[發(fā)明專利]測量ZigBee中信號路徑損耗和平均相關值的系統(tǒng)及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210505141.X
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN103124202A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 楊祥龍;魯琛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種測量ZigBee中信號路徑損耗和平均相關值的系統(tǒng)，其特征在于，它包括：發(fā)射機、接收機、上位機；所述的發(fā)射機包括CC2430、2個LED指示燈、電池模塊、1個串口電平轉(zhuǎn)換模塊和天線模塊組成，串口轉(zhuǎn)換模塊通過串口線和電腦相連，用于轉(zhuǎn)換CC2430串口通信電平以及和上位機進行通信，2個LED燈用于狀態(tài)顯示，CC2430用于組成ZigBee網(wǎng)絡并與接收機進行通信，電池用于給電路板上耗電的器件提供電能，天線用于發(fā)送無線信號；所述的接收機包括CC2430、2個LED指示燈電池模塊和天線模塊，?2個LED燈用于狀態(tài)顯示，CC2430用于組成ZigBee網(wǎng)絡并與發(fā)射機進行通信，電池用于給電路板上耗電的器件提供電能，天線用于發(fā)送無線信號；所述的上位機為臺式機或者筆記本。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種測量ZigBee中信號路徑損耗和平均相關值的系統(tǒng)，其特征在于，所述的上位機裝有Linux系統(tǒng)，實現(xiàn)以下功能模塊：

1）打開串口；

2）要求發(fā)射機進行設備匹配；

3）打開指定的數(shù)據(jù)庫文件中的表；

4）要求發(fā)射機發(fā)送數(shù)據(jù)；

5）顯示路徑損耗或者平均相關值隨距離變化圖；

6）對號路徑損耗或平均相關值隨距離變化的圖的選定區(qū)域進行放大顯示。

3.一種根據(jù)權利要求1或2所述的測量ZigBee中信號路徑損耗和平均相關值的方法，其特征在于，發(fā)射機和接收機采用ZigBee協(xié)議進行無線通信，發(fā)射機作為終端節(jié)點，接收機作為協(xié)調(diào)器，組成星型網(wǎng)，接收機擺放在待測信號損耗的位置，記錄接收機與發(fā)射機的距離，當發(fā)射機和接收機經(jīng)過啟動、組網(wǎng)成功和設備匹配成功后，由發(fā)射機發(fā)送數(shù)據(jù)包，接收機接收數(shù)據(jù)包，同時測量接收信號強度和平均相關值，然后把接收信號強度和平均相關值兩個數(shù)據(jù)傳給發(fā)射機，發(fā)射機將這兩個數(shù)據(jù)連同自己的發(fā)射信號強度指數(shù)通過串口傳給上位機，上位機根據(jù)????????????????????????????????????????????????計算出信號路徑損耗,并與距離、發(fā)射信號強度指數(shù)和平均相關值一起保存至數(shù)據(jù)庫表中，其中是發(fā)射功率，是接收功率，所述的發(fā)射機和接收機采用雙緩存。

4.根據(jù)權利要求3所述的測量ZigBee中信號路徑損耗和平均相關值的方法，其特征在于，所述的發(fā)射機和接收機設備匹配過程如下：發(fā)射機作為ZigBee網(wǎng)絡的終端節(jié)點，運行Z-Stack協(xié)議棧，等待接收上位機的數(shù)據(jù)，接收到的數(shù)據(jù)有如下兩種情況：

1）如果接收到的是設備匹配命令，就向接收機發(fā)送設備匹配命令，然后等待，如果接收到接收機的設備匹配應答，就通知上位機設備匹配成功，同時一個LED燈亮，如果未接收到設備匹配應答，也通知上位機未匹配成功；

2）如果接收到的是數(shù)據(jù)，又分如下兩種情況：?

2.1）如果之前匹配成功就設置簇號為CLUSTER_ID1,并把數(shù)據(jù)發(fā)送給接收機，如果收到應答就不再發(fā)送，如果未收到應答就有限次定時重傳，直到接收到了應答為止，接收到應答時另外一個LED燈亮；

2.2）如果之前匹配未成功就通知上位機尚未進行設備匹配；

3）發(fā)射機監(jiān)聽接收機的無線數(shù)據(jù)信號，如果收到接收機簇號為CLUSTER_ID2的包，就構造一個數(shù)據(jù)包，其中包含自己發(fā)射信號強度指數(shù)、接收機的接收信號強度和接收機的平均相關值，然后發(fā)送給上位機。

5.根據(jù)權利要求3所述的測量ZigBee中信號路徑損耗和平均相關值的方法，其特征在于，所述的上位機的功能模塊和實現(xiàn)流程如下：

1）要求上位機打開串口的時候（801），上位機打開串口ttyS0，然后顯示串口的狀態(tài)；

2）要求發(fā)射機進行設備匹配的時候（802），上位機向發(fā)射機串口發(fā)送設備匹配命令字符，等待匹配應答，如果收到匹配成功應答，則通知接收應答成功，如果未收到匹配成功應答，則通知接收應答失敗；

3）上位機打開指定的數(shù)據(jù)庫文件中的表（803），上位機存儲表名，然后查找數(shù)據(jù)庫文件，如果存在該表，則打開該表，如果不存在該表，則自動創(chuàng)建一個表，其中包含RSSI、TransmitPowerIndex、Distance、RSSI、CORR、PathLoss五個項，然后通過可視化的消息返回以上操作的結果；

4）上位機要求發(fā)射機發(fā)送數(shù)據(jù)的時候（804），上位機向發(fā)射機串口發(fā)送一個隨機數(shù)據(jù)，然后等待，接收到上位機傳輸回來的數(shù)據(jù)后進行保存，計算路徑損失PathLoss和平均相關值COOR并存入數(shù)據(jù)庫中前邊過程選定的表中，如果在20秒后未接收到上位機傳輸回來的數(shù)據(jù)，則通知發(fā)射機重傳數(shù)據(jù)，如上述流程進行重傳；

5）當顯示路徑損耗或者平均相關值隨距離變化圖時（805），上位機讀取數(shù)據(jù)庫中前邊過程選定的表中的相關數(shù)據(jù)，進行可視化顯示，畫出變化趨勢線并使能放大功能；

6）當選定區(qū)域并要求上位機放大顯示時（806），自動對選定區(qū)域內(nèi)進行放大顯示。