CN112557752B - 一种电磁信号的监测系统、计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁信号的监测系统、计算机存储介质。该系统配置2台以上频谱仪，系统运行时若检出其中一个频谱仪出现故障时，自动切换到另外的备用的频谱仪，从而提高系统运行的稳定性；监测系统通过配置不同的参数进行不同模式的监测工作。该系统运行时其内配置的2台以上频谱仪都可以读取任意一信号源的信号或通过时分的方式来使每一台频谱仪读取到两个信号源的信号，这样频谱仪具有互相备用的效果。

Description

一种电磁信号的监测系统、计算机存储介质

技术领域

本发明属于电磁信号监测领域，具体的涉及一种低冗余多模式热切换的电磁信号的监测系统、计算机存储介质。

背景技术

20世纪以来，电磁波的理论和应用不断取得重大成就，电磁波已经成为民用和军事引用中信息获取传递使用的重要媒介和最佳载体。目前，无线通信所利用的频谱已经覆盖了极广的频段，信号的频谱变得越来越密集，信号的形式也变得越来越多样化。信号检测是实现信号感知的基本形式，获取信号的特征参数和类别，必要时对特定的信号进行监听、监视，并对其实施监管。在当前的电测信号监测领域，实时信号频谱监测的主要方式是通过将频谱分析仪链接到信号源中以获取电磁信号，工作人员根据频谱分析仪上显示的图像信息进行操作，这种传统方法被普遍应用。但是有几个明显的缺点。首先，不能为单个输入自动切换监视信号。其次，它取决于人员的操作，无论是参数设置还是数据判断。第三，监控系统缺少自动反馈和警报单元，这需要对系统进行良好的维护。第四，监控信息无法自动存储，不方便进行信号统计和分析。最后，该信息无法自动处理。最重要的是，传统方法主要依靠手动工作，这样效率低下而且数据收集困难。这跟不上现代信息技术发展的步伐。

因此，需要一种新的信号监控系统来更加有效的监测电磁信号。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于，提出一种电磁信号监测的系统，该系统运行时若检出其中一个频谱仪出现故障时，自动切换到备用的频谱仪，从而提高的设备的稳定性；可以根据不同的情况进行不同模式的监测工作。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

上位机、信号接收切换电路、2台以上频谱仪，其中1台所述频谱仪作为备用的频谱仪，

所述上位机分别连接信号接收切换电路及所述频谱仪，以获取频谱仪的工作状态并基于获取的信息进行分析并控制所述信号接收切换电路，

所述系统运行时，运行中的所述频谱仪可读取系统内连接的任一信号源的信号或通过时分的方式来使得每台频谱仪读取到系统内连接的信号源的信号，若所述上位机基于获取的信息判断出有频谱仪出现故障则控制信号接收切换电路自动切换到备用的频谱仪。

在一实施方式中，该3台频谱仪，其配置相同，其中一台作为备用频谱仪，2台作为运行的频谱仪，

若所述上位机基于获取的信息判断出有2台运行中的1台频谱仪出现故障则控制信号接收切换电路自动切换到备用频谱仪。

在一实施方式中，该3台频谱仪，其配置相同，其中一台作为备用频谱仪，2台作为运行的频谱仪，

若所述上位机判断出2台运行的频谱仪都发生故障时，上位机基于预设模式通过时分修改频谱仪的设置，以降低检测密度来完成全部的检测工作。

在一实施方式中，该监测系统包括：3台频谱仪，所述频谱仪的输出端分别电性连接上位机，

所述信号接收切换电路包含：第一功分器、第二功分器、第二射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关及第五射频开关，其中，

第一功分器，其输入端连接第一信号源、输出端电性连接第二射频开关及第二射频开关；

所述第二射频开关的输出电性连接第三射频开关，第三射频开关3的输出电性连接频谱仪，

所述第一射频开关的输出电性连接第五射频开关，第五射频开关的输出电性连接频谱仪，

所述第四射频开关分别电性连接第三射频开关、接第五射频开关及频谱仪，第二功分器，其输入端连接第二信号源，输出端电性连接第二射频开关及第二射频开关。

在一实施方式中，通过上位机的参数设置配置多种监测模式。

有益效果

相对于现有技术中的方案，本申请提出的电磁信号监测系统采用低冗余的设计方式，系统运行时若检测其中一个频谱仪出现故障，基于预设规则自动切换到备用的频谱仪。

另外系统运行时配置的频谱仪都可以读取任意一信号源的信号或通过时分的方式来使每一台频谱仪读取到两个信号源的信号，这样频谱仪具有互相备用的效果。该系统中通过配置上位机实现多种监测模式并随时根据需求来切换测量的密度或更改测量设置。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1本发明实施例的系统框图。

图2本发明实施例的监测系统的功能模块示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请提出的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的一个或多个实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

实施例：

本申请提出一种电磁信号的监测系统，该系统包括：上位机、信号接收切换电路、2台以上频谱仪，其中1台所述频谱仪作为备用的频谱仪，上位机分别连接信号接收切换电路及频谱仪，以获取频谱仪的工作状态并基于获取的信息进行分析并控制信号接收切换电路，系统运行时，运行中的频谱仪可读取系统内连接的任一信号源的信号或通过时分的方式来使得每台频谱仪读取到系统内连接的信号源的信号，若上位机基于获取的信息判断出有频谱仪出现故障，则基于预设规则自动切换到备用的频谱仪控制信号接收切换电路自动切换到备用的频谱仪。另外该系统运行时其配置的2台以上频谱仪都可以读取任意一信号源的信号或通过时分的方式来使每一台频谱仪读取到两个信号源的信号，这样频谱仪具有互相备用的效果。该系统中通过配置上位机实现多种监测模式并随时根据需求来切换测量的密度或更改测量设置。

接下来结合附图来描述本申请提出一种电磁信号的监测系统。

如图1所示为本申请实施方式实施例的电磁信号监测系统的系统框图。该电磁信号监测系统，包括上位机、n台频谱仪，该上位机分别连接n台频谱仪，以获取频谱仪的工作状态并基于获取的信息进行接收分析并控制信号接收切换电路(图未示)，如，判断出其中一台频谱仪出现故障则自动切换到备用的频谱仪。本实施方式中，频谱仪用以直接进行电磁信号检测。

如图2所示为本申请一实施方式的电磁信号监测系统的功能模块图。该电磁信号监测系统，包括上位机、信号接收切换电路、3台频谱仪，信号接收切换电路包含两个功分器、五个射频开关，

其中，该上位机分别连接信号接收切换电路及3台频谱仪(频谱仪1、频谱仪2、频谱仪3)，以获取频谱仪的工作状态并基于获取的信息进行接收分析并控制信号接收切换电路(如，判断出其中一台频谱仪出现故障则自动切换到备用的频谱仪)。本实施方式中，采用3台频谱仪。本实施方式中，信号接收切换电路包含第一功分器1、第二功分器2、第二射频开关1、第二射频开关2、第三射频开关3、第四射频开关4、第五射频开关5，其中，第一功分器1，其输入端连接第一信号源，输出端电性连接第二射频开关1(的输入端)及第二射频开关2(的输入端)，第二射频开关2的输出(端)电性连接第三射频开关3(的输入端)，第三射频开关3的输出(端)电性连接频谱仪1的输入端，第一射频开关1的输出(端)电性连接第五射频开关5，第五射频开关5的输出(端)电性连接频谱仪3，第四射频开关4分别电性连接第三射频开关3、接第五射频开关5及频谱仪2，第二功分器2，其输入端连接第二信号源，输出端电性连接第二射频开关1及第二射频开关2。上位机电性连接射频开关(1-5)并控制其基于指令运行。功分器用以将信号源的信号分成两路。在其他的实施方式中，频谱仪可采用2台或4台等。

接下结合图2来描述本申请实施方式的工作过程，系统中包括3台配置一样(实现功能一样)的频谱仪，其中1台作为备用的频谱仪，另2台作为运行的频谱仪，

假设当前分别由频谱仪1和频谱仪3来测量信号源A和B的(电磁)信号，若监测出频谱仪1出现故障，则通过信号接收切换电路使得频谱仪2接替频谱仪1的工作。此时射频开关配置应为第二射频开关2连接第二功分器2和第三射频开关3，第三射频开关3连接第二射频开关2和频谱仪1。上位机控制关闭频谱仪1的电源，打开频谱仪2的电源，对频谱仪2进行初始化设置，设置完成之后将第三射频开关3切换到与第四射频开关4连接，第四射频开关4连接第三射频开关3与频谱仪2，这样就完成了切换。

在第二射频开关2接通第二功分器2和第三射频开关3，第三射频开关3接通第二射频开关2和频谱仪1时，频谱仪1可以接收到(第一信号源)信号A的信号。在第二射频开关2接通第一功分器1和第三射频开关3，第三射频开关3接通第二射频开关2和频谱仪3时，频谱仪1可以接收到(第二信号源)信号B的信号。在第二射频开关1接通第一功分器1和第五射频开关5，第五射频开关5接通第二射频开关1和频谱仪3时，频谱仪3可以接收到信号B的信号。在第二射频开关1接通第二功分器2和第五射频开关5，第五射频开关5接通第二射频开关1和频谱仪1时，频谱仪3可以接收到信号A的信号。在第二射频开关2接通第二功分器2和第三射频开关3，第三射频开关3接通第二射频开关2和第四射频开关4，第四射频开关4接通第三射频开关3和频谱仪2时，频谱仪2可以接收到信号A的信号。在第二射频开关1接通第一功分器1和第五射频开关5，第五射频开关5接通第二射频开关1和第四射频开关4，第四射频开关4接通第五射频开关5和频谱仪2时，频谱仪2可以接收到信号B的信号。

两台频谱仪分别检测电磁信号并将检测的数据上传到上位机。上位机可以判断目前的检测条件，在必要的情况(比如在测量某些比较弱的信号时，需要把参考电平调低，把底噪降低。在测量某些带宽比较宽的信号时，需要把扫频宽带拉大，以便测量到完整的信号。还有在外部环境发生变化如降雨、降雪等情况下，需要采集更多的信号值来分析信号与外部环境的关联时，需要减少扫频时间，以便采集更多的数据得到更精确的结果)下对频谱仪的设置进行更改，切换检测模式，以进行符合需求的检测。

在上述的实施方式中，上位机实时的获取频谱仪工作状态，通过测量的数据来判断频谱仪是否故障，在出现长时间(如，5m i n，10m i n等)没有返回新的测量数据、多次测量的数据相同和测量数据变化不符合常理等情况下，通过上位机对频谱仪进行重新初始化，在多次(如2次或3次等)重新初始化后仍出现问题，则判断为频谱仪故障。

当判断出系统中一台频谱仪发生故障后，自动将该频谱仪的检测工作转发给备用频谱仪，使其承接故障频谱仪的工作，

当判断出系统中两台频谱仪都发生故障时，上位机通过时分修改频谱仪的设置、接收数据的分类等工作，以降低检测密度为代价完成全部的检测工作。通过这样的配置三台频谱仪都可以读取任意一信号源的信号，或通过时分的方式来使每一台频谱仪读取到两个信号源的信号，以达成了三台频谱仪互相备用的效果。

在一实施方式中，系统中通过上位机参数设置配置多种监测模式并随时根据需求来切换测量的密度或是更改测量设置。

本发明还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质包括计算机程序，该计算机程序运行上述的监测(有时也称检测)系统。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于计算机(处理器)可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡如本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电磁信号的监测系统，其特征在于，包括：上位机、信号接收切换电路、3台频谱仪，其配置相同，其中一台作为备用频谱仪，2台作为运行的频谱仪，

所述上位机分别连接信号接收切换电路及所述频谱仪，以获取频谱仪的工作状态并基于获取的信息进行分析并控制所述信号接收切换电路，所述信号接收切换电路包含：第一功分器、第二功分器、第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关及第五射频开关，其中，

第一功分器，其输入端连接第一信号源、输出端电性连接第一射频开关及第二射频开关；

所述第二射频开关的输出电性连接第三射频开关，第三射频开关的输出电性连接频谱仪，

所述第一射频开关的输出电性连接第五射频开关，第五射频开关的输出电性连接频谱仪，

所述第四射频开关分别电性连接第三射频开关、接第五射频开关及频谱仪，

第二功分器，其输入端连接第二信号源，输出端电性连接第一射频开关及第二射频开关，

所述系统运行时，运行中的所述频谱仪可读取系统内连接的任一信号源的信号或通过时分的方式来使得每台频谱仪读取到系统内连接的信号源的信号，若所述上位机基于获取的信息判断出有频谱仪出现故障则控制信号接收切换电路自动切换到备用的频谱仪，若所述上位机判断出2台运行的频谱仪都发生故障时，上位机基于预设模式通过时分修改频谱仪的设置，以降低检测密度来完成全部的检测工作。

2.如权利要求1所述的电磁信号的监测系统，其特征在于，

若所述上位机基于获取的信息判断出有2台运行中的1台频谱仪出现故障则控制信号接收切换电路自动切换到备用频谱仪。

3.如权利要求1或2所述的电磁信号的监测系统，其特征在于，通过上位机的参数设置配置多种监测模式。

Images