End-to-End-Tests für das IoT-Ökosystem und die Bedeutung einer mehrstufigen Validierung

Virendra Maheta von Volansys

Das Internet der Dinge (IoT) ist eine intelligente Technologie zwischen der realen und der digitalen Welt. Es ist ein System von miteinander verbundenen Geräten, die die Fähigkeit haben, Daten über ein Netzwerk über manuelle Eingriffe hinaus zu sammeln und zu übertragen. Unternehmen gewinnen an Einfluss, sagt Virendra Maheta von Volansys , durch die Implementierung von IoT-Lösungen in ihre Geschäftsmodelle, um die Markteinführungszeit zu verkürzen und die Produktivität zu steigern.

Aber wie wir wissen, hat jede Technologie ihre eigenen Herausforderungen. Auch beim IoT-Testing steht das Internet der Dinge vor einer großen Herausforderung. Um ein erstklassiges IoT-Produkt zu entwickeln, muss die End-to-End-IoT-Lösung einer gründlichen Qualitätsentwicklung unterzogen werden.

Das bedeutet, dass jede Komponente wie Sensor, Cloud-Zugang, Gateway, Benutzeroberfläche und deren Interkonnektivität vor der Auslieferung an den Endkunden getestet werden muss. Dieses End-to-End-IoT-Testen jeder Komponente wird im Großen und Ganzen einer mehrstufigen Validierung unterzogen.

Lassen Sie uns das Konzept der mehrstufigen Validierung genauer verstehen. Eine End-to-End-IoT-Lösung besteht aus mehreren Komponenten wie:

1. Benutzerzugriffskomponente:Mobile Anwendung oder Webanwendung
2. Cloud-Infrastruktur
3. IoT-Gateway
4. Eingebettete IoT-Geräte/Sensoren

Jede der oben genannten Komponenten spielt eine sehr entscheidende Rolle für das Funktionieren des IoT-Ökosystems, was die Notwendigkeit einer mehrstufigen Validierung auslöst. Die mehrstufige Validierung stellt sicher, dass jede Komponente ihre zugewiesene Aktion gemäß der Anforderung ausführen sollte.

Es befürwortet den Prozess der Validierung jeder Komponente des IoT-Ökosystems, während Systemtests mit Closed-Loop-Tests durchgeführt werden, bei denen der Vorwärtspfad (von der mobilen Anwendung zum IoT-Gerät) und der Rückwärtspfad (vom IoT-Gerät zur mobilen Anwendung) berücksichtigt werden.

Anwendungsfall

IoT-System für intelligente Klimaanlage

Nehmen wir an, ein Benutzer möchte die Temperatur der Schlafzimmer-Klimaanlage über die mobile Anwendung einstellen, während er das Büro verlässt, dann sendet die Klimaanlage die Benachrichtigung an die mobile Anwendung, wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist.

Das IoT-Ökosystem für den obigen Anwendungsfall enthält die folgenden Komponenten:

• Mobile Anwendung: Der Benutzer kann die AC-Temperatur in seiner mobilen Anwendung einstellen.
• Benutzerzugriffs-Cloud: Die mobile Anwendung sendet den Temperaturwert mithilfe von Rest-APIs an die Cloud für den Benutzerzugriff und aktualisiert auch die Datenbank.
• IoT-Cloud und Gateway-Gerät: Die IoT-Cloud liefert die Befehle zum Ändern der Temperatur an das IoT-Gateway-Gerät, das beim Benutzer zu Hause installiert ist.
• Smart AC: Das Gateway-Gerät sendet die gewünschte Temperatur an die Schlafzimmer-Klimaanlage und die Klimaanlage sendet eine Benachrichtigung an die mobile Anwendung, sobald die gewünschte Temperatur erreicht ist.

Für End-to-End-IoT-Tests spielt die mehrstufige Validierung eine entscheidende Rolle, da die Verifizierung auf jeder Komponentenebene erforderlich ist, um die Systemfunktionalität sicherzustellen.

Phase – 1: Die Validierung erfordert die Ebene der mobilen Anwendung, um die Funktionalität der mobilen Anwendung zu überprüfen. Entsprechend dem obigen Beispiel wäre die Validierung in diesem Fall, ob die Temperatur der Klimaanlage auf das gewünschte Niveau geändert wird oder nicht.

Phase – 2: Die Validierung erfordert den Benutzerzugriff auf die Cloud, wobei die mobile Anwendung oder Webanwendung über die Cloud-APIs auf die Cloud zugreift. Es ist zwingend sicherzustellen, dass die funktionalen Anforderungen auf API- und Datenbankebene erfüllt sind. Stellen Sie außerdem sicher, dass die von der mobilen Anwendung vorgenommenen und in der Datenbank widergespiegelten Änderungen durch die Validierung der IoT-Cloud-Protokolle an das Gateway-Gerät gesendet werden. Entsprechend dem Beispiel würde eine Validierung durchgeführt, um sicherzustellen, dass die APIs wie erwartet funktionieren und die Änderungen an der Datenbank für AC wie für das gewünschte Gerät erwartet werden.

Phase – 3: Hier ist die Verifizierung in der Gateway-Phase erforderlich, in der die IoT-Cloud den Befehl „Temperaturänderung“ mithilfe von IoT-Kommunikationsprotokollen wie MQTT, XMPP, XML, JSON sendet. Die Validierung erfolgt, um sicherzustellen, dass die richtige Nachricht vom IoT-Gateway-Gerät empfangen wird und die Nachricht über ein Kommunikationsprotokoll wie Zigbee, BLE oder Wi-Fi an das vorgesehene Endgerät weitergeleitet wird, je nachdem, welches verfügbar ist. In Korrelation mit der gegebenen Instanz würde die Validierung durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Temperaturänderungsaktion für das beabsichtigte AC-Gerät über ein unterstütztes Kommunikationsprotokoll durchgeführt wird.

Phase – 4: Schließlich ist die Validierung am Ende des eingebetteten Geräts erforderlich, um sicherzustellen, dass die vom IoT-Gateway empfangene Aktion auf dem eingebetteten Gerät widergespiegelt wird.

Entsprechend dem obigen Beispiel würde die Validierung durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Temperatur bei AC auf das gewünschte Niveau eingestellt wird. Über Gateway und Cloud sendet die Klimaanlage die „Solltemperatur erreicht“-Meldung an das Handy. Die mobile Anwendung, Cloud und das Gateway werden validiert, sobald die mobile Benachrichtigung von Smart AC generiert wird.

Bedeutung der mehrstufigen IoT-Ökosystemtests

1. Es ermöglicht das Testen, Validieren und Verifizieren der Anwendungsarchitektur, die Integration zwischen allen Komponenten und Geschäftsanforderungen
2. In der Lage, die Fehler auf Integrationsebene zu erkennen und auch die Probleme auf Komponentenebene zu finden
3. Ermöglicht Lösungstests mit der Wahrnehmung von Endbenutzern und Echtzeit-Anwendungsfällen.

Der Autor ist Virendra Maheta, Projektmanager bei Volansys Technologies . Virendra verfügt über mehr als 12 Jahre Erfahrung in der Qualitätssicherung für verschiedene Domänen wie Embedded, Networking, IoT, Telecom/VOIP, ERP. Er hat auch Erfahrung im manuellen und automatisierten Testmanagement.