنتاج تحديد السجل المتوقع وسياسة الرد والتكرار، ثم تطبيق المعايير نفسها على ظروف تشغيل تمثيلية. ينبغي للاختبارات اللاحقة قياس النتائج على مستوى التطبيق وتسجيل الظروف، بدلاً من استقراء الأداء من شاشة مثال ناجحة.
ملاحظات
أسماء الحقول وأعداد البايتات مأخوذة من النموذج الأولي المُستشهد به. يشير مصطلح التحقق إلى اسم الحقل في المصدر. لم يتم إعادة إنتاج أي معرّفات نموذجية أو تفاصيل شخصية أو عناوين شبكة من الواجهة.
المراجع ومصادر الصور
[1] Song, H., Wang, Y., and Yang, F. (2019). "基于窄带物联网智能燃气表系统设计与实现" [تصميم وتنفيذ نظام عداد غاز ذكي قائم على إنترنت الأشياء ضيق النطاق]. 传感器与微系统, 38(3), ص. 113–116. الأقسام 1–4 والأشكال 1–9. تُظهر أشكال الدوائر المسارات الوظيفية ذات الصلة. أُعيد رسم واجهة الاختبار مع حذف المعرّفات وبيانات الحمولة.
https://doi.org/10.13873/J.1000-9787(2019)03-0113-04