本发明涉及一种远程电磁辐射自动测量系统。
背景技术：
随着无线通信技术的迅速发展，移动通信基站的建设数量急速增加，基站产生的电磁辐射对环境的影响受到社会的广泛关注。为了精确地评估基站电磁辐射的强度，需要使用频谱仪等测量仪器对基站信号进行测量。传统的测量方法需要研究人员到现场调整测量参数，以确保测量精度；当需要测量大量数据时，研究人员需要长时间在现场观察仪器运行状态并按时保存测量结果，这种方法一方面消耗了研究人员宝贵的时间和精力，另一方面也会由于人为地不精确操作带来测量误差。
针对现有技术的不足，本发明提出一种远程电磁辐射自动测量系统。该系统通过控制服务器远程控制频谱仪进行测量，控制服务器能够对频谱仪进行智能地参数设置，并定时执行设定好的测量任务，对测量结果进行分析，当测量结果出现异常时发出告警消息。实践表明，该系统能帮助研究人员更加准确和高效地测量电磁辐射强度，对电磁辐射暴露情况的研究有较大的应用价值。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供一种远程电磁辐射自动测量系统，该系统包括接收天线、频谱仪和控制服务器；
接收天线将接收到的电磁波转换为电信号输入到频谱仪中，频谱仪对接收到的电信号进行频谱分析；
控制服务器包含有频谱仪设备管理模块、参数智能设置模块、电磁辐射异常告警模块和定时任务执行模块；
控制服务器通过以太网与频谱分析仪连接，使用tcp/ip协议向频谱仪发送标准仪器控制指令，远程设置频谱仪参数，控制频谱仪进行自动测量，并将测量结果回传给控制服务器。
上述的一种远程电磁辐射自动测量系统，所述频谱仪设备管理模块具有以下功能：
(1)远程连接、断开及关闭设备功能：测量时通过tcp/ip协议连接频谱仪和控制服务器，进行远程控制；测量结束后，控制服务器向频谱仪发送poweroff信号，并切断与频谱仪的网络连接，退出远程控制，频谱仪收到poweroff信号后自动关闭设备；
(2)频谱仪电量监控功能：控制服务器会定期检测频谱仪耗电速度以及剩余电量，当耗电速度大于每分钟2％时，控制服务器将发出耗电速度过快提醒；当剩余电量低于20％时，控制服务器将发出低电量提醒；当剩余电量低于10％时，控制服务器将强制关闭频谱仪，以免电池受损。
上述的一种远程电磁辐射自动测量系统，所述参数智能设置模块具有以下功能：
(1)历史参数自动设置功能：控制服务器能够自动保存最近一次的测量参数，在下一次连接频谱仪后自动设置上次的测量参数，避免手动设置相同的参数；
(2)扫频宽度智能设置功能：若测量环境发生改变，控制服务器能够根据测量信号的中心频率自动判断信号所属的网络制式，再根据网络制式确定测量信号频带宽度，并将扫频宽度设置为测量信号频带宽度的1.2倍；
(3)滤波器带宽智能设置功能：频谱仪的滤波器带宽分为分辨率带宽和视频带宽，控制服务器将分辨率带宽设置为测量信号频带宽度的二十分之一，并将视频带宽设置为分辨率带宽的3倍，使频谱仪保持一定测量精度的同时，提高扫描速度。
上述的一种远程电磁辐射自动测量系统，所述电磁辐射异常告警模块具有以下功能：
(1)30秒内电磁辐射强度分析与告警功能：控制服务器能够分析30秒内的电磁辐射强度及其波动情况，并统计30秒内电磁辐射强度最大值超过0.8v/m的次数，若次数超过15次，则系统发出告警消息；
(2)1分钟内电磁辐射强度分析与告警功能：控制服务器能够分析1分钟内的电磁辐射强度及其波动情况，并统计1分钟内电磁辐射强度最大值超过0.6v/m的次数，若次数超过20次，则系统发出告警消息；
(3)6分钟内电磁辐射强度分析与告警功能：控制服务器能够分析6分钟内的电磁辐射强度及其波动情况，并统计6分钟内电磁辐射强度最大值超过0.5v/m的次数，若次数超过80次，则系统发出告警消息；
(4)30分钟内电磁辐射强度分析与告警功能：控制服务器能够分析30分钟内的电磁辐射强度及其波动情况，并统计30分钟内电磁辐射强度最大值超过0.5v/m的次数，若次数超过300次，则系统发出告警消息。
上述的一种远程电磁辐射自动测量系统，所述定时任务执行模块具有以下功能：
(1)单任务定时执行功能：控制服务器能够控制频谱仪在指定的时间执行任务；若测量过程需要重复执行单个任务，可以设置任务执行的周期和次数，每个周期执行一次，重复执行到指定的次数；
(2)任务队列定时执行功能：若测量过程需要依次执行多个任务，控制服务器可以将多个任务按顺序排列，相邻两个任务之间设置相应的时间间隔，形成一个任务队列，并在指定的时间执行任务队列；控制服务器可以设置任务队列执行的周期和次数，每个周期执行一次，重复执行到指定的次数。
本发明的有益效果在于：通过控制服务器远程控制频谱仪进行测量，控制服务器能够对频谱仪进行智能地参数设置，并定时执行设定好的测量任务，对测量结果进行分析，当测量结果出现异常时发出告警消息。该系统能帮助研究人员更加准确和高效地测量电磁辐射强度，对电磁辐射暴露情况的研究有较大的应用价值，并具有一定的社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。本实施例在以本发明内容为前提下进行，给出了详细的实施步骤，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明提供一种远程电磁辐射自动测量系统，该系统包括接收天线、频谱仪和控制服务器，控制服务器包含有频谱仪设备管理模块、参数智能设置模块、电磁辐射异常告警模块和定时任务执行模块；本实施例所使用的接收天线为周期对数天线hyperlog60180，频谱仪为便携式频谱分析仪keysightfieldfoxn9918a，控制服务器为联想e47a笔记本电脑，实施场所为室内环境，测量对象为wcdma信号，中心频率为2137.5mhz，频带宽度为15mhz。
上述的一种远程电磁辐射自动测量系统，所述频谱仪设备管理模块具有远程连接、断开及关闭设备功能：
远程连接时，将频谱仪和控制服务器同时接入到以太网中，在频谱仪系统信息界面查看频谱仪的ip地址，控制服务器使用tcp/ip协议向该ip地址发送连接请求，经过三次握手建立tcp连接，连接成功后即可远程控制频谱仪进行测量。测量结束后，控制服务器向频谱仪发送poweroff信号后断开tcp连接，频谱仪收到poweroff信号后自动关闭设备；
上述的一种远程电磁辐射自动测量系统，所述频谱仪设备管理模块具有频谱仪电量监控功能：
控制服务器连接到频谱仪后，将开启一个监控进程，每分钟查询一次频谱仪剩余电量，若当前剩余电量比上一次查询时的剩余电量减少了2％及以上，控制服务器会发出耗电速度过快提醒；当查询到的剩余电量低于20％时，控制服务器会发出低电量提醒，研究人员收到低电量提醒后可以及时给频谱仪充电，并暂时中止测量任务；当查询到的剩余电量低于10％时，控制服务器会强制关闭频谱仪，以免电池受损。
上述的一种远程电磁辐射自动测量系统，所述参数智能设置模块具有历史参数自动设置功能：
频谱仪每次开机后都会使用默认的参数设置，如起始频率为9khz，终止频率为3ghz，衰减为30db，参考电平为0dbm等，然而该默认设置并不适用于实际信号测量，因此控制服务器会自动保存最近一次的测量参数，在下一次连接频谱仪后自动设置上次的测量参数，避免手动设置相同的参数；本实施例中测量wcdma信号时，起始频率为2130mhz，终止频率为2145mhz，衰减为0db，参考电平为-30dbm等，那么下次使用频谱仪时，会自动使用这些参数设置，跳过设置过程直接测量。
上述的一种远程电磁辐射自动测量系统，所述参数智能设置模块具有扫频宽度智能设置功能和滤波器带宽智能设置功能：
控制服务器能够根据测量信号的中心频率自动判断信号所属的网络制式，再根据网络制式确定测量信号频带宽度，并将扫频宽度设置为测量信号频带宽度的1.2倍，分辨率带宽设置为测量信号频带宽度的二十分之一，视频带宽设置为分辨率带宽的3倍；本实施例中测量wcdma信号时，研究人员只需设置中心频率为2137.5mhz，控制服务器就能确定测量信号频带宽度为15mhz，然后自动设置扫频宽度为18mhz，分辨率带宽为750khz，视频带宽为2.25mhz，大大简化了设置过程。
上述的一种远程电磁辐射自动测量系统，所述电磁辐射异常告警模块具有分析一段时间内的电磁辐射强度与告警功能：
本实施例中，控制服务器分析了wcdma信号在6分钟内的电磁辐射强度及其波动情况，统计到6分钟内电磁辐射强度最大值超过0.5v/m的次数为97次，超过了80次的限值，系统发出电磁辐射强度过大的告警消息。
上述的一种远程电磁辐射自动测量系统，所述定时任务执行模块具有单任务定时执行功能：
控制服务器能够控制频谱仪在指定的时间执行任务，并设置任务执行的周期和次数；本实施例从早上8点开始测量wcdma电磁辐射强度，任务执行周期为6分钟，重复测量40次；测量过程于中午12点结束，得到wcdma电磁辐射数据40组。
上述的一种远程电磁辐射自动测量系统，所述定时任务执行模块具有任务队列定时执行功能：
本实施例测量wcdma信号时，分别使用750khz和1.5mhz的分辨率带宽进行了测量，首先使用750khz的分辨率带宽测量6分钟，等待3分钟后再使用1.5mhz的分辨率带宽测量6分钟，将此过程作为一个任务队列，重复执行该任务队列5个小时，测量结束后得到750khz分辨率带宽的电磁辐射数据20组和1.5mhz分辨率带宽的电磁辐射数据20组。
以上实施例说明，本发明能帮助研究人员节省大量的精力和时间，更加准确和高效地测量电磁辐射强度，对电磁辐射暴露情况的研究有较大的应用价值。