AIMesh™ 多 AP 组网 99.999% 的双向传输可靠性验证

01 AIMesh 概述

AIMesh™ 是艾森智能自主研发的新一代工业无线物联网通信协议与产品体系。AIMesh™ 基于国际先进的 6TiSCH（IPv6 over TSCH）架构，通过融合新的无线调制技术，深度优化 6TiSCH 协议栈，实现高效分布式调度算法，强化网络管理和安全机制，构建成一个低时延（端到端时延 < 1s）、高可靠（端到端到达率 ~99.999%）、低功耗（节点电池寿命可超过 5 年）、支持原生 IPv6 的工业无线网络基础设施。

AIMesh™ 网络由无线节点（Node）、边界路由节点（AP）、边缘网关（ECG）构成。和 WIFI 组网模式类似，AIMesh™ 有两种组网模式：多 AP 组网模式和单 AP 组网模式。多 AP 组网模式支持网络弹性扩展，适用于大规模部署；单 AP 组网模式容量有限，适用于碎片化部署。如下图：

02 测试系统

基于长期可靠性测试和结果分析需要，艾森开发了一套完整的 AIMesh 自动化测试系统。如下图：

自动化测试系统由若干个测试床、多个边界路由节点 AP01、多个 WIFI 热点、一个边缘网关和一个日志分析平台组成。

一个测试床包括一组 AIMesh 节点、一个日志采集网关、一个 USB Hub。其中，USB Hub 提供网关与节点之间的串口通信，并为上述节点供电；日志采集网关采用 Orange Pi 硬件平台，用于采集测试日志、批量配置和升级节点；AIMesh 节点和边界路由节点 AP01 一起自组网，收发测试消息并输出测试日志。

边界路由节点 AP01 是无线和有线 IPv6 网络的桥接节点，也是 AIMesh 无线网络的根节点。单 AP01 可接入 100 个 AIMesh 节点。

WIFI 热点作为办公网络基础设施的一部分，为日志的采集提供宽带接入通道。

边缘网关 E680 是网络管理和数据汇聚节点。AIMesh 管理软件内嵌了自动化测试工具，可以发起和停止自动化测试。

日志分析平台拥有强大的日志收集、保存和分析能力，有力支撑网络性能测试、问题定位、调试优化全过程。

测试床的实物图：

AIMesh 节点的核心模块是 M01 模组。M01 模组是一款工业级的运行 AIMesh 协议的 2.4G 无线通信模组，已通过 CE 和 RoHS 认证。

03 测试环境

开放的办公环境存在电脑、手机、WIFI 热点和其它测试设备，充斥着无线信号，人员走动也存在随机的干扰。将测试环境部署在开放的办公环境中，且充分利用建筑物的遮挡，在某种程度上可以模拟工厂实际的复杂环境。

用于多 AP 测试环境的测试设备清单：

如上表，多 AP 测试环境的 DUT 设备一共部署 111 个 AIMesh 节点、2 个边界路由节点、1 个边缘网关，辅助测试设备一共部署 6 个日志采集网关、6 个 USB Hub 和 1 个日志分析平台。AIMesh 节点中，路由节点 17 个，叶子节点 94，路由节点和叶子节点的数量比 1：5.5。

测试系统在开放办公环境中的部署分布示意图：

04 测试模型

相比 ADI 发布的 SmartMesh IP 性能测试报告《Verifying SmartMesh IP >99.999% Data Reliability for Industrial Internet of Things Applications》中提到的测试模型，本测试模型节点数更多，且包括上行和下行测试（下行包带确认），因此测试难度更大。

05 测试过程

测试系统自组网拓扑如下：

网络拓扑建立完成后，E680 管理软件按测试模型创建测试用例，并通知网络所有节点启动测试。所有 AIMesh 节点周期发送上行 CoAP 包到 E680，E680 周期下发下行 CoAP 包到每个 AIMesh 节点。

06 测试结果