[发明专利]一种移动式三维空间无线测试网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及人工智能领域中的无线测试与感知技术领域，尤其涉及一种应用于三维立体空间测试的移动无线测试系统。

背景技术

无线测试网络通常被用来野外不便布线的测试应用场合，在油井无线测试等工业领域中有着广泛的应用。

传统的无线测试网络系统的特征是传感器位置固定，为提高通讯距离，通常将天线固定于较高的杆状物体上进行通讯。传统的无线测试网络系统一般只能在二维平面内布署，若要在三维空间内进行测试，只能采用架高传感器的办法实现，且测试点的位置固定，因此不具备测试位置重配置能力和跟随测试对象测试的能力。此外，此类无线测试系统以GPRS或CDMA等基础网络进行通讯，使用成本高，且受基础通讯网络覆盖范围的限制，不能用于无基础通讯网络的特殊测试场合。

以有毒气体测试对象为例，该类测试对象具有随时间分布扩散、漂移、范围广、受气象条件影响大等特性。采用传统的无线测试网络系统满足不了动态跟踪测试的要求，适应不了测试对象漂移的特点；受地面支撑物体高度的限制，在三维测试空间内使用时，传统的无线测试网络系统的测试空间极为有限，根本满足不了测试对象大范围内散布的测试要求。

因此，为了满足三维立体空间对移动目标的跟踪测试要求和静止三维空间内大范围测试场的测试应用需求，必须采用具备三维空间测试能力的无线测试系统来解决。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有的无线测试网络系统不能满足漂移对象测试的不足和使用基础设施进行通讯导致应用成本高的问题，提供一种新型的移动式三维空间无线测试网络系统。该系统不仅能适应固定地点三维空间内的传感时空场信息测试，而且能够满足对移动测试对象进行测试。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明的一种移动式三维空间无线测试网络系统，包括有：空中飞行节点群、地面移动节点群、移动数据处理网关和控制终端。

空中飞行节点群由多个相同类型的空中飞行节点组成，节点数量根据测试任务由用户确定。这些空中飞行节点根据任务测试需求进行三维空间的位置部署，其扩展方向具有三维特性，能够向空间内的任意方向进行扩展。各空中飞行节点均具备空中移动和悬停能力，用于空间中特定位置的传感信息数据采集。

地面移动节点群由多个相同类型的地面移动节点组成，节点数量根据测试任务由用户确定。这些地面移动节点根据任务测试需求进行二维面内节点的位置部署，其扩展方向具有二维特性，可以在地面进行自动扩展。各地面移动节点均具备移动能力，用于地面特定位置的传感信息数据采集。

空中飞行节点群和地面移动节点群在三维空间底面内的投影重合，并通过无线多跳方式进行通讯，组成一个三维测试网络。

移动数据处理网关用于指令发送，收集和处理网络中节点的数据。控制终端用于人机交互控制网络，通过移动数据处理网关发送指令，由此控制整个网络。

空中飞行节点由传感器子系统、飞行控制子系统和通讯子系统组成。

地面移动节点由传感器子系统、移动控制子系统和通讯子系统组成。

测试时，空中飞行节点群和地面移动节点群进行协同工作，构成三维空间内的无线测试系统。移动式三维空间无线测试网络系统中的任何一个节点均可测试温度、压力、粉尘、有毒气体及辐射等传感器信息类型。

系统的工作过程如下：

步骤1：对各网络节点位置进行部署

对移动式三维空间无线测试网络系统进行初始化，经任务分配后，各节点按照任务需求进行三维空间位置部署，为网络组网和数据采集作好准备；

首先部署移动终端、移动数据处理网关和各地面移动节点，当地面移动节点部署完成之后，再部署空中飞行节点；

步骤2：网络自组织联网

当所有的网络节点完成部署后，所有节点均执行通讯协议程序，各节点间相互发送路由信息，自动组建成一个具有多跳属性的三维空间测试网络；

当任务或被测试对象发生改变时，按照步骤1所述方式进行阵形调整；

步骤3：控制终端发送测试指令到移动数据处理网关，移动数据处理网关分析指令后，再将指令无线传输给各空中飞行节点和地面移动节点的通讯子系统，各空中飞行节点和地面移动节点的通讯子系统接收指令后，对其进行解析并传递给节点中的控制子系统；传感器子系统根据测试指令进行数据采集，采集到测试数据后，将数据传递给通讯子系统，然后通讯子系统将数据打包，并发送给移动数据处理网关；

步骤4：移动数据处理网关将收集到的所有节点的采集数据，按规定的协议进行分析和处理并存储在移动数据处理网关中；