低功耗无线传感器网络节点的设计与实现-第6章

第6章 测试与验证

系统设计完成，需要对其性能进行评估，本章主要完成低功耗无线模块的测试与验证，首先对硬件平台中的电源模块、时钟模块和无线模块进行验证；然后进行基本功能测试，验证程序能否正常运行；最后对无线通信进行测试，主要分为两部分完成，第一部分主要完成硬件功耗测试，第二部分主要是无线通信可靠性测试，即丢包率的测试。

6.1 硬件平台测试

电源和时钟是网络节点的重要部分，核心芯片采用3.3V电压，转压芯片选取AS1117AR-3.3，通过万用表测量各个电源模块得到表6.1中的实际电压值。

表6.1 电源模块测量结果 测试点 输入电源 AS1117AR-3.3

标准值（V） 5 3.3

测量值（V） 5.01 3.2

经过对电源的测试，由上表可知电源模块能正常工作，并且达到系统所要求的电压值。时钟是整个硬件系统的心脏，为系统运行提供保障，采用32.768KHz时钟源。系统上电经过测试如图6.1所示。从测试数据可得，测试所得数据与标准值误差极小，时钟电路正常工作。

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图6.1 时钟源测量结果

射频模块采用中心频率433MHz，测试最大发射功率，由测试结果可知，测试所得数据与标准值误差极小，无线模块正常工作。

图6.2无线模块测量结果

6.2 基本功能测试

基本功能测试以温度传感器为例，测试环境如图6.3所示，其中汇聚节点与测量节点距离为20米，以10秒为周期将采集到的温度信息上传，汇聚节点能实时显示接收到的数据，并将数据上传到上位机，汇聚节点实时显示结果如图6.4所示。

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图6.3 测试环境

图6.4 功能测试结果

利用温度传感器节点测量一天的温度变化折线图如图6.5所示。

温度变化折线图3020100温度（℃） 图 6.5 温度变化折线图

6.3 硬件功耗测试

本节主要对测量节点的功耗进行测试，在环境测控网络中，测量节点是以分时的模式进行数据采集，信息采集成功之后，将采集到的信息通过环境测控网络发送到汇聚节点，发送成功之后，进入休眠模式。

1. 测试方法

通过测量节点不同工作模式下的电流，并根据式(6.1)求得节点工作一次的平均工作电流，然后求得测量节点的平均功耗。测试中，测量节点以10秒为周期，周期可以根据需求进行调整，其中休眠时间为9.96秒，发送状态时间为11毫秒，接收状态时间为29毫秒。在测量节点和电源之串联一个电阻，通过示波器测出电阻两段电压，利用I=U/R可算出电流。 I?IS?TS?IT?TT?IR?TR (6.1)

TS?TT?TRIs表示测量节点休眠电流，IT表示节点发送电流，IR表示节点接收数据电流。

2. 测试结果

根据测量在三种工作模式下电流如表6.2。

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