T/CNLIC 0016-2021《智能家居产品通信可靠性测试评价》标准中网络仿真测试场景的建立与验证

张涛 陈丽芬 赵鹏 李禹翔

（1.中轻合盛科技有限公司,安徽滁州 239000；2.中国家用电器研究院，北京 100037）

T/CNLIC 0016-2021《智能家居产品通信可靠性测试评价》是中国轻工业联合会于2021 年2 月9 日发布并实施的团体标准，该标准提出了智能家居产品通信可靠性测试评价方法，量化评估复杂网络环境对产品通信过程的影响，揭示了影响智能产品通信性能的可能因素。

本文将依据标准中对网络仿真测试场景的要求，研究建立多维度的参数可调的家庭网络仿真平台，包括带宽限制、通信时延、丢包、误码、乱序、重复帧、背景流量等仿真网络，为智能产品测试提供稳定的网络背景环境，并开发出具有自主知识产权的智能家居产品通信可靠性测试系统，实现智能产品在复杂网络环境下功能一致性和通信可靠性的测试和量化评价，并完成相应的试验验证及应用示范。

1 总体设计

根据标准要求[1]，网络仿真场景需要的测试能力包括带宽、背景流量、时延、丢包、误码率、乱序、重复帧共7 项参数，其中每项参数的技术规格如表1 所示。

表1 网络仿真测试场景技术参数要求

为满足标准要求的测试能力，建立如图1 所示的家庭网络仿真平台拓扑。如图1 所示，国内外带宽专线入户之后，经过第一级路由将网络分割为测试网络和办公网络2 部分，其中办公网络用于日常工作需要，测试网络分配给网络仿真场景专用。

图1 家庭网络仿真平台拓扑图

在测试网络中，带宽专线首先进入的是能够调节网络参数的专用设备“网络仿真仪”，经过网络仿真仪修正之后的符合标准要求的网络再分发给各交换机，待测样机可通过无线或者有线的方式接入测试网络。

测试过程中，为保证经网络损伤仪之后的测试网络各项参数符合标准要求，在测试网络中加入监测系统；为排除网络环境波动对测试数据及结果造成的干扰，测试过程中同时监测测试网络的网络延时（ms）上下行传输速率（Kb/s）参数。

2 测试系统软硬件实现

测试系统主要由测试终端、网络监测器、厂商服务平台以及待测样机构成，如图2 所示，测试终端上装有测试软件，测试终端向厂商服务平台发送家电功能命令，厂商平台接收指令并解析后，将对应控制信息发送给指定的待测样机，样机动作后将执行状态返回给厂商服务平台，厂商平台解析后将对应信息返回给测试终端，测试终端软件分析判断本条控制指令发送状态是否成功。

图2 测试系统结构框图

2.1 硬件结构搭建

测试系统的硬件系统构成有待测家电、网络监测服务器、应用系统服务器、数据服务器以及数据备份服务器。

企业云服务平台可以为待测家电提供云服务连接，为智能家电的远程控制提供技术支撑；网络监测服务器上运行网络监测测试系统，并存储试验过程中的监测数据，为最终试验数据范围的确定提供参考依据；应用服务器上运行通信可靠性测试系统，是智能家居通信可靠性测试的核心软件，承担着分析平台的职能：一方面测试系统与云平台交互，发送控制指令至待测样机、获取待测样机的返回状态，另一方面统计并分析返回数据的状态，依据标准计算样机的通信成功率并且自动生产测试报告。

对待测样机而言，它的通信模块既可采用无线通信方式也可采用有线通信方式，即待测样机的入网方式既可以是有线方式也可以是无线方式。

2.2 软件结构搭建

软件部分内容包括两个部分，分别是测试终端搭载的测试软件、实现网络监测功能的监测软件。

2.2.1 测试软件

运行于测试终端的测试软件的功能包括测试系统设置、测试管理、数据管理、系统帮助等，功能框图如图3 所示。软件工作流程图如图4 所示。

图3 测试软件功能框图

图4 测试软件流程图

2.2.2 监测软件

监测软件在测试过程中，监测测试网络的运行参数。

监测软件可同时测试6 个工位数据，测试中监测软件会同时测试当前网络与所填写的目标IP 地址间的连接情况，包括网络通信延迟、网络通信丢包等参数情况，用于评估测试过程中的网络质量，为测试数据的选取提供依据，为测试结果的准确性提供支撑。测试结果会以曲线形式以及数据形式同时展示并保存，防止突然掉电情况下的测试数据丢失。

3 试验验证

使用建立的测试系统对7 款产品进行了基于网络仿真测试场景的通信可靠性测试验证，验证结果如表2 所示。

表2 网络仿真测试单项通信成功率统计

结果表明，所建立的测试系统可以满足T/CNLI C0016-2021《智能家居产品通信可靠性测试评价》团体标准中关于基于网络仿真环境的智能家电产品通信可靠性测试的能力要求。

4 结束语

本文首先介绍了中国轻工业联合会于2021 年2 月9 日发布并实施的T/CNLIC 0016-2021《智能家居产品通信可靠性测试评价》中网络仿真测试场景的技术要求，详述了所建立的家庭网络仿真环境的软硬件平台的设计架构、研发方案、使用流程以及实现效果，最后使用不同厂家不同类型的多款家电验证了所开发系统的实用性，测试结果表明所设计的方案能够满足标准所要求技术指标。