一種無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)，更具體的說(shuō)，尤其涉及一種通過(guò)獲取的天線輻射特性來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位的無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線傳感網(wǎng)(WSN)中的節(jié)點(diǎn)定位是WSN眾多研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是一個(gè)研究熱點(diǎn)。而基于信號(hào)強(qiáng)度的定位方式(RSSI)由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低成為無(wú)線傳感網(wǎng)定位最主要的方法，但是目前RSSI方法精度較差，遠(yuǎn)不能滿足高精度定位的需求，其中主要的原因是低成本陶瓷天線和PCB天線的廣泛使用，這些天線普遍存在方向性不規(guī)則、增益一致性差的問(wèn)題，即使對(duì)于同一型號(hào)的兩個(gè)不同的天線來(lái)說(shuō)其輻射特性也存在不同。通過(guò)測(cè)量每條天線的輻射特性并為每條天線建立數(shù)學(xué)模型可以較好的解決定位精度不足的問(wèn)題，但是目前沒(méi)有簡(jiǎn)單有效、準(zhǔn)確的測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型為了克服上述技術(shù)問(wèn)題的缺點(diǎn)，提供了一種無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型的無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)，包括中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)和若干終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)，若干終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)均勻分布于以中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)為中心的圓上，相鄰兩終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)與中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)連線之間的夾角為；其特別之處在于:所述中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)由底座、固定于底座上的鋁桿、設(shè)置于鋁桿頂端的天線、驅(qū)使鋁桿轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)以及第一電路部分組成，中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)上的天線包括至少一個(gè)全向天線和多個(gè)定向天線，中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)上的定向天線按照主瓣方向均勻分布；所述終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)由底座、固定于底座上的鋁桿、設(shè)置于鋁桿頂端的天線以及第二電路部分組成，第一電路部分和第二電路部分用于接收無(wú)線數(shù)據(jù)并計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度值，以獲取天線的輻射特性。
[0005]本實(shí)用新型的無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)，所述第一電路部分由無(wú)線收發(fā)模塊、微處理器、主控微處理器和電極驅(qū)動(dòng)器組成，無(wú)線收發(fā)模塊的射頻端口、數(shù)據(jù)端口分別與天線、微處理器相連接，微處理器與主控微處理器相通信，用于將獲取的無(wú)線數(shù)據(jù)和信號(hào)強(qiáng)度值發(fā)送至主控微處理器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在主控微處理器的控制下驅(qū)使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行；
[0006]所述第二電路部分由無(wú)線收發(fā)模塊、微處理器、電源管理模塊和電池組組成，無(wú)線收發(fā)模塊的射頻端口、數(shù)據(jù)端口分別與天線、微處理器相連接，微處理器通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊獲取無(wú)線數(shù)據(jù)和信號(hào)強(qiáng)度值。
[0007]本實(shí)用新型的無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)，所述第一電路部分還包括鋰電池、電池組、電源管理模塊、TF卡槽和液晶顯示屏，液晶顯示屏、TF卡槽和電源管理模塊均與主控微處理器相連接，鋰電池組用于對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行供電，電池組由堿性電池串聯(lián)形成。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)，可同時(shí)對(duì)多個(gè)天線進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，單個(gè)測(cè)量周期內(nèi)無(wú)需人工干預(yù)，測(cè)試系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)的測(cè)試方法對(duì)被測(cè)試天線的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以備天線定位之用。通過(guò)測(cè)量天線的全角度無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度得到天線的準(zhǔn)確輻射特性，并可由此建立被測(cè)天線模型應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)或電磁仿真，對(duì)于無(wú)線傳感網(wǎng)高精度定位系統(tǒng)研究具有重要的參考價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)的原理圖；
[0010]圖2為本實(shí)用新型的中線測(cè)試節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3為本實(shí)用新型中終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)，2終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)，3鋁桿，4天線，5步進(jìn)電機(jī)，6無(wú)線收發(fā)模塊，7微處理器，8主控微處理器，9電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，10電源管理模塊，11液晶顯示屏，12 TF卡槽，13鋰電池，14電池組。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]如圖1所示，給出了本實(shí)用新型的無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)的原理圖，所示的中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)1的數(shù)目為一個(gè)，終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)2的數(shù)目為多個(gè)，圖中為8個(gè)，所示的8個(gè)終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)2均勻地分布于以中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)1為圓心的圓上，相鄰兩終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)2與中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)1連線之間的夾角為。
[0015]如圖2所示，給出了本實(shí)用新型的中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖，所示的中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)1由底座、鋁桿3、多個(gè)天線4、步進(jìn)電機(jī)5和第一電路部分組成，鋁桿3設(shè)置于底座上，所示的天線4的數(shù)量為5個(gè)，其分別標(biāo)記為、、、、，天線5固定在鋁桿3的頂端。天線4中應(yīng)至少有一個(gè)全向天線，定向天線按照主瓣方向均勻設(shè)置，步進(jìn)電機(jī)5設(shè)置于底座上，用于驅(qū)使招桿3進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)招桿3頂端的天線4進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]所示的第一電路部分由無(wú)線收發(fā)模塊6、微處理器7、主控微處理器8、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器9、電源模塊10、液晶顯示屏11、TF卡槽12、鋰電池13和電池組14組成，微處理器7和主控微處理器8均具有采集、運(yùn)算和控制作用，一個(gè)天線4連接有一個(gè)無(wú)線收發(fā)模塊6，無(wú)線收發(fā)模塊6的數(shù)據(jù)端口與微處理器7相連接，以便微處理器7獲取相應(yīng)天線接收的數(shù)據(jù)包，微處理器7可計(jì)算出相應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度。微處理器7與主控微處理器8相通信，以便將采集的數(shù)據(jù)包和信號(hào)強(qiáng)度值傳送至主控微處理器8。
[0017]主控微處理器8通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器9驅(qū)使步進(jìn)電機(jī)5的運(yùn)行，電源管理模塊10、液晶顯示屏11和TF卡槽12均與主控微處理器8相連接，鋰電池13對(duì)步進(jìn)電機(jī)5進(jìn)行供電，電池組14對(duì)微處理器7、主控微處理器8和無(wú)線收發(fā)模塊6進(jìn)行供電，其可采用4節(jié)AA堿性電池串聯(lián)形成，電源管理模塊10對(duì)鋰電池13和電池組14進(jìn)行管理。
[0018]如圖3所示，給出了本實(shí)用新型中終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖，所示的終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)由底座、鋁桿3、天線4、無(wú)線收發(fā)模塊6、微處理器7、電源管理模塊10和電池組14組成，鋁桿3固定于底座上，天線4設(shè)置于鋁桿的頂端。無(wú)線收發(fā)模塊6的射頻端口、數(shù)據(jù)端口分別與天線4、微處理器7相連接，微處理器7通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊6獲取無(wú)線數(shù)據(jù)和信號(hào)強(qiáng)度值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)，包括中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)(1)和若干終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)(2)，若干終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)均勻分布于以中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)為中心的圓上，相鄰兩終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)與中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)連線之間的夾角為；其特征在于:所述中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)由底座、固定于底座上的鋁桿(3)、設(shè)置于鋁桿頂端的天線(4)、驅(qū)使鋁桿轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)(5)以及第一電路部分組成，中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)上的天線包括至少一個(gè)全向天線和多個(gè)定向天線，中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)上的定向天線按照主瓣方向均勻分布；所述終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)由底座、固定于底座上的鋁桿、設(shè)置于鋁桿頂端的天線以及第二電路部分組成，第一電路部分和第二電路部分用于接收無(wú)線數(shù)據(jù)并計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度值，以獲取天線的輻射特性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述第一電路部分由無(wú)線收發(fā)模塊(6)、微處理器(7)、主控微處理器(8)和電極驅(qū)動(dòng)器(9)組成，無(wú)線收發(fā)模塊的射頻端口、數(shù)據(jù)端口分別與天線、微處理器相連接，微處理器與主控微處理器相通信，用于將獲取的無(wú)線數(shù)據(jù)和信號(hào)強(qiáng)度值發(fā)送至主控微處理器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在主控微處理器的控制下驅(qū)使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行； 所述第二電路部分由無(wú)線收發(fā)模塊、微處理器、電源管理模塊(10)和電池組(14)組成，無(wú)線收發(fā)模塊的射頻端口、數(shù)據(jù)端口分別與天線、微處理器相連接，微處理器通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊獲取無(wú)線數(shù)據(jù)和信號(hào)強(qiáng)度值。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述第一電路部分還包括鋰電池(13)、電池組(14)、電源管理模塊(10)、TF卡槽(12)和液晶顯示屏(11)，液晶顯示屏、TF卡槽和電源管理模塊均與主控微處理器(8)相連接，鋰電池組用于對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行供電，電池組由堿性電池串聯(lián)形成。
【專利摘要】本實(shí)用新型的無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)，包括中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)和若干終端測(cè)試節(jié)點(diǎn)，特征在于：中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)由底座、固定于底座上的鋁桿、設(shè)置于鋁桿頂端的天線、驅(qū)使鋁桿轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)以及第一電路部分組成，中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)上的天線包括至少一個(gè)全向天線和多個(gè)定向天線，中心測(cè)試節(jié)點(diǎn)上的定向天線按照主瓣方向均勻分布。本實(shí)用新型的無(wú)線傳感網(wǎng)天線特性測(cè)試系統(tǒng)，可同時(shí)對(duì)多個(gè)天線進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，單個(gè)測(cè)量周期內(nèi)無(wú)需人工干預(yù)，測(cè)試系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)的測(cè)試方法對(duì)被測(cè)試天線的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以備天線定位之用，對(duì)于無(wú)線傳感網(wǎng)高精度定位系統(tǒng)研究具有重要的參考價(jià)值。
【IPC分類】H04W24/08
【公開(kāi)號(hào)】CN205017593
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520801528
【發(fā)明人】付勇, 陳長(zhǎng)英, 劉瑞霞, 胡一帆, 孔祥龍, 朱亮, 王英龍
【申請(qǐng)人】山東省計(jì)算中心（國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心）
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年10月13日