CN115914309A - 一种基于物联网的远程仪表监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于物联网技术领域，公开了一种基于物联网的远程仪表监测装置及方法，包括感知层、网络层、应用层三个部分，所述感知层包括控制器、传感器、NB‑Iot无线传输模块及执行器，所述控制器与传感器、控制器与NB‑Iot无线传输模块均采用串口通信，实现数据的双向传输，所述网络层包括NB‑Iot基站以及OneNet云平台。本发明采用了物联网技术，具有通信切换功能，可根据通信距离、信道优劣、能耗需求等条件，综合考虑当前所需的通信模式，可在最大程度上保证通信的可靠性，减少信息丢失及能量浪费。

Description

一种基于物联网的远程仪表监测装置及方法

技术领域

本发明属于物联网技术领域，尤其涉及一种基于物联网的远程仪表监测装置及方法。

背景技术

传统工厂对日常仪表的维护与检测，主要通过技术人员凭经验逐个检测、或者使用检测器检测，并采用手抄的方式记录检测结果，消耗人力大、效率低、无法及时反馈、容易出现失误，对工厂的生产极为不利。

少部分推出的智能仪表通信模式单一，只支持近距离通信，当一些移动设备(如机器人)处于移动状态时，会因距离过远发生信号中断，这种智能仪表极少具有调节通信模式的功能，且缺少反馈，难以保证通信的流畅及可靠性。

针对以上问题本发明设计了一种基于物联网技术的新型远程仪表监测方法，该方法可远程同时对多仪表进行检测，除了可以让现场的工作人员即时看到仪表数据，与此同时直接将数据上传至服务器进行实时监控与数据存储，并能根据实际需求，动态调节通信模式，兼顾了通信质量及能量损耗。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于物联网的远程仪表监测装置及方法，以解决上述的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种基于物联网的远程仪表监测装置及方法的具体技术方案如下：

一种基于物联网的远程仪表监测装置，包括感知层、网络层、应用层三个部分，所述感知层包括控制器、传感器、NB-Iot无线传输模块及执行器，所述控制器与传感器、控制器与NB-Iot无线传输模块均采用串口通信，实现数据的双向传输，所述网络层包括NB-Iot基站以及OneNet云平台，所述NB-Iot基站的作用是调制解调感知层传输的数据，将其按照网络数据包格式封装后通过LwM2M转发至OneNet云平台；在云服务器部署实时转发消息的程序用于转存至数据库以及上位机；所述OneNet云平台向下通过NB-Iot基站下发控制指令给感知层，从而控制感知层的执行器，所述应用层包括多路工厂仪表上电后电流电压显示通道，用于查看不同设备的实时数据并控制设备；从OneNet云平台数据库调取指定时间段数据，并且生成输出不同格式表格保存至本地；所述控制器通过串口，以AT指令控制NB-Iot无线传输模块与云平台进行通信，并将数据传至云平台。

进一步的，包括供电模块，负责对工厂设备和所述监测装置进行供电，所述感知层的控制器包括STM32主控，负责接受终端的采集数据并按照通信协议编程后，将数据通过物联网模块发送到云平台，所述NB-Iot无线传输模块负责终端和云服务器之间的无线远距离通信，所述传感器包括电压采集电路、电流采集电路和温度采集电路，所述电压采集电路负责采集仪表电压值，所述电流采集电路负责采集仪表电流值，所述温度采集电路负责采集当前环境温度值；所述OneNet云平台通过NB-Iot无线传输模块接收传感器的检测结果和数据进行统一管理，并且能通过人为的设置参数阈值来检测数据是否出现异常，当对应的数值超过所设定的阈值的时候，会触发警告信息，能以短信或者邮件的信息告知监测管理员。

进一步的，所述温度传感器型号为PT100，所述控制器型号为STM32F103VET6。

进一步的，所述应用层包括LED屏，所述LED屏用于显示温度传感器PT100和电压电流采集电路采集的数据。

进一步的，所述应用层包括客户端，所述客户端用于实时查看数据以及调取过往数据，并控制工厂设备。

本发明还公开了一种基于物联网的远程仪表监测装置的监测方法，包括通信切换方法，所述通信切换方法包括如下步骤：

步骤1：对当前通讯距离估计计算，根据初始时刻无限通讯距离测量数据，确定此时设备初始化默认通信机制；

步骤2：在本设备位于远近距离信号通讯距离边界时，根据信号平稳程度，对控制器发送信号进行通讯方式切换；

步骤3：本设备通过发送认证请求帧，开始认证过程，认证请求帧是本设备用来告知新AP它的身份而发送的信息；

步骤4：新AP通过发送认证响应帧对认证请求作出响应，以表明新AP是接受本设备还是拒绝本设备；

步骤5：一旦认证过程成功完成，本设备就发送重关联请求帧给新的AP；步骤6：最后，这个新的AP发送一个包含接收或者拒绝本设备信息的重关联响应帧。

进一步地，近距离采用433M无线通信，远距离采用3/4G及LoRa无线通信。

进一步地，用控制器收集无线信道数字通信带宽测量数据，并通过计算分析确定每一周期机器人的通信机制，进而向控制器发送切换指令，对独立执行通信任务的2个收发机并行设置，433M无线通信以及LoRa无线通信选择及切换的具体流程如下：

步骤1：对当前通讯距离估计计算，根据初始时刻无限通讯距离测量数据，确定此时设备初始化默认通信机制，无线通信距离计算公式用式(1)表示：

Los＝32.44+20lgD+20lgF(1)

式(1)中Los、D、F分别对应传输损耗、传世距离、通信频率，具体切换通信模式时根据计算结果，预估通信距离，选择通信方式；

步骤2：在设备位于远近距离信号通讯距离边界时，根据信号平稳程度，对控制器发送信号进行通讯方式切换，提取时间序列信号特征统计量的计算公式如式(2)(3)(4)(5)所示：

γ(t，s)＝E[(X_t-μ_t)(X_s-μ_s)]   (4)

式中，μ_t、

γ(t，s)、ρ(t，s)分别为信号均值、方差、自协方差、自相关系数，根据上述计算结果，若满足下列条件，则时间序列宽平稳满足，该指标作为衡量无线信号质量平稳性的指标之一：

1、任取t∈T，有

2、任取t∈T，有EX_t＝μ，其中μ为常数；

3、任取t，s，k∈T，k+s-t∈T,有γ(t，s)＝γ(k，k+s-t)。

进一步地，设备在和当前AP断开连接之前，就事先找到可能关联的AP集。

进一步地，通信模式切换方式为软切换，所述软切换是同一频率不同基站之间的切换，在切换过程中，移动台同时与原基站和新基站都保持着通信链路，一直到进入新基站并测量到新基站的传输质量满足指标要求后，才断开与原基站的连接。

本发明的一种基于物联网的远程仪表监测装置及方法具有以下优点：

本发明基于移动物联网技术对仪表进行检查，免去了抄表的麻烦，而且不会出现漏抄、错抄等问题，利用MQTT传输协议将数据存储至云服务器数据库，并设计PC客户端以及手机APP方便企业随时对数据调取和分析。

本发明采用了物联网技术，对设备的使用距离没有限制，一些仪表制造企业的员工出差对本公司仪表进行维护时，可以直接将目前仪表的状态上传至服务器，方便公司对目前产品在市场上的使用情况进行检测，并对产品进行优化。

本发明不但可以上传数据至服务器，还可以通过上位机对装置进行控制，可以在工厂内长时间部署，达到在不动用人力的情况下，随时在移动端开启本装置对仪表进行检测与监控，极大降低人力成本，提高生产效率。

同时，本发明可根据通信距离、信道优劣、能耗需求等条件，综合考虑当前所需的通信模式，可在最大程度上保证通信的可靠性，减少信息丢失及能量浪费。

附图说明

图1为本发明的基于物联网的远程仪表监测装置的网络架构图；

图2为本发明的基于物联网的远程仪表监测装置硬件模块图；

图3为本发明的微控制器STM32F103VET6原理图；

图4为本发明的电压电流采集电路原理图；

图5为本发明的供电模块电路原理图；

图6为本发明的客户端设计图。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种基于物联网的远程仪表监测装置及方法做进一步详细的描述。

如图1所示，本发明的一种基于物联网的远程仪表监测装置的网络架构包括感知层、网络层、应用层三个部分。

感知层：包括控制器、传感器、NB-Iot无线传输模块及各种执行器，控制器与传感器，控制器与NB-Iot无线传输模块均采用串口通信，可实现数据的双向传输。控制器通过串口，以AT指令控制NB-Iot无线传输模块与云平台进行通信，并将数据传至云平台。

网络层：包括NB-Iot基站以及OneNet云平台。NB-Iot基站的作用是调制解调感知层传输的数据，将其按照网络数据包格式封装后通过LwM2M转发至OneNet云平台；在云服务器部署实时转发消息的程序用于转存至数据库以及上位机；OneNet云平台可以向下通过NB-Iot基站下发控制指令给感知层，从而控制感知层的执行器。

应用层：利用云平台提供的API，应用层提供了多路工厂仪表上电后电流电压显示通道，以及当前检测装置剩余电量以及环境温度信息。进行上位机开发，可用于查看不同设备的实时数据、从OneNet云平台数据库调取指定时间段数据，并且可以生成输出不同格式表格保存至本地。开发移动端APP方便移动端查看数据，控制设备。

具体的，本发明的一种基于物联网的远程仪表监测装置，还包括供电模块，负责对工厂设备和本监测装置进行供电。感知层的控制器包括STM32主控，负责接受终端的采集数据并按照通信协议编程后，将数据通过物联网模块发送到云平台。NB-Iot无线传输模块负责终端和云服务器之间的无线远距离通信。传感器包括电压采集电路、电流采集电路和温度采集电路，电压采集电路负责采集仪表电压值。电流采集电路负责采集仪表电流值。温度采集电路负责采集当前环境温度值。OneNet云平台通过NB-Iot无线传输模块接收传感器的检测结果和数据进行统一管理，并且能通过人为的设置参数阈值来检测数据是否出现异常，当对应的数值超过所设定的阈值的时候，会触发警告信息，能以短信或者邮件的信息告知监测管理员。

硬件设计实施例：

以测温场合为例，如图2所示，一种基于物联网的远程仪表监测装置，包括温度传感器PT100、电压电流采集电路、微控制器STM32F103VET6、NB-IOT无线传输模块以及LED屏以及供电模块。供电模块用于给工厂设备和本监测装置供电，使其可以在设备断电的情况下进行测量。LED屏用于显示温度传感器PT100和电压电流采集电路采集的数据。

具体的，微控制器STM32F103VET6原理图如图3所示，该芯片使用32位的Cortex-M3内核，采用100引脚封装，具有多个通用IO口，芯片内部还集成了多个高精度时间控制器、模数、数模转换器、异步串行通讯控制器等多个功能模块。电压电流采集电路如图4所示，温度传感器PT100是正温度系数的热敏电阻，随着温度的升高，电阻的阻值变大；相反，如果随着温度的升高，电阻的阻值变小，就是负温度系数的热敏电阻。针对本装置中的微控制器STM32F103VET6设计以及NB-IOT无线传输模块设计的供电模块电路如图5所示，微控制器STM32F103VET6内部含有多个模块，该芯片设计过程中也设计有多个电源输入为不同的模型提供电能。本芯片上集成模拟电路、数字电路，所以包括模拟电源与数字电源，同时还具有一路电池电源输入，作为系统断电时的备用。

客户端设计实施例：

为方便用户使用，实时查看数据以及调取过往数据，并控制工厂设备，利用python设计上位机如图6所示，

主要功能如下：

左半部分显示当前正在使用的设备id,以及实时测量得到的数据。

通过POST指令发送给NB-IOT，控制八个测量通道开关。

通过框选时间段，调取数据库信息并导出不同格式文件到本地。

算法设计实施例：

为使通信终端能够同时支持远近距离通信，本项目采用可靠的远近距离通信的无缝切换机制，取各通信机制的优点，使得所述模式的切换能够得到有效控制以确保数据通信的安全。切换的具体流程如下：

(1)对当前通讯距离估计计算，根据初始时刻无限通讯距离测量数据，确定此时机器人初始化默认通信机制。

(2)在本设备位于远近距离信号通讯距离边界时，根据信号平稳程度，对控制器发送信号进行通讯方式切换。

(3)本设备通过发送认证请求帧，开始认证过程。认证请求帧是本设备用来告知新AP它的身份而发送的信息。

(4)新AP通过发送认证响应帧对认证请求作出响应，以表明新AP是接受本设备还是拒绝本设备。

(5)一旦认证过程成功完成，本设备就可以发送重关联请求帧给新的AP。

(6)最后，这个新的AP发送一个包含接收或者拒绝本设备信息的重关联响应帧。

近距离采用433M无线通信，该数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，具有通信延时小、成本低的优点。采用高频射频技术，由单IC射频前端与ATMEL的AVR单片机组成，可高速传输数据信号的微型收发信机，对无线传输的数据进行打包、检错、纠错处理。因433M的接收灵敏度高，绕射性能好，我们一般使用433MHz产品来实现主从模式的通信系统当中。本方法具有组网方式比较容易，成本要求低，使用环境比较复杂，故采用使用433MHz的无线模块是合适的。

室外远距离时，结合3/4G及LoRa无线通信，实现通信无盲区。结合LoRa技术具有的广覆盖、低功耗、易部署等优势，提出了将LoRa技术应用于远端机器人通讯中。LoRa是一种低功耗局域网无线标准，其目的是为了解决功耗与传输难覆盖距离的矛盾问题，实现了低功耗和远距离的统一。

为使通信终端能够同时支持远近距离通信，需要制定一套严格可靠的远近距离通信的自动切换机制，取各通信机制的优点，使得所述模式的切换能够得到有效控制以确保数据通信的安全。所谓切换，是指在移动通信过程中，在保证通信不间断的前提下，把通信的信道从一个无线信道转换到另一个无线信道的这种功能，也就是指机器人在移动到两个基本服务集覆盖范围的临界处时，机器人与新AP重新关联并与原AP断开关联的过程。为了应对当今时代无处不在的无线通信技术，同时考虑433M无线通信的AP覆盖范围有限。切换无疑在其中起到了至关重要的作用。

同时支持近距离通信和远距离通信实际上是相互矛盾的。所谓近距离通信，其不仅要求在近距离情况下能够通信，还尤其要求此时射频信号有效覆盖范围不能超越近距离通信规定的范围以确保通信的安全，显然这样就不可能进行远距离通信，这就造成了矛盾；在远距离通信情况下，是可以进行近距离通信的，这其中不存在问题。因此，同时支持近距离通信和远距离通信要解决的核心问题是，要使得通信终端能够切换工作模式，控制射频覆盖范围。

用控制器收集无线信道数字通信带宽测量数据，并通过计算分析确定每一周期机器人的通信机制，进而向控制器发送切换指令，对可以独立执行通信任务的2个收发机并行设置。433M无线通信以及LoRa无线通信选择及切换的具体流程如下：

1)对当前通讯距离估计计算，根据初始时刻无限通讯距离测量数据，确定此时设备初始化默认通信机制。无线通信距离计算公式可以用式(1)表示：

Los＝32.44+20lgD+20lgF(1)

式(1)中Los、D、F分别对应传输损耗、传世距离、通信频率。具体切换通信模式时可根据计算结果，预估通信距离，选择合适的通信方式。

2)在设备位于远近距离信号通讯距离边界时，根据信号平稳程度，对控制器发送信号进行通讯方式切换。提取时间序列信号特征统计量的计算公式如式(2)(3)(4)(5)所示：

γ(t，s)＝E[(X_t-μ_t)(X_s-μ_s)]   (4)

式中，μ_t、

γ(t，s)、ρ(t，s)分别为信号均值、方差、自协方差、自相关系数。根据上述计算结果，若满足下列条件，则时间序列宽平稳满足，该指标可作为衡量无线信号质量平稳性的指标之一：

1、任取t∈T，有

2、任取t∈T，有EX_t＝μ，其中μ为常数

3、任取t，s，k∈T，k+s-t∈T,有γ(t，s)＝γ(k，k+s-t)

对于不同通信方式的选择，在各通信方式适用范围内，无需频繁切换，在各通信方式适用距离的重叠处，原则上以通信稳定、通信质量、误码率、丢包率作为首要考量，但若有能耗等特殊要求，可综合考虑最适合的通信模式。

AP发现过程：由于设备的移动性，来自于设备关联的当前AP的信号的信号强度和信噪比率会降低，当这个值降低到一定程度，就会导致设备与当前AP断开连接，并触发切换过程。这时，设备和当前AP的通信很可能会断开。因此，为了减少切换的时延，设备在和当前AP断开连接之前，就需要事先找到可能关联的AP集。

设备与新AP的重认证过程：设备与新AP的重认证过程包含设备与新AP的认证过程和重关联过程。从原来关联的AP传递设备的凭证到新的AP的过程。认证过程是一个AP或者接受或者拒绝设备的身份的过程。

通信模式切换从方式上一般可分为硬切换和软切换。

硬切换是不同频率的基站或扇区之间的切换，在切换过程中，移动台必须在一指定时间内，先中断与原基站的联系，调谐到新的频率上，再与新基站取得联系。因此，硬切换的切换流程是：先断开，后切换。切换时，要在原信道上送切换指令，移动台需要暂时停止通信，然后调谐到新的信道频率上。

现有TACS系统和GSM系统均使用硬切换方式，当切换发生时，因为原基站与新基站的载波频率不同，移动台必须在接收新基站的信号之前，中断与原基站的通信，而当移动台与原基站链路切断后，却往往不能立即得到与新基站之间的链路(GSM有200ms左右的中断时间，TACS有500ms左右的中断时间)，因此硬切换在一定程度上会影响通话质量。另外，由于硬切换是“先断开，后切换”，如在中断时间内受到干扰或切换参数设置不合理等因素的影响，会导致切换失败，引起掉话；当硬切换区域面积狭窄时，会出现新基站与原基站之间来回切换的“乒乓效应”，影响业务信道的传输。

软切换是同一频率不同基站之间的切换，在切换过程中，移动台同时与原基站和新基站都保持着通信链路，一直到进入新基站并测量到新基站的传输质量满足指标要求后，才断开与原基站的连接。因此，软切换是“先切换，后断开”，在切换过程中，移动台并不中断与原基站的联系，真正实现了“无缝”切换。软切换由于“先切换，后断开”，移动台只有在取得了与新基站的链接之后，才会中断与原基站的联系，因此在切换过程中没有中断，不会影响通话质量；软切换由于是在频率相同的基站间进行，在两基站覆盖区的交界处，移动台同时与多个基站通信，起业务信道分集的作用，因而可大大减少切换造成的掉话。另外，由于软切换中移动台和基站均采用了分集接收技术，有低抗衰落的能力，同时通过反向功率控制，我们可以使移动台的发射功率降至最小，从而降低了移动台对系统的干扰；进入软切换区域的移动台即使不能立即得到与新基站的链路，也可以进入切换等待的排列，从而减少了系统的阻塞率。

本发明基于移动物联网技术对仪表进行检查，免去了抄表的麻烦，而且不会出现漏抄、错抄等问题，利用MQTT传输协议将数据存储至云服务器数据库，并设计PC客户端以及手机APP方便企业随时对数据调取和分析。

本发明采用了物联网技术，对设备的使用距离没有限制，一些仪表制造企业的员工出差对本公司仪表进行维护时，可以直接将目前仪表的状态上传至服务器，方便公司对目前产品在市场上的使用情况进行检测，并对产品进行优化。

本发明不但可以上传数据至服务器，还可以通过上位机对装置进行控制，可以在工厂内长时间部署，达到在不动用人力的情况下，随时在移动端开启本装置对仪表进行检测与监控，极大降低人力成本，提高生产效率。

同时，本发明可根据通信距离、信道优劣、能耗需求等条件，综合考虑当前所需的通信模式，可在最大程度上保证通信的可靠性，减少信息丢失及能量浪费。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的远程仪表监测装置，其特征在于，包括感知层、网络层、应用层三个部分，所述感知层包括控制器、传感器、NB-Iot无线传输模块及执行器，所述控制器与传感器、控制器与NB-Iot无线传输模块均采用串口通信，实现数据的双向传输，所述网络层包括NB-Iot基站以及OneNet云平台，所述NB-Iot基站的作用是调制解调感知层传输的数据，将其按照网络数据包格式封装后通过LwM2M转发至OneNet云平台；在云服务器部署实时转发消息的程序用于转存至数据库以及上位机；所述OneNet云平台向下通过NB-Iot基站下发控制指令给感知层，从而控制感知层的执行器，所述应用层包括多路工厂仪表上电后电流电压显示通道，用于查看不同设备的实时数据并控制设备；从OneNet云平台数据库调取指定时间段数据，并且生成输出不同格式表格保存至本地；所述控制器通过串口，以AT指令控制NB-Iot无线传输模块与云平台进行通信，并将数据传至云平台。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的远程仪表监测装置，其特征在于，包括供电模块，负责对工厂设备和所述监测装置进行供电，所述感知层的控制器包括STM32主控，负责接受终端的采集数据并按照通信协议编程后，将数据通过物联网模块发送到云平台，所述NB-Iot无线传输模块负责终端和云服务器之间的无线远距离通信，所述传感器包括电压采集电路、电流采集电路和温度采集电路，所述电压采集电路负责采集仪表电压值，所述电流采集电路负责采集仪表电流值，所述温度采集电路负责采集当前环境温度值；所述OneNet云平台通过NB-Iot无线传输模块接收传感器的检测结果和数据进行统一管理，并且能通过人为的设置参数阈值来检测数据是否出现异常，当对应的数值超过所设定的阈值的时候，会触发警告信息，能以短信或者邮件的信息告知监测管理员。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的远程仪表监测装置，其特征在于，所述温度传感器型号为PT100，所述控制器型号为STM32F103VET6。

4.根据权利要求2所述的基于物联网的远程仪表监测装置，其特征在于，所述应用层包括LED屏，所述LED屏用于显示温度传感器PT100和电压电流采集电路采集的数据。

5.根据权利要求2所述的基于物联网的远程仪表监测装置，其特征在于，所述应用层包括客户端，所述客户端用于实时查看数据以及调取过往数据，并控制工厂设备。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的基于物联网的远程仪表监测装置的监测方法，其特征在于，包括通信切换方法，所述通信切换方法包括如下步骤：

步骤1：对当前通讯距离估计计算，根据初始时刻无限通讯距离测量数据，确定此时设备初始化默认通信机制；

步骤2：在本设备位于远近距离信号通讯距离边界时，根据信号平稳程度，对控制器发送信号进行通讯方式切换；

步骤3：本设备通过发送认证请求帧，开始认证过程，认证请求帧是本设备用来告知新AP它的身份而发送的信息；

步骤4：新AP通过发送认证响应帧对认证请求作出响应，以表明新AP是接受本设备还是拒绝本设备；

步骤5：一旦认证过程成功完成，本设备就发送重关联请求帧给新的AP；

步骤6：最后，这个新的AP发送一个包含接收或者拒绝本设备信息的重关联响应帧。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，近距离采用433M无线通信，远距离采用3/4G及LoRa无线通信。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，用控制器收集无线信道数字通信带宽测量数据，并通过计算分析确定每一周期机器人的通信机制，进而向控制器发送切换指令，对独立执行通信任务的2个收发机并行设置，433M无线通信以及LoRa无线通信选择及切换的具体流程如下：

步骤1：对当前通讯距离估计计算，根据初始时刻无限通讯距离测量数据，确定此时设备初始化默认通信机制，无线通信距离计算公式用式(1)表示：

Los＝32.44+20lgD+20lgF    (1)

式(1)中Los、D、F分别对应传输损耗、传世距离、通信频率，具体切换通信模式时根据计算结果，预估通信距离，选择通信方式；

步骤2：在设备位于远近距离信号通讯距离边界时，根据信号平稳程度，对控制器发送信号进行通讯方式切换，提取时间序列信号特征统计量的计算公式如式(2)(3)(4)(5)所示：

γ(t,s)＝E[(X_t-μ_t)(X_s-μ_s)]   (4)

式中，μ_t、

γ(t，s)、ρ(t，s)分别为信号均值、方差、自协方差、自相关系数，根据上述计算结果，若满足下列条件，则时间序列宽平稳满足，该指标作为衡量无线信号质量平稳性的指标之一：

1、任取t∈T，有

2、任取t∈T，有EX_t＝μ，其中μ为常数；

3、任取t，s，k∈T，k+s-t∈T,有γ(t，s)＝γ(k，k+s-t)。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，设备在和当前AP断开连接之前，就事先找到可能关联的AP集。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通信模式切换方式为软切换，所述软切换是同一频率不同基站之间的切换，在切换过程中，移动台同时与原基站和新基站都保持着通信链路，一直到进入新基站并测量到新基站的传输质量满足指标要求后，才断开与原基站的连接。

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