專利名稱：用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺及其測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信模擬測試領(lǐng)域，特別是一種用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺。
背景技術(shù)：
目前隨著高速交通特別是軌道交通、高速鐵路和高速公路技術(shù)的不斷發(fā)展，以及無線通信、因特網(wǎng)的發(fā)展，人們對在高速運動環(huán)境中進行高速可靠的無線傳輸?shù)男枨笕找嫫惹?。越來越多的人使用移動電話、無線局域網(wǎng)以及各種便攜式的無線終端在高速交通工具中進行通信和信息傳輸，然而目前對于大多數(shù)傳輸和傳輸特性的研究主要集中在中、低速運動環(huán)境中。無線移動自組織網(wǎng)絡(luò)是一種拓撲結(jié)構(gòu)高度動態(tài)、節(jié)點任意移動、沒有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè) 施的無線網(wǎng)絡(luò)。在實際的網(wǎng)絡(luò)中，移動終端能夠以任意速度和任意方式在網(wǎng)絡(luò)中移動，由于實際通信中受地形、地勢、人為環(huán)境的復(fù)雜影響，要驗證高速環(huán)境下的通信性能是否符合要求，如果每次都直接使用真實系統(tǒng)進行實地實驗，不僅耗資昂貴，費工費時，有時甚至難于找到問題癥結(jié)所在。因此，在實驗室環(huán)境中，終端既要達到一定的速度又要保證網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定性是相當有困難的。隨著對高速移動自組網(wǎng)研究的不斷深入，更需要研究自組網(wǎng)的各種算法在實際環(huán)境下的性能，又由于環(huán)境有限，如何能更高效地模擬實際的高速運動環(huán)境是研究的關(guān)鍵，因此就有了實現(xiàn)高速組網(wǎng)測試平臺的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供在于克服實際環(huán)境中實現(xiàn)測試高速運動節(jié)點間相互通信的困難，提供一種承載通信模塊的用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為
一種用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺，包括旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺，伺服電機，伺服電機控制機構(gòu)，其中，旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺與伺服電機連接，且旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺保持水平，旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺上設(shè)置有N個可控無線試驗終端，N大于等于I ;所述伺服電機控制機構(gòu)包括電機驅(qū)動器和運動控制卡，其中，電機驅(qū)動器和伺服電機連接，運動控制卡和電機驅(qū)動器連接。一種運用用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺的測試方法，單軸轉(zhuǎn)臺上的可控無線試驗終端跟隨單軸轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺高速轉(zhuǎn)動，多個單軸轉(zhuǎn)臺上的可控無線試驗終端之間產(chǎn)生水平方向上的相對高速運動，以測試可控無線試驗終端內(nèi)通信模塊之間的通訊性能。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點
I、模擬了無線通信節(jié)點在高速環(huán)境下的通信試驗環(huán)境，克服了在實際環(huán)境中試驗耗資大、難以實現(xiàn)的問題。2、結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠、占地面積小，具有自動控制位置、速率功能，特別適合于實驗室使用。
3、為高速移動自組網(wǎng)的性能測試和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供一定的參考依據(jù)。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。


圖I為本發(fā)明提供的整個單軸測試轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)測試平臺盤面的俯視圖。
具體實施例方式本發(fā)明一種用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺，包括旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺1，伺服電機7，伺服電機控制機構(gòu)，其中，旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺I與伺服電機連接，且旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺I保持水平，旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺I上設(shè)置有N個可控無線試驗終端2，N大于等于I ;所述伺服電機控制機構(gòu)包括電機驅(qū)動器11和運動控制卡12，其中，電機驅(qū)動器11和伺服電機7連接，運動控 制卡12和電機驅(qū)動器11連接。伺服電機安裝于電機固定支架10內(nèi)，伺服電機的轉(zhuǎn)軸穿過電機固定支架10頂端與旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺I固定連接，伺服電機通過安裝孔固定在電機固定支架10頂端的擋板上。所述的可控無線試驗終端2是一個盒子，盒子內(nèi)部裝載通信模塊和小型電源，終端上表面安裝開關(guān)按鈕20和顯示燈21，用來顯示可控無線試驗終端的工作狀態(tài)。一種運用用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺的測試方法，單軸轉(zhuǎn)臺上的可控無線試驗終端2跟隨單軸轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺I高速轉(zhuǎn)動，多個單軸轉(zhuǎn)臺上的可控無線試驗終端2之間產(chǎn)生水平方向上的相對高速運動，以測試可控無線試驗終端2內(nèi)通信模塊之間的通訊性能。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺作進一步詳細說明。需要說明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用以方便、明確地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。實施例I :
如圖I所示，一種用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺，包括旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺1，伺服電機7和伺服電機控制機構(gòu)。伺服電機7 (SGMGV-09ADC61)安裝于電機固定支架10內(nèi)，聯(lián)軸器5固定于旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺I的底部中心，伺服電機7的轉(zhuǎn)軸穿過電機固定支架10頂端與旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺I通過聯(lián)軸器5固定連接，伺服電機7通過安裝孔6固定在電機固定支架10頂端的擋板上。電機輸入輸出信號線連接至電機控制機構(gòu)的的電機驅(qū)動器11(S⑶V-7R6A01A)，電機驅(qū)動器11信號線連接到插于電腦主機PCI插槽中的運動控制卡12(ADT-8920A1)。使用VC開發(fā)工具，調(diào)用運動控制卡函數(shù)庫，開發(fā)出控制系統(tǒng)軟件，控制電機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度。如圖2所示，所述的旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺上有四個可控無線試驗終端2，根據(jù)轉(zhuǎn)速與線速度的關(guān)系式V=2 π nr (n為轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速)，四個可控無線試驗終端到轉(zhuǎn)臺中心點的距離r必須一致，r=20厘米，可控無線終端中放置的是無線通信模塊和小型電源，電源支持無線通信模塊和顯示燈21工作，按鈕開關(guān)20控制這個小型電源。此轉(zhuǎn)臺為第一轉(zhuǎn)臺。準備另一個轉(zhuǎn)臺，裝置與第一轉(zhuǎn)臺相同。在第一轉(zhuǎn)臺上選四個終端中的任意一個打開按鈕開關(guān)20，此時只有一個終端工作。在第二轉(zhuǎn)臺上選四個終端中的任意一個打開按鈕開關(guān)20，也只有一個終端工作。此時，打開電機的通電電源，電機額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，通過控制系統(tǒng)軟件，設(shè)置第一轉(zhuǎn)臺跟隨電機的轉(zhuǎn)速達到500轉(zhuǎn)/分，第二轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，這樣，兩個通信模塊在轉(zhuǎn)臺上旋轉(zhuǎn)的速度就分別約為37. 7km/h和75. 4km/h，此時在控制系統(tǒng)軟件中，顯示出兩個不同速度運動節(jié)點的點對點網(wǎng)絡(luò)通信拓撲結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)包的發(fā)送接收情況。實施例2
如圖I所示，一種用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺，包括旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺1，伺服電機7和伺服電機控制機構(gòu)。伺服電機7 (SGMGV-13ADA6C)安裝于電機固定支架10內(nèi)，聯(lián)軸器5固定于旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺I底部中心，伺服電機7的轉(zhuǎn)軸穿過電機固定支架10頂端與旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺I通過聯(lián)軸器5固定連接，伺服電機7通過安裝孔6固定在電機固定支架10頂端的擋板上。電機輸入輸出信號線連接至電機控制機構(gòu)的的電機驅(qū)動器II(SOTV-I),電機驅(qū)動器11信號線連接到插于電腦主機PCI插槽中的運動控制卡12 (CMPC-MPE720)。使 用VC開發(fā)工具，調(diào)用運動控制卡函數(shù)庫，開發(fā)出控制系統(tǒng)軟件，控制電機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度。旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺上有四個可控無線試驗終端2，根據(jù)轉(zhuǎn)速與線速度的關(guān)系式V=2 π nr (η為轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速)，四個可控無線試驗終端到轉(zhuǎn)臺中心點的距離r 一致，r=20厘米?？煽責o線終端中放置的是無線通信模塊和小型電源，電源支持無線通信模塊和顯示燈21工作，按鈕開關(guān)20控制這個小型電源。給此轉(zhuǎn)臺為第一轉(zhuǎn)臺。準備另兩個轉(zhuǎn)臺，分別為第二轉(zhuǎn)臺和第三轉(zhuǎn)臺，第二轉(zhuǎn)臺與第一轉(zhuǎn)臺相同，第三轉(zhuǎn)臺上有八個可控無線終端，其余裝置與第一轉(zhuǎn)臺相同，打開第一轉(zhuǎn)臺上四個終端中的開關(guān)按鈕20。打開第二轉(zhuǎn)臺上四個終端中的開關(guān)按鈕20，打開第三轉(zhuǎn)臺上八個終端的開關(guān)按鈕20。此時，打開電機的通電電源，電機額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，通過控制系統(tǒng)軟件，設(shè)置第一轉(zhuǎn)臺跟隨電機的轉(zhuǎn)速達到800轉(zhuǎn)/分，第二轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，第三轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)/分，所有通信模塊分別在三個轉(zhuǎn)臺上高速運轉(zhuǎn)，第一轉(zhuǎn)臺、第二轉(zhuǎn)臺和第三轉(zhuǎn)臺可達線速度分別越為60. 3km/h、75. 4km/h、188. 5km/h，此時在控制系統(tǒng)軟件中，節(jié)點組網(wǎng)形成，顯示出不同速度運動節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)通信拓撲結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)包的發(fā)送接收情況。試驗結(jié)束后系統(tǒng)自動進行計算分析、以曲線或報表形式給出試驗報告；整個測試裝置平均無故障運行時間> 24小時，設(shè)備長時間使用測試時，穩(wěn)定性良好。
權(quán)利要求
1.一種用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺(1)，伺服電機(7)，伺服電機控制機構(gòu)，其中，旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺(I)與伺服電機連接，且旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺(I)保持水平，旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺(I)上設(shè)置有N個可控無線試驗終端(2)，N大于等于I ;所述伺服電機控制機構(gòu)包括電機驅(qū)動器(11)和運動控制卡(12)，其中，電機驅(qū)動器(11)和伺服電機(7 )連接，運動控制卡(12 )和電機驅(qū)動器(11)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于，伺服電機安裝于電機固定支架(10)內(nèi)，伺服電機的轉(zhuǎn)軸穿過電機固定支架(10)頂端與旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺(I)固定連接，伺服電機通過安裝孔固定在電機固定支架(10)頂端的擋板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于，所述的可控無線試驗終端(2)是一個盒子，盒子內(nèi)部裝載通信模塊和小型電源，終端上表面安裝開關(guān)按鈕(20)和顯示燈(21)，用來顯示可控無線試驗終端的工作狀態(tài)。
4.一種運用用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺的測試方法，其特征在于單軸轉(zhuǎn)臺上的可控無線試驗終端(2)跟隨單軸轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺(I)高速轉(zhuǎn)動，多個單軸轉(zhuǎn)臺上的可控無線試驗終端(2)之間產(chǎn)生水平方向上的相對高速運動，以測試可控無線試驗終端(2)內(nèi)通信模塊之間的通訊性能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于高速運動節(jié)點自組網(wǎng)試驗的單軸轉(zhuǎn)臺及其測試方法，其轉(zhuǎn)臺包括旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺，伺服電機，伺服電機控制機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺與伺服電機連接，且旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺保持水平，旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺上設(shè)置有可控無線試驗終端，所述伺服電機控制機構(gòu)包括電機驅(qū)動器和運動控制卡；測試方法為單軸轉(zhuǎn)臺上的可控無線試驗終端跟隨單軸轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)臺高速轉(zhuǎn)動，多個單軸轉(zhuǎn)臺上的可控無線試驗終端之間產(chǎn)生水平方向上的相對高速運動，以測試可控無線試驗終端內(nèi)通信模塊之間的通訊性能，本發(fā)明模擬了無線通信節(jié)點在高速環(huán)境下的通信試驗環(huán)境，克服了在實際環(huán)境中試驗耗資大、難以實現(xiàn)的問題，并為高速移動自組網(wǎng)的性能測試和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供一定的參考依據(jù)。
文檔編號G05B19/414GK102880120SQ20121035445
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月22日
發(fā)明者楊余旺, 蘭少華, 殷俊, 胡夏蕓, 殷延祥 申請人:南京理工大學