[發(fā)明專利]水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能測試床系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410012923.9
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103826238A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃劉生;陳龍;郭偉杰;徐宏力
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州研究院
• 主分類號: H04W24/00
• 分類號: H04W24/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;夏振

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能測試床系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)、芯片及電路設(shè)計(jì)與制造的不斷進(jìn)步，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)正在各種領(lǐng)域得到應(yīng)用，特別是在戰(zhàn)場通信、智能農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。在對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和研發(fā)過程中，不但需要對單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的性能進(jìn)行測試、調(diào)試、分析，并且在節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)之后的網(wǎng)絡(luò)整體性能也需要進(jìn)行測試分析，以便改進(jìn)。

鑒于無線傳感器節(jié)點(diǎn)應(yīng)用的環(huán)境的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)者往往選取模擬仿真的方式來對傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析測試。這種測試方法使用軟件，雖然可能節(jié)省工作量，降低直接成本，并且易于實(shí)現(xiàn)，但是這種模擬仿真測試并不能完全體現(xiàn)真實(shí)的部署環(huán)境，例如單個(gè)節(jié)點(diǎn)因?yàn)榫€路故障而無法產(chǎn)生數(shù)據(jù)等。因此，這種仿真最終還是需要實(shí)際進(jìn)行驗(yàn)證。

目前現(xiàn)有的科研單位和企業(yè)制造出了一些測試設(shè)備，但是這些設(shè)備往往具有以下幾個(gè)方面的缺陷：1）網(wǎng)絡(luò)性能難以測試。測試設(shè)備往往集中于單個(gè)節(jié)點(diǎn)，針對節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)之后的網(wǎng)絡(luò)性能測試卻難以完成。2）測試設(shè)備可擴(kuò)展性差。一般單個(gè)節(jié)點(diǎn)是根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)測試裝備，不易擴(kuò)展到其他類似應(yīng)用的性能測試當(dāng)中。3）專用測試設(shè)備不足。隨著國家對于環(huán)境保護(hù)的關(guān)注和科研投入，以及公眾環(huán)保意識的提高，水資源環(huán)境監(jiān)測傳感器正得到廣泛應(yīng)用，但是適用于水環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能測試設(shè)備卻不足。本發(fā)明因此而來。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能測試床系統(tǒng)，采用硬件實(shí)現(xiàn)，具有較強(qiáng)的針對性，測試床系統(tǒng)具有專用性和可擴(kuò)展性等特性，滿足測試水環(huán)境無線傳感器節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)后的網(wǎng)絡(luò)性能測試服務(wù)需求，解決了現(xiàn)有技術(shù)中缺乏適用于水環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)整體性能的測試及其測試設(shè)備等難題。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的這些難題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能測試床系統(tǒng)，用于水環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)性能測試，包括無線傳感器節(jié)點(diǎn)，所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)間相互連通，并通過Sink節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器連接通訊，其特征在于所述系統(tǒng)還包括測試床底座，所述測試床底座與無線傳感器節(jié)點(diǎn)集成形成組合節(jié)點(diǎn)，所述組合節(jié)點(diǎn)設(shè)置有與其他節(jié)點(diǎn)無線通訊的無線通信模塊、監(jiān)測被測水環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的AD傳感器模塊、控制組合節(jié)點(diǎn)采集環(huán)境參數(shù)和數(shù)據(jù)收發(fā)的控制模塊、串口供電模塊；服務(wù)器下發(fā)初始化配置信息進(jìn)行初始化配置組合節(jié)點(diǎn)，然后組合節(jié)點(diǎn)按照配置好的上傳周期上傳數(shù)據(jù)到服務(wù)器，最后服務(wù)器根據(jù)組合節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)和初始化配置信息對組合節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行測試。

優(yōu)選的技術(shù)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(yōu)選的技術(shù)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(shè)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(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述串口供電模塊設(shè)置串口接口，組合節(jié)點(diǎn)供電通過串口接口連接USB方口線連入Hub集線器實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述組合節(jié)點(diǎn)和sink節(jié)點(diǎn)均通過USB方口線連入Hub集線器，Hub集線器與Hub集線器級聯(lián)，最后由Hub集線器連入服務(wù)器。

優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述Hub集線器由交流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行供電，交流電轉(zhuǎn)直流電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)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(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述Hub集線器由USB方口轉(zhuǎn)串口線，再由USB口轉(zhuǎn)串口線連入服務(wù)器，其中USB口轉(zhuǎn)串口線的USB口一端插入服務(wù)器上的USB口，而USB方口轉(zhuǎn)串口線的USB方口端接入Hub的USB方口中。

優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述控制模塊包括中央處理器、復(fù)位電路、存儲單元，所述控制模塊中預(yù)先將控制程序通過串口供電模塊的串口接口燒寫進(jìn)存儲單元，所述控制模塊控制組合節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的收集并通過有線和無線兩種方式發(fā)送到Sink節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)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(jié)點(diǎn)與測試床底座通過數(shù)據(jù)交互模塊進(jìn)行連接，所述無線通信模塊設(shè)置有28針引腳與測試床底座的28孔插槽進(jìn)行連接形成組合節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述被測組合節(jié)點(diǎn)中的信息通過的無線射頻模塊發(fā)射端的WiFi傳遞給Sink節(jié)點(diǎn)，并通過Sink節(jié)點(diǎn)與Hub的連線，以及Hub與服務(wù)器之間的連線，最終以有線的方式發(fā)送給服務(wù)器監(jiān)聽端口并存入服務(wù)器中。