CN103415087B - 研究温湿度对无线信号衰落特性影响的实验方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种研究实际环境中的温湿度对无线信号衰落特性影响的实验方法与装置，球形主体装置内设有阻隔介质球体、温度、湿度传感器、风扇、接收节点及弹性支撑杆，主体装置外部具有连接主体装置的加热、制冷、加湿模块和抽风机，阻隔介质球体的球心处设置发送节点，其球体壁是由初始层和贴在初始层外的多层可拆卸贴片层组成；对于每个厚度设定值，上位机先依次修改温度设定值，且每一次温度值改变后不变，上位机再依次修改湿度设定值，对于每一次的厚度、温度、湿度设定值的改变，得到在不同厚度时，湿度一定时信号强度值随温度的变化曲线、温度一定时信号强度值随湿度的变化曲线，以此研究同环境中温度、湿度对无线信号衰减的影响。

Description

研究温湿度对无线信号衰落特性影响的实验方法与装置

技术领域

本发明涉及一种用于研究周围实际环境中的温度和湿度对无线传感器网络节点间的无线信号传输衰减特性影响的实验方法与装置。

背景技术

无线传感器网络（WirelessSensorNetworks，WSN）综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术等多个领域的关键技术，是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络所有者。无线传感器网络在应用时存在无线信号衰减的特性，无线电波信号在空间或介质中传播具有折射、反射、散射、绕射以及吸收等特性，这些特性使无线电波信号随着传播距离的增加而逐渐衰减，如无线电波传播到越来越大的距离和空间区域，电波能量便越来越分散，造成扩散衰减；而在介质中传播，电波能量被介质消耗，造成吸收衰减和折射衰减等，因而，信号质量受到影响。

由于客观条件的限制，通过实验手段来论证实际环境中温度和湿度对无线信号衰减影响极为不易，主要由于实现对大环境、大空间中温度、湿度的调节不太现实。目前一般通过仿真手段来模拟实际通信环境，研究无线信号传播过程中发生的信号衰减。但是，如何通过实验模拟实际无线通信环境，并能够有效的调整节点间的距离，成为目前需要解决的问题。

发明内容

本发明针对目前不能简单便捷地从实验的角度来研究环境中的温度和湿度对无线信号衰落特性的影响，提出了一种实验装置和实验方法，满足无线信号的传播特性，实现发射结点和接收节点间距离可调，实现内部温度和湿度的实时监测和调整，便于信号衰减特性的研究。

为达到上述目的，本发明用于研究温湿度对无线信号衰落特性影响的实验装置的技术方案是：具有球形的主体装置，主体装置上部分是可拆卸的上盖，主体装置内部设有阻隔介质球体、温度传感器、湿度传感器、风扇、接收节点以及弹性支撑杆，在主体装置外部具有连接主体装置的加热模块、制冷模块、加湿模块和抽风机，所述温度传感器、湿度传感器、风扇、接收节点、加热模块、制冷模块、加湿模块和抽风机均连接控制电路，控制电路连接上位机，阻隔介质球体由影响接收信号强度值的非金属材质制成，其球心和主体装置的球心重合，其球心处设置发送节点，在主体装置内壁和阻隔介质球体外壁之间连接弹性支撑杆，阻隔介质球体的球体壁是由初始层和贴在初始层外的多层可拆卸贴片层组成。

本发明用于研究温湿度对无线信号衰落特性影响的实验装置的实验方法的技术方案是依次包括以下步骤：（A）、将温度传感器、湿度传感器采集到的主体装置内的温、湿度信号输入控制电路，将初始层厚度为δ₁的阻隔介质球体8用弹性支撑杆固定好后，发射结点从实验开始直至结束一直处于发射状态。（B）、由上位机设定需要的初始温度值T₁和初始湿度值C₁，控制电路控制风扇、加热模块、制冷模块、加湿模块和抽风机停止或工作，对主体装置内的温、湿度调节至设定值，控制电路将接收节点接收到的信号强度值传入上位机，上位机将此信号强度值和其对应的初始层厚度δ₁、初始温度值T₁、初始湿度值C₁存入数据库。（C）、保持初始厚度δ₁、初始温度值T₁设定值不变，上位机先依次修改递增的湿度设定值C₂、 ^....... 、C_n，再对主体装置内的湿度调节至设定值C₂、 ^....... 、C_n，上位机将接收节点接收到的在不同湿度设定值C₂、 ^....... 、C_n时的信号强度值和其对应的初始厚度δ₁、初始温度值T₁、湿度值C₂、 ^....... 、C_n存入数据库。（D）、保持初始厚度δ₁不变，上位机将温度值设定值T₁修改为T₂，保持修改后温度设定值T₂不变，上位机按照递增的湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n依次修改湿度设定值，保持修改后温度设定值T₂不变并调节主体装置内的温度至T₂和湿度至不同的湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n，上位机将接收节点接收到的在温度值T₂、湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n时的不同的信号强度值和其对应的初始厚度δ₁、温度值T₂、湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n存入数据库；上位机然后继续按照递增的T₃、T₄、 ^....... 、T_n依次修改温度设定值，保持每一次修改后的温度设定值，上位机都要按照递增的湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n重新依次修改湿度设定值，最终完成在初始厚度δ₁不变情况下的每一次修改温度设定值或湿度设定值，上位机将接收节点接收到的不同温、湿度的信号强度值存入数据库。（E）、在阻隔介质材料的外球面贴加贴片层，上位机按照递增的厚度δ₂、δ₃、 ^....... 、δ_m依次修改厚度设定值，对于每个厚度设定值，上位机先按照温度值T₁、T₂、 ^....... 、T_n依次修改温度设定值，且每一次温度值改变后不变，上位机再按照湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n依次修改湿度设定值，对于每一次的厚度、温度、湿度设定值的改变，上位机都将接收节点接收到的信号强度值和其对应的厚度、温度、湿度存入数据库。（F）、对所述数据库进行处理，得到在厚度为δ_i时，i=1、2、3、 ^..... 、m，湿度一定时信号强度值随温度的变化曲线、温度一定时信号强度值随湿度的变化曲线，以此研究同环境中温度、湿度对无线信号衰减的影响。

本发明与已有方法和技术相比，具有如下优点：

1、本发明解决了大环境、大空间里的温度、湿度以及节点间距离可调的问题。装置的主体结构为球形，能满足无线信号的传播特性，根据无线信号在阻隔介质中的衰减损耗特性，在实验装置内部加装了厚度可调的阻隔介质球体，根据RSSI（ReceivedSignalStrengthIndicator，即接收信号强度显示）等效衰减特性，调整阻隔介质球体的厚度，在实验装置内部实现信号的远距离传输和实现了发射结点和接收节点间距离可调，同时实时观测节点接收到的信号功率，使节点接收到的值满足等效RSSI特性，避免了去室外布置节点的麻烦，减少了人力的成本，从而便于信号衰减特性的研究。

2、本发明装置操作简单，可以在室内完成所有的试验，降低了成本，且具有很强的实用性。

3、本发明装置外部的控制电路能够对试验箱内的温度、湿度参数进行实时采集，并根据采集到的数据自动控制装置内部的温湿度，以达到由上位机预先给定的值，非常智能化。

4、本发明装置中，节点可以将接收到的信号强度信息实时上传。上位机可以将接收到的有用信息存入数据库，同时实时监控装置内的控制度状态，具有很强的实时性。

5、本发明装置外部的控制电路同上位机之间通过RS-485进行通信，保证了通信的可靠性。

附图说明

图1是本发明研究温湿度对无线信号衰落特性影响的实验装置的结构示意图；

图2是图1中弹性支撑杆23的放大的立体结构图。

图3是图1中控制电路板3的结构框图。

附图中各部件的序号和名称：1：上位机，2：RS-485数据线，3：控制电路，4：控制电缆，5：上盖，6：主体装置，7：六角头螺栓，8：阻隔介质球体，9：凹槽，10：发射结点，11：走线槽，12：信号线，13：温度传感器，14：湿度传感器，15：支撑架，16：风扇，17：接收节点，18：加热模块，19：制冷模块，20：加湿模块，21：抽风机，22：软管道，23：弹性支撑杆，24：底座，25：凹槽，26：生料带，27：弧形撑头，28：可伸缩导杆，29：环孔，30：弹簧，31：外壳体。

具体实施方式

参见图1，本发明试验装置具有主体装置6，主体装置6的外形是一个球形，固定安放在底座24上，底座24上表面具有一个与球形相配合的凹槽25，这样使主体装置6固定在底座24上。主体装置6上部分是上盖5，上盖5与主体装置6的下部分的下盖通过螺纹旋转结合，是可拆卸的，在上下盖的螺纹旋转结合处缠绕生料带26，提高主体装置6的密封性。

主体装置6是其内部主要结构的载体，在主体装置6内部设有阻隔介质球体8、温度传感器13、湿度传感器14、风扇16、接收节点17以及弹性支撑杆23。温度传感器13放置在一个支撑架15上，湿度传感器14放置在另一个支撑架15上，支撑架15固定在支撑架15内壁上。在主体装置6的外部设有上位机1、控制电路3、加热模块18、制冷模块19、加湿模块20、抽风机21，抽风机21起除湿作用。加热模块18、制冷模块19、加湿模块20、抽风机21这四个模块均放置在地面上，这四个模块均通过控制电缆4和控制电路3相连，并且这四个模块分别通过软管道22连接主体装置6，以调节主体装置6内的温度和湿度。上位机1与控制电路3之间通过RS-485数据线2相连，用以交换数据。阻隔介质球体8由可以影响RSSI值的非金属材质制成，利用无线信号在材质中的穿透损耗模拟信号的远距离传输，同时，阻隔介质球体8的外径小于主体装置6内径，阻隔介质球体8为两个半球体对合在一起，这两个半球体通过六角头螺栓7紧固在一起，其为上端带有通孔的零件，六角头螺栓7与螺母通过上端的通孔将两个半球体紧固连接，对于这种螺栓连接形式，如把螺母从螺栓上旋下，又可以使这两个半球体分开，形成可拆卸的连接结构。在主体装置6内壁和阻隔介质球体8外壁之间连接弹性支撑杆23，有三个弹性支撑杆23固定在主体装置6的内部，用以固定阻隔介质球体8，此时固定好后阻隔介质球体8的球心和装置6的球心重合。

对于阻隔介质球体8，其球体壁是由初始层和贴在初始层外的多层贴片层组成，多层贴片层是通过人工一层一层地贴在初始层外球面上的，实现阻隔介质球体8的厚度调节。贴片层之间可拆卸地粘贴在一起，方便进行调整。在未进行实验之前，隔介质球体8的初始层的厚度，即未加贴片层时的厚度为δ₁。需要注意的是，阻隔介质球体8的厚度受到主体装置6的内壁与隔介质球体8外壁之间的距离的限制。通过这种方法来模拟实际环境中无线传感器网络节点间远距离的信号传输，避免了去室外布置节点的麻烦，减少了人力的成本。

在隔介质球体8的球心处有凹槽9，在凹槽9处设置发送节点10，走线槽11设置在隔介质球体8的中心轴的位置，将电源线排在走线槽11内，可以使布局干净整洁。

参见图2，弹性支撑杆23包括弧形撑头27、可伸缩导杆28、环孔29、弹簧30和外壳体31。在外壳体31的内部放置弹簧30，外壳体31上插有可伸缩导杆28，可伸缩导杆28一端连接弹簧30，可伸缩导杆28通过环孔29伸出外壳体31，可伸缩导杆28另一端接有弧形撑头27。可伸缩导杆28和弹簧30的接触面为外径大于环孔29外径的圆柱体，弹性支撑杆23通过其外壳体31的一端固定在主体装置6的内壁面上，通过其弧形撑头27支撑在阻隔介质球体8的外壁面上，并且位于主体装置6和阻隔介质球体8的中心轴上，使弹性支撑杆23固定位于主体装置6和阻隔介质球体8之间。

参见图3，为控制电路3工作框图。控制电路3包括电源模块、MCU处理单元、RS-485接口、控制开关、前置处理电路、驱动电路等。温度传感器13、湿度传感器14、风扇16、接收节点17、加热模块18、制冷模块19、加湿模块20以及抽风机21均和控制电路3的控制总线4相连。用于控制与其相接的各个电路，对各个电路传送的信号进行处理，MCU处理单元经电源模块连接电源接口，经控制开关分别连接风扇16、加热模块18、制冷模块19、加湿模块20以及抽风机21，在控制开关和抽风机21之间串接驱动电路。MCU处理单元经RS-485接口连接上位机1，MCU处理单元直接连接接收节点17。温度传感器13通过第一信号线12和第一个前置处理电路相连，第一个前置处理电路又连接MCU处理单元，温度传感器13将采集到的温度信号通过第一信号线12传入控制电路3内部的第一个前置处理电路，第一个前置处理电路对此温度信号进行处理转变成数字信号后传入MCU处理单元。湿度传感器14通过第二信号线12和第二个前置处理电路相连，第二个前置处理电路连接MCU处理单元，湿度传感器14将采集到的湿度信号通过第二信号线12传入控制电路3内部的第二前置处理电路，第二前置处理电路对此湿度信号进行处理转变成数字信号后传入MCU处理单元。

参见图1-3，本发明研究温湿度对无线信号衰落特性影响的实验方法具体如下：

步骤1：发射结点10从实验开始直至结束一直处于发射状态，由温度传感器13、湿度传感器14分别完成对主体装置6内的温、湿度采集，将采集信号输入控制电路3。将初始层厚度为δ₁的阻隔介质球体8用弹性支撑杆23固定好后，拧紧上盖5。

步骤2：由上位机1设定需要的初始温度值T₁和初始湿度值C₁参考数据，控制电路3接收到需要的初始温度值T₁和初始湿度值C₁之后，将采集到的主体装置6内的温、湿度值与上位机1设定的参考数据进行比较，然后判断后续的操作。当需要的湿度大于目前主体装置6内的湿度时，控制电路3控制加湿模块20开始工作，并且通过驱动电路控制抽风机21停止工作。当需要的湿度小于目前主体装置6内的湿度时，控制电路3控制加湿模块20停止工作，同时通过驱动电路控制启动抽风机21，这样就实现了对主体装置6内的湿度进行自动调节；当需要的温度大于目前主体装置6内的温度时，加热模块18启动，制冷模块19停止工作。当需要的温度小于目前主体装置6内的温度时，加热模块18停止工作，制冷模块19启动，这样就实现了对主体装置6内的温度进行自动调节。同时，在调节温、湿度的过程中，控制电路3控制风扇16启动，以保证主体装置6内部的空气交流，保证主体装置6内部的温、湿度均匀。

步骤3：在主体装置6内的温、湿度达到设定值后，此时，控制电路3将接收节点17接收到的信号强度值通过RS-485数据线2传入上位机1，上位机1将此信号强度值和其对应的阻隔介质球体8初始层厚度δ₁、初始温度值T₁、初始湿度值C₁一并存入数据库。

步骤4：保持初始厚度δ₁、初始温度值T₁不变，上位机1先按照依次递增的湿度值C₂、 ^....... 、C_n依次修改湿度设定值，再按步骤2中的方法调节主体装置6内的湿度，待主体装置6内的湿度达到修改后的湿度设定值后，此时，控制电路3将接收节点17接收到的在不同湿度值C₂、 ^....... 、C_n时的信号强度值通过RS-485数据线2传入上位机1，上位机1将这些信号强度值和其对应的初始厚度δ₁、初始温度值T₁、湿度值C₂、 ^....... 、C_n一并存入数据库。

步骤5：保持初始厚度δ₁不变，上位机1将温度值T₁修改为T₂，保持修改后温度值T₂不变，上位机1按照依次递增湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n顺序重新依次修改湿度设定值，并按步骤2中的方法调节主体装置6内的温度至T₂和调节主体装置6内的湿度至不同的湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n，待主体装置6内的温、湿度达到修改后的温、湿度设定值后，此时，控制电路3将接收节点17接收到的温度值T₂、依次递增的湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n时的不同的信号强度值通过RS-485数据线2传入上位机1，上位机1将不同的信号强度值和其对应的初始厚度δ₁、温度值T₂、不同湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n一并存入数据库。之后，上位机1继续按照T₃、T₄、 ^....... 、T_n顺序依次修改温度设定值，对于每一次修改后的温度设定值，保持修改后的温度设定值不变，上位机1都要按照依次递增湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n顺序重新依次修改湿度设定值，最终完成了在初始厚度δ₁不变的情况下，每一次修改温度设定值或湿度设定值后，接收节点17都要将修改后的对应于不同温、湿度的信号强度值通过RS-485数据线2传入上位机1。

步骤6：上位机1将阻隔介质球体8的厚度由初始厚度δ₁按照δ₂、δ₃、 ^....... 、δ_m这一递增序列修改，也就是由人工一层一层的往阻隔介质材料8的外球面贴加上贴片层。当前实验中需要的厚度δ_i(i=1、2、 ^..... 、m)，此时应保持δ_i不变，上位机1先按照温度值T₁、T₂、 ^....... 、T_n顺序依次修改温度设定值，且每一次温度T_i(i=1、2、3、 ^..... 、n)改变后不变，上位机1再按照湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n顺序依次修改湿度设定值，即温度T₁时，湿度按照C₁、C₂、 ^....... 、C_n顺序依次修改，按步骤2中的方法调节主体装置6内的湿度，待主体装置6内的湿度达到修正后的湿度设定值后，此时，控制电路3将接收节点17接收到的信号强度值通过RS-485数据线2传入上位机1，上位机1将此信号强度值和其对应的厚度、温度、湿度一并存入数据库；温度T₂时，湿度按照C₁、C₂、 ^....... 、C_n顺序依次修正，按步骤2中的方法调节主体装置6内的湿度，待主体装置6内的湿度达到修正后的湿度设定值后，此时，控制电路3将接收节点17接收到的信号强度值通过RS-485数据线2传入上位机1，上位机1将此信号强度值和其对应的厚度、温度、湿度一并存入数据库等，直至温度按照T₁、T₂、 ^....... 、T_n的顺序依次修正到T_n，完成记录针对于厚度δ_i，对应于不同温湿度的信号强度值。

例如：对于厚度δ_i+1(i=2、3、 ^..... 、m)，此时应保持δ_i+1不变，上位机1先按照T₁、T₂、 ^....... 、T_n顺序依次修改温度设定值，且每一次温度T_i(i=1、2、3、 ^..... 、n)改变后不变，上位机1再按照C₁、C₂、 ^....... 、C_n顺序依次修改湿度设定值，即温度T₁时，湿度按照C₁、C₂、 ^....... 、C_n顺序依次修改，按步骤2中的方法调节主体装置6内的湿度，待主体装置6内的湿度达到修正后的湿度设定值后，此时，控制电路3将接收节点17接收到的信号强度值通过RS-485数据线2传入上位机1，上位机1将此信号强度值和其对应的厚度、温度、湿度一并存入数据库；温度T₂时，湿度按照C₁、C₂、 ^....... 、C_n顺序依次修正，按步骤2中的方法调节主体装置6内的湿度，待主体装置6内的湿度达到修正后的湿度设定值后，此时，控制电路3将接收节点17接收到的信号强度值通过RS-485数据线2传入上位机1，上位机1将此信号强度值和其对应的厚度、温度、湿度一并存入数据库等，直至温度按照T₁、T₂、 ^....... 、T_n的顺序依次修改到T_n，完成记录针对于厚度δ_i+1，对应于不同温湿度的信号强度值。依次类推，直至厚度为δ_m，完成记录针对于在不同的厚度下，对应于不同温湿度的信号强度值。

此时，在上位机的数据库内存入了针对依次递增的不同的厚度δ_i(i=1、2、3、 ^..... 、m)，依次递增的不同的温度从T₁、T₂、 ^....... 、T_n变化，依次递增的不同的湿度从C₁、C₂、 ^....... 、C_n变化的不同的信号强度值。对上位机1中的数据库进行处理，进行归类总结得到m个（n+1）*（n+1）的表格，即针对不同的厚度δ_i(i=2、3、 ^..... 、m)均存在一个表格，表格的横轴第一行为T₁、T₂、 ^....... 、T_n，纵轴第一列为C₁、C₂、 ^....... 、C_n，从表格的第二行第二列开始均为对应于此厚度、温度、湿度下的信号强度值。之后，上位机绘制在厚度δ_i(i=1、2、3、 ^..... 、m)下，湿度一定时，接收的信号强度值随温度的变化曲线；温度一定时，接收的信号强度值随湿度的变化曲线。以此来分析同环境中温度、湿度对无线信号衰减的影响。

Claims (4)

1.一种研究温湿度对无线信号衰落特性影响的实验装置，其特征是：具有球形的主体装置（6），主体装置（6）上部分是可拆卸的上盖（5），主体装置（6）内部设有阻隔介质球体（8）、温度传感器（13）、湿度传感器（14）、风扇（16）、接收节点（17）以及弹性支撑杆（23），在主体装置（6）外部具有连接主体装置（6）的加热模块（18）、制冷模块（19）、加湿模块（20）和抽风机（21），所述温度传感器（13）、湿度传感器（14）、风扇（16）、接收节点（17）、加热模块（18）、制冷模块（19）、加湿模块（20）和抽风机（21）均连接控制电路（3），控制电路（3）连接上位机（1）；阻隔介质球体（8）由影响接收信号强度值的非金属材质制成，其球心和主体装置（6）的球心重合，其球心处设置发送节点（10），在主体装置（6）内壁和阻隔介质球体（8）外壁之间连接弹性支撑杆（23），阻隔介质球体（8）的球体壁是由初始层和贴在初始层外的多层可拆卸贴片层组成。

2.根据权利要求1所述实验装置，其特征是：弹性支撑杆（23）位于主体装置（6）和阻隔介质球体（8）的中心轴上，包括弧形撑头（27）、可伸缩导杆（28）、环孔（29）、弹簧（30）和外壳体（31），外壳体（31）的内部放置弹簧（30），外壳体（31）上插有可伸缩导杆（28），可伸缩导杆（28）一端连接弹簧（30），可伸缩导杆（28）通过环孔（29）伸出外壳体（31），可伸缩导杆（28）另一端接有弧形撑头（27），外壳体（31）一端固定连接主体装置（6）内壁面，弧形撑头（27）支撑在阻隔介质球体（8）外壁面上。

3.根据权利要求1所述实验装置，其特征是：控制电路3包括电源模块、MCU处理单元、RS-485接口、控制开关、前置处理电路和驱动电路，MCU处理单元经电源模块连接电源接口，经控制开关分别连接风扇（16）、加热模块（18）、制冷模块（19）、加湿模块（20）和抽风机（21），在控制开关和抽风机（21）之间串接驱动电路，MCU处理单元经RS-485接口连接上位机（1），MCU处理单元连接接收节点（17），温度传感器（13）通过第一信号线（12）和第一个前置处理电路相连，湿度传感器（14）通过第二信号线（12）和第二个前置处理电路相连，第一、第二个前置处理电路分别连接MCU处理单元。

4.一种如权利要求1所述实验装置的实验方法，其特征是依次包括以下步骤：

A、将温度传感器（13）、湿度传感器（14）采集到的主体装置（6）内的温、湿度信号输入控制电路（3），将初始层厚度为δ₁的阻隔介质球体（8）用弹性支撑杆（23）固定好后，发射结点（10）从实验开始直至结束一直处于发射状态；

B、由上位机（1）设定需要的初始温度值T₁和初始湿度值C₁，控制电路（3）控制风扇（16）、加热模块（18）、制冷模块（19）、加湿模块（20）和抽风机（21）停止或工作，对主体装置（6）内的温、湿度调节至设定值，控制电路（3）将接收节点（17）接收到的信号强度值传入上位机（1），上位机（1）将此信号强度值和其对应的初始层厚度δ₁、初始温度值T₁、初始湿度值C₁存入数据库；

C、保持初始厚度δ₁、初始温度值T₁设定值不变，上位机（1）先依次修改递增的湿度设定值C₂、 ^....... 、C_n，n是湿度值的递增总次数，再对主体装置（6）内的湿度调节至设定值C₂、 ^....... 、C_n，上位机（1）将接收节点（17）接收到的在不同湿度设定值C₂、 ^....... 、C_n时的信号强度值和其对应的初始厚度δ₁、初始温度值T₁、湿度值C₂、 ^....... 、C_n存入数据库；

D、保持初始厚度δ₁不变，上位机（1）将温度值设定值T₁修改为T₂，保持修改后温度设定值T₂不变，上位机（1）按照递增的湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n依次修改湿度设定值，保持修改后温度设定值T₂不变并调节主体装置（6）内的温度至T₂和湿度至不同的湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n，上位机（1）将接收节点（17）接收到的在温度值T₂、湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n时的不同的信号强度值和其对应的初始厚度δ₁、温度值T₂、湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n存入数据库；上位机（1）然后继续按照递增的T₃、T₄、 ^....... 、T_n依次修改温度设定值，保持每一次修改后的温度设定值，上位机（1）都要按照递增的湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n重新依次修改湿度设定值，最终完成在初始厚度δ₁不变情况下的每一次修改温度设定值或湿度设定值，上位机（1）将接收节点（17）接收到的对应于不同温、湿度的信号强度值存入数据库；

E、在阻隔介质材料8的外球面贴加贴片层，上位机（1）按照递增的厚度δ₂、δ₃、 ^....... 、δ_m依次修改厚度设定值，m是阻隔介质球体厚度的递增总次数，对于每个厚度设定值，上位机（1）先按照温度值T₁、T₂、 ^....... 、T_n依次修改温度设定值，且每一次温度值改变后不变，上位机（1）再按照湿度值C₁、C₂、 ^....... 、C_n依次修改湿度设定值，对于每一次的厚度、温度、湿度设定值的改变，上位机（1）都将接收节点（17）接收到的信号强度值和其对应的厚度、温度、湿度存入数据库；

F、对所述数据库进行处理，得到在厚度δ_i时，i=1、2、3、 ^..... 、m，湿度一定时信号强度值随温度的变化曲线、温度一定时信号强度值随湿度的变化曲线，以此研究同环境中温度、湿度对无线信号衰减的影响。