一种便携式窄带物联网信号嗅探仪的制作方法

本实用新型涉及窄带物联网通讯技术领域，特别是一种便携式窄带物联网信号嗅探仪。

背景技术：

在各种无线测量终端部署过程中，评估拟布置无线测量终端所在位置的无线信号覆盖质量非常重要，调整好通讯节点的安装位置，可以提高无线通讯的可靠性。通常需要一些专业的检测仪器，用来测试通讯数据丢包率（Packet loss rate）、信号质量RSSI（Received Signal Strength Indicator）、信噪比SNR（SIGNAL-NOISE RATIO）、接收功率（InputPower）、吞吐量（Throughput）、全向接收灵敏度（Total Isotropic Sensitivity）、全向辐射功率（Total Radiated Power）等等参数。

传统的ZigBee、 WiFi、蓝牙及Z-wave等短距离通信技术有相应的信号质量检测设备，而随着无线通信行业的发展，不断涌现出新的技术，类似eMTC及NB-IoT等窄带物联网通讯技术还没有相对完善的测试方案及便携设备，普通厂家或用户在进行测量节点的部署过程中，对部署现场通讯信号的覆盖情况，是否存在信号盲区以及信号质量RSSI值多少，由于没有手持的可方便移动的检测设备，往往是通过主观来判断，且更多依赖于后续通讯运营商部署更多的通讯基站，来提高当前测量节点的通讯可靠性。

特别是在相对偏远的区域，提前了解部署现场的通讯信号的覆盖情况，规划好测量节点的安装位置，可以减少不必要的反复拆装测试，同时可增加整个系统通讯的可靠性和稳定性，所以设计一款便携式的窄带物联网信号质量检测仪器很重要，可以大大提高部署工作效率，减少目前普通厂家或用户相对盲目的技术应用现状。只要站到指定位置，就能很直观的测试出此位置是否适合安装测量节点设备，普通用户就可以达到专业水准的信号覆盖的分析和评估，但当前还缺少这样的应用设备。

技术实现要素：

本实用新型针对上述技术问题或现实技术局限性做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种便携式的、可检测无线信号质量等参数的、可提供基于GPS的信号覆盖信息的窄带物联网信号嗅探仪。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种技术方案是：一种便携式窄带物联网信号嗅探仪，用于测试窄带物联网的通信数据的丢包率及通讯接收灵敏度，评估无线信号覆盖质量及布点场景的可靠性，包括有处理器主控单元、供电单元，以及与所述处理器主控单元相连接的窄带物联网模组、时钟芯片单元、电源管理模块、显示屏单元、按键单元、GPS模块及蓝牙模块。

进一步地，所述供电单元包括有锂电池和锂电池充放电控制电路，并与所述电源管理模块连接，分别为所述处理器主控单元、所述窄带物联网模组、所述时钟芯片单元、所述显示屏单元、所述按键单元、所述GPS模块及所述蓝牙模块供电。

进一步地，所述窄带物联网模组是一种低功耗的窄带物联网通讯模组，所述窄带物联网通讯模组包括NB-IOT模块、eSIM卡及天线。

进一步地，所述NB-IOT模块优选具备eMTC/NB-IoT/GSM三种通讯模式的多模调制解调器，优先采用型号为MDM9206的多模通讯模组。

进一步地，所述时钟芯片单元是采用一种低功耗且内置日历及时间的实时时钟芯片及电路，用于时间显示和计时。

进一步地，所述时钟芯片单元优选型号为DS1302的串行时钟电路芯片，采用三线接口与所述处理器主控单元连接并同步通信，获取时间信息。

进一步地，所述时钟芯片单元还包括有后备电池，优选钮扣电池。

进一步地，所述处理器主控单元是采用内置存储单元的低功耗的微处理器。

进一步地，所述处理器主控单元优选ARM内核的STM32L152系列芯片。

进一步地，所述显示屏单元是带有背光功能的液晶显示屏，所述液晶显示屏的背光颜色可通过所述处理器主控单元进行调节或者预先配置。

进一步地，所述按键单元与所述处理器主控单元连接，用于所述便携式窄带物联网信号嗅探仪的功能操作及显示屏内容选择及确认。

进一步地，使用时，手持所述便携式窄带物联网信号嗅探仪到指定位置，开机后，所述便携式窄带物联网信号嗅探仪上的所述窄带物联网模组先连接入网，接着通过测试无线数据包的上行连接丢包率和下行连接丢包率，同时获取接收到的数据包的信号质量RSSI值和链路质量指示LQI值，同时所述处理器主控单元估算出信噪比SNR值等参数，并在所述显示屏单元上数字化显示。根据这些参数指标值，可综合评估当前位置部署测量节点设备是否符合要求，或者是否已经达到最优。

进一步地，所述便携式窄带物联网信号嗅探仪可通过所述显示屏单元直观显示信号覆盖图，亦可通过所述蓝牙模块连接手机，结合手机应用上的地图显示。

进一步地，所述供电单元配置有USB接口及电源适配器DC插座，都可用于为所述锂电池充电。

进一步地，所述USB接口可以与电脑连接，配合电脑上安装的协议分析软件，进行无线信号数据包的捕获和分析。

与现有的技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）便携式，方便携带，可随意手持着仪器在指定位置进行信号质量分析与评估；

（2）兼容多模通讯测试，可以检测eMTC及NB-IoT的信号覆盖情况及本地测量节点的信号强度；

（3）基于GPS地理位置的信号覆盖信息显示或者图形展示，比较直观，方便理解；

（4）实用性好，亦可直接用于捕获、监听、分析无线数据包，保证无线数据传输的安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构原理框图。

图2为本实用新型实施例所采用的窄带物联网模组的部件组成框图。

图3为本实用新型采用NB-IOT模块及GPS模块的组成实施例一的示意框图。

图4为本实用新型采用eMTC模块的组成实施例二的示意框图。

图5为本实用新型采用蓝牙模块配合手机APP应用组成实施例三的示意框图。

图1中：1-窄带物联网模组、2-处理器主控单元、3-电源管理模块、4-供电单元、5-时钟芯片单元、6-显示屏单元、7-按键单元、8-GPS模块、9-蓝牙模块。

图2中：101-NB-IOT模块、102-eSIM卡、103-天线。

图5中：10-手机APP应用。

具体实施方式

下面将对具体实施方式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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，附图是本实用一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他形式的附图。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本实用新型描述中的术语“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，可以是一体地连接、固定连接或者是可拆卸连接；可以是通过机械结构或者电子直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。

如图1所示，一种便携式窄带物联网信号嗅探仪，用于测试窄带物联网的通信数据的丢包率及通讯接收灵敏度，评估无线信号覆盖质量及布点场景的可靠性，包括有处理器主控单元2、供电单元4，以及与所述处理器主控单元2相连接的窄带物联网模组1、时钟芯片单元5、电源管理模块3、显示屏单元6、按键单元7、GPS模块8及蓝牙模块9。

在本实施例中，所述供电单元4包括有锂电池和锂电池充放电控制电路，并与所述电源管理模块3连接，分别为所述处理器主控单元2、所述窄带物联网模组1、所述时钟芯片单元5、所述显示屏单元6、所述按键单元7、所述GPS模块8及所述蓝牙模块9供电。

在本实施例中，如图2所示，所述窄带物联网模组1是一种低功耗的窄带物联网通讯模组，所述窄带物联网通讯模组包括NB-IOT模块101、eSIM卡102及天线103。

在本实施例中，所述NB-IOT模块101采用具备eMTC/NB-IoT/GSM三种通讯模式的多模调制解调器，优先采用型号为MDM9206的LTE-IoT全球多模调制解调器。

其中，eMTC/NB-IoT/GSM分别对应基于蜂窝通讯的LTE Cat M1/ LTE Cat NB1/E-GPRS通讯模式。

在本实施例中，所述eSIM卡102是一种内置于所述窄带物联网模组1中的拥有物联网专用号段的号码卡，作为可选的实施方式，所述eSIM卡102还可以是使用物联网专用号码或普通手机号码的SIM卡，也可以是采用软SIM。

在本实施例中，所述时钟芯片单元5是采用一种低功耗且内置日历及时间的实时时钟芯片及电路，用于时间显示和计时。

在本实施例中，所述时钟芯片单元5采用型号为DS1302的串行时钟电路芯片，采用三线接口与所述处理器主控单元2连接并同步通信，获取时间信息。

在本实施例中，所述时钟芯片单元5还包括有后备电池，采用钮扣电池。

在本实施例中，所述处理器主控单元2是采用内置存储单元的低功耗的微处理器。

在本实施例中，所述处理器主控单元2优选ARM内核的STM32L152系列芯片。

在本实施例中，所述显示屏单元6是带有背光功能的液晶显示屏，所述液晶显示屏的背光颜色可通过所述处理器主控单元2进行调节或者预先配置。

在本实施例中，所述按键单元7与所述处理器主控单元2连接，用于所述便携式窄带物联网信号嗅探仪的功能操作及显示屏内容选择及确认。

在本实施例中，使用时，手持所述便携式窄带物联网信号嗅探仪到指定位置，开机后，所述便携式窄带物联网信号嗅探仪上的所述窄带物联网模组1先连接入网，接着通过测试无线数据包的上行连接丢包率和下行连接丢包率，同时获取接收到的数据包的信号质量RSSI值和链路质量指示LQI值，同时所述处理器主控单元2估算出信噪比SNR值等参数，并在所述显示屏单元6上数字化显示。根据这些参数指标值，可综合评估当前位置部署测量节点设备是否符合要求，或者是否已经达到最优。

在本实施例中，所述供电单元4配置有USB接口及电源适配器DC插座，都可用于为所述锂电池充电。

在本实施例中，所述USB接口可以与电脑连接，配合电脑上安装的协议分析软件，进行无线信号数据包的捕获和分析。

在本实施例中，所述便携式窄带物联网信号嗅探仪可通过所述显示屏单元6直观显示信号覆盖图，亦可通过所述蓝牙模块9连接手机，结合手机应用上的地图显示。

作为可选的实施方式，根据所选用的通讯模组，结合增减功能模块，可构成本实用新型不同的实施例：

实施例一：

见图3，结合图1所示，所述窄带物联网模组1采用NB-IoT模块，需要结合所述GPS模块8使用，测试的参数信息与地图信息直接在所述显示屏单元6上显示。

在本实施例中，结合GPS和预先储存的地图，通过图标指示，可以很直观显示指定区域内的信号覆盖情况，使用时，预先规划好拟部署的区域，手持所述便携式窄带物联网信号嗅探仪在所述区域内走动，分别进行测试，测试结果以图标和数字等形式直接在地图对应位置上展示，测量工作完毕时，形成一个指定区域信号覆盖图，用于统一部署和综合分析。

实施例二：

见图4，结合图1所示，所述窄带物联网模组1采用eMTC模块，所述eMTC模块自带GPS功能，所述GPS模块8可以不用。

实施例三：

见图5，结合图1所示，所述蓝牙模块9与手机连接，结合手机APP应用10，所述手机APP应用10预先下载或内置有地图，使用时，手持所述便携式窄带物联网信号嗅探仪沿着事先规划好的路径走动并测试，所述便携式窄带物联网信号嗅探仪在后台自动同步位置定位，同时在所述手机APP应用10上直接显示包括有信号覆盖图及相应信息的测量结果，并存储，用于后续进一步分析，导找最优部署位置。

本实用新型通过采用多模窄带物联网模组，兼容多模通讯测试，可以检测eMTC及NB-IoT的信号覆盖情况及本地测量节点的信号强度；便携式设计，方便携带，可随意手持着仪器在指定位置进行信号质量分析与评估；基于GPS地理位置的信号覆盖信息显示或者图形展示，比较直观，方便理解；亦可直接用于捕获、监听、分析无线数据包，保证无线数据传输的安全，实用性好。

需要特别说明的是，作为可选的一种实施方式，所述窄带物联网模组1可以是包括NB-IOT/eMTC/GSM的多模通讯模组，也可以是单模的NB-IOT模组或eMTC模组，单纯替换窄带物联网模组的方式，应该都属于本实用新型的其他实施例。

以上所述仅为本实用新型较佳实施例，任何人在本实用新型启示下都可以得出其他各种形式的便携式窄带物联网信号嗅探仪，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型涵盖范围。