一種無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)，更具體的說，尤其涉及一種通過獲取的天線輻射特性來實現(xiàn)精準定位的無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]無線傳感網(WSN)中的節(jié)點定位是WSN眾多研究和應用的基礎，也是一個研究熱點。而基于信號強度的定位方式(RSSI)由于系統(tǒng)簡單、成本低成為無線傳感網定位最主要的方法，但是目前RSSI方法精度較差，遠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、增益一致性差的問題，即使對于同一型號的兩個不同的天線來說其輻射特性也存在不同。通過測量每條天線的輻射特性并為每條天線建立數(shù)學模型可以較好的解決定位精度不足的問題，但是目前沒有簡單有效、準確的測試系統(tǒng)和測試方法。
【發(fā)明內容】
[0003]本實用新型為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)。
[0004]本實用新型的無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)，包括中心測試節(jié)點和若干終端測試節(jié)點，若干終端測試節(jié)點均勻分布于以中心測試節(jié)點為中心的圓上，相鄰兩終端測試節(jié)點與中心測試節(jié)點連線之間的夾角為；其特別之處在于:所述中心測試節(jié)點由底座、固定于底座上的鋁桿、設置于鋁桿頂端的天線、驅使鋁桿轉動的步進電機以及第一電路部分組成，中心測試節(jié)點上的天線包括至少一個全向天線和多個定向天線，中心測試節(jié)點上的定向天線按照主瓣方向均勻分布；所述終端測試節(jié)點由底座、固定于底座上的鋁桿、設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線數(shù)據并計算信號強度值，以獲取天線的輻射特性。
[0005]本實用新型的無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)，所述第一電路部分由無線收發(fā)模塊、微處理器、主控微處理器和電極驅動器組成，無線收發(fā)模塊的射頻端口、數(shù)據端口分別與天線、微處理器相連接，微處理器與主控微處理器相通信，用于將獲取的無線數(shù)據和信號強度值發(fā)送至主控微處理器，電機驅動器在主控微處理器的控制下驅使步進電機運行；
[0006]所述第二電路部分由無線收發(fā)模塊、微處理器、電源管理模塊和電池組組成，無線收發(fā)模塊的射頻端口、數(shù)據端口分別與天線、微處理器相連接，微處理器通過無線收發(fā)模塊獲取無線數(shù)據和信號強度值。
[0007]本實用新型的無線傳感網天線特性測試系統(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，鋰電池組用于對步進電機進行供電，電池組由堿性電池串聯(lián)形成。
[0008]本實用新型的有益效果是:本實用新型的無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)，可同時對多個天線進行自動測量，單個測量周期內無需人工干預，測試系統(tǒng)按照設計的測試方法對被測試天線的無線信號強度進行測量并將測量數(shù)據進行存儲，以備天線定位之用。通過測量天線的全角度無線信號強度得到天線的準確輻射特性，并可由此建立被測天線模型應用于實際系統(tǒng)或電磁仿真，對于無線傳感網高精度定位系統(tǒng)研究具有重要的參考價值。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)的原理圖；
[0010]圖2為本實用新型的中線測試節(jié)點的結構示意圖；
[0011]圖3為本實用新型中終端測試節(jié)點的結構示意圖。
[0012]圖中:1中心測試節(jié)點，2終端測試節(jié)點，3鋁桿，4天線，5步進電機，6無線收發(fā)模塊，7微處理器，8主控微處理器，9電機驅動器，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。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。
[0014]如圖1所示，給出了本實用新型的無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)的原理圖，所示的中心測試節(jié)點1的數(shù)目為一個，終端測試節(jié)點2的數(shù)目為多個，圖中為8個，所示的8個終端測試節(jié)點2均勻地分布于以中心測試節(jié)點1為圓心的圓上，相鄰兩終端測試節(jié)點2與中心測試節(jié)點1連線之間的夾角為。
[0015]如圖2所示，給出了本實用新型的中心測試節(jié)點的結構示意圖，所示的中心測試節(jié)點1由底座、鋁桿3、多個天線4、步進電機5和第一電路部分組成，鋁桿3設置于底座上，所示的天線4的數(shù)量為5個，其分別標記為、、、、，天線5固定在鋁桿3的頂端。天線4中應至少有一個全向天線，定向天線按照主瓣方向均勻設置，步進電機5設置于底座上，用于驅使招桿3進行轉動，進而帶動招桿3頂端的天線4進行轉動。
[0016]所示的第一電路部分由無線收發(fā)模塊6、微處理器7、主控微處理器8、電機驅動器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、運算和控制作用，一個天線4連接有一個無線收發(fā)模塊6，無線收發(fā)模塊6的數(shù)據端口與微處理器7相連接，以便微處理器7獲取相應天線接收的數(shù)據包，微處理器7可計算出相應的信號強度。微處理器7與主控微處理器8相通信，以便將采集的數(shù)據包和信號強度值傳送至主控微處理器8。
[0017]主控微處理器8通過電機驅動器9驅使步進電機5的運行，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對步進電機5進行供電，電池組14對微處理器7、主控微處理器8和無線收發(fā)模塊6進行供電，其可采用4節(jié)AA堿性電池串聯(lián)形成，電源管理模塊10對鋰電池13和電池組14進行管理。
[0018]如圖3所示，給出了本實用新型中終端測試節(jié)點的結構示意圖，所示的終端測試節(jié)點由底座、鋁桿3、天線4、無線收發(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設置于鋁桿的頂端。無線收發(fā)模塊6的射頻端口、數(shù)據端口分別與天線4、微處理器7相連接，微處理器7通過無線收發(fā)模塊6獲取無線數(shù)據和信號強度值。
【主權項】
1.一種無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)，包括中心測試節(jié)點(1)和若干終端測試節(jié)點(2)，若干終端測試節(jié)點均勻分布于以中心測試節(jié)點為中心的圓上，相鄰兩終端測試節(jié)點與中心測試節(jié)點連線之間的夾角為；其特征在于:所述中心測試節(jié)點由底座、固定于底座上的鋁桿(3)、設置于鋁桿頂端的天線(4)、驅使鋁桿轉動的步進電機(5)以及第一電路部分組成，中心測試節(jié)點上的天線包括至少一個全向天線和多個定向天線，中心測試節(jié)點上的定向天線按照主瓣方向均勻分布；所述終端測試節(jié)點由底座、固定于底座上的鋁桿、設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線數(shù)據并計算信號強度值，以獲取天線的輻射特性。2.根據權利要求1所述的無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)，其特征在于:所述第一電路部分由無線收發(fā)模塊(6)、微處理器(7)、主控微處理器(8)和電極驅動器(9)組成，無線收發(fā)模塊的射頻端口、數(shù)據端口分別與天線、微處理器相連接，微處理器與主控微處理器相通信，用于將獲取的無線數(shù)據和信號強度值發(fā)送至主控微處理器，電機驅動器在主控微處理器的控制下驅使步進電機運行； 所述第二電路部分由無線收發(fā)模塊、微處理器、電源管理模塊(10)和電池組(14)組成，無線收發(fā)模塊的射頻端口、數(shù)據端口分別與天線、微處理器相連接，微處理器通過無線收發(fā)模塊獲取無線數(shù)據和信號強度值。3.根據權利要求2所述的無線傳感網天線特性測試系統(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，鋰電池組用于對步進電機進行供電，電池組由堿性電池串聯(lián)形成。
【專利摘要】本實用新型的無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)，包括中心測試節(jié)點和若干終端測試節(jié)點，特征在于：中心測試節(jié)點由底座、固定于底座上的鋁桿、設置于鋁桿頂端的天線、驅使鋁桿轉動的步進電機以及第一電路部分組成，中心測試節(jié)點上的天線包括至少一個全向天線和多個定向天線，中心測試節(jié)點上的定向天線按照主瓣方向均勻分布。本實用新型的無線傳感網天線特性測試系統(tǒng)，可同時對多個天線進行自動測量，單個測量周期內無需人工干預，測試系統(tǒng)按照設計的測試方法對被測試天線的無線信號強度進行測量并將測量數(shù)據進行存儲，以備天線定位之用，對于無線傳感網高精度定位系統(tǒng)研究具有重要的參考價值。
【IPC分類】H04W24/08
【公開號】CN205017593
【申請?zhí)枴緾N201520801528
【發(fā)明人】付勇, 陳長英, 劉瑞霞, 胡一帆, 孔祥龍, 朱亮, 王英龍
【申請人】山東省計算中心（國家超級計算濟南中心）
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月13日