专利名称：传感器网络节点带内杂散测试方法
技术领域：
本发明涉及一种无线传感器网络物理层测试领域，具体涉及一种基于自动控制实现的传感器网络节点带内杂散测试方法。
背景技术：
随着半导体技术和通信技术的飞速发展，为无线网络技术的发展提供了新的发展动力，无线网络技术已经日益成为各领域的研究热点。虽然IEEE 802.1lb已经成为无线局域网络的主要标准，但是IEEE 802.1lb的组网成本较高，主要用来建设计算机局域网，并支持大批量的数据传输。为了促使简单方便、可随时使用的无线网络装置大量涌现，低廉的价格将起到关键的作用，同时也有必要指定一个标准的解决方案。这个标准要解决的问题是设计一个维持最小流量的通信链路和低复杂度的无线收发机。其核心问题是低功耗、低成本的设计和提供低带宽、低速率的应用。在大多数控制应用中，W1-Fi/802. 11和蓝牙标准都不是很理想。为了满足低功耗、低成本无线网络的需求，IEEE标准委员会在2002年12月成立了一个新的任务组，开始制定低速率无线个域网(LR-WPAN)标准，成为IEEE 802. 15. 4，其任务就是制定物理层(PHY)和媒体介入控制层(MAC)规范，开发一种用于固定的、便携式或移动设备的低复杂度、低成本和低功耗的低速率无线网络连接标准，一般在室内的传输距离在10米到30米不等，在室外的最大传输距离可达到150米。根据应用场景的不同，电池的使用寿命可长达数年。该标准已经于2003年10月获得正式批准。2006年，IEEE 802. 15. 4小组发布了 IEEE 802. 15. 4b标准，此标准可有效简化IEEE 802. 15. 4架构并改善互通性，进而提高系统稳定度。这一标准对IEEE 802. 15. 4做了特别的改进和修正，并 将与其兼容。新标准明确了一些模糊的概念，减少了不必要的复杂性，增加了安全密钥使用的灵活性，并将一些新的频率分配考虑在内。这一修改的目的在于使之可以和其它与IEEE及其它共存任务组相关的设备相共存，目前，该标准还在进一步发展和完善中。IEEE 802. 15. 4b (ZigBee)可以说是蓝牙的同族兄弟，它使用2. 4GHz波段，采用跳频技术。与蓝牙相比，更简单、速率更慢、功率及费用也更低。它的基本速率是250kb/s，当降低到28kb/s时，传输范围可扩大到134米并获得更高的可靠性。另外，它可与254个节点联网，可比蓝牙更好地支持游戏、消费电子、仪器和家庭自动化应用。综上所述，IEEE 802. 15. 4b标准以其独特的优势弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺，在现在和将来，会有更多的注意力和研发力量转到该块领域。传感器网络节点带内杂散测试系统参照IEEE 802. 15. 4b的测试方式，对其带内杂散进行测试验证。现有的测试系统根据相关仪器测量传感器网络节点的带内杂散，具有操作复杂，测试速度慢等缺点
发明内容
本发明目的在于提供一种传感器网络节点带内杂散测试方法，其可有效解决测试速度慢、操作复杂等问题，提高测试效率。为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是
一种传感器网络节点带内杂散测试方法，传感器网络节点带内杂散测试方法中的待测模块通过SMA接口与信号分析仪相连，待测模块通过RS232串口与PC机相连，信号分析仪通过GPIB/LAN接口与PC机相连，具体测试方法包括吐下步骤1、PC机通过GPIB/LAN接口远程控制信号分析仪，将信号分析仪的分析频率切换到待测信道的频率；
I1、PC机通过GPIB/LAN接口远程控制信号分析仪，将信号分析仪从开机时候的初始模式切换到带内杂散的测 量模式；
IIKPC机通过RS-232串口给待测模块发送指令，可以在测试过程中实时地改变待测模块的工作信道，使模块处于发射状态；
IV、PC机通过GPIB/LAN接口远程控制信号分析仪，设置带内杂散的测试频率和参考功率(根据传感网物理层的定义测量频率和载波频率相差超过3. 5MHz，参考功率为测试载波中心频率±lMHz带宽内的最高平均功率)；
V、PC机通过GPIB/LAN接口远程控制信号分析仪，读取待测模块带内杂散的测试结果。对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化实施方案。作为优化，上述步骤1、I1、IV、V中，PC机可通过GPIB/LAN接口远程控制信号分析仪。作为优化，所述信号分析仪为Agilent N9020A矢频谱分析仪。Agilent N9020A矢频谱分析仪具有宽RF分析带宽、高采样率和大存储器的优点，它是传感器网络带内杂散测试系统的关键。此外，Agilent N9020A频谱分析仪还提供了高达13.6GHz的频率覆盖，能符合各种频率要求的传感器网络节点带内杂散的测试要求。另外,Agilent N9020A还具有多种控制接口，如以太网控制接口(LAN)，GPIB控制接口和RS232控制接口等，可以方便地实现远程控制，实现自动化测量。所述PC机提供测试人员进行自动化测试的控件。相对于现有技术中的方案，本发明的优点是
本发明描述了一种传感器网络节点带内杂散测试方法，其对传统的传感器网络节点带内杂散测试系统进行了优化，大大提升了测试速度，节约了测试时间。同时，简化了带内杂散测试时对信号分析仪的操作过程，降低了对测试人员的理论水平的要求，降低了测试成本。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述
图1为本发明实施例的系统结构框 图2为本发明实施例中信号分析仪测量的待测模块输出信号的频谱 图3为本发明实施例中信号分析仪在带内杂散测量模式下测量的待测模块带内杂散的频谱图；图4为本发明实施例的工作流程图。
具体实施例方式以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。实施例
本实施例描述了一种传感器网络节点带内杂散测试方法，传感器网络节点带内杂散测试方法中系统结构如图1所示，其中待测模块通过SMA接口与信号分析仪相连，待测模块通过RS232串口与PC机相连，信号分析仪通过GPIB/LAN接口与PC机相连。首先PC机通过GPIB/LAN控制口远程控制信号分析仪，把信号分析仪切换到待测信道的频率。建立远程连接以及初始化的具体步骤如下所示
1.建立PC机和仪器的远程连接；
2.重新设置信号分析仪到初始状态；
3.选择信号分析仪到频谱分析测量状态；
4.设置待测模块到发射状态；
5.选择信号分析仪到带内杂散测量模式；
6.设置带内杂散测试的分析带宽为IOMHz；
7.设置带内杂散测试的分 辨率带宽为IOOKHz；
8.设置带内杂散测试的测试频率和参考功率。根据传感器网络物理层的定义测量频率和载波频率相差超过3. 5MHz，参考功率为测试载波中心频率±lMHz带宽内的最高平均功率。初始化完成后，设置模块的待测信号相应地改变仪器的输出频率。设置完待测模块的信道后，相应地改变信号分析仪的测试频率。图2所示的是待测模块发出的信号在信号分析仪上显示的频谱，将待测模块通过SMA-SMA的射频线连接到信号分析仪上，信号分析仪的相关设置如下
1.中心频率(CF)为2.405GHz
2.分析带宽(SPAN)为IOMHz
3.RBff=IOOKHz, VBff=IOOKHz
如图3所示是信号分析仪在带内杂散测量模式测量的待测模块带内杂散的频谱图。从图中可以看出，参考功率设置为测试信道中心频率±lMHz带宽内的最高平均功率；测试频率和载波频率相差超过3. 5MHz。如图4所示是本发明传感器网络节点带内杂散测试系统的工作流程图，它是根据IEEE 802.15.4规范要求，对待测模块16个信号的带内杂散的验证性测试。测试开始后，先对信号分析仪初始化，然后判断待测项有哪些，若选择了“相对功率谱密度”测试项，则程序先开始测试“信道1”，通过RS-232串口配置待测模块的信道，通过GPIB/LAN 口配置信号分析仪的中心频率和分析带宽，然后通过GPIB/LAN 口给信号分析仪发送数据采集命令，采集待测模块对IEEE 802. 15. 4规范带内杂散的符合性，测试的结果将自动通过excel显示出来，“信道I”测试完成，继续测试“信道2”……直到16个信道测试完成。若选择了“绝对功率谱密度”测试项，则程序先开始测试“信道1”，通过RS-232串口配置待测模块的信道，通过GPIB/LAN 口配置信号分析仪的中心频率和分析带宽，然后通过GPIB/LAN 口给信号分析仪发送数据采集命令，采集待测模块对IEEE 802. 15. 4规范带内杂散的符合性，测试的结果将自动通过excel显示出来，“信道I”测试完成，继续测试“信道2”……直到16个信道测试完成。经实验室测试，本发明所设计的传感器网络节点带内杂散测试系统及控制方法应用于实验测试和生产测试中，不仅实现了对传统的传感器网络节点带内杂散测试系统的优化，也同时大大降低了进行带内杂散测试所需要的时间，降低了测试系统的复杂度，节约了测试成本。 上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种传感器网络节点带内杂散测试方法，其特征在于，传感器网络节点带内杂散测试方法中的待测模块通过SMA接ロ与信号分析仪相连，待测模块通过RS232串ロ与PC机相连，信号分析仪通过GPIB/LAN接ロ与PC机相连，具体测试方法包括吐下步骤 1.PC机通过GPIB/LAN接ロ远程控制信号分析仪，将信号分析仪的分析频率切換到待测信道的频率； I1、PC机通过GPIB/LAN接ロ远程控制信号分析仪，将信号分析仪从开机时候的初始模式切換到带内杂散的测量模式； IIKPC机通过RS-232串ロ给待测模块发送指令，可以在测试过程中实时地改变待测模块的工作信道，使模块处于发射状态； IV、PC机通过GPIB/LAN接ロ远程控制信号分析仪，设置带内杂散的测试频率和參考功率； V、PC机通过GPIB/LAN接ロ远程控制信号分析仪，读取待测模块带内杂散的测试结果。
2.根据权利要求1所述的传感器网络节点带内杂散测试方法，其特征在于，步骤1、I1、IV、V中，PC机可通过GPIB/LAN接ロ远程控制信号分析仪。
3.根据权利要求1或2所述的传感器网络节点带内杂散测试方法，其特征在于，所述信号分析仪为Agilent N9020A矢频谱分析仪。
4.根据权利要求1所述的传感器网络节点带内杂散测试方法，其特征在于，所述PC机提供测试人员进行自动化测试的控件。
全文摘要
本发明公开了一种传感器网络节点带内杂散测试方法，其特征在于，传感器网络节点带内杂散测试方法中的待测模块通过SMA接口与信号分析仪相连，待测模块通过RS232串口与PC机相连，信号分析仪通过GPIB/LAN接口与PC机相连。本发明不仅实现了对传统的传感器网络节点带内杂散测试系统的优化，也同时大大降低了进行带内杂散测试所需要的时间，降低了测试系统的复杂度，节约了测试成本。
文档编号H04W24/08GK103051400SQ20121055961
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者黄成 , 刘昊, 王薇, 国歆, 王国庆, 邬赢 申请人:东南大学