CN108135012A - 多功能手持设备和无线信号测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多功能手持设备和无线信号测试系统，该手持设备能够检测多种无线信号的信号强度，还可以远程修改无线设备的参数配置，更改无线设备的通信能力、通信方式等，能够检测的无线类型包括红外线、Zigbee、LoRa，针对LoRa无线采集设备，还实现了用手持设备进行远程设备信息管理，包括查看、修改设备配置，批量修改设备相同配置项功能。本发明为多种无线设备、不同应用场景提供了极其便利的信号检测手段，为现场受限的LoRa无线采集设备提供了便利的配置管理功能，可以应用于电力电表行业无线传输设备管理和信号检测，适用于多种无线协议，且具备便携的优点。

Description

多功能手持设备和无线信号测试系统

技术领域

本发明涉及测试无线信号的手持设备，尤其涉及多功能手持设备和基于该手持设备的无线信号测试系统。

背景技术

随着电力电子行业的发展，无线技术应用于电力电子行业的数据采集越来越普遍，在无线技术应用的过程中，由于项目现场环境千差万别，无线技术是否适用及信号强度是否能够让两个无线节点建立稳定可靠的通讯完全未知，因此需要现场测试相关应用场景的无线信号强度及相关的采集点布置在哪里最合适，并对无线采集设备进行配置管理，以达到简化现场施工工作量的目的。

行业上有多种测试无线信号的手持设备，通过两个手持设备间的通信，来检测当前采集点和被采集点之间的信号强度，通过信号强度分布来决定无线采集点位置的设置。但目前存在的无线信号强度的手持设备有的只能测试单一类型协议无线信号强度，不能兼容测试多种类型协议的无线信号强度，不同类型的无线信号需要用不同类型的手持设备；另外，检测手段单一，只能用两个手持设备进行通信，检测信号强度。

另一方面，行业上无线采集设备的配置管理，一般在现场安装前需通过有线连接电脑的方式进行配置，后期如果需要修改配置，调整通信方式，需要在现场对各个不同地理位置的采集点进行连接有线修改，现场配置管理极其不方便。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供多功能手持设备，旨在解决现有技术的手持设备只能测试单一类型的无线信号，以及现场配置管理无线采集设备不便的问题。

本发明的另一个目的在于提供无线信号测试系统。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种多功能手持设备，包括交互模块、ZigBee模块、LoRa模块和红外模块；其中，

ZigBee模块用于：

通过交互模块设置ZigBee通信参数；

向被检测的ZigBee无线采集设备发送ZigBee数据包；

接收ZigBee无线采集设备返回的ZigBee数据包；

通过发送的ZigBee数据包和收到的ZigBee数据包数量，获取ZigBee丢包率以及每个收到的ZigBee数据包的信号强度值；

在交互模块上显示发送、收到的ZigBee数据包数量和收到的ZigBee数据包的信号强度值；

LoRa模块用于：

通过交互模块设置LoRa通信参数；

向被检测的LoRa无线采集设备发送LoRa数据包；

接收LoRa无线采集设备返回的LoRa数据包；

通过发送的LoRa数据包和收到的LoRa数据包数量，获取LoRa丢包率以及每个收到的LoRa数据包的信号强度值；

在交互模块上显示发送、收到的LoRa数据包数量和收到的LoRa数据包的信号强度值；以及，

向LoRa无线采集设备发送扫描指令；

接收LoRa无线采集设备返回的LoRa设备配置信息；

通过交互模块接收LoRa设备配置数据；

向LoRa无线采集设备发送包含LoRa设备配置数据的设置命令，修改LoRa无线采集设备的配置信息；

红外模块用于：

通过交互模块设置红外通信参数；

通过红外探头向被检测的红外数据采集设备发送红外数据包；

通过红外探头接收红外数据采集设备返回的红外数据包；

通过发送的红外数据包和收到的红外数据包数量，获取红外丢包率以及每个收到的红外数据包的信号强度值；

在交互模块上显示发送、收到的红外数据包数量和收到的红外数据包的信号强度值；

交互模块用于：

设置ZigBee通信参数、LoRa通信参数和红外通信参数；

显示发送、收到的ZigBee数据包数量和收到的ZigBee数据包的信号强度值，发送、收到的LoRa数据包数量和收到的LoRa数据包的信号强度值，以及发送、收到的红外数据包数量和收到的红外数据包的信号强度值；

接收LoRa设备配置数据。

在上述实施例的基础上，优选的，

ZigBee模块还用于根据发送、收到的ZigBee数据包数量和收到的ZigBee数据包的信号强度值判断ZigBee通信质量；

LoRa模块还用于根据发送、收到的LoRa数据包数量和收到的LoRa数据包的信号强度值判断LoRa通信质量；

红外模块还用于根据发送、收到的红外数据包数量和收到的红外数据包的信号强度值判断红外通信质量。

一种无线信号测试系统，包括：

上述任一项实施例中的多功能手持设备；

ZigBee无线采集设备，用于返回ZigBee数据包；

LoRa无线采集设备，用于返回LoRa数据包和LoRa设备配置信息，以及根据LoRa设备配置数据修改配置信息；

红外数据采集设备，用于返回红外数据包；

红外探头，用于向被检测的红外数据采集设备发送红外数据包，以及接收红外数据采集设备返回的红外数据包。

在上述实施例的基础上，优选的，每个LoRa无线采集设备设置有唯一的SN号，返回LoRa数据包或LoRa设备配置信息的同时返回LoRa无线采集设备的SN号；

LoRa模块用于：

向LoRa无线采集设备发送扫描指令；

接收LoRa无线采集设备返回的LoRa设备配置信息和SN号；

在交互模块显示LoRa无线采集设备的SN号、信道、信号强度值；

通过交互模块接收LoRa设备配置数据和配置SN号，向LoRa无线采集设备发送包含LoRa设备配置数据和配置SN号的设置命令，修改与配置SN号相应的LoRa无线采集设备的配置信息；或者，

通过交互模块接收LoRa设备配置数据，该LoRa设备配置数据为信道数据和/或波特率数据；向LoRa无线采集设备发送包含LoRa设备配置数据的设置命令，修改当前信道的所有LoRa无线采集设备的配置信息。

在上述实施例的基础上，优选的，LoRa无线采集设备收到扫描指令后，在间隔随机时长后返回LoRa设备配置信息和SN号。

在上述实施例的基础上，优选的，LoRa无线采集设备在间隔随机时长后判断当前是否还有接收到数据；

如果没有，则返回LoRa设备配置信息和SN号；

如果信道忙，则重复等待随机时长并判断是否还有接收到数据，直到不再接收到数据时，返回LoRa设备配置信息和SN号。

或者，优选的，随机时长在0～630毫秒之间。

或者，优选的，LoRa无线采集设备收到扫描指令后，每隔随机时长，返回一次LoRa设备配置信息和SN号，共返回五次。

在上述任意实施例的基础上，优选的，LoRa无线采集设备修改配置信息后，向LoRa模块返回确认信息并重启设备。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明公开了多功能手持设备和无线信号测试系统，该手持设备能够检测多种无线信号的信号强度，还可以远程修改无线设备的参数配置，更改无线设备的通信能力、通信方式等，能够检测的无线类型包括红外线、Zigbee、LoRa，针对LoRa无线采集设备，还实现了用手持设备进行远程设备信息管理，包括查看、修改设备配置，批量修改设备相同配置项功能。本发明为多种无线设备、不同应用场景提供了极其便利的信号检测手段，为现场受限的LoRa无线采集设备提供了便利的配置管理功能，可以应用于电力电表行业无线传输设备管理和信号检测，适用于多种无线协议，且具备便携的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1示出了本发明实施例提供的一种多功能手持设备的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

具体实施例一

如图1所示，本发明实施例提供了一种多功能手持设备，包括交互模块、ZigBee模块、LoRa模块和红外模块。

本手持设备的操作系统可以采用ucos ii嵌入式操作系统，系统启动后运行了四个任务(进程)：ZigBee任务管理、LoRa任务管理、红外任务管理、液晶显示屏任务管理。

ZigBee模块用于：通过交互模块设置ZigBee通信参数；向被检测的ZigBee无线采集设备发送ZigBee数据包；接收ZigBee无线采集设备返回的ZigBee数据包；通过发送的ZigBee数据包和收到的ZigBee数据包数量，获取ZigBee丢包率以及每个收到的ZigBee数据包的信号强度值；在交互模块上显示发送、收到的ZigBee数据包数量和收到的ZigBee数据包的信号强度值。

ZigBee模块提供ZigBee无线信号检测功能，手持设备向被检测的ZigBee无线采集设备发送ModBus协议包，无线采集设备返回响应包；手持设备通过发送的数据包和收到的数据包数量，获得丢包率，以及每个收到的数据包的信号强度值，从而判断通信的质量和信号的强弱。手持设备为了与无线采集设备通信，通信参数(网络号，通信通道等)必须与无线采集设备一致。为适应检测不同通信参数的设备，手持设备在交互模块上提供用户操作，设置、修改手持设备ZigBee设备的通信参数。程序实现流程上，操作上提供设置通信参数界面并保持，初始化手持设备的通信参数，收到信号检测操作指令后，可以按ModBus协议格式封装数据包，调用ZigBee模块的发射接口，最终通过无线射频把数据发送出去。远端无线采集设备收到数据后，返回响应的数据包，手持设备收到响应包，通过ZigBee模块接口解出数据包的信号强度，并在交互模块的界面上显示发送、收到的数据包数量和当前数据包的信号强度。

LoRa模块用于：通过交互模块设置LoRa通信参数；向被检测的LoRa无线采集设备发送LoRa数据包；接收LoRa无线采集设备返回的LoRa数据包；通过发送的LoRa数据包和收到的LoRa数据包数量，获取LoRa丢包率以及每个收到的LoRa数据包的信号强度值；在交互模块上显示发送、收到的LoRa数据包数量和收到的LoRa数据包的信号强度值；以及，向LoRa无线采集设备发送扫描指令；接收LoRa无线采集设备返回的LoRa设备配置信息；通过交互模块接收LoRa设备配置数据；向LoRa无线采集设备发送包含LoRa设备配置数据的设置命令，修改LoRa无线采集设备的配置信息。

LoRa模块的无线信号检测功能与ZigBee模块类似，因此实现流程上同样是通过界面设置通信参数，发信号检测指令，接收响应数据包，在交互模块的界面上显示发送、接收数据包数量和当前数据包的信号强度。

LoRa模块还实现了远程无线采集设备的配置管理功能。远程配置管理，是指通过手持设备，扫描所有的LoRa无线采集设备，查看设备配置信息，发送指令修改指定的设备、或者所有设备的某项相同参数。设备配置信息可以包括通信参数、信号强度、无线设备类型等；选择某个无线设备，在设备信息页面，修改通信参数后，可以向无线设备发送修改参数的设置命令。

红外模块可以通过RJ11接口外接红外探头实现红外检测，红外模块用于通过交互模块设置红外通信参数；通过红外探头向被检测的红外数据采集设备发送红外数据包；通过红外探头接收红外数据采集设备返回的红外数据包；通过发送的红外数据包和收到的红外数据包数量，获取红外丢包率以及每个收到的红外数据包的信号强度值；在交互模块上显示发送、收到的红外数据包数量和收到的红外数据包的信号强度值。

在安装红外数据采集设备前，红外模块为找到信号最佳的安装点提供了一种更为方便操作的检测手段。红外信号检测功能与ZigBee、LoRa类似，手持设备向红外数据采集设备发送红外数据，接收返回的响应数据，在交互模块的界面上显示发送、接收的数据包数量，以此判断通信质量。

交互模块用于：设置ZigBee通信参数、LoRa通信参数和红外通信参数；显示发送、收到的ZigBee数据包数量和收到的ZigBee数据包的信号强度值，发送、收到的LoRa数据包数量和收到的LoRa数据包的信号强度值，以及发送、收到的红外数据包数量和收到的红外数据包的信号强度值；接收LoRa设备配置数据。

本发明实施例对交互模块不做限定，优选的，其界面交互可以采用LCD液晶屏，点阵可以为128×64，按键可以采用8按键方案，包括上、下、返回、确定、左、右、数值增加和数值减少的按键。液晶屏作为手持设备与用户的交互界面，可以分四行显示。交互模块通过接收用户的按键输入，触发不同类型事件，包括选择某项菜单、执行某个命令、修改某项数值等，传给各个功能模块进行处理，功能模块处理后，把需要显示的内容通过接口传给显示屏管理程序，程序把内容按事先定义好的点阵在屏幕上显示。

优选的，ZigBee模块还可以用于根据发送、收到的ZigBee数据包数量和收到的ZigBee数据包的信号强度值判断ZigBee通信质量；LoRa模块还用于根据发送、收到的LoRa数据包数量和收到的LoRa数据包的信号强度值判断LoRa通信质量；红外模块还用于根据发送、收到的红外数据包数量和收到的红外数据包的信号强度值判断红外通信质量。这样做的好处是，能够根据信号强度值判断通信质量和信号强弱。

该手持设备能够检测多种无线信号的信号强度，还可以远程修改无线设备的参数配置，更改无线设备的通信能力、通信方式等，能够检测的无线类型包括红外线、Zigbee、LoRa，针对LoRa无线采集设备，还实现了用手持设备进行远程设备信息管理，包括查看、修改设备配置，批量修改设备相同配置项功能。本发明实施例为多种无线设备、不同应用场景提供了极其便利的信号检测手段，为现场受限的LoRa无线采集设备提供了便利的配置管理功能，可以应用于电力电表行业无线传输设备管理和信号检测，适用于多种无线协议，且具备便携的优点。

具体实施例二

本发明实施例提供了一种无线信号测试系统，包括：

具体实施例一中的多功能手持设备；

ZigBee无线采集设备，用于返回ZigBee数据包；

LoRa无线采集设备，用于返回LoRa数据包和LoRa设备配置信息，以及根据LoRa设备配置数据修改配置信息；

红外数据采集设备，用于返回红外数据包；

红外探头，用于向被检测的红外数据采集设备发送红外数据包，以及接收红外数据采集设备返回的红外数据包。

优选的，每个LoRa无线采集设备可以设置有唯一的SN号，返回LoRa数据包或LoRa设备配置信息的同时返回LoRa无线采集设备的SN号；LoRa模块用于：向LoRa无线采集设备发送扫描指令；接收LoRa无线采集设备返回的LoRa设备配置信息和SN号；在交互模块显示LoRa无线采集设备的SN号、信道、信号强度值；通过交互模块接收LoRa设备配置数据和配置SN号，向LoRa无线采集设备发送包含LoRa设备配置数据和配置SN号的设置命令，修改与配置SN号相应的LoRa无线采集设备的配置信息；或者，通过交互模块接收LoRa设备配置数据，该LoRa设备配置数据为信道数据和/或波特率数据；向LoRa无线采集设备发送包含LoRa设备配置数据的设置命令，修改当前信道的所有LoRa无线采集设备的配置信息。每个LoRa无线采集设备有唯一的SN号，出厂时与其他配置信息在LoRa无线采集设备中同时设置，SN号即为LoRa无线采集设备的唯一ID号。收到扫描响应数据包后，LoRa模块按定义好的数据格式保存每个LoRa无线采集设备的信息，通过交互模块的界面选中某个LoRa无线采集设备可以查看其设备配置信息。

本发明实施例可以通过交互模块向指定SN号或信道的LoRa无线采集设备发送查询信息，LoRa无线采集设备收到查询信息后，返回波特率、LoRa参数等配置信息。

LoRa模块可以向指定SN号的LoRa无线采集设备发送命令修改其配置信息(包括波特率、信道、LoRa参数)，LoRa无线采集设备收到修改配置信息后，修改配置；或者，LoRa模块可以向所有LoRa无线采集设备发送命令修改模块配置信息(包括波特率、信道)，LoRa无线采集设备收到修改配置信息后，修改配置，从而批量修改配置相同的信息。

手持设备以广播方式发送扫描指令，无线采集设备收到指令后，为避免出现同频干扰，LoRa无线采集设备可以在间隔随机时长后再发送响应包。优选的，LoRa无线采集设备收到扫描指令后，可以在间隔随机时长后返回LoRa设备配置信息和SN号。

优选的，LoRa无线采集设备可以在间隔随机时长后判断当前是否还有接收到数据；如果没有，则返回LoRa设备配置信息和SN号；如果信道忙，则重复等待随机时长并判断是否还有接收到数据，直到不再接收到数据时，返回LoRa设备配置信息和SN号。超时后判断当前是否还有接收到数据，没有则说明信道空闲，这时发送响应信息；若信道忙，继续等待随机时长。

本发明实施例对随机时长不做限定，其可以为10毫秒的倍数。优选的，随机时长可以在0～630毫秒之间。

优选的，LoRa无线采集设备收到扫描指令后，每隔随机时长，返回一次LoRa设备配置信息和SN号，共返回五次。这样做的好处是，提高接收端的成功率。

优选的，LoRa无线采集设备修改配置信息后，可以向LoRa模块返回确认信息并重启设备。

对于LoRa无线采集设备，在采集点和被采集点间可以用手持对手持的检测方式，也可以手持对无线设备的检测方式。

本发明从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，其具有的实用进步性，己符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本发明以上的说明及附图，仅为本发明的较佳实施例而己，并非以此局限本发明，因此，凡一切与本发明构造，装置，待征等近似、雷同的，即凡依本发明专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本发明的专利申请保护的范围之内。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多功能手持设备，其特征在于，包括交互模块、ZigBee模块、LoRa模块和红外模块；其中，

ZigBee模块用于：

通过交互模块设置ZigBee通信参数；

向被检测的ZigBee无线采集设备发送ZigBee数据包；

接收ZigBee无线采集设备返回的ZigBee数据包；

通过发送的ZigBee数据包和收到的ZigBee数据包数量，获取ZigBee丢包率以及每个收到的ZigBee数据包的信号强度值；

在交互模块上显示发送、收到的ZigBee数据包数量和收到的ZigBee数据包的信号强度值；

LoRa模块用于：

通过交互模块设置LoRa通信参数；

向被检测的LoRa无线采集设备发送LoRa数据包；

接收LoRa无线采集设备返回的LoRa数据包；

通过发送的LoRa数据包和收到的LoRa数据包数量，获取LoRa丢包率以及每个收到的LoRa数据包的信号强度值；

在交互模块上显示发送、收到的LoRa数据包数量和收到的LoRa数据包的信号强度值；以及，

向LoRa无线采集设备发送扫描指令；

接收LoRa无线采集设备返回的LoRa设备配置信息；

通过交互模块接收LoRa设备配置数据；

向LoRa无线采集设备发送包含LoRa设备配置数据的设置命令，修改LoRa无线采集设备的配置信息；

红外模块用于：

通过交互模块设置红外通信参数；

通过红外探头向被检测的红外数据采集设备发送红外数据包；

通过红外探头接收红外数据采集设备返回的红外数据包；

通过发送的红外数据包和收到的红外数据包数量，获取红外丢包率以及每个收到的红外数据包的信号强度值；

在交互模块上显示发送、收到的红外数据包数量和收到的红外数据包的信号强度值；

交互模块用于：

设置ZigBee通信参数、LoRa通信参数和红外通信参数；

显示发送、收到的ZigBee数据包数量和收到的ZigBee数据包的信号强度值，发送、收到的LoRa数据包数量和收到的LoRa数据包的信号强度值，以及发送、收到的红外数据包数量和收到的红外数据包的信号强度值；

接收LoRa设备配置数据。

2.根据权利要求1所述的多功能手持设备，其特征在于，

ZigBee模块还用于根据发送、收到的ZigBee数据包数量和收到的ZigBee数据包的信号强度值判断ZigBee通信质量；

LoRa模块还用于根据发送、收到的LoRa数据包数量和收到的LoRa数据包的信号强度值判断LoRa通信质量；

红外模块还用于根据发送、收到的红外数据包数量和收到的红外数据包的信号强度值判断红外通信质量。

3.一种无线信号测试系统，其特征在于，包括：

权利要求1或2所述的多功能手持设备；

ZigBee无线采集设备，用于返回ZigBee数据包；

LoRa无线采集设备，用于返回LoRa数据包和LoRa设备配置信息，以及根据LoRa设备配置数据修改配置信息；

红外数据采集设备，用于返回红外数据包；

红外探头，用于向被检测的红外数据采集设备发送红外数据包，以及接收红外数据采集设备返回的红外数据包。

4.根据权利要求3所述的无线信号测试系统，其特征在于，每个LoRa无线采集设备设置有唯一的SN号，返回LoRa数据包或LoRa设备配置信息的同时返回LoRa无线采集设备的SN号；

LoRa模块用于：

向LoRa无线采集设备发送扫描指令；

接收LoRa无线采集设备返回的LoRa设备配置信息和SN号；

在交互模块显示LoRa无线采集设备的SN号、信道、信号强度值；

通过交互模块接收LoRa设备配置数据和配置SN号，向LoRa无线采集设备发送包含LoRa设备配置数据和配置SN号的设置命令，修改与配置SN号相应的LoRa无线采集设备的配置信息；或者，

通过交互模块接收LoRa设备配置数据，该LoRa设备配置数据为信道数据和/或波特率数据；向LoRa无线采集设备发送包含LoRa设备配置数据的设置命令，修改当前信道的所有LoRa无线采集设备的配置信息。

5.根据权利要求4所述的无线信号测试系统，其特征在于，LoRa无线采集设备收到扫描指令后，在间隔随机时长后返回LoRa设备配置信息和SN号。

6.根据权利要求5所述的无线信号测试系统，其特征在于，LoRa无线采集设备在间隔随机时长后判断当前是否还有接收到数据；

如果没有，则返回LoRa设备配置信息和SN号；

如果信道忙，则重复等待随机时长并判断是否还有接收到数据，直到不再接收到数据时，返回LoRa设备配置信息和SN号。

7.根据权利要求5所述的无线信号测试系统，其特征在于，随机时长在0～630毫秒之间。

8.根据权利要求5所述的无线信号测试系统，其特征在于，LoRa无线采集设备收到扫描指令后，每隔随机时长，返回一次LoRa设备配置信息和SN号，共返回五次。

9.根据权利要求3或4所述的无线信号测试系统，其特征在于，LoRa无线采集设备修改配置信息后，向LoRa模块返回确认信息并重启设备。