专利名称：用于高速运动节点自组网试验的单轴转台及其测试方法
技术领域：
本发明属于通信模拟测试领域，特别是一种用于高速运动节点自组网试验的单轴转台。
背景技术：
目前随着高速交通特别是轨道交通、高速铁路和高速公路技术的不断发展，以及无线通信、因特网的发展，人们对在高速运动环境中进行高速可靠的无线传输的需求日益迫切。越来越多的人使用移动电话、无线局域网以及各种便携式的无线终端在高速交通工具中进行通信和信息传输，然而目前对于大多数传输和传输特性的研究主要集中在中、低速运动环境中。无线移动自组织网络是一种拓扑结构高度动态、节点任意移动、没有网络基础设 施的无线网络。在实际的网络中，移动终端能够以任意速度和任意方式在网络中移动，由于实际通信中受地形、地势、人为环境的复杂影响，要验证高速环境下的通信性能是否符合要求，如果每次都直接使用真实系统进行实地实验，不仅耗资昂贵，费工费时，有时甚至难于找到问题症结所在。因此，在实验室环境中，终端既要达到一定的速度又要保证网络环境的稳定性是相当有困难的。随着对高速移动自组网研究的不断深入，更需要研究自组网的各种算法在实际环境下的性能，又由于环境有限，如何能更高效地模拟实际的高速运动环境是研究的关键，因此就有了实现高速组网测试平台的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供在于克服实际环境中实现测试高速运动节点间相互通信的困难，提供一种承载通信模块的用于高速运动节点自组网试验的单轴转台。实现本发明目的的技术解决方案为
一种用于高速运动节点自组网试验的单轴转台，包括旋转测试转台，伺服电机，伺服电机控制机构，其中，旋转测试转台与伺服电机连接，且旋转测试转台保持水平，旋转测试转台上设置有N个可控无线试验终端，N大于等于I ;所述伺服电机控制机构包括电机驱动器和运动控制卡，其中，电机驱动器和伺服电机连接，运动控制卡和电机驱动器连接。一种运用用于高速运动节点自组网试验的单轴转台的测试方法，单轴转台上的可控无线试验终端跟随单轴转台的旋转测试转台高速转动，多个单轴转台上的可控无线试验终端之间产生水平方向上的相对高速运动，以测试可控无线试验终端内通信模块之间的通讯性能。本发明与现有技术相比，其显著优点
I、模拟了无线通信节点在高速环境下的通信试验环境，克服了在实际环境中试验耗资大、难以实现的问题。2、结构简单，工作可靠、占地面积小，具有自动控制位置、速率功能，特别适合于实验室使用。
3、为高速移动自组网的性能测试和网络建设提供一定的参考依据。下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图I为本发明提供的整个单轴测试转台的结构示意图。图2为本发明提供的旋转测试平台盘面的俯视图。
具体实施例方式本发明一种用于高速运动节点自组网试验的单轴转台，包括旋转测试转台1，伺服电机7，伺服电机控制机构，其中，旋转测试转台I与伺服电机连接，且旋转测试转台I保持水平，旋转测试转台I上设置有N个可控无线试验终端2，N大于等于I ;所述伺服电机控制机构包括电机驱动器11和运动控制卡12，其中，电机驱动器11和伺服电机7连接，运动控 制卡12和电机驱动器11连接。伺服电机安装于电机固定支架10内，伺服电机的转轴穿过电机固定支架10顶端与旋转测试转台I固定连接，伺服电机通过安装孔固定在电机固定支架10顶端的挡板上。所述的可控无线试验终端2是一个盒子，盒子内部装载通信模块和小型电源，终端上表面安装开关按钮20和显示灯21，用来显示可控无线试验终端的工作状态。一种运用用于高速运动节点自组网试验的单轴转台的测试方法，单轴转台上的可控无线试验终端2跟随单轴转台的旋转测试转台I高速转动，多个单轴转台上的可控无线试验终端2之间产生水平方向上的相对高速运动，以测试可控无线试验终端2内通信模块之间的通讯性能。以下结合附图和具体实施例对本发明提出的用于高速运动节点自组网试验的单轴转台作进一步详细说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明确地辅助说明本发明实施例的目的。实施例I :
如图I所示，一种用于高速运动节点自组网试验的单轴转台，包括旋转测试转台1，伺服电机7和伺服电机控制机构。伺服电机7 (SGMGV-09ADC61)安装于电机固定支架10内，联轴器5固定于旋转测试转台I的底部中心，伺服电机7的转轴穿过电机固定支架10顶端与旋转测试转台I通过联轴器5固定连接，伺服电机7通过安装孔6固定在电机固定支架10顶端的挡板上。电机输入输出信号线连接至电机控制机构的的电机驱动器11(S⑶V-7R6A01A)，电机驱动器11信号线连接到插于电脑主机PCI插槽中的运动控制卡12(ADT-8920A1)。使用VC开发工具，调用运动控制卡函数库，开发出控制系统软件，控制电机的转动方向和转动速度。如图2所示，所述的旋转测试转台上有四个可控无线试验终端2，根据转速与线速度的关系式V=2 π nr (n为转台的转速)，四个可控无线试验终端到转台中心点的距离r必须一致，r=20厘米，可控无线终端中放置的是无线通信模块和小型电源，电源支持无线通信模块和显示灯21工作，按钮开关20控制这个小型电源。此转台为第一转台。准备另一个转台，装置与第一转台相同。在第一转台上选四个终端中的任意一个打开按钮开关20，此时只有一个终端工作。在第二转台上选四个终端中的任意一个打开按钮开关20，也只有一个终端工作。此时，打开电机的通电电源，电机额定转速为3000转/分，通过控制系统软件，设置第一转台跟随电机的转速达到500转/分，第二转台转速为1000转/分，这样，两个通信模块在转台上旋转的速度就分别约为37. 7km/h和75. 4km/h，此时在控制系统软件中，显示出两个不同速度运动节点的点对点网络通信拓扑结构以及数据包的发送接收情况。实施例2
如图I所示，一种用于高速运动节点自组网试验的单轴转台，包括旋转测试转台1，伺服电机7和伺服电机控制机构。伺服电机7 (SGMGV-13ADA6C)安装于电机固定支架10内，联轴器5固定于旋转测试转台I底部中心，伺服电机7的转轴穿过电机固定支架10顶端与旋转测试转台I通过联轴器5固定连接，伺服电机7通过安装孔6固定在电机固定支架10顶端的挡板上。电机输入输出信号线连接至电机控制机构的的电机驱动器II(SOTV-I),电机驱动器11信号线连接到插于电脑主机PCI插槽中的运动控制卡12 (CMPC-MPE720)。使 用VC开发工具，调用运动控制卡函数库，开发出控制系统软件，控制电机的转动方向和转动速度。旋转测试转台上有四个可控无线试验终端2，根据转速与线速度的关系式V=2 π nr (η为转台的转速)，四个可控无线试验终端到转台中心点的距离r 一致，r=20厘米。可控无线终端中放置的是无线通信模块和小型电源，电源支持无线通信模块和显示灯21工作，按钮开关20控制这个小型电源。给此转台为第一转台。准备另两个转台，分别为第二转台和第三转台，第二转台与第一转台相同，第三转台上有八个可控无线终端，其余装置与第一转台相同，打开第一转台上四个终端中的开关按钮20。打开第二转台上四个终端中的开关按钮20，打开第三转台上八个终端的开关按钮20。此时，打开电机的通电电源，电机额定转速为3000转/分，通过控制系统软件，设置第一转台跟随电机的转速达到800转/分，第二转台转速为1000转/分，第三转台转速为2500转/分，所有通信模块分别在三个转台上高速运转，第一转台、第二转台和第三转台可达线速度分别越为60. 3km/h、75. 4km/h、188. 5km/h，此时在控制系统软件中，节点组网形成，显示出不同速度运动节点的网络通信拓扑结构以及数据包的发送接收情况。试验结束后系统自动进行计算分析、以曲线或报表形式给出试验报告；整个测试装置平均无故障运行时间> 24小时，设备长时间使用测试时，稳定性良好。
权利要求
1.一种用于高速运动节点自组网试验的单轴转台，其特征在于，包括旋转测试转台(1)，伺服电机(7)，伺服电机控制机构，其中，旋转测试转台(I)与伺服电机连接，且旋转测试转台(I)保持水平，旋转测试转台(I)上设置有N个可控无线试验终端(2)，N大于等于I ;所述伺服电机控制机构包括电机驱动器(11)和运动控制卡(12)，其中，电机驱动器(11)和伺服电机(7 )连接，运动控制卡(12 )和电机驱动器(11)连接。
2.根据权利要求I所述的一种用于高速运动节点自组网试验的单轴转台，其特征在于，伺服电机安装于电机固定支架(10)内，伺服电机的转轴穿过电机固定支架(10)顶端与旋转测试转台(I)固定连接，伺服电机通过安装孔固定在电机固定支架(10)顶端的挡板上。
3.根据权利要求I所述的一种用于高速运动节点自组网试验的单轴转台，其特征在于，所述的可控无线试验终端(2)是一个盒子，盒子内部装载通信模块和小型电源，终端上表面安装开关按钮(20)和显示灯(21)，用来显示可控无线试验终端的工作状态。
4.一种运用用于高速运动节点自组网试验的单轴转台的测试方法，其特征在于单轴转台上的可控无线试验终端(2)跟随单轴转台的旋转测试转台(I)高速转动，多个单轴转台上的可控无线试验终端(2)之间产生水平方向上的相对高速运动，以测试可控无线试验终端(2)内通信模块之间的通讯性能。
全文摘要
本发明公开了一种用于高速运动节点自组网试验的单轴转台及其测试方法，其转台包括旋转测试转台，伺服电机，伺服电机控制机构，旋转测试转台与伺服电机连接，且旋转测试转台保持水平，旋转测试转台上设置有可控无线试验终端，所述伺服电机控制机构包括电机驱动器和运动控制卡；测试方法为单轴转台上的可控无线试验终端跟随单轴转台的旋转测试转台高速转动，多个单轴转台上的可控无线试验终端之间产生水平方向上的相对高速运动，以测试可控无线试验终端内通信模块之间的通讯性能，本发明模拟了无线通信节点在高速环境下的通信试验环境，克服了在实际环境中试验耗资大、难以实现的问题，并为高速移动自组网的性能测试和网络建设提供一定的参考依据。
文档编号G05B19/414GK102880120SQ20121035445
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月22日 优先权日2012年9月22日
发明者杨余旺, 兰少华, 殷俊, 胡夏芸, 殷延祥 申请人:南京理工大学