CN111193556A - 一种具有天线脱离检测功能的天线及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有天线脱离检测功能的天线，所述天线用于物联网设备上，包括两个或多个外置天线，每个外置天线用于与外部进行通讯；通信模块，通信模块与至少一个外置天线相连接并通讯；还包括：至少一个驻波检测模块，驻波检测模块与每个外置天线直接或间接连接。本发明通过一驻波检测模块对被检测天线中的至少一个外置天线进行检测，驻波检测模块与所每个外置天线直接或间接连接，基于检测结果确定外置天线是否发生脱离，本发明能够实现同时对多个天线进行天线脱离检测，驻波检测和正常通讯可以同时进行，并能够实现驻波检测与正常通讯的自由切换，本发明结构简单、功能强大、有效的克服了现有技术存在的不足以及弊端，具有极高的商业价值。

Description

一种具有天线脱离检测功能的天线及其检测方法

技术领域

本发明属于物联网天线检测技术领域，具体地，涉及一种具有天线脱离检测功能的天线及其检测方法。

背景技术

物联网(The Internet of Things，简称IOT)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

在当前环境下的物联网应用中，往往会采用能与外部产生通信的天线作为组成部分，而在实际应用过程中，天线有时会因为人为或者非人为的因素而造成天线的脱离或者接触不良，从而造成数据的收发异常、延迟，用户如果能够实时的知道天线是否脱离，则可以通过切换天线的形式采用备用天线，从而避免数据的收发失败，基于此，有的商家开发了一种对天线进行检测的检测单元，但由于驻波检测需要使用到一定的频段，其仅仅只能单一的对一个天线进行检测，无法保证天线在进行驻波检测的同时进行正常工作，且无法实现工作与检测的自由切换，具有非常大的局限性。

目前并没有一种能够对天线脱离进行实时监测、检测的技术方案，也没有一种具有天线脱离检测功能的天线及其检测方法。

发明内容

针对现有技术存在的技术缺陷，本发明的目的是提供一种具有天线脱离检测功能的天线及其检测方法，根据本发明的一个方面，提供了一种具有天线脱离检测功能的天线，所述天线用于物联网设备上，包括：

两个或多个外置天线，所述每个外置天线用于与外部进行通讯；

通信模块，所述通信模块与至少一个所述外置天线相连接并通讯；

其特征在于，还包括：

至少一个驻波检测模块，所述驻波检测模块与所述每个外置天线直接或间接连接。

优选地，所述驻波检测模块与所述外置天线以有线方式连接。

优选地，所述驻波检测模块的工作频率与所述外置天线的工作频率不同。

优选地，所述驻波检测模块与所述外置天线通过双工模块连接。

优选地，所述驻波检测模块与所述外置天线通过Switch模块连接。

优选地，所述驻波检测模块与所述通信模块连接并通讯，所述驻波检测模块的检测结果被传输给所述通信模块。

优选地，还包括：

一检测处理模块，所述检测处理模块分别连接所述驻波检测模块与所述通信模块，所述驻波检测模块的检测结果被传输给所述检测处理模块，所述检测处理模块对所述检测结果进行处理后将天线脱离信息传输给所述通信模块。

优选地，还包括：

一存储模块，其与所述驻波检测模块或所述检测处理模块通讯，并用于存储至少一个所述外置天线的工作状态驻波。

优选地，所述存储模块所存储的工作状态驻波至少包括正常工作状态驻波以及异常状态驻波。

优选地，所述存储模块被置于如下任一装置中：

-驻波检测模块；

-检测处理模块；

-通信模块。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于天线脱离检测的控制方法，其用于对适用于物联网设备的天线是否发生脱离的情况进行检测，包括如下步骤：

a.通过一驻波检测模块对被检测天线中的至少一个外置天线进行检测，其中，所述驻波检测模块与所述每个外置天线直接或间接连接；

b.基于检测结果确定所述外置天线是否发生脱离。

优选地，所述驻波检测模块与所述外置天线以有线方式连接。

优选地，所述驻波检测模块的工作频率与所述外置天线的工作频率不同。

优选地，所述步骤a包括如下步骤：

a1.获取所述外置天线的工作驻波信息；

a2.判断所述工作驻波信息与预先存储的所述外置天线的工作状态驻波是否相适应。

优选地，所述步骤a1包括如下步骤：

a11.所述驻波检测模块发射检测信号到外置天线；

a12.所述驻波检测模块接收所述外置天线反射回来的信号；

a13.根据所述反射信号强度和反射信号加强度进行驻波比计算，从而获得所述工作驻波信息。

优选地，所述步骤a2包括如下步骤：

a21.由一检测处理模块判断所述工作驻波信息与预先存储的所述外置天线的工作状态驻波是否相适应。

本发明提供了一种具有天线脱离检测功能的天线，所述天线用于物联网设备上，包括两个或多个外置天线，所述每个外置天线用于与外部进行通讯；通信模块，所述通信模块与至少一个所述外置天线相连接并通讯；还包括：至少一个驻波检测模块，所述驻波检测模块与所述每个外置天线直接或间接连接。本发明通过一驻波检测模块对被检测天线中的至少一个外置天线进行检测，其中，所述驻波检测模块与所述每个外置天线直接或间接连接，基于检测结果确定所述外置天线是否发生脱离，本发明能够实现同时对多个天线进行天线脱离检测，驻波检测和正常通讯可以同时进行，并能够实现驻波检测与正常通讯的自由切换，本发明结构简单、使用方便、功能强大、有效的克服了现有技术存在的不足以及弊端，具有极高的商业价值。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了本发明的具体实施方式的，一种具有天线脱离检测功能的天线的模块连接示意图；

图2示出了本发明的另一具体实施方式的，一种用于天线脱离检测的控制方法的具体流程示意图；

图3示出了本发明的第一实施例的，通过一驻波检测模块对被检测天线中的至少一个外置天线进行检测的具体流程示意图；以及

图4示出了本发明的第二实施例的，获取所述外置天线的工作驻波信息的具体流程示意图。

具体实施方式

为了更好的使本发明的技术方案清晰地表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1示出了本发明的具体实施方式的，一种具有天线脱离检测功能的天线的模块连接示意图，本发明所公开的具有天线脱离检测功能的天线主要用于物联网设备上，而在其他的实施例中，也可以用于其他的技术领域，具体地，所述具有天线脱离检测功能的天线包括两个或多个外置天线1，所述每个外置天线用于与外部进行通讯，如图1所示，在这样的实施例中，所述天线可以包括主天线、分集天线、GPS天线等等，而在其他的实施例中，所述天线包括但不限于V2X天线、WiFi天线、LWAN天线、BT天线、UWB天线、蓝牙天线、BT/BLE、NFC、红外或LiFi短距离无线天线、GNSS天线、FM天线、AM天线、DAB/SDARS天线、3G天线、4G天线、LTE天线以及5G天线。而无论存在多少天线，其优选地设置在物联网设备外部，且所述每个外置天线用于与外部进行通讯。本发明则主要通过驻波对上述天线是否存在脱离进行检测。

进一步地，所述具有天线脱离检测功能的天线还包括通信模块2，所述通信模块与至少一个所述外置天线相连接并通讯，所述通信模块用于连接各天线、后述的检测模块、转换模块等等，其起到了数据的中转转发、数据调制解调、转码等等操作，所述通信模块2优选地设置在本发明的系统内部。

进一步地，所述具有天线脱离检测功能的天线还包括至少一个驻波检测模块3，所述驻波检测模块3与所述每个外置天线1直接或间接连接，本领域技术人员理解，所述驻波检测模块3主要用于对天线是否脱离进行检测，其主要是通过在一定的频段对反射信号的强度以及反射信号的加强度的分析以及比对来完成检测，这些将在后述的具体实施方式中作进一步的描述，在此不予赘述。

进一步地，所述驻波检测模块3与所述外置天线1以有线方式连接，在这样的实施例中，本发明优选地采用有线连接，检测驻波比，而传统的检测方式是在信号通路加耦合器把信号耦合出来进行驻波比计算，本发明区别于现有技术，通过有限连接的方式，可以直观的获取工作驻波信息，从而更为容易的完成比对，进而判断天线是否脱离。

进一步地，所述驻波检测模块3的工作频率与所述外置天线1的工作频率不同，本领域技术人员理解，在本发明中设置有多个外置天线，由于每个外置天线的用途、功能都不相同，其使用的工作频率也不同，而只有保证所述驻波检测模块3的工作频率与每个外置天线的工作频率不同才能实现对于驻波的精确检测而不受到外界干扰。

而正是因为上述工作频率的不同，才确保了天线正常工作与驻波检测的同时进行，所述驻波检测模块3与所述外置天线1通过双工模块4连接，优选地，所述双工模块4为Duplexer，所述Duplexer是频分双工，即使用工作频段以外的频率去检测，可以保证正常工作频段不受影响，驻波检测和正常通信模块可以同时工作。

进一步地，而在另一个优选地实施例中，不同于上述实施例，所述驻波检测模块3与所述外置天线1通过Switch模块5连接，如果本发明中存在很多的外置天线，其占用了频段，则需要通过驻波检测模块3占用工作频段来完成检测，在这样的实施例中即为时分情况，可以采用Switch模块连接，驻波检测和正常通信模块必须分时工作，即如果使用工作频段内的某些频率去做驻波检测，就需要把duplexer改为Switch完成分时工作。

进一步地，所述驻波检测模块3与所述通信模块2连接并通讯，所述驻波检测模块3的检测结果被传输给所述通信模块2，在这样的实施例中，所述驻波检测模块3起到了采集、判断、处理驻波的作用，即通过所述驻波检测模块3检测工作驻波信息，在通过所述驻波检测模块3判断所述工作驻波信息是否异常，最后基于检测结果，所述驻波检测模块3将所述检测结果传输给所述通信模块2。

进一步地，所述具有天线脱离检测工作的天线还包括一检测处理模块6，所述检测处理模块6分别连接所述驻波检测模块3与所述通信模块2，所述驻波检测模块3的检测结果被传输给所述检测处理模块6，所述检测处理模块6对所述检测结果进行处理后将天线脱离信息传输给所述通信模块2，在这样的实施例中，所述检测处理模块6作为一个单独的检测单元对工作驻波信息进行检测，而不同于前述实施例，所述驻波检测模块3则仅仅起到采集、获取所述工作驻波信息的作用，进一步地，所述检测处理模块6对所述检测结果进行处理，若判断天线脱离，则将天线脱离信息传输给所述通信模块2。

进一步地，所述具有天线脱离检测工作的天线还包括一存储模块7，其与所述驻波检测模块3或所述检测处理模块6通讯，并用于存储至少一个所述外置天线1的工作状态驻波，本领域技术人员理解，所述工作状态驻波优选地为一数据库，即每一个外置天线1都对应有属于其本身的工作状态驻波，更为具体地，所述工作状态驻波可以为一曲线图，其包括有正常工作状态驻波的阈值范围以及异常状态驻波的阈值范围，而在这样的实施例中，所述存储模块7所存储的工作状态驻波至少包括正常工作状态驻波以及异常状态驻波。更为具体地，当所述驻波检测模块3的检测结果被传输给所述检测处理模块6，所述检测处理模块6基于所述工作状态驻波中的阈值范围对所述检测结果进行匹配处理后将天线脱离信息传输给所述通信模块2。

进一步地，如图1所示，所述存储模块7被置于通信模块中，而在其他的实施例中，所述存储模块7还可以被置于驻波检测模块或者检测处理模块中。

本领域技术人员理解，所述驻波检测模块与所述检测处理模块6通信，由所述检测处理模块6控制其检测和脱离报警，所述驻波检测通路的工作频率和射频通路不同，通过双工模块连接到外置天线，保证驻波检测的同时不影响正常射频通信功能。例如可以使用公共频段2.4-2.485GHz。进一步地，在设计阶段可以把天线的不同状态驻波(如开路，短路等)存储在存储模块7中，将检测结果与所述存储模块7中的阈值范围进行对比，把检测到的不同状态上报给检测处理模块6，由检测处理模块统一处理，例如检测到天线开路，就上报天线脱落故障。

图2示出了本发明的另一具体实施方式的，一种用于天线脱离检测的控制方法的具体流程示意图，本领域技术人员理解，所述用于天线脱离检测的控制方法其用于对适用于物联网设备的天线是否发生脱离的情况进行检测，包括如下步骤：

首先，进入步骤S101，通过一驻波检测模块对被检测天线中的至少一个外置天线进行检测，其中，所述驻波检测模块与所述每个外置天线直接或间接连接，所述驻波检测模块与所述每个外置天线可以为直接连接或者间接连接，而在一个优选地实施例中，为确保能够更为精确的对外置天线进行检测，采用直接连接，更为具体地，所述驻波检测模块与所述外置天线以有线方式连接。

本领域技术人员理解，本发明优选地结合所述驻波检测模块以及所述检测处理模块来对被检测天线中的至少一个外置天线进行检测，进一步地，若实施例中有检测处理模块，即所述检测处理模块最终确定天线是否脱离，若没有检测处理模块，即驻波检测模块与通信模块直接确定天线是否脱离。

然后，进入步骤S102，基于检测结果确定所述外置天线是否发生脱离，在这样的实施例中，若所述检测结果为异常，则确定所述外置天线发生脱离，若所述检测结果为正常，则确定所述外置天线未发生脱离。

进一步地，所述驻波检测模块的工作频率与所述外置天线的工作频率不同，这些可以参考前述实施例，在此不予赘述。

图3示出了本发明的第一实施例的，通过一驻波检测模块对被检测天线中的至少一个外置天线进行检测的具体流程示意图，即对步骤S101的详细描述，所述步骤S101包括如下步骤：

首先，进入步骤S1011，获取所述外置天线的工作驻波信息，所述工作驻波信息即为获取反射波的信号强度，通过所述反射波的信号强度的强弱来判断所述工作驻波信息为正常还是异常，这些将在后述的具体实施方式中作进一步的描述。

然后，进入步骤S1012，判断所述工作驻波信息与预先存储的所述外置天线的工作状态驻波是否相适应，在这样的实施例中，所述预先存储的所述外置天线的工作状态驻波为通过大量实验综合总结出来的数据集合，进一步地，所述工作状态驻波至少包括正常工作状态驻波以及异常工作状态驻波，而正常工作状态驻波以及异常工作状态驻波分别对应两个不同的阈值范围，而本步骤需要处理的是将确定的、需要判断的工作驻波信息与所述预先存储的所述外置天线的工作状态驻波进行匹配，进而确定天线是否脱离。

进一步地，本发明中的天线正常连接状态、开路状态以及对地短路、对电源短路等等状态的驻波比信息都需要存储起来，方便实时监测后，确认故障状态及时上报。

图4示出了本发明的第二实施例的，获取所述外置天线的工作驻波信息的具体流程示意图，所述步骤S1011包括如下步骤：

首先，进入步骤S10111，所述驻波检测模块发射检测信号到外置天线，所述检测信号即为检测外置天线反射信号强度的初始信号。

然后，进入步骤S10112，所述驻波检测模块接收所述外置天线反射回来的信号，在执行完步骤S10111后，将所述检测信号发射至外置天线，而所述外置天线再接收所述检测信号后，将所述检测信号进行反馈，进而形成所述反射回来的信号，进一步地，所述驻波检测模块接收所述外置天线反射回来的信号。

最后，进入步骤S10113，根据所述反射信号强度和反射信号加强度进行驻波比计算，从而获得所述工作驻波信息，在这样的实施例中，所述反射信号强度和反射信号加强度为模拟信号，本步骤优选地将模拟信号转换为数字信号，进而确定所述工作驻波信息。

优选地，所述步骤S10112包括如下步骤，由一检测处理模块判断所述工作驻波信息与预先存储的所述外置天线的工作状态驻波是否相适应，作为一个优选地实施例，首先驻波检测模块发射检测信号到目标天线，然后驻波检测模块接收标天线反射回来的信号，再然后根据反射信号强度和反射信号加强度进行驻波比计算，最后通过检测处理模块把计算出来的驻波比和存储模块中的几种状态进行对比，确认天线工作状态，如果天线工作异常，把对比后的故障信息及时上报给检测处理模块。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (16)

1.一种具有天线脱离检测功能的天线，所述天线用于物联网设备上，包括：

两个或多个外置天线(1)，所述每个外置天线用于与外部进行通讯；

通信模块(2)，所述通信模块与至少一个所述外置天线相连接并通讯；

其特征在于，还包括：

至少一个驻波检测模块(3)，所述驻波检测模块(3)与所述每个外置天线(1)直接或间接连接。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述驻波检测模块(3)与所述外置天线(1)以有线方式连接。

3.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，所述驻波检测模块(3)的工作频率与所述外置天线(1)的工作频率不同。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线，其特征在于，所述驻波检测模块(3)与所述外置天线(1)通过双工模块(4)连接。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的天线，其特征在于，所述驻波检测模块(3)与所述外置天线(1)通过Switch模块(5)连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的天线，其特征在于，所述驻波检测模块(3)与所述通信模块(2)连接并通讯，所述驻波检测模块(3)的检测结果被传输给所述通信模块(2)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线，其特征在于，还包括：

一检测处理模块(6)，所述检测处理模块(6)分别连接所述驻波检测模块(3)与所述通信模块(2)，所述驻波检测模块(3)的检测结果被传输给所述检测处理模块(6)，所述检测处理模块(6)对所述检测结果进行处理后将天线脱离信息传输给所述通信模块(2)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的天线，其特征在于，还包括：

一存储模块(7)，其与所述驻波检测模块(3)或所述检测处理模块(6)通讯，并用于存储至少一个所述外置天线(1)的工作状态驻波。

9.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，所述存储模块(7)所存储的工作状态驻波至少包括正常工作状态驻波以及异常状态驻波。

10.根据权利要求8或9所述的天线，其特征在于，所述存储模块(7)被置于如下任一装置中：

-驻波检测模块；

-检测处理模块；

-通信模块。

11.一种用于天线脱离检测的控制方法，其用于对适用于物联网设备的天线是否发生脱离的情况进行检测，其特征在于，包括如下步骤：

a.通过一驻波检测模块对被检测天线中的至少一个外置天线进行检测，其中，所述驻波检测模块与所述每个外置天线直接或间接连接；

b.基于检测结果确定所述外置天线是否发生脱离。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述驻波检测模块与所述外置天线以有线方式连接。

13.根据权利要求11或12所述的天线，其特征在于，所述驻波检测模块的工作频率与所述外置天线的工作频率不同。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述步骤a包括如下步骤：

a1.获取所述外置天线的工作驻波信息；

a2.判断所述工作驻波信息与预先存储的所述外置天线的工作状态驻波是否相适应。

15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述步骤a1包括如下步骤：

a11.所述驻波检测模块发射检测信号到外置天线；

a12.所述驻波检测模块接收所述外置天线反射回来的信号；

a13.根据所述反射信号强度和反射信号加强度进行驻波比计算，从而获得所述工作驻波信息。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述步骤a2包括如下步骤：

a21.由一检测处理模块判断所述工作驻波信息与预先存储的所述外置天线的工作状态驻波是否相适应。

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