專利名稱：一種用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)及方法
一種用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，尤其是一種用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。移動(dòng)支付或手機(jī)支付，就是允許用戶使用其移動(dòng)終端(通常是手機(jī))對(duì)所消費(fèi)的商品或服務(wù)進(jìn)行賬務(wù)支付的一種服務(wù)方式。它是由移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)提供商和金融機(jī)構(gòu)共同推出的、構(gòu)建在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)上的一個(gè)移動(dòng)數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)使用的移動(dòng)支付方案有四大類基于13. 56MHz的非接觸技術(shù)的雙界面卡方案；基于13. 56MHz的非接觸技術(shù)的NFC方案；基于13. 56MHz的非接觸技術(shù)的SD卡方案和基于2. 4GHz的RF-SIM卡方案。移動(dòng)支付產(chǎn)業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)，預(yù)計(jì)到2013年，移動(dòng)支付的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到8600億美元。綜上不難看出對(duì)物聯(lián)網(wǎng)RFID和移動(dòng)支付等應(yīng)用，對(duì)器件和系統(tǒng)的中近場(chǎng)的測(cè)量需要是非常迫切的，實(shí)有待改善。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)及方法，可以獲取測(cè)量空間中任意一點(diǎn)的中近場(chǎng)在多個(gè)方向上的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，包括電磁場(chǎng)測(cè)量裝置，測(cè)量一測(cè)量空間中的一測(cè)量位置及測(cè)量方向上的中近場(chǎng)的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值；位置遍歷裝置，改變所述電磁場(chǎng)測(cè)量裝置的所述測(cè)量位置及所述測(cè)量方向，以遍歷所述測(cè)量空間；控制裝置，控制所述位置遍歷裝置的移動(dòng)及所述電磁場(chǎng)測(cè)量裝置的測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，所述中近場(chǎng)的頻率范圍包括物聯(lián)網(wǎng)RFID和移動(dòng)支付的所有使用頻率。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，所述位置遍歷裝置包括電機(jī)模塊；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，與所述電機(jī)模塊相連，并將所述電機(jī)模塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線、旋轉(zhuǎn)或曲線運(yùn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)模塊，與所述電機(jī)模塊相連，以驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)模塊；反饋模塊，與所述電機(jī)模塊及所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連，以將所述電機(jī)模塊與所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的狀態(tài)信息反饋到所述控制裝置。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，所述電磁場(chǎng)測(cè)量裝置包括天線，在所述測(cè)量位置及所述測(cè)量方向上接收所述中近場(chǎng)，并在所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的帶動(dòng)下改變所述測(cè)量位置及所述測(cè)量方向；分析模塊，與所述天線連接并用于分析所述電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，所述天線為線天線、面天線、喇叭天線或振子天線。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，所述分析模塊為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜儀、功率計(jì)或示波器。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，所述掃描測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步包括一輸出裝置，所述輸出裝置與所述控制裝置相連，以輸出所述狀態(tài)信息、所述幅度值以及所述相位值。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，所述掃描測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步包括一輸入裝置，所述輸入裝置與所述控制裝置相連，用于輸入用戶的控制指令。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量方法，包括利用電磁場(chǎng)測(cè)量裝置測(cè)量一測(cè)量空間中的一測(cè)量位置及測(cè)量方向上的中近場(chǎng)的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值；利用位置遍歷裝置改變所述測(cè)量位置及所述測(cè)量方向，以遍歷所述測(cè)量空間。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，所述中近場(chǎng)的頻率范圍包括物聯(lián)網(wǎng)RFID和移動(dòng)支付的所有使用頻率。通過(guò)上述方式，利用位置遍歷裝置遍歷測(cè)量空間，可以獲取測(cè)量空間中任意一點(diǎn)的電磁場(chǎng)在多個(gè)方向上的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值，具有使用靈活、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本發(fā)明的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架圖。
具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。如圖1所示，圖1是本發(fā)明的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架圖。本發(fā)明的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)包括電磁場(chǎng)測(cè)量裝置10、位置遍歷裝置 20以及控制裝置30。為了給用戶更好的使用狀態(tài)，還包括輸出裝置40以及輸入裝置50。位置遍歷裝置20包括電機(jī)模塊21、驅(qū)動(dòng)模塊22、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)23以及反饋模塊對(duì)。電機(jī)模塊21可以包括至少一個(gè)電機(jī)，例如步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。驅(qū)動(dòng)模塊22接收控制裝置30的控制信號(hào)后進(jìn)行運(yùn)算與處理，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊 21的信號(hào)，使相應(yīng)電機(jī)根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行所需的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。例如，驅(qū)動(dòng)模塊22可通過(guò)PCI、 PC104、RS232/RS485、CAN、USB等通信接口接收并解碼控制裝置30的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)模塊22 可通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)接口與電機(jī)模塊21連接。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)23可由絲桿導(dǎo)軌、同步帶導(dǎo)軌、伸縮鏈條、驅(qū)動(dòng)軸等部件組成。運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 23的驅(qū)動(dòng)軸與電機(jī)模塊21的電機(jī)連接。具體來(lái)說(shuō)，可通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)的電機(jī)軸連接。通過(guò)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)23將電機(jī)模塊21的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線、旋轉(zhuǎn)或曲線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量空間的三維位置遍歷。電機(jī)模塊21和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)23都通過(guò)相應(yīng)接口與反饋模塊M進(jìn)行連接。反饋模塊 24將電機(jī)模塊21和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)23的狀態(tài)信息不斷的反饋到控制裝置30，包括速度、加速度、 位置、溫度、濕度、功率等各種信息，控制裝置30根據(jù)收到的各種狀態(tài)信息控制位置遍歷裝置20的工作。控制裝置30可進(jìn)一步將上述狀態(tài)信息輸出到輸出裝置40，由用戶根據(jù)上述狀態(tài)信息作出判斷，并通過(guò)輸入裝置50輸入相應(yīng)的指令，進(jìn)而控制位置遍歷裝置20的工作該電磁場(chǎng)測(cè)量裝置10用于測(cè)量由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)23定義的測(cè)量空間中的一測(cè)量位置及測(cè)量方向上的中近場(chǎng)的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值。該電磁場(chǎng)測(cè)量裝置10包括天線11以及分析模塊12。在本實(shí)施例中，天線11可以是線天線、面天線、喇叭天線或振子天線，并可根據(jù)需要測(cè)量的中近場(chǎng)進(jìn)行更換。天線11設(shè)置在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)23上，并在運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 23的帶動(dòng)下進(jìn)行移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而改變電磁場(chǎng)測(cè)量裝置10的測(cè)量位置及測(cè)量方向，從而遍歷需要測(cè)量的測(cè)量空間內(nèi)的任意一點(diǎn)。分析模塊12與天線11連接并用于分析天線11在測(cè)量位置及測(cè)量方向上接收的中近場(chǎng)中的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值。在本實(shí)施例中，分析模塊12與天線11之間可通過(guò)傳輸線纜相連。在其他實(shí)施例中，分析模塊12與天線11可通過(guò)本領(lǐng)域公知的各種有線及無(wú)線通信方式相連。在本實(shí)施例中，分析模塊12可以是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜儀、功率計(jì)或示波器?？刂蒲b置30可根據(jù)實(shí)際需要控制電磁場(chǎng)測(cè)量裝置10的測(cè)量項(xiàng)目并可對(duì)分析模塊12產(chǎn)生的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析。分析模塊12所獲得的幅度值、相位值或其他參數(shù)由控制裝置30輸出給輸出裝置40，進(jìn)而呈現(xiàn)給用戶。在本實(shí)施例中，輸出裝置40可以是顯示器、打印機(jī)等各種能夠進(jìn)行信息輸出的裝置，例如輸出裝置40可將相應(yīng)信息輸出成文本文件、excel文件、各種數(shù)據(jù)庫(kù)(access、 FoxPro, SQL server、oracle、db2、firebird)。輸出裝置40還可以將相應(yīng)信息輸出到可存儲(chǔ)介質(zhì)上，也可以輸出到紙張上。輸入裝置50可以是鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、觸摸屏等各種能夠進(jìn)行信息輸入的裝置。此外，本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種基于上述系統(tǒng)的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量方法， 其中首先利用電磁場(chǎng)測(cè)量裝置10測(cè)量一測(cè)量空間中的一測(cè)量位置及測(cè)量方向上的中近場(chǎng)的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值；隨后利用位置遍歷裝置20改變電磁場(chǎng)測(cè)量裝置10 的測(cè)量位置及測(cè)量方向，以遍歷該測(cè)量空間。本發(fā)明提供了一種用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其通過(guò)位置遍歷裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量空間進(jìn)行三維位置遍歷，測(cè)量的中近場(chǎng)的頻率范圍包括物聯(lián)網(wǎng)RFID和移動(dòng)支付的所有使用頻率，可獲得測(cè)量空間中任一點(diǎn)的中近場(chǎng)在多個(gè)方向上的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值。例如，對(duì)于基于2. 4GHz的RF-SIM卡方案的移動(dòng)支付設(shè)備，接收采用2. 4GHz的小天線，分析采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)采用絲杠加步進(jìn)電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)空間三維位置遍歷。綜上所述，本發(fā)明具有使用靈活、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。在上述實(shí)施例中，僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示范性描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本專利申請(qǐng)后可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括電磁場(chǎng)測(cè)量裝置，測(cè)量一測(cè)量空間中的一測(cè)量位置及測(cè)量方向上的中近場(chǎng)的電場(chǎng)和/ 或磁場(chǎng)的幅度值和相位值；位置遍歷裝置，改變所述電磁場(chǎng)測(cè)量裝置的所述測(cè)量位置及所述測(cè)量方向，以遍歷所述測(cè)量空間；控制裝置，控制所述位置遍歷裝置的移動(dòng)及所述電磁場(chǎng)測(cè)量裝置的測(cè)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述中近場(chǎng)的頻率范圍包括物聯(lián)網(wǎng)RFID和移動(dòng)支付的所有使用頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述位置遍歷裝置包括電機(jī)模塊；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，與所述電機(jī)模塊相連，并將所述電機(jī)模塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線、旋轉(zhuǎn)或曲線運(yùn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)模塊，與所述電機(jī)模塊相連，以驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)模塊；反饋模塊，與所述電機(jī)模塊及所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連，以將所述電機(jī)模塊與所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的狀態(tài)信息反饋到所述控制裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁場(chǎng)測(cè)量裝置包括天線，在所述測(cè)量位置及所述測(cè)量方向上接收所述中近場(chǎng)，并在所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的帶動(dòng)下改變所述測(cè)量位置及所述測(cè)量方向；分析模塊，與所述天線連接并用于分析所述電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述天線為線天線、面天線、喇叭天線或振子天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述分析模塊為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜儀、功率計(jì)或示波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步包括一輸出裝置，所述輸出裝置與所述控制裝置相連，以輸出所述狀態(tài)信息、所述幅度值以及所述相位值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步包括一輸入裝置，所述輸入裝置與所述控制裝置相連，用于輸入用戶的控制指令。
9.一種用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量方法，其特征在于，包括利用電磁場(chǎng)測(cè)量裝置測(cè)量一測(cè)量空間中的一測(cè)量位置及測(cè)量方向上的中近場(chǎng)的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值；利用位置遍歷裝置改變所述測(cè)量位置及所述測(cè)量方向，以遍歷所述測(cè)量空間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量方法，其特征在于，所述中近場(chǎng)的頻率范圍包括物聯(lián)網(wǎng)RFID和移動(dòng)支付的所有使用頻率。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于物聯(lián)網(wǎng)的中近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)及方法。該測(cè)量系統(tǒng)包括電磁場(chǎng)測(cè)量裝置，測(cè)量一測(cè)量空間中的一測(cè)量位置及測(cè)量方向上的中近場(chǎng)的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值；位置遍歷裝置，改變電磁場(chǎng)測(cè)量裝置的測(cè)量位置及測(cè)量方向，以遍歷測(cè)量空間；控制裝置，控制位置遍歷裝置的移動(dòng)及電磁場(chǎng)測(cè)量裝置的測(cè)量。通過(guò)上述方式，利用位置遍歷裝置遍歷測(cè)量空間，可以獲取測(cè)量空間中任意一點(diǎn)的中近場(chǎng)在多個(gè)方向上的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的幅度值和相位值，具有使用靈活、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R29/08GK102565547SQ201010607328
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者何振明, 劉若鵬, 廖臻, 徐冠雄, 李岳峰, 楊松濤, 王今金, 石小紅, 賴少祥, 陳智超 申請(qǐng)人:深圳光啟高等理工研究院