专利名称：一种用于物联网的中近场测量系统及方法
一种用于物联网的中近场测量系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁场测量系统，尤其是一种用于物联网的中近场测量系统及方法。
背景技术：
物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。移动支付或手机支付，就是允许用户使用其移动终端(通常是手机)对所消费的商品或服务进行账务支付的一种服务方式。它是由移动运营商、移动应用服务提供商和金融机构共同推出的、构建在移动运营支撑系统上的一个移动数据增值业务应用。目前国内使用的移动支付方案有四大类基于13. 56MHz的非接触技术的双界面卡方案；基于13. 56MHz的非接触技术的NFC方案；基于13. 56MHz的非接触技术的SD卡方案和基于2. 4GHz的RF-SIM卡方案。移动支付产业属于新兴产业，预计到2013年，移动支付的市场规模将达到8600亿美元。综上不难看出对物联网RFID和移动支付等应用，对器件和系统的中近场的测量需要是非常迫切的，实有待改善。
发明内容为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种用于物联网的中近场测量系统及方法，可以获取测量空间中任意一点的中近场在多个方向上的电场和/或磁场的幅度值和相位值。为了实现上述目的，本发明提供了一种用于物联网的中近场测量系统，包括电磁场测量装置，测量一测量空间中的一测量位置及测量方向上的中近场的电场和/或磁场的幅度值和相位值；位置遍历装置，改变所述电磁场测量装置的所述测量位置及所述测量方向，以遍历所述测量空间；控制装置，控制所述位置遍历装置的移动及所述电磁场测量装置的测量。根据本发明一优选实施例，所述中近场的频率范围包括物联网RFID和移动支付的所有使用频率。根据本发明一优选实施例，所述位置遍历装置包括电机模块；运动平台，与所述电机模块相连，并将所述电机模块的旋转运动转化为直线、旋转或曲线运动；驱动模块，与所述电机模块相连，以驱动所述电机模块；反馈模块，与所述电机模块及所述运动平台相连，以将所述电机模块与所述运动平台的状态信息反馈到所述控制装置。根据本发明一优选实施例，所述电磁场测量装置包括天线，在所述测量位置及所述测量方向上接收所述中近场，并在所述运动平台的带动下改变所述测量位置及所述测量方向；分析模块，与所述天线连接并用于分析所述电场和/或磁场的幅度值和相位值。
根据本发明一优选实施例，所述天线为线天线、面天线、喇叭天线或振子天线。根据本发明一优选实施例，所述分析模块为矢量网络分析仪、频谱仪、功率计或示波器。根据本发明一优选实施例，所述扫描测量系统进一步包括一输出装置，所述输出装置与所述控制装置相连，以输出所述状态信息、所述幅度值以及所述相位值。根据本发明一优选实施例，所述扫描测量系统进一步包括一输入装置，所述输入装置与所述控制装置相连，用于输入用户的控制指令。为了实现上述目的，本发明提供了一种用于物联网的中近场测量方法，包括利用电磁场测量装置测量一测量空间中的一测量位置及测量方向上的中近场的电场和/或磁场的幅度值和相位值；利用位置遍历装置改变所述测量位置及所述测量方向，以遍历所述测量空间。根据本发明一优选实施例，所述中近场的频率范围包括物联网RFID和移动支付的所有使用频率。通过上述方式，利用位置遍历装置遍历测量空间，可以获取测量空间中任意一点的电磁场在多个方向上的电场和/或磁场的幅度值和相位值，具有使用灵活、应用范围广的优点。
图1是本发明的用于物联网的中近场测量系统的结构框架图。
具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1所示，图1是本发明的用于物联网的中近场测量系统的结构框架图。本发明的用于物联网的中近场测量系统包括电磁场测量装置10、位置遍历装置 20以及控制装置30。为了给用户更好的使用状态，还包括输出装置40以及输入装置50。位置遍历装置20包括电机模块21、驱动模块22、运动平台23以及反馈模块对。电机模块21可以包括至少一个电机，例如步进电机或伺服电机。驱动模块22接收控制装置30的控制信号后进行运算与处理，产生驱动电机模块 21的信号，使相应电机根据控制信号进行所需的旋转运动。例如，驱动模块22可通过PCI、 PC104、RS232/RS485、CAN、USB等通信接口接收并解码控制装置30的控制信号，驱动模块22 可通过驱动信号接口与电机模块21连接。运动平台23可由丝杆导轨、同步带导轨、伸缩链条、驱动轴等部件组成。运动平台 23的驱动轴与电机模块21的电机连接。具体来说，可通过联轴器与电机的电机轴连接。通过运动平台23将电机模块21的旋转运动转化为直线、旋转或曲线运动，从而实现测量空间的三维位置遍历。电机模块21和运动平台23都通过相应接口与反馈模块M进行连接。反馈模块 24将电机模块21和运动平台23的状态信息不断的反馈到控制装置30，包括速度、加速度、 位置、温度、湿度、功率等各种信息，控制装置30根据收到的各种状态信息控制位置遍历装置20的工作。控制装置30可进一步将上述状态信息输出到输出装置40，由用户根据上述状态信息作出判断，并通过输入装置50输入相应的指令，进而控制位置遍历装置20的工作该电磁场测量装置10用于测量由运动平台23定义的测量空间中的一测量位置及测量方向上的中近场的电场和/或磁场的幅度值和相位值。该电磁场测量装置10包括天线11以及分析模块12。在本实施例中，天线11可以是线天线、面天线、喇叭天线或振子天线，并可根据需要测量的中近场进行更换。天线11设置在运动平台23上，并在运动平台 23的带动下进行移动及旋转，进而改变电磁场测量装置10的测量位置及测量方向，从而遍历需要测量的测量空间内的任意一点。分析模块12与天线11连接并用于分析天线11在测量位置及测量方向上接收的中近场中的电场和/或磁场的幅度值和相位值。在本实施例中，分析模块12与天线11之间可通过传输线缆相连。在其他实施例中，分析模块12与天线11可通过本领域公知的各种有线及无线通信方式相连。在本实施例中，分析模块12可以是矢量网络分析仪、频谱仪、功率计或示波器。控制装置30可根据实际需要控制电磁场测量装置10的测量项目并可对分析模块12产生的数据做进一步分析。分析模块12所获得的幅度值、相位值或其他参数由控制装置30输出给输出装置40，进而呈现给用户。在本实施例中，输出装置40可以是显示器、打印机等各种能够进行信息输出的装置，例如输出装置40可将相应信息输出成文本文件、excel文件、各种数据库(access、 FoxPro, SQL server、oracle、db2、firebird)。输出装置40还可以将相应信息输出到可存储介质上，也可以输出到纸张上。输入装置50可以是鼠标、键盘、触摸屏等各种能够进行信息输入的装置。此外，本发明进一步提供了一种基于上述系统的用于物联网的中近场测量方法， 其中首先利用电磁场测量装置10测量一测量空间中的一测量位置及测量方向上的中近场的电场和/或磁场的幅度值和相位值；随后利用位置遍历装置20改变电磁场测量装置10 的测量位置及测量方向，以遍历该测量空间。本发明提供了一种用于物联网的中近场测量系统，其通过位置遍历装置实现对测量空间进行三维位置遍历，测量的中近场的频率范围包括物联网RFID和移动支付的所有使用频率，可获得测量空间中任一点的中近场在多个方向上的电场和/或磁场的幅度值和相位值。例如，对于基于2. 4GHz的RF-SIM卡方案的移动支付设备，接收采用2. 4GHz的小天线，分析采用矢量网络分析仪。运动平台采用丝杠加步进电机的机械结构实现空间三维位置遍历。综上所述，本发明具有使用灵活、应用范围广的优点。在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。
权利要求
1.一种用于物联网的中近场测量系统，其特征在于，包括电磁场测量装置，测量一测量空间中的一测量位置及测量方向上的中近场的电场和/ 或磁场的幅度值和相位值；位置遍历装置，改变所述电磁场测量装置的所述测量位置及所述测量方向，以遍历所述测量空间；控制装置，控制所述位置遍历装置的移动及所述电磁场测量装置的测量。
2.根据权利要求1所述的用于物联网的中近场测量系统，其特征在于，所述中近场的频率范围包括物联网RFID和移动支付的所有使用频率。
3.根据权利要求1所述的用于物联网的中近场测量系统，其特征在于，所述位置遍历装置包括电机模块；运动平台，与所述电机模块相连，并将所述电机模块的旋转运动转化为直线、旋转或曲线运动；驱动模块，与所述电机模块相连，以驱动所述电机模块；反馈模块，与所述电机模块及所述运动平台相连，以将所述电机模块与所述运动平台的状态信息反馈到所述控制装置。
4.根据权利要求3所述的用于物联网的中近场测量系统，其特征在于，所述电磁场测量装置包括天线，在所述测量位置及所述测量方向上接收所述中近场，并在所述运动平台的带动下改变所述测量位置及所述测量方向；分析模块，与所述天线连接并用于分析所述电场和/或磁场的幅度值和相位值。
5.根据权利要求4所述的用于物联网的中近场测量系统，其特征在于，所述天线为线天线、面天线、喇叭天线或振子天线。
6.根据权利要求4所述的用于物联网的中近场测量系统，其特征在于，所述分析模块为矢量网络分析仪、频谱仪、功率计或示波器。
7.根据权利要求4所述的用于物联网的中近场测量系统，其特征在于，所述扫描测量系统进一步包括一输出装置，所述输出装置与所述控制装置相连，以输出所述状态信息、所述幅度值以及所述相位值。
8.根据权利要求7所述的用于物联网的中近场测量系统，其特征在于，所述扫描测量系统进一步包括一输入装置，所述输入装置与所述控制装置相连，用于输入用户的控制指令。
9.一种用于物联网的中近场测量方法，其特征在于，包括利用电磁场测量装置测量一测量空间中的一测量位置及测量方向上的中近场的电场和/或磁场的幅度值和相位值；利用位置遍历装置改变所述测量位置及所述测量方向，以遍历所述测量空间。
10.根据权利要求9所述的用于物联网的中近场测量方法，其特征在于，所述中近场的频率范围包括物联网RFID和移动支付的所有使用频率。
全文摘要
本发明提供了一种用于物联网的中近场测量系统及方法。该测量系统包括电磁场测量装置，测量一测量空间中的一测量位置及测量方向上的中近场的电场和/或磁场的幅度值和相位值；位置遍历装置，改变电磁场测量装置的测量位置及测量方向，以遍历测量空间；控制装置，控制位置遍历装置的移动及电磁场测量装置的测量。通过上述方式，利用位置遍历装置遍历测量空间，可以获取测量空间中任意一点的中近场在多个方向上的电场和/或磁场的幅度值和相位值，具有使用灵活、应用范围广的优点。
文档编号G01R29/08GK102565547SQ201010607328
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者何振明, 刘若鹏, 廖臻, 徐冠雄, 李岳峰, 杨松涛, 王今金, 石小红, 赖少祥, 陈智超 申请人:深圳光启高等理工研究院