专利名称：大规模的短距离无线数据传输设备的生产测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种用于对短距离无线数据传 输设备进行生产测试的系统。
背景技术：
短距离无线数据透明传输是一种线缆替代技术，在当前很多领域如工业 生产、医疗监护、科学研究等都得到了广泛的应用。它的出现，解决了因环 境和条件限制而不利于有线布线的烦恼，同时具有低成本、方便携带等优点。 但是，在短距离无线数据传输设备的大规模批量生产制造过程中，常常需要 对每一个即将出厂的设备进行专业的测试。通常的做法是，设置一条流水线， 对每一台短距离无线数据传输设备分别一一进行独立的测试。高价的专业射 频测试设备和繁琐的测试流程将大大的增加了产品的生产成本、人力成本和 延长了生产时间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题，提供一种短 距离无线数据传输设备的生产测试系统，能既方便又准确的对短距离无线数 据传输设备的射频合格率进行测试，减少生产测试所需的时间和成本。
本发明的技术方案是大规模的短距离无线数据传输设备的生产测试系 统，包括一个射频性能检测设备1和至少一个待测试的短距离无线数据传输 设备2，所述射频性能检测设备1包括微处理器射频单元3和与之相连的
RS232串口通信单元4、匹配射频收发电路7，微处理器射频单元3通过RS232 串口通信单元4和主控机9实现数据通信，通过匹配射频收发电路7发送并 接收射频信号，和待测试的短距离无线数据传输设备2进行无线通信；所述 待测试的短距离无线数据传输设备2包括微处理器射频模块6和与之相连的 匹配射频收发模块8，微处理器射频模块6通过匹配射频收发模块8接收并 发送射频信号。
本发明的更详细的技术方案是
所述射频性能检测设备1包括如下的工作步骤-(1)射频性能检测设备1接收到用户主控机9的检测命令时，依次向 第ii个(n=l， 2， 3... N)待测试的短距离无线数据传输设备2发送巡检命令；
(2) 所述射频性能检测设备1接收到第ii个(n=l， 2， 3…N)待测试
的短距离无线数据传输设备2反馈的射频信号后，计算出其接收到的射频能 量值Tn，并记录短距离无线数据传输设备2发来的Rn值，其中，所述Tn 值和Rn值分别代表待测试的短距离无线数据传输设备2的射频发送性能和 射频接收性能；
(3) 若超时仍没有接收到第ii个(n=l， 2， 3...N)待测试的短距离无 线数据传输设备2反馈的射频信号，则设置该待测试设备的Til和Rn为0;
(4) 测试第n + 1个待测试的短距离无线数据传输设备2，重复步骤 (1) (3)，直到对所有N个待测试设备均进行了数据记录为止；
(5) 依次重复步骤(1) (4) J次，得到所有N个设备的Rn和Tn (n=l， 2， 3...N)的J次平均值，其中J为平均次数；
(6) 所述射频性能检测设备1将巡检的结果通过RS232通信单元发送 给用户主控机9。
所述待测试的短距离无线数据传输设备2包括如下的工作步骤-
(1) 第n个(n=l， 2， 3... N)待测试的短距离无线数据传输设备2 在上电后首先进行初始化；
(2) 初始化完成后，设置射频收发模块工作在接收状态，并开始侦听 射频性能检测设备1发出的巡检命令；
(3) 当侦听到射频性能检测设备1发出给自己的巡检命令后，计算出 其接收到的代表射频接收性能的射频能量值Rn;
(4) 设置射频收发模块工作在发送状态，并将能量值Rn通过射频信 号发送给射频性能检测设备1;
(5) 发送完成后再次进入接收状态，重复步骤(3) (4)。 所述微处理器射频单元3包括微处理器和无线射频收发单元。 所述微处理器射频单元3包括一块一体的集成芯片及其外围电路。 所述微处理器射频单元3包括直接序列扩频装置。 所述微处理器射频单元3包括O—QPSK调制解调装置。 所述微处理器射频单元3采用MC13213芯片。
所述微处理器射频模块6和所述微处理器射频单元3的电路结构相同。
5所述微处理器射频模块6包括直接序列扩频装置和O—QPSK调制解调 装置。
本发明的优点是由于采用微处理器控制，轮流对所有的待测试设备进 行无线测试，并自动保存所有数据，可以在主控机上设置数据的平均次数， 保证了在工业批量生产中，能既方便又准确的对短距离无线数据传输设备的 射频合格率进行测试，减少生产测试所需的时间和费用成本，同时减少了人 力成本。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述
图1是本发明的生产测试系统的系统示意图2是本发明的射频性能检测设备1电路原理图3是本发明的待测试的短距离无线数据传输设备2的电路原理图； 图4是本发明的射频性能检测设备1的工作流程图5是本发明的待测试的短距离无线数据传输设备2的工作流程图。 其中1射频性能检测设备；2待测试的短距离无线数据传输设备；3 微处理器射频单元；4 RS232串口通信单元；5RS485接口电路；6微处理 器射频模块；7匹配射频收发电路；8匹配射频收发模块；9主控机。
具体实施例方式
实施例1:如图1所示，本实施例的短距离无线数据传输设备的生产测 试系统，包括一个射频性能检测设备1和至少一个待测试的短距离无线数据 传输设备2，所述射频性能检测设备1包括微处理器射频单元3和与之相连 的RS232串口通信单元4以及匹配射频收发电路7。
所述待测试的短距离无线数据传输设备2包括微处理器射频模块6和与 之相连的匹配射频收发模块8，微处理器射频模块6通过匹配射频收发模块 8接收并发送射频信号。
如图2所示，本实施例的射频性能检测设备1采用飞思卡尔公司的 MC13213作为微处理器射频单元3, MC13213芯片是一个集微处理器和射 频单元于一体的SoC芯片。其中，微处理器和2.4GHz的射频芯片之间通过 SPI串口总线相连接，进行数据通信。MC13213的微处理器是一个8位的 HCS08内核的处理器，其集成了通用串口和定时/计时器等一系列功能，射频单元工作在2.4GHz，其物理层按照IEEE802.15.4的标准，数据传输速率 为250kbps，该频带划分为16个信道，每个信道占5MHz的带宽。MC13213 的射频单元采用直接序列扩频技术(DSSS， Direct Sequence Spread
Spectrum)和O — QPSK的调制解调方式，提高了无线信号的抗干扰能力。 射频单元SPI总线传输过来的微处理器待射频发送的二进制数字信号通过 直接序列扩频技术进行数字扩频，然后再进行O-QPSK技术进行射频调制， 然后射频发送出去，同样射频单元接收到射频信号后首先进行O-QPSK解 调，然后再反扩频变成二进制数字信号。
无线收发单元的匹配射频收发电路7由不平衡变压器和若干电感、电容 以及射频收发天线组成。MC13213芯片的射频输出信号RFIN一P脚串联一 个电感后连接不平衡变压器的第l脚，不平衡变压器的第3脚通过串联一个 电感后连接MC13213的射频输入信号RFI1NLM脚，第1脚和第3脚之间另 外并联一个电容，不平衡变压器的第6脚并联一个电感、 一个电容后连接射 频天线。
RS232串口通信单元由电平转换电路和若干电阻电容组成，微控制器射 频单元3和电平转换电路相连，使电平在TTL电平和RS232串口电平之间 转换，电平转换电路可将输入TTL电平转换为RS232电平，也可以将输入 RS232电平转换为TTL电平。
本实施例的电平转换电路采用MAX3221芯片，MC13213通过TXD2 和RXD2两脚和RS232串口通信单元连接。本实施例中MC13213的TXD2 数据发送脚和RXD2数据接收脚分别连接MAX3221的第一输入脚TIN和第 一输出脚ROUT。 MAX3221芯片的第二输出信号脚TOUT连接9针RS232 串口的第2脚，第二输入信号脚RIN连接9针RS232串口的第3脚，从而 实现射频性能检测设备1的微处理器3通过RS232串口通信单元4和主控机 9之间实现数据通信。
本实施例的主控机9可以是电脑，为检测人员提供友好的人机交互界 面，检测人员可以控制主控机9发送检测命令，从而控制射频性能检测设备 1的工作。
如图3所示，本实施例的短距离无线数据传输设备2同样也采用了飞思 卡尔公司的SoC芯片MC13213作为微处理器射频模块6，其匹配射频收发模块8也和射频性能检测设备1的匹配射频收发电路7的结构相同，不再赘 述。另外，由于待测设备要在工业现场进行运用，由于工业应用上大多采用 RS485总线，因此为待测设备保留了 RS485接口电路5。本实施例中RS485 接口电路5由75LBC184芯片和若干电阻组成。
本实施例的大规模的短距离无线数据传输设备的生产测试系统，包括一 个射频性能检测设备1和ii个(n=l， 2， 3...N)待测试的短距离无线数据 传输设备2，为方便说明，假设本实施例有N=600个待测试的短距离无线 数据传输设备，且将取J=10次测量的平均值作为测量结果。首先设置这600 个待测试的短距离无线数据传输设备的设备号为一个1 600的连续序列。 假设待测试的短距离无线数据传输设备与射频性能检测设备之间的距离为 dl，待测试的短距离无线数据传输设备之间的平均距离为d2，当dl d2时， 可以忽略由于距离引起的个体差异。
在测试之前，用无线连接测试仪对射频性能检测设备1的射频发送和接 收性能进行严格测试，并保证性能合格，这样才能保证测量出的能量值能够 完全反应出待测的短距离无线数据传输设备2的射频接收和发送性能。本实 施例采用安捷伦的N4010A无线连接测试仪。同样地，为了使得测量出的能 量值具有一定的参考性，假设设备号为1的待测短距离无线数据传输设备的 射频发送和接收性能也通过了无线连接测试仪的严格测试。
如图4所示为射频性能检测设备1的工作流程图，包括以下工作步骤
(1) 射频性能检测设备1初始化；
(2) 接收主控机9发送的检测命令，若没有收到，则继续等待，若接 收到，给主控机9回复确认帧，并执行下一步骤；
(3) 设置平均次数j从1开始；
(4) 设置待测试的短距离无线数据传输设备号ii-起始设备号，在本 实施例中，起始设备号为1;
(5) 向第n个待测试的短距离无线数据传输设备2发送巡检命令；
(6) 若接收到第n个待测试的短距离无线数据传输设备2反馈的射频 信号，则计算出并记录其接收到的射频能量值Tn，并记录短距离无线数据 传输设备2发来的Rn值，Rn值为待测试的短距离无线数据传输设备2接收 到的射频能量值，Rn和Tii分别代表了待测试的短距离无线数据传输设备的射频接收性能和射频发送性能；
(7) 若超时仍没有接收到第n个待测试的短距离无线数据传输设备2 反馈的射频信号，则设置该待测设备的Tn和Rn值为0;
(8) n的数值加1，重复步骤(5) (8)，直到11=结束设备号N为 止，在本实施例中N二600;
(9) j的数据加1，重复歩骤(4) (9)，直到j等于需要平均的次 数J为止，本实施例中的平均次数J=10;
(10) 射频性能检测设备1计算各个待测设备的Rn和Tn(n=l， 2， 3...N)的J次平均值，本实施例中J二10;
(11) 射频性能检测设备1将巡检的结果(各待测设备的平均Rn和Tii 值)通过RS232通信单元发送给主控机9。
其中，主控机9给检测设备发送的检测命令包括起始设备号、结束设备 号和CRC校验等信息；测试设备发送给待测试设备的巡检命令包括待测设 备号的信息；待测试设备回复的反馈信息包括待测设备号和能量值信息；测 试设备回复给主控机9的巡检结果包括待测试设备总数、所有待测试设备的 Tn和Rn的能量值和CRC校验位信息。
如图5所示为待测试的短距离无线数据传输设备2的工作流程图，包括 以下工作歩骤
(1) 第n个(n=l， 2， 3...N)待测试的短距离无线数据传输设备2在
上电后初始化，首先设置射频收发模块工作在接收状态；
(2) 开始侦听射频性能检测设备1发出的巡检命令；
(3) 当侦听到射频性能检测设备1发出给自己的巡检命令后，计算出 其接收到的射频能量值Rn， Rn代表了第n个待测试的短距离无线数据传输 设备2的射频接收性能；
(4) 设置射频收发模块工作在发送状态，并将能量值Rn通过射频信 号发送给射频性能检测设备1，完成此次测试。
实施例2:本实施例中，微处理器射频单元3包括互相连接的独立的微 处理器和2.4GHz的无线射频收发单元。微处理器和无线射频收发单元之间 的接口信号包括微处理给无线收发单元的控制信号、微处理器和无线收发 单元的数据信号，其中，微处理器发出的控制信号包括控制无线收发单元工
9作在发射或者接收状态的信号，微处理器的第一数据输出端口连接无线收发 单元的第一数据输入端口 ，无线收发单元的第二数据输出端口连接微处理器 的第一数据输入端口 。无线射频收发单元将从微处理器传输过来的待射频发 送的二进制数字信号进行数字扩频和射频调制，然后射频发送出去，同样射 频单元接收到射频信号后首先进行射频解调，然后再反扩频变成二进制数字
信号传输给微处理器。无线射频收发单元包括直接序列扩频装置和o —
QPSK调制解调装置为现有技术。短距离无线数据传输设备的生产测试系统 的其余单元和实施例1相同，不再赘述。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，并不能以此限定本发明实施的范 围，凡依本发明权利要求及说明书内容所作的简单的变换，皆应仍属于本发 明覆盖的保护范围。
权利要求
1.一种大规模的短距离无线数据传输设备的生产测试系统，包括一个射频性能检测设备(1)和至少一个待测试的短距离无线数据传输设备(2)，其特征在于所述射频性能检测设备(1)包括微处理器射频单元(3)和与之相连的RS232串口通信单元(4)、匹配射频收发电路(7)，微处理器射频单元(3)通过RS232串口通信单元(4)和主控机(9)实现数据通信，通过匹配射频收发电路(7)发送并接收射频信号，和待测试的短距离无线数据传输设备(2)进行无线通信；所述待测试的短距离无线数据传输设备(2)包括微处理器射频模块(6)和与之相连的匹配射频收发模块(8)，微处理器射频模块(6)通过匹配射频收发模块(8)接收并发送射频信号。
2. 根据权利要求1所述的短距离无线数据传输设备的生产测试系统，其特征在于射频性能检测设备(1)包括如下的工作歩骤(2.1) 射频性能检测设备(1)接收到用户主控机(9)的检测命令时，依次向第n个(n=l， 2， 3... N)待测试的短距离无线数据传输设备(2)发送巡检命令；(2.2) 所述射频性能检测设备(1)接收到第n个(n=l, 2， 3…N)待测试的短距离无线数据传输设备(2)反馈的射频信号后，计算出其接收到的射频能量值Tn，并记录短距离无线数据传输设备(2)发来的Rn值，其中，所述Tn值和Rii值分别代表待测试的短距离无线数据传输设备(2)的射频发送性能和射频接收性能；(2.3) 若超时仍没有接收到第n个(n=l， 2， 3...N)待测试的短距离无线数据传输设备(2)反馈的射频信号，则设置该待测试设备的Tii和Rn为0;(2.4) 测试第n+l个待测试的短距离无线数据传输设备(2)，重复步骤(2.1) (2.3)，直到对所有N个待测试设备均进行了数据记录为止；(2.5) 依次重复歩骤(2.1) (2.4) J次，得到所有N个设备的Rn和Tii (n=l， 2， 3...N)的J次平均值，其中J为平均次数；(2.6) 所述射频性能检测设备(1)将巡检的结果通过RS232通信单元发送给用户主控机(9)。
3. 根据权利要求1所述的短距离无线数据传输设备的生产测试系统，其特征在于待测试的短距离无线数据传输设备(2)包括如下的工作步骤(3.1) 第n个(n=l， 2， 3... N)待测试的短距离无线数据传输设备(2) 在上电后首先进行初始化；(3.2) 初始化完成后，设置射频收发模块工作在接收状态，并开始侦 听射频性能检测设备(1)发出的巡检命令；(3.3) 当侦听到射频性能检测设备(1)发出给自己的巡检命令后，计 算出其接收到的代表射频接收性能的射频能量值Rii;(3.4) 设置射频收发模块工作在发送状态，并将能量值Rii通过射频信 号发送给射频性能检测设备(1);(3.5) 发送完成后再次进入接收状态，重复(3.3 3.4)歩骤。
4. 根据权利要求1所述的短距离无线数据传输设备的生产测试系统， 其特征在于所述微处理器射频单元(3)包括微处理器和无线射频收发单 元。
5. 根据权利要求1所述的短距离无线数据传输设备的生产测试系统， 其特征在于所述微处理器射频单元(3)包括一块一体的集成芯片及其外围电路。
6. 根据权利要求1、 4或5中任意一项所述的短距离无线数据传输设备 的生产测试系统，其特征在于所述微处理器射频单元(3)包括直接序列 扩频装置。
7. 根据权利要求1、 4或5中任意一项所述的短距离无线数据传输设备 的生产测试系统，其特征在于所述微处理器射频单元(3)包括O — QPSK调制解调装置。
8. 根据权利要求1或5所述的短距离无线数据传输设备的生产测试系 统，其特征在于所述微处理器射频单元(3)采用MC13213芯片。
9. 根据权利要求1、 4或5所述的短距离无线数据传输设备的生产测试 系统，其特征在于所述微处理器射频模块(6)和所述微处理器射频单元(3)的电路结构相同。
10. 根据权利要求1、 4或5所述的短距离无线数据传输设备的生产测 试系统，其特征在于所述微处理器射频模块(6)包括直接序列扩频装置 和O—QPSK调制解调装置。
全文摘要
本发明公开了一种大规模的短距离无线数据传输设备的生产测试系统，包括一个射频性能检测设备和至少一个待测试的短距离无线数据传输设备，所述射频性能检测设备包括微处理器射频单元和与之相连的RS232串口通信单元、匹配射频收发电路，微处理器射频单元通过RS232串口通信单元和主控机实现数据通信，通过匹配射频收发电路发送并接收射频信号；所述待测试的短距离无线数据传输设备包括微处理器射频模块和与之相连的匹配射频收发模块，微处理器射频模块通过匹配射频收发模块接收并发送射频信号。本发明能既方便又准确的对短距离无线数据传输设备的射频合格率进行测试，减少了生产测试所需的时间和成本。
文档编号H04B17/00GK101674142SQ20091014508
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日
发明者昊 刘, 晨 方, 王成玉, 王琢玉, 贺 祝 申请人:苏州博联科技有限公司