[發明專利]水環境無線傳感器網絡性能測試床系統

在審

• 申請號: 201410012923.9
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103826238A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 黃劉生;陳龍;郭偉杰;徐宏力
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學蘇州研究院
• 主分類號: H04W24/00
• 分類號: H04W24/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;夏振

技術領域

本發明屬于物聯網技術領域，具體涉及一種水環境無線傳感器網絡性能測試床系統。

背景技術

隨著無線通信技術、芯片及電路設計與制造的不斷進步，無線傳感器網絡正在各種領域得到應用，特別是在戰場通信、智能農業等領域。在對無線傳感器網絡的設計和研發過程中，不但需要對單個傳感器節點的性能進行測試、調試、分析，并且在節點組網之后的網絡整體性能也需要進行測試分析，以便改進。

鑒于無線傳感器節點應用的環境的復雜性，設計者往往選取模擬仿真的方式來對傳感器節點進行分析測試。這種測試方法使用軟件，雖然可能節省工作量，降低直接成本，并且易于實現，但是這種模擬仿真測試并不能完全體現真實的部署環境，例如單個節點因為線路故障而無法產生數據等。因此，這種仿真最終還是需要實際進行驗證。

目前現有的科研單位和企業制造出了一些測試設備，但是這些設備往往具有以下幾個方面的缺陷：1）網絡性能難以測試。測試設備往往集中于單個節點，針對節點組網之后的網絡性能測試卻難以完成。2）測試設備可擴展性差。一般單個節點是根據實際需求進行設計測試裝備，不易擴展到其他類似應用的性能測試當中。3）專用測試設備不足。隨著國家對于環境保護的關注和科研投入，以及公眾環保意識的提高，水資源環境監測傳感器正得到廣泛應用，但是適用于水環境的無線傳感器網絡性能測試設備卻不足。本發明因此而來。

發明內容

本發明目的在于提供一種水環境無線傳感器網絡性能測試床系統，采用硬件實現，具有較強的針對性，測試床系統具有專用性和可擴展性等特性，滿足測試水環境無線傳感器節點組網后的網絡性能測試服務需求，解決了現有技術中缺乏適用于水環境的無線傳感器網絡整體性能的測試及其測試設備等難題。

為了解決現有技術的這些難題，本發明提供的技術方案是：

一種水環境無線傳感器網絡性能測試床系統，用于水環境無線傳感器網絡節點的網絡性能測試，包括無線傳感器節點，所述無線傳感器節點間相互連通，并通過Sink節點與服務器連接通訊，其特征在于所述系統還包括測試床底座，所述測試床底座與無線傳感器節點集成形成組合節點，所述組合節點設置有與其他節點無線通訊的無線通信模塊、監測被測水環境的環境參數的AD傳感器模塊、控制組合節點采集環境參數和數據收發的控制模塊、串口供電模塊；服務器下發初始化配置信息進行初始化配置組合節點，然后組合節點按照配置好的上傳周期上傳數據到服務器，最后服務器根據組合節點上傳的數據和初始化配置信息對組合節點的網絡性能進行測試。

優選的技術方案是：所述AD傳感器模塊選自pH傳感器、水體透明度傳感器、溶解氧傳感器的一種或者兩種以上的任意組合。

優選的技術方案是：所述無線通信模塊包括ZigBee核心板，所述ZigBee核心板上設置微處理器，所述微處理器通過功率控制模塊與無線射頻模塊連接，所述無線射頻模塊連接Whip外置增益天線進行收發數據。

優選的技術方案是：所述串口供電模塊設置串口接口，組合節點供電通過串口接口連接USB方口線連入Hub集線器實現。

優選的技術方案是：所述組合節點和sink節點均通過USB方口線連入Hub集線器，Hub集線器與Hub集線器級聯，最后由Hub集線器連入服務器。

優選的技術方案是：所述Hub集線器由交流電轉直流電轉換器進行供電，交流電轉直流電轉換器轉換成直流電DC輸出后通過USB方口線接入Hub集線器或組合節點。

優選的技術方案是：所述Hub集線器由USB方口轉串口線，再由USB口轉串口線連入服務器，其中USB口轉串口線的USB口一端插入服務器上的USB口，而USB方口轉串口線的USB方口端接入Hub的USB方口中。

優選的技術方案是：所述控制模塊包括中央處理器、復位電路、存儲單元，所述控制模塊中預先將控制程序通過串口供電模塊的串口接口燒寫進存儲單元，所述控制模塊控制組合節點數據的收集并通過有線和無線兩種方式發送到Sink節點。

優選的技術方案是：所述無線傳感器節點包括無線通信模塊；所述測試床底座包括AD傳感器模塊、控制模塊、串口供電模塊；所述無線傳感器節點與測試床底座通過數據交互模塊進行連接，所述無線通信模塊設置有28針引腳與測試床底座的28孔插槽進行連接形成組合節點。

優選的技術方案是：所述被測組合節點中的信息通過的無線射頻模塊發射端的WiFi傳遞給Sink節點，并通過Sink節點與Hub的連線，以及Hub與服務器之間的連線，最終以有線的方式發送給服務器監聽端口并存入服務器中。