的 运动方向和加速度，以便研宄运动无线多媒体网络的导航和定位。终端测试装置通过温湿 度传感器可获取周围环境中的温度和湿度信息，通过测试节点接口可与被测试节点相连 接，以便通过被测试节点与主测试装置组成无线多媒体网络。按键模块可控制终端测试装 置的工作状态，显示模块用于显示终端测试模块的工作信息。
[0023] 主测试装置和终端测试装置的电源模块均由太阳能电池板、可充电磷酸铁锂电 池、电源切换电路、电量计电路和环境光传感器组成，太阳能电池板和可充电磷酸铁锂电池 的输出经电源切换电路对电路进行供电，主控单片机通过电量计电路测量可充电磷酸铁锂 电池进行检测，主控单片机通过环境光传感器检测外界的光强度，并对电源切换电路进行 控制。当外界的光强度比较大时，太阳能电池板不仅给整个电路供电，而且还对可充电磷酸 铁锂电池充电。当外界光强度比较弱时，仅对电路供电或对可充电磷酸铁锂电池充电，当光 强度再次减弱时，则不输出光伏电能。
[0024] 如图3所示，给出了本发明的无线多媒体传感网定位测试系统的布设原理图，所 示的被测试节点4设置于终端测试装置1上，终端测试装置a，b，c，d均布于一定区域范围 内。主测试装置2分别为A，B，C，D，其分布于终端测试装置1所在的区域内，数据管理服务 器3采用PC机，其上连接有无线收发模块5,以实现对与主测试装置2的通信。所示的主测 试装置2不仅可获取自身的经炜度和海拔坐标，而且通过全向天线和多个定向天线与终端 测试装置1上的被测试节点的定位，采用相应的定位计算方法，还可获取被测试节点的经 炜度坐标。将通过计算方法获取的被测试节点的坐标，与通过终端测试装置1获取的经炜 度坐标相比较，即可评价定位方法的优劣。
[0025] 本发明的无线多媒体传感网定位测试系统的定位和测试方法，通过以下步骤来实 现：
[0026] a).安装被测试节点，设要完成同一平面内的定位和测试，所有主测试装置和终端 测试装置位于同一平面内，将每个被测试节点通过测试节点接口安装于终端测试装置上， 每个终端测试装置具有唯一标示ID，分别记为a，b，c，...；
[0027] b).布设主测试装置，将参与测试的多个主测试装置布置于被测试节点所在的网 络环境中，其分别标记为A，B，C，...，然后将每个主测试装置上的多个定向天线形成的天线 阵列调整到合适的方向，使其与设置的天线朝向一致；
[0028] c).建立测试网络，以主测试装置为中心节点、终端测试装置上的被测试节点为传 感节点，通过自组网的方式建立测试网络，每个被测试节点都有一个唯一的网络SID ;
[0029] d).被测试节点的数据发送，被测试节点所在的终端测试模块采集自身的经炜度 坐标，并通过被测试节点按照设定的时间间隔依次进行广播；
[0030] 为了获取被测试节点的更多信息，被测试节点发送至主测试装置的数据不仅包括 经炜度坐标，还可包括海拔坐标、加速度、方向、时间、周围环境的温度和湿度、所在终端测 试装置的剩余电量信息；
[0031] e).数据的接收和转发，主测试装置接收被测试节点发送的数据，并将采集的自身 经炜度坐标与接收的被测试节点发送的数据转发至数据管理服务器；
[0032] 同样地，主测试装置采集的数据不仅包括自身的经炜度坐标，还可包括海拔坐标、 加速度、方向、时间、周围环境的温度和湿度、所在终端测试装置的剩余电量信息，以通过数 据管理服务器对其进行管理和监控；
[0033] f).被测试节点的角度定位，数据管理服务器接收到主测试装置发送的数据后，通 过以下步骤实现对被测试节点的角度定位：
[0034] f_l).定向天线增益的确定，设主测试装置上在同一平面内均匀分布的定 向天线的个数为η个，某一定向天线的增益定义为：
【主权项】
1. 一种无线多媒体传感网定位测试系统，包括数据管理服务器、多个主测试装置以及 多个终端测试装置，多媒体传感网中的被测试节点与终端测试装置经通信线连接，主测试 装置与被测试节点进行自组网，主测试装置用于接收被测试节点的数据并将其转发至数据 管理服务器，数据管理服务器通过对接收的数据进行分析和运算，实现被测试节点的定位 并对定位算法进行分析；其特征在于：所述主测试装置由微控制器以及与其相连接的电源 模块、卫星定位接收模块、无线收发模块、存储模块、全向天线及多个均匀分布的定向天线 组成，主测试装置通过卫星定位接收模块获取自身的经炜度坐标；所述终端测试装置由微 控制器以及与其相连接的电源模块、卫星定位接收模块、存储模块及与被测试节点相连接 的测试节点接口组成，终端测试装置通过自身的卫星定位接收模块获取经炜度坐标；主测 试装置通过全向天线和多个定向天线分别实现与终端测试装置之间的发送和接收，主测试 装置通过无线收发模块将自身采集的数据和接收的终端测试装置的数据发送至数据管理 服务器；数据管理服务器根据接收的数据对被测试节点进行定位并评价定位方法的准确 性。
2. 根据权利要求1所述的无线多媒体传感网定位测试系统，其特征在于：所述主测试 装置和终端测试装置的微控制器均连接有环境光传感器、陀螺仪、三轴加速度计、温湿度传 感器、显示模块和按键。
3. 根据权利要求2所述的无线多媒体传感网定位测试系统，其特征在于：所述主测试 装置和终端测试装置的电源模块均由可充电磷酸铁锂电池和太阳能电池板组成，可充电磷 酸铁锂电池和太阳能电池板的输出经电源切换电路与微控制器相连接，微控制器经环境光 传感器对电源切换电路进行控制，微控制器经电量计电路检测可充电磷酸铁锂电池的电 压。
4. 根据权利要求1或2所述的无线多媒体传感网定位测试系统，其特征在于：所述主 测试装置和终端测试装置的微控制器、存储模块均分别采用主控单片机、铁电存储器。
【专利摘要】本实用新型的无线多媒体传感网定位测试系统，包括数据管理服务器、多个主测试装置以及多个终端测试装置，特征在于：主测试装置通过全向天线和多个定向天线分别实现与终端测试装置之间的发送和接收，主测试装置通过无线收发模块将自身采集的数据和接收的终端测试装置的数据发送至数据管理服务器。本实用新型的测试系统，通过计算被测试节点与主测试装置上的定向天线的夹角以及信号强度，可计算出被测试节点的坐标，也可通过计算被测试节点与两个主测试装置上定位天线的夹角，来获取被测试节点的坐标。通过比较定位方法计算出的被测试节点的坐标与通过卫星定位接收模块获取的坐标的差值，来评价定位计算方法的优劣。
【IPC分类】H04W64-00, H04W84-18, G01S5-00
【公开号】CN204556819
【申请号】CN201520044689
【发明人】付勇, 刘瑞霞, 陈长英, 胡一帆, 孔祥龙, 朱亮, 赵雪, 王英龙
【申请人】山东省计算中心（国家超级计算济南中心）
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年1月22日