一種無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系統(tǒng)及方法，更具體的說，尤其涉及 一種采用定向天線和信號強(qiáng)度來實現(xiàn)被測試節(jié)點(diǎn)定位的無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系統(tǒng) 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線傳感網(wǎng)（WSN)中的節(jié)點(diǎn)定位是WSN眾多研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是一個研究熱 點(diǎn)。而如何測試和評判定位算法和定位系統(tǒng)的性能目前沒有低成本的可靠手段。首先我們 需要一個高精度的定位系統(tǒng)，雖然差分定位技術(shù)定位精度很高，但是系統(tǒng)復(fù)雜，成本高昂； 而超寬帶（UWB)和801. 15.4a啁啾擴(kuò)頻（CSS)等基于時間的定位方法具有很高的定位精 度，但是這些方法需要單獨(dú)的測距過程，網(wǎng)絡(luò)開銷較大，不適合無線多媒體傳感網(wǎng)定位測 試，同時也存在成本高的問題；人工標(biāo)定測量的方法繁瑣且耗時，可擴(kuò)展性差。另外測試系 統(tǒng)還應(yīng)能夠進(jìn)行定位數(shù)據(jù)的展示和存檔。但是目前還沒有合適的無線多媒體傳感網(wǎng)測試平 臺及測試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問題的缺點(diǎn)，提供了一種無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系 統(tǒng)及方法。
[0004] 本發(fā)明的無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)管理服務(wù)器、多個主測試裝 置以及多個終端測試裝置，多媒體傳感網(wǎng)中的被測試節(jié)點(diǎn)與終端測試裝置經(jīng)通信線連接， 主測試裝置與被測試節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自組網(wǎng)，主測試裝置用于接收被測試節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)發(fā) 至數(shù)據(jù)管理服務(wù)器，數(shù)據(jù)管理服務(wù)器通過對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)算，實現(xiàn)被測試節(jié)點(diǎn) 的定位并對定位算法進(jìn)行分析；其特別之處在于：所述主測試裝置由微控制器以及與其相 連接的電源模塊、衛(wèi)星定位接收模塊、無線收發(fā)模塊、存儲模塊、全向天線及多個均勻分布 的定向天線，主測試裝置通過衛(wèi)星定位接收模塊獲取自身的經(jīng)緯度坐標(biāo)；所述終端測試裝 置由微控制器以及與其相連接的電源模塊、衛(wèi)星定位接收模塊、存儲模塊及與被測試節(jié)點(diǎn) 相連接的測試節(jié)點(diǎn)接口，終端測試裝置通過自身的衛(wèi)星定位接收模塊獲取經(jīng)緯度坐標(biāo)；主 測試裝置通過全向天線和多個定向天線分別實現(xiàn)與終端測試裝置之間的發(fā)送和接收，主測 試裝置通過無線收發(fā)模塊將自身采集的數(shù)據(jù)和接收的終端測試裝置的數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)管 理服務(wù)器；數(shù)據(jù)管理服務(wù)器根據(jù)接收的數(shù)據(jù)對被測試節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位并評價定位方法的準(zhǔn)確 性。
[0005] 本發(fā)明的無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系統(tǒng)，所述主測試裝置和終端測試裝置的微 控制器均連接有環(huán)境光傳感器、三軸加速度計、溫濕度傳感器、顯示模塊和按鍵。
[0006] 本發(fā)明的無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系統(tǒng)，所述主測試裝置和終端測試裝置的電 源模塊均由可充電磷酸鐵鋰電池和太陽能電池板組成，可充電磷酸鐵鋰電池和太陽能電池 板的輸出經(jīng)電源切換電路與微控制器相連接，微控制器經(jīng)環(huán)境光傳感器對電源切換電路進(jìn) 行控制，微控制器經(jīng)電量計電路檢測可充電磷酸鐵鋰電池的電壓。
[0007] 本發(fā)明的無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系統(tǒng)，所述主測試裝置和終端測試裝置的微 控制器、存儲模塊均分別采用主控單片機(jī)、鐵電存儲器。
[0008] 本發(fā)明的無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系統(tǒng)的定位和測試方法，其特別之處在于， 通過以下步驟來實現(xiàn)： a).安裝被測試節(jié)點(diǎn)，設(shè)要完成同一平面內(nèi)的定位和測試，所有主測試裝置和終端測 試裝置位于同一平面內(nèi)，將每個被測試節(jié)點(diǎn)通過測試節(jié)點(diǎn)接口安裝于終端測試裝置上，每 個終端測試裝置具有唯一標(biāo)示ID，分別記為a，b，c，... ；b).布設(shè)主測試裝置，將參與測試 的多個主測試裝置布置于被測試節(jié)點(diǎn)所在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，其分別標(biāo)記為A，B，C，...，然后 將每個主測試裝置上的多個定向天線形成的天線陣列調(diào)整到合適的方向，使其與設(shè)置的天 線朝向一致；c).建立測試網(wǎng)絡(luò)，以主測試裝置為中心節(jié)點(diǎn)、終端測試裝置上的被測試節(jié)點(diǎn) 為傳感節(jié)點(diǎn)，通過自組網(wǎng)的方式建立測試網(wǎng)絡(luò)，每個被測試節(jié)點(diǎn)都有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)SID ; d).被測試節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送，被測試節(jié)點(diǎn)所在的終端測試模塊采集自身的經(jīng)緯度坐標(biāo)，并通 過被測試節(jié)點(diǎn)按照設(shè)定的時間間隔依次進(jìn)行廣播；e).數(shù)據(jù)的接收和轉(zhuǎn)發(fā)，主測試裝置接 收被測試節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將采集的自身經(jīng)緯度坐標(biāo)與接收的被測試節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)至數(shù)據(jù)管理服務(wù)器；f).被測試節(jié)點(diǎn)的角度定位，數(shù)據(jù)管理服務(wù)器接收到主測試裝置發(fā) 送的數(shù)據(jù)后，通過以下步驟實現(xiàn)對被測試節(jié)點(diǎn)的角度定位： f-Ι).定向天線增益的確定，設(shè)主測試裝置上在同一平面內(nèi)均勻分布的定向天
【主權(quán)項】
1. 一種無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)管理服務(wù)器、多個主測試裝置以及 多個終端測試裝置，多媒體傳感網(wǎng)中的被測試節(jié)點(diǎn)與終端測試裝置經(jīng)通信線連接，主測試 裝置與被測試節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自組網(wǎng)，主測試裝置用于接收被測試節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù) 管理服務(wù)器，數(shù)據(jù)管理服務(wù)器通過對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)算，實現(xiàn)被測試節(jié)點(diǎn)的定位 并對定位算法進(jìn)行分析；其特征在于：所述主測試裝置由微控制器以及與其相連接的電源 模塊、衛(wèi)星定位接收模塊、無線收發(fā)模塊、存儲模塊、全向天線及多個均勻分布的定向天線， 主測試裝置通過衛(wèi)星定位接收模塊獲取自身的經(jīng)緯度坐標(biāo)；所述終端測試裝置由微控制器 以及與其相連接的電源模塊、衛(wèi)星定位接收模塊、存儲模塊及與被測試節(jié)點(diǎn)相連接的測試 節(jié)點(diǎn)接口，終端測試裝置通過自身的衛(wèi)星定位接收模塊獲取經(jīng)緯度坐標(biāo)；主測試裝置通過 全向天線和多個定向天線分別實現(xiàn)與終端測試裝置之間的發(fā)送和接收，主測試裝置通過無 線收發(fā)模塊將自身采集的數(shù)據(jù)和接收的終端測試裝置的數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)管理服務(wù)器；數(shù)據(jù) 管理服務(wù)器根據(jù)接收的數(shù)據(jù)對被測試節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位并評價定位方法的準(zhǔn)確性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系統(tǒng)及方法，其特征在于：所述 主測試裝置和終端測試裝置的微控制器均連接有環(huán)境光傳感器、陀螺儀、三軸加速度計、溫 濕度傳感器、顯示模塊和按鍵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線多媒體傳感網(wǎng)定位測試系統(tǒng)及方