專利名稱：傳感器網絡節點帶內雜散測試方法
技術領域：
本發明涉及一種無線傳感器網絡物理層測試領域，具體涉及一種基于自動控制實現的傳感器網絡節點帶內雜散測試方法。
背景技術：
隨著半導體技術和通信技術的飛速發展，為無線網絡技術的發展提供了新的發展動力，無線網絡技術已經日益成為各領域的研究熱點。雖然IEEE 802.1lb已經成為無線局域網絡的主要標準，但是IEEE 802.1lb的組網成本較高，主要用來建設計算機局域網，并支持大批量的數據傳輸。為了促使簡單方便、可隨時使用的無線網絡裝置大量涌現，低廉的價格將起到關鍵的作用，同時也有必要指定一個標準的解決方案。這個標準要解決的問題是設計一個維持最小流量的通信鏈路和低復雜度的無線收發機。其核心問題是低功耗、低成本的設計和提供低帶寬、低速率的應用。在大多數控制應用中，W1-Fi/802. 11和藍牙標準都不是很理想。為了滿足低功耗、低成本無線網絡的需求，IEEE標準委員會在2002年12月成立了一個新的任務組，開始制定低速率無線個域網(LR-WPAN)標準，成為IEEE 802. 15. 4，其任務就是制定物理層(PHY)和媒體介入控制層(MAC)規范，開發一種用于固定的、便攜式或移動設備的低復雜度、低成本和低功耗的低速率無線網絡連接標準，一般在室內的傳輸距離在10米到30米不等，在室外的最大傳輸距離可達到150米。根據應用場景的不同，電池的使用壽命可長達數年。該標準已經于2003年10月獲得正式批準。2006年，IEEE 802. 15. 4小組發布了 IEEE 802. 15. 4b標準，此標準可有效簡化IEEE 802. 15. 4架構并改善互通性，進而提高系統穩定度。這一標準對IEEE 802. 15. 4做了特別的改進和修正，并 將與其兼容。新標準明確了一些模糊的概念，減少了不必要的復雜性，增加了安全密鑰使用的靈活性，并將一些新的頻率分配考慮在內。這一修改的目的在于使之可以和其它與IEEE及其它共存任務組相關的設備相共存，目前，該標準還在進一步發展和完善中。IEEE 802. 15. 4b (ZigBee)可以說是藍牙的同族兄弟，它使用2. 4GHz波段，采用跳頻技術。與藍牙相比，更簡單、速率更慢、功率及費用也更低。它的基本速率是250kb/s，當降低到28kb/s時，傳輸范圍可擴大到134米并獲得更高的可靠性。另外，它可與254個節點聯網，可比藍牙更好地支持游戲、消費電子、儀器和家庭自動化應用。綜上所述，IEEE 802. 15. 4b標準以其獨特的優勢彌補了低成本、低功耗和低速率無線通信市場的空缺，在現在和將來，會有更多的注意力和研發力量轉到該塊領域。傳感器網絡節點帶內雜散測試系統參照IEEE 802. 15. 4b的測試方式，對其帶內雜散進行測試驗證。現有的測試系統根據相關儀器測量傳感器網絡節點的帶內雜散，具有操作復雜，測試速度慢等缺點
發明內容
本發明目的在于提供一種傳感器網絡節點帶內雜散測試方法，其可有效解決測試速度慢、操作復雜等問題，提高測試效率。為了解決現有技術中的這些問題，本發明提供的技術方案是
一種傳感器網絡節點帶內雜散測試方法，傳感器網絡節點帶內雜散測試方法中的待測模塊通過SMA接口與信號分析儀相連，待測模塊通過RS232串口與PC機相連，信號分析儀通過GPIB/LAN接口與PC機相連，具體測試方法包括吐下步驟1、PC機通過GPIB/LAN接口遠程控制信號分析儀，將信號分析儀的分析頻率切換到待測信道的頻率；
I1、PC機通過GPIB/LAN接口遠程控制信號分析儀，將信號分析儀從開機時候的初始模式切換到帶內雜散的測 量模式；
IIKPC機通過RS-232串口給待測模塊發送指令，可以在測試過程中實時地改變待測模塊的工作信道，使模塊處于發射狀態；
IV、PC機通過GPIB/LAN接口遠程控制信號分析儀，設置帶內雜散的測試頻率和參考功率(根據傳感網物理層的定義測量頻率和載波頻率相差超過3. 5MHz，參考功率為測試載波中心頻率±lMHz帶寬內的最高平均功率)；
V、PC機通過GPIB/LAN接口遠程控制信號分析儀，讀取待測模塊帶內雜散的測試結果。對于上述技術方案，發明人還有進一步的優化實施方案。作為優化，上述步驟1、I1、IV、V中，PC機可通過GPIB/LAN接口遠程控制信號分析儀。作為優化，所述信號分析儀為Agilent N9020A矢頻譜分析儀。Agilent N9020A矢頻譜分析儀具有寬RF分析帶寬、高采樣率和大存儲器的優點，它是傳感器網絡帶內雜散測試系統的關鍵。此外，Agilent N9020A頻譜分析儀還提供了高達13.6GHz的頻率覆蓋，能符合各種頻率要求的傳感器網絡節點帶內雜散的測試要求。另外,Agilent N9020A還具有多種控制接口，如以太網控制接口(LAN)，GPIB控制接口和RS232控制接口等，可以方便地實現遠程控制，實現自動化測量。所述PC機提供測試人員進行自動化測試的控件。相對于現有技術中的方案，本發明的優點是
本發明描述了一種傳感器網絡節點帶內雜散測試方法，其對傳統的傳感器網絡節點帶內雜散測試系統進行了優化，大大提升了測試速度，節約了測試時間。同時，簡化了帶內雜散測試時對信號分析儀的操作過程，降低了對測試人員的理論水平的要求，降低了測試成本。


下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述
圖1為本發明實施例的系統結構框 圖2為本發明實施例中信號分析儀測量的待測模塊輸出信號的頻譜 圖3為本發明實施例中信號分析儀在帶內雜散測量模式下測量的待測模塊帶內雜散的頻譜圖；圖4為本發明實施例的工作流程圖。
具體實施例方式以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本發明而不限于限制本發明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規實驗中的條件。實施例
本實施例描述了一種傳感器網絡節點帶內雜散測試方法，傳感器網絡節點帶內雜散測試方法中系統結構如圖1所示，其中待測模塊通過SMA接口與信號分析儀相連，待測模塊通過RS232串口與PC機相連，信號分析儀通過GPIB/LAN接口與PC機相連。首先PC機通過GPIB/LAN控制口遠程控制信號分析儀，把信號分析儀切換到待測信道的頻率。建立遠程連接以及初始化的具體步驟如下所示
1.建立PC機和儀器的遠程連接；
2.重新設置信號分析儀到初始狀態；
3.選擇信號分析儀到頻譜分析測量狀態；
4.設置待測模塊到發射狀態；
5.選擇信號分析儀到帶內雜散測量模式；
6.設置帶內雜散測試的分析帶寬為IOMHz；
7.設置帶內雜散測試的分 辨率帶寬為IOOKHz；
8.設置帶內雜散測試的測試頻率和參考功率。根據傳感器網絡物理層的定義測量頻率和載波頻率相差超過3. 5MHz，參考功率為測試載波中心頻率±lMHz帶寬內的最高平均功率。初始化完成后，設置模塊的待測信號相應地改變儀器的輸出頻率。設置完待測模塊的信道后，相應地改變信號分析儀的測試頻率。圖2所示的是待測模塊發出的信號在信號分析儀上顯示的頻譜，將待測模塊通過SMA-SMA的射頻線連接到信號分析儀上，信號分析儀的相關設置如下
1.中心頻率(CF)為2.405GHz
2.分析帶寬(SPAN)為IOMHz
3.RBff=IOOKHz, VBff=IOOKHz
如圖3所示是信號分析儀在帶內雜散測量模式測量的待測模塊帶內雜散的頻譜圖。從圖中可以看出，參考功率設置為測試信道中心頻率±lMHz帶寬內的最高平均功率；測試頻率和載波頻率相差超過3. 5MHz。如圖4所示是本發明傳感器網絡節點帶內雜散測試系統的工作流程圖，它是根據IEEE 802.15.4規范要求，對待測模塊16個信號的帶內雜散的驗證性測試。測試開始后，先對信號分析儀初始化，然后判斷待測項有哪些，若選擇了“相對功率譜密度”測試項，則程序先開始測試“信道1”，通過RS-232串口配置待測模塊的信道，通過GPIB/LAN 口配置信號分析儀的中心頻率和分析帶寬，然后通過GPIB/LAN 口給信號分析儀發送數據采集命令，采集待測模塊對IEEE 802. 15. 4規范帶內雜散的符合性，測試的結果將自動通過excel顯示出來，“信道I”測試完成，繼續測試“信道2”……直到16個信道測試完成。若選擇了“絕對功率譜密度”測試項，則程序先開始測試“信道1”，通過RS-232串口配置待測模塊的信道，通過GPIB/LAN 口配置信號分析儀的中心頻率和分析帶寬，然后通過GPIB/LAN 口給信號分析儀發送數據采集命令，采集待測模塊對IEEE 802. 15. 4規范帶內雜散的符合性，測試的結果將自動通過excel顯示出來，“信道I”測試完成，繼續測試“信道2”……直到16個信道測試完成。經實驗室測試，本發明所設計的傳感器網絡節點帶內雜散測試系統及控制方法應用于實驗測試和生產測試中，不僅實現了對傳統的傳感器網絡節點帶內雜散測試系統的優化，也同時大大降低了進行帶內雜散測試所需要的時間，降低了測試系統的復雜度，節約了測試成本。 上述實例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人是能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1. 一種傳感器網絡節點帶內雜散測試方法，其特征在于，傳感器網絡節點帶內雜散測試方法中的待測模塊通過SMA接ロ與信號分析儀相連，待測模塊通過RS232串ロ與PC機相連，信號分析儀通過GPIB/LAN接ロ與PC機相連，具體測試方法包括吐下步驟 1.PC機通過GPIB/LAN接ロ遠程控制信號分析儀，將信號分析儀的分析頻率切換到待測信道的頻率； I1、PC機通過GPIB/LAN接ロ遠程控制信號分析儀，將信號分析儀從開機時候的初始模式切換到帶內雜散的測量模式； IIKPC機通過RS-232串ロ給待測模塊發送指令，可以在測試過程中實時地改變待測模塊的工作信道，使模塊處于發射狀態； IV、PC機通過GPIB/LAN接ロ遠程控制信號分析儀，設置帶內雜散的測試頻率和參考功率； V、PC機通過GPIB/LAN接ロ遠程控制信號分析儀，讀取待測模塊帶內雜散的測試結果。
2.根據權利要求1所述的傳感器網絡節點帶內雜散測試方法，其特征在于，步驟1、I1、IV、V中，PC機可通過GPIB/LAN接ロ遠程控制信號分析儀。
3.根據權利要求1或2所述的傳感器網絡節點帶內雜散測試方法，其特征在于，所述信號分析儀為Agilent N9020A矢頻譜分析儀。
4.根據權利要求1所述的傳感器網絡節點帶內雜散測試方法，其特征在于，所述PC機提供測試人員進行自動化測試的控件。
全文摘要
本發明公開了一種傳感器網絡節點帶內雜散測試方法，其特征在于，傳感器網絡節點帶內雜散測試方法中的待測模塊通過SMA接口與信號分析儀相連，待測模塊通過RS232串口與PC機相連，信號分析儀通過GPIB/LAN接口與PC機相連。本發明不僅實現了對傳統的傳感器網絡節點帶內雜散測試系統的優化，也同時大大降低了進行帶內雜散測試所需要的時間，降低了測試系統的復雜度，節約了測試成本。
文檔編號H04W24/08GK103051400SQ20121055961
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者黃成 , 劉昊, 王薇, 國歆, 王國慶, 鄔贏 申請人:東南大學