[發明專利]一種應用于無線傳感器網絡測試中的記錄設備及使用方法

無效

• 申請號: 201110369089.5
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102625333A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 周磊磊;王翔;解永生;付耀先
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所;中國科學院嘉興無線傳感網工程中心
• 主分類號: H04W24/00
• 分類號: H04W24/00;H04W24/08;H04W84/18
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 潘振甦

1.一種應用了無線傳感器網絡測試中的測試記錄設備，其特征在于所述的記錄設備包括掛接設備硬件、終端設備集成軟件，其中，

①所述的測試記錄設備包括電源模塊、微控制器模塊、存儲模塊、接口模塊、調試模塊、GPS模塊和無線模塊；

其中，電源模塊為整個設備提供電源；微控制器模塊對定時模塊、無線模塊和接口控制模塊進行配置和控制，并對存儲模塊進行讀寫操作；無線模塊負責將數據通過無線發送到監測站；接口控制模塊負責與節點和計算機之間的有線通信；

②所述的終端設備集成軟件包括傳感流量分析、傳感趨勢分析、傳感分布分析、傳感質量分析、異常標記和報警、融合過程回放、感知數據監視、感覺數據統計、鏈路統計分析，以及二次開發接口；所述的終端集成軟件運行在監測站的系統中。

2.按權利要求1所述的設備，其特征在于：

a)所述的電源模塊：使用可充電的鋰離子電池供電，通過LDO轉換成3.3V工作電平，以有效降低電源模塊的功耗損失，延長電池單次充電的使用時間；

b)微控制器模塊：使用MSP430單片機作MCU，并且提供了低功耗模式；

c)存儲模塊：使用至少提供32MByte的存儲空間的大容量FLASH芯片，而每次記錄的數據只有若干個Byte，所以在長時間測試中也能滿足存儲的要求；

d)接口控制模塊：有SPI和I2C兩種接口可供選擇，方便與不同的節點進行有線對接；并提供UART模塊，和計算機的DB9串口連接傳輸數據；

e)調試模塊：用于調試和燒寫程序：使用標準JTAG接口，配合常見的JTAG轉USB轉換線，以和包括便攜式計算機在內普通的計算機相連進行調試；

f)GPS模塊：使用商用GPS模塊，使傳輸協議和幀結構對外透明；

g)無線模塊：選用和節點不同的頻點，避免了和節點無線收發之間的互相干擾。

3.按權利要求1所述的設備，其特征在于記錄設備還包括具有低功耗休眠處理和接口解析模塊在內的功能模塊。

4.按權利要求1或2所述的設備，其特征在于測試記錄設備接收自節點的數據幀格式。通過SPI接口傳輸，采用通用motorola模式，一個SPI幀最大長度為16個比特；一次傳輸數據最多使用3個SPI幀；記錄設備上報數據的幀格式為三個SPI幀合并成的一個長幀。

5.使用如權利要求1-3所述的設備的方法，其特征在于將測試記錄設備具備兩種串行接口和節點相連，記錄節點傳來的狀態、事件、時間和節點編號信息，無線傳感器網絡測試中，給每個感知節點、匯聚節點和決策點配備一個所述的測試記錄設備，由測試記錄設備將記錄數據匯聚到檢測站進行分析，用于幫助快速定位傳輸和融合各類錯誤。

6.按權利要求5所述的方法，其特征在于所述的測試記錄設備的應用模式有三種：延時分析、實時分析和定時分析；

a)延時分析使用有線上報數據，記錄設備先將從節點接收到的數據保存在存儲模塊，測試結束后，計算機通過有線和記錄設備的接口模塊相連，取回所有記錄數據后作定位判斷；

b)實時分析和定時分析使用無線上報數據，實時分析是指相應記錄被實時通過無線發送到監測站，定時分析是指記錄設備定時通過無線發送到監測站；兩者都用到無線模塊來發送數據，當記錄設備從節點接收數據的速度大于起發送到監測站的速度，或者無線發送處于等待狀態時，需要暫時將數據保存到存儲模塊。

7.按權利要求5所述的方法，其特征在于在無線傳輸的定時分析和實時分析兩種模式中，定時分析模式使用分時復用的方式，避免信道上的沖突和干擾，并且若干個數據合并上報；而實時分析模式相對定時分析模式是能更加快速的定位到錯誤。

8.按權利要求4所述的方法，其特征在于定位網絡發生錯誤的位置時的步驟為：

1)激勵源產生激發報警的事件；

2)等待上報完畢，監測站匯總上報的信息；

3)監測站檢查A設備和B設備是否發現報警，如果有則進入下一步，如果沒有則報告感知錯誤；

4)檢查A、B是否上報警報，如果有則進入下一步，如果沒有則報告感知節點程序錯誤；

5)檢查C節點是否收到A、B報警，如果有則進入下一步，如果沒有則報告傳輸錯誤；

6)檢查C節點融合結果有無報警，如果有則報告未發現錯誤，如果沒有則報告融合錯誤。

所述的A設備、B設備、C設備分別連接A節點、B節點、C節點，其中A節點和B節點是感知節點，C節點是匯聚節點，負責感知融合，監測站匯總設備A、B、C的上傳的記錄數據。