CN110572836B - 一种基站信号强度测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站信号强度测试装置，包括：处理器、无线通信模块、按键模块和液晶显示模块；所述无线通信模块用于发送和接收数据；所述按键模块用于输入动作指令；所述液晶显示模块用于显示数据信息；所述处理器用于进行数据处理并发送和接收相关执行指令；所述处理器分别与所述无线通信模块、所述按键模块和所述液晶显示模块相连接；本发明还公开了一种基站信号强度测试方法；本发明通过带有显示屏幕的测试装置向基站发送测试包并选择特定的目标基站进行信号强度测试，以解决现有基站信号检索方法工作量大，不利于工程现场施工安装的技术问题，从而减少基站的安装难度，实现优化网络布局方案，提供工程安装效率。

Description

一种基站信号强度测试装置及方法

技术领域

本发明涉及信号强度测试领域，尤其涉及一种基站信号强度测试装置及方法。

背景技术

无线定位系统的工程施工安装过程中需要对定位基站信号覆盖区域内的信号强度进行检测，以此来设计调整基站网络拓扑，优化网络布局方案。基站信号强度不能依靠基站本身进行检测，需要借助定位终端接收到的信号强度间接反映，由此施工安装过程中是否能够快速便捷的检测基站信号强度将影响网络布局和定位系统安装的质量和效率。

现有基站信号强度的检测是用定位系统中配套的定位终端的信号强度来检测基站的信号强度，将定位终端的MAC地址和RSSI值(场强值)回传给定位基站，定位基站再将参数发送给PC端后台定位管理服务器，显示定位终端所在位置的信号强度。工程施工安装人员需要在PC端查看后台定位管理服务器才能知道基站覆盖区域内各个位置的信号强度，施工安装效率低。现有的这种检测方法通过在基站信号理论覆盖区域内放置定位终端节点，通过回传的数据判断基站信号强度，如果信号强度大于规定阈值，需要将覆盖区域进行扩大；如果信号强大小于规定阈值，需要将覆盖区域缩小。这种检测方法需要放置多个终端节点进行检测，并且需要多次调整终端节点所处位置来寻找最优的覆盖区域，一则是工作量较大，再者就是各个终端节点的信号强度数据需要在PC端后台定位管理服务器上查询，不利于工程现场施工安装。

发明内容

本发明提供了一种基站信号强度测试装置及方法，通过带有显示屏幕的测试装置向基站发送测试包并选择特定的目标基站进行信号强度测试，以解决现有基站信号检索方法工作量大，不利于工程现场施工安装的技术问题，从而减少基站的安装难度，实现优化网络布局方案，提供工程安装效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基站信号强度测试装置，包括：处理器、无线通信模块、按键模块和液晶显示模块；

所述无线通信模块用于发送和接收数据；所述按键模块用于输入动作指令；所述液晶显示模块用于显示数据信息；所述处理器用于进行数据处理并发送和接收相关执行指令；所述处理器分别与所述无线通信模块、所述按键模块和所述液晶显示模块相连接。

作为优选方案，所述基站信号强度测试装置还包括：LED指示模块，所述LED指示模块用于通过LED灯显示所述基站信号强度测试装置的运行状态和告警量信息；所述处理器与所述LED指示模块相连接。

作为优选方案，所述基站信号强度测试装置还包括：调试下载模块，所述调试下载模块用于提供所述处理器软件调试仿真与固件程序的有线下载；所述处理器与所述调试下载模块相连接。

作为优选方案，所述基站信号强度测试装置还包括：电源管理模块，所述电源管理模块用于对所述基站信号强度测试装置进行电源管理；所述处理器与所述电源管理模块相连接。

本发明实施例还提供了一种基站信号强度测试方法，包括：

对周围基站发出广播包进行侦测，以使基站收到广播包后对数据进行解析，当判定为侦测数据包时，将基站信息回传给基站信号强度测试装置；所述基站信息包括基站的IP地址和上行RSSI值；

获取周围的基站信息后，选择特定的目标基站发出测试数据包，以使基站在接收到测试数据包后进行解析数据，并在开始测试后的不同时间段内以不同的时间周期计算丢包率和RSSI平均值；

通过无线通信模块接收由基站发出的所述丢包率和RSSI平均值；

将所述丢包率和RSSI平均值通过液晶显示模块进行显示。

作为优选方案，所述在开始测试后的不同时间段内以不同的时间周期计算丢包率和RSSI平均值，具体包括：

对测试开始后的0～5分钟内接收到的数据包，每10秒计算一次丢包率和RSSI平均值；

对测试开始后的5～10分钟内接收到的数据包，每30秒计算一次丢包率和RSSI平均值；

对测试开始10分钟以后接收到的数据包，每60秒计算一次丢包率和RSSI平均值。

作为优选方案，所述基站信号强度测试方法还包括：通过电源管理模块对电源情况进行控制管理。

作为优选方案，所述对电源情况进行控制管理，具体包括：

采集电池当前电压值，并将所述电压值与预设的电池失效电压值进行比较，当所述当前电压值低于所述预设的电池失效电压值时，判定电池故障，控制停止充电；当所述当前电压值高于所述预设的电池失效电压值时，执行下一步操作；

将所述当前电压值与预设的充电停止电压值进行比较；当所述当前电压值低于所述预设的充电停止电压值时，对电池进行充电并在预设的时间段内对当前电压值进行检测，直到当前电压值高于所述预设的充电停止电压值后，继续充电。

作为优选方案，在所述判定电池故障后，通过无线通信模块向基站发送电量告警信号。

作为优选方案，所述基站信号强度测试方法还包括：接收基站下发的固件升级数据包，并对所述固件升级数据包进行CRC校验，校验成功后，进行自动重启以完成整个固件升级流程。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明通过带有显示屏幕的测试装置向基站发送测试包并选择特定的目标基站进行信号强度测试，以解决现有基站信号检索方法工作量大，不利于工程现场施工安装的技术问题，从而减少基站的安装难度，实现优化网络布局方案，提供工程安装效率。

附图说明

图1：为本发明实施例中的基站信号强度测试装置结构示意图；

图2：为本发明实施例中的基站信号强度测试方法数据处理流程图；

图3：为本发明实施例中的基站侦测模式数据交互流程图；

图4：为本发明实施例中的电源管理模块工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，本发明优选实施例提供了一种基站信号强度测试装置，包括：处理器、无线通信模块、按键模块和液晶显示模块；

所述无线通信模块用于发送和接收数据；所述按键模块用于输入动作指令；所述液晶显示模块用于显示数据信息；所述处理器用于进行数据处理并发送和接收相关执行指令；所述处理器分别与所述无线通信模块、所述按键模块和所述液晶显示模块相连接。

其中，处理器为MCU处理器最小系统，采用32位Cortex-M0内核微处理器UM0068001，这是一款超低功耗，待机功耗小于1uA，工作频率为20Mhz时的运行功耗为100uA，宽电压工作范围的IoTP处理器芯片，基本外设丰富，集成12位1Msps高精度的SARADC以及集成多路UART、SPI等丰富的通讯外设，具有高整合度、高抗干扰、高可靠性和超低功耗的特点。此款微处理芯片能够应用于物联网应用，智能交通，智慧城市，智能家居，智能门锁，以及对于电池供电和对于功耗苛求的便携式设备。

通信模块选用2.4G通信模块，具体为选用搭载Nordic公司的无线收发芯片nRF24L01的无线通信模块，频段可调，工作频道到2.4GHz～2.5GHz，只需收发双方用相同的频段，也即是测试装置和定位基站的频段设置相同。测试装置的nRF24L01无线通信模块通过微处理器UM006801的SPI接口进行控制，往寄存器读写操作进行相应配置，等待发送和接收中断即可完成无线通信数据的收发。

按键模块包括开机键，上键，下键，确认键，其中开机键用于测试装置的开关机；上键用于显示屏的滚动到下一条和下翻页；下键用于显示屏的滚动到上一条和上翻页；确认键用于发送侦测信息包开始，目标测试基站的确认选择，以及测试数据包发送开始等操作的确认。

液晶显示模块为128128G液晶屏，能够显示128*128点阵，能够显示64个汉字，128个点阵英文、数字、符号。液晶接口为4线SPI串口，与微处理器连接。液晶屏用来显示测试装置在基站侦测和基站信号强度测试时的显示信息，包括基站侦测模式时的周围基站的IP，基站强度测试时目标基站的丢包率，RSSI平均值等信息。

在另一实施例中，所述基站信号强度测试装置还包括：LED指示模块，所述LED指示模块用于通过LED灯显示所述基站信号强度测试装置的运行状态和告警量信息；所述处理器与所述LED指示模块相连接。

LED指示模块用于显示测试装置运行状态和告警量等信息，包括一个显示测试装置电源指示的绿色灯，一个用于显示电池低电量告警的红色灯，以及一个显示电池故障告警的红色灯。

在另一实施例中，所述基站信号强度测试装置还包括：调试下载模块，所述调试下载模块用于提供所述处理器软件调试仿真与固件程序的有线下载；所述处理器与所述调试下载模块相连接。

在另一实施例中，所述基站信号强度测试装置还包括：电源管理模块，所述电源管理模块用于对所述基站信号强度测试装置进行电源管理；所述处理器与所述电源管理模块相连接。

电源管理模块包括锂电池供电和锂电池充放电管理。锂电池采用4.2V可充电锂电池，经过电压转换芯片之后将电压稳定为3.3V给测试装置供电。当锂电池电量低于电池低电压告警门限值时，会主动上报低电量告警给定位基站，提醒工程人员进行锂电池的充电处理。

请参照图2，本发明实施例还提供了一种基站信号强度测试方法，包括：

S1，对周围基站发出广播包进行侦测，以使基站收到广播包后对数据进行解析，当判定为侦测数据包时，将基站信息回传给基站信号强度测试装置；所述基站信息包括基站的IP地址和上行RSSI值；

请参照图3，定位终端测试装置在侦测模式下发出广播包对周围基站进行侦测，定位基站收到广播包后对数据进行解析，判定为侦测数据包时，将基站的IP地址和上行RSSI值(定位终端测试装置场强值)回传给定位终端测试装置。

S2，获取周围的基站信息后，选择特定的目标基站发出测试数据包，以使基站在接收到测试数据包后进行解析数据，并在开始测试后的不同时间段内以不同的时间周期计算丢包率和RSSI平均值；

定位终端测试装置通过基站的侦测模式获取周围的基站信息后，选择特定的目标基站进行信号强度测试。具体地，定位终端测试装置发出测试数据包，测试数据包中的数据为从1开始的包序号，每发出一包后包序号加1，包序号范围为1～65535。2)定位基站接收到测试数据包后，解析数据，为了排除刚开始测试时数据通信不稳定性，在开始测试后的不同时间段内以不同的时间周期计算丢包率和RSSI平均值计算。

S3，通过无线通信模块接收由基站发出的所述丢包率和RSSI平均值；定位基站在每个计算周期到达之后将计算所得的丢包率和RSSI平均值回传给定位终端测试装置。

S4，将所述丢包率和RSSI平均值通过液晶显示模块进行显示。

测试装置的液晶屏上显示基站侦测和基站信号强度测试下的参数信息，当开始基站侦测时，显示屏显示已侦查到的基站的IP地址和设备编号；操作按键选择目标基站进行基站信号强度测试时，屏幕显示目标基站回传的丢包率和RSSI平均值。

本发明通过便携式带有显示屏的定位终端测试装置上显示的丢包率和RSSI平均值两个参数能够快速地检测到目标基站的信号强度，并且通过改变定位终端测试装置所处的位置检测目标基站信号覆盖区域内各个位置的信号强度，指导工程安装人员进行定位基站的布局和安装，提供最优化的定位安装方案，减少基站安装难度，提高工程安装效率。

在另一实施例中，所述在开始测试后的不同时间段内以不同的时间周期计算丢包率和RSSI平均值，具体包括：对测试开始后的0～5分钟内接收到的数据包，每10秒计算一次丢包率和RSSI平均值；对测试开始后的5～10分钟内接收到的数据包，每30秒计算一次丢包率和RSSI平均值；对测试开始10分钟以后接收到的数据包，每60秒计算一次丢包率和RSSI平均值。

具体地，定位终端测试装置的发包时间间隔大约为500ms/包，1秒内发送两包，以定位终端测试装置的发包时间和包序号为计算周期，计算方法如下：

a)测试开始的前5分钟，包序号为1～600(600*500ms＝300000ms＝5min)，每10s(包序号间隔为20包)计算一次丢包率和RSSI平均值；

b)测试开始后的5～10分钟，包序号为601～1200(1200*500ms＝10min)，每30s(包序号间隔为60包)计算一次丢包率和RSSI平均值；

c)测试开始10分钟以后，包序号为1201～65535，每60s(包序号间隔为120包)计算一次丢包率和RSSI平均值。

在另一实施例中，所述基站信号强度测试方法还包括：通过电源管理模块对电源情况进行控制管理。在本实施例中，所述对电源情况进行控制管理，具体包括：

采集电池当前电压值，并将所述电压值与预设的电池失效电压值进行比较，当所述当前电压值低于所述预设的电池失效电压值时，判定电池故障，控制停止充电；当所述当前电压值高于所述预设的电池失效电压值时，执行下一步操作；

将所述当前电压值与预设的充电停止电压值进行比较；当所述当前电压值低于所述预设的充电停止电压值时，对电池进行充电并在预设的时间段内对当前电压值进行检测，直到当前电压值高于所述预设的充电停止电压值后，继续充电。

请参照图4，具体地，锂电池充电管理在出现锂电池低电量告警时，工程人员插上充电线进入充电管理流程。首先会采集锂电池当前电压值与电池失效电压2.5V进行比较，如果低于失效电压值，判定锂电池故障，停止充电，锂电池故障告警灯亮灯。当电压值高于失效电压值时，进一步判断是否已达到充电停止电压4V，如果电压低于充电停止电压，启动充电，之后每3分钟检测一次电压值，并把当前电压值与失效电压和充电停止电压进行比较，如此循环充电，直到当前电池电压高于充电停止电压时继续充电30分钟，然后结束充电流程。

在另一实施例中，在所述判定电池故障后，通过无线通信模块向基站发送电量告警信号。测试装置出现低电量告警或故障时，主动上报告警数据包给基站，基站将告警数据传送给定位系统后台管理服务器，在PC端显示，提醒工程人员对测试装置进行充电。

在本实施例中，所述基站信号强度测试方法还包括：接收基站下发的固件升级数据包，并对所述固件升级数据包进行CRC校验，校验成功后，进行自动重启以完成整个固件升级流程。

为了方便测试装置在出厂后进行软件程序的更新，除了在测试装置上留有有线下载口之外，增加了无线固件升级功能。无线固件升级功能借用测试装置和定位基站之前通信使用的2.4G的频段，在需要对测试装置进行软件升级时，定位系统后台管理服务器下发测试装置固件文件给基站，由基站主动发送远程升级命令给测试装置，基站信号覆盖区域内的测试装置收到升级命令数据包后与基站进行远程升级握手通信，之后便接收基站下发固件升级数据包。当测试装置接收完固件升级数据包后，对内容进行CRC校验，校验成功后，稍后自动重启，完成整个固件升级流程。

本发明的实现需用到一台定位基站和一个便携式带显示屏的定位终端测试装置，基站信号强度检测过程可以分为基站的侦测和基站信号强度测试两部分。定位终端测试装置往目标基站发送数据包时的丢包率和定位终端的RSSI两个参数可以作为评估基站信号强度强弱的指标，定位终端接收到基站回传的参数信息，并将其显示在测试装置的显示屏上。通过改变定位终端测试装置的所处的位置，能够检测出在基站无线信号覆盖区域内的各个位置的信号强度。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基站信号强度测试方法，其特征在于，基于基站信号强度测试装置进行信号强度测试，所述基站信号强度测试装置包括：处理器、无线通信模块、按键模块和液晶显示模块；所述无线通信模块用于发送和接收数据；所述按键模块用于输入动作指令；所述液晶显示模块用于显示数据信息；所述处理器用于进行数据处理并发送和接收相关执行指令；所述处理器分别与所述无线通信模块、所述按键模块和所述液晶显示模块相连接；

所述基站信号强度测试装置还包括：LED指示模块，所述LED指示模块用于通过LED灯显示所述基站信号强度测试装置的运行状态和告警量信息；所述处理器与所述LED指示模块相连接；

所述基站信号强度测试装置还包括：调试下载模块，所述调试下载模块用于提供所述处理器软件调试仿真与固件程序的有线下载；所述处理器与所述调试下载模块相连接；

所述基站信号强度测试装置还包括：电源管理模块，所述电源管理模块用于对所述基站信号强度测试装置进行电源管理；所述处理器与所述电源管理模块相连接；

所述基站信号强度测试方法的步骤包括：

对周围基站发出广播包进行侦测，以使基站收到广播包后对数据进行解析，当判定为侦测数据包时，将基站信息回传给基站信号强度测试装置；所述基站信息包括基站的IP地址和上行RSSI值；

获取周围的基站信息后，选择特定的目标基站发出测试数据包，以使基站在接收到测试数据包后进行解析数据，并在开始测试后的不同时间段内以不同的时间周期计算丢包率和RSSI平均值；

通过无线通信模块接收由基站发出的所述丢包率和RSSI平均值；

将所述丢包率和RSSI平均值通过液晶显示模块进行显示。

2.如权利要求1所述的基站信号强度测试方法，其特征在于，所述在开始测试后的不同时间段内以不同的时间周期计算丢包率和RSSI平均值，具体包括：

对测试开始后的0～5分钟内接收到的数据包，每10秒计算一次丢包率和RSSI平均值；

对测试开始后的5～10分钟内接收到的数据包，每30秒计算一次丢包率和RSSI平均值；

对测试开始10分钟以后接收到的数据包，每60秒计算一次丢包率和RSSI平均值。

3.如权利要求1所述的基站信号强度测试方法，其特征在于，还包括：通过电源管理模块对电源情况进行控制管理。

4.如权利要求3所述的基站信号强度测试方法，其特征在于，所述对电源情况进行控制管理，具体包括：

采集电池当前电压值，并将所述电压值与预设的电池失效电压值进行比较，当所述当前电压值低于所述预设的电池失效电压值时，判定电池故障，控制停止充电；当所述当前电压值高于所述预设的电池失效电压值时，执行下一步操作；

将所述当前电压值与预设的充电停止电压值进行比较；当所述当前电压值低于所述预设的充电停止电压值时，对电池进行充电并在预设的时间段内对当前电压值进行检测，直到当前电压值高于所述预设的充电停止电压值后，继续充电。

5.如权利要求4所述的基站信号强度测试方法，其特征在于，在所述判定电池故障后，通过无线通信模块向基站发送电量告警信号。

6.如权利要求1所述的基站信号强度测试方法，其特征在于，还包括：接收基站下发的固件升级数据包，并对所述固件升级数据包进行CRC校验，校验成功后，进行自动重启以完成整个固件升级流程。

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