一种屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法技术

本发明专利技术公开了一种屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法，包括如下步骤：利用信息采集设备在屏蔽环境内进行物联网信息采集，将采集的物联网信息调制为射频信号，且在调制过程中进行天线增益与阻抗自动匹配计算，射频信号通过端部暴露在外部环境中的天线进行无线信号发送。还包括：通过所述天线接收无线信号，将无线信号传输至屏蔽环境内。所述天线为金属杆件，金属杆件的一端暴露在外部环境中，另一端通过馈线连接至信息采集设备。本发明专利技术提供的屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法，能够充分利用金属杆件的材质和结构特点，将金属杆件作为无线信号的天线，实现无线信号的高效传输。

A wireless signal transmission method for Internet of things under shielding environment

The invention discloses a wireless signal transmission method of the Internet of things in the shielding environment, which includes the following steps: using the information acquisition equipment to collect the information of the Internet of things in the shielding environment, modulates the information of the collected Internet of things into the radio frequency signal, and performs the antenna gain and impedance automatically matching calculation during the modulation process. The signal is sent to the wireless signal through the antenna exposed at the end of the external environment. It also includes: receiving the wireless signal through the antenna, transmitting the wireless signal to the shielding environment. The antenna is a metal rod. One end of the metal rod is exposed to the external environment, and the other end is connected to the information acquisition device through a feeder. The wireless signal transmission method of the Internet of things provided by the invention can make full use of the material and structure characteristics of the metal rod, and use the metal rod as the antenna of the wireless signal to realize the high efficiency transmission of the wireless signal.

【技术实现步骤摘要】
一种屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法
本专利技术涉及无线通信
，具体涉及一种屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法。
技术介绍
在农产品贮藏领域，地下储藏发挥越来越重要的作用。土壤传热慢，温度比较稳定，而且密封隔氧保湿，果实的呼吸作用使窖内二氧化碳升高，果实呼吸作用受到抑制，水分蒸发很低，使地窖储藏能达到良好的保鲜效果。但是，地下储藏室中往往具有良好的密闭性，无线信号难以穿透地面和金属门，这就导致了地下储藏室内部的信号难以传输到外界环境，使得地下储藏室内部的许多信息，包括空气的各种参数以及农产品的状况都无法及时地传输到用户。
技术实现思路
本专利技术提供了一种屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法，可在信号屏蔽的环境下，实现屏蔽环境内外的信号传输，解决了无线信号难以在屏蔽环境下对外传输的问题。一种屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法，包括如下步骤：利用信息采集设备在屏蔽环境内进行物联网信息采集，将采集的物联网信息调制为射频信号，且在调制过程中进行天线增益与阻抗自动匹配计算，射频信号通过端部暴露在外部环境中的天线进行无线信号发送。为了提高无线信号传输的效率，本专利技术在将物联网信息调制为射频信号时，进行天线增益与阻抗自动匹配计算，使射频信号具有更高的传输效率。所述物联网无线信号传输方法还包括：通过所述天线接收无线信号，将无线信号传输至屏蔽环境内。本专利技术提供的屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法，包括两部分，分别为将屏蔽环境内的信号传输至外部环境，以及将外部环境中的无线信号传输至屏蔽环境内。所述天线同时具备发射和接收无线信号的功能，用于实现无线信号在屏蔽环境与外部环境之间的传输。作为优选，所述天线为金属杆件，金属杆件的一端暴露在外部环境中，另一端通过馈线连接至信息采集设备。金属杆件的材质不限，例如锌合金、不锈钢、铸铁等。作为优选，所述屏蔽环境为带有封闭门的储藏室，所述信息采集设备安装在封闭门朝向储藏室内部的一侧，所述金属杆件贯穿封闭门。所述信息采集设备包括：采集储藏室内温度、水分、二氧化碳等信息的传感器、以及处理各传感器信息的微控制单元，通过控制单元对各传感器的信息进行处理，并将处理结果调制为射频信号进行传输，所述天线增益与阻抗自动匹配计算在控制单元内进行。信息采集设备还包括受控于所述微控制单元的显示装置和存储装置，显示装置用于显示物联网信息，存储装置用于存储物联网信息。作为优选，所述封闭门竖直布置，所述金属杆件水平布置。所述金属杆件暴露在封闭门外的长度为5～8cm。本专利技术提供的屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法，能够充分利用金属杆件的材质和结构特点，将金属杆件作为无线信号的天线，实现无线信号的高效传输。附图说明图1是储藏室中实现本专利技术物联网无线信号传输方法采用的装置示意图；图2是现有技术中物联网无线信号传输方法与本专利技术物联网无线信号传输方法获得的无线信号强度和传输距离的关系图。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术方案，以下结合附图对本专利技术的技术方法进行清楚、完整地描述。以如图1所示的带有封闭门的储藏室作为封闭环境为例，对本专利技术物联网无线信号传输方法进行描述。如图1所示，储藏室带有竖直布置的封闭门1，封闭门1朝向储藏室内部的一侧安装有信息采集设备4，金属杆件3水平布置并贯穿封闭门1，金属杆件3位于储藏室内的一端通过馈线2连接至信息采集设备4，金属杆件3的另一端暴露在外部环境中，金属杆件3暴露在封闭门1外的长度为5cm。金属杆件3可以采用锌合金、不锈钢、铸铁等材质，金属杆件3作为天线完成信号发射以及接收。天线是工程系统中用来发射或接收无线电波的基本器件，在无线电系统中，由发射模块输出的射频信号通过馈线2输送到天线，天线把射频信号以电磁波的形式发射出去。发射出的电磁波由天线接收，使其成为有用并且容易处理的射频信号，再通过馈线2传输给接收模块，实现无线电波在空间的传输。本专利技术提供的屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法，包括两部分，分别为将屏蔽环境内的信号传输至外部环境，以及将外部环境中的无线信号传输至屏蔽环境内。针对将屏蔽环境内的信号传输至外部环境，本专利技术采用的方法为：利用信息采集设备在屏蔽环境内进行物联网信息采集，将采集的物联网信息调制为射频信号，且在调制过程中进行天线增益与阻抗自动匹配计算，射频信号通过端部暴露在外部环境中的天线进行无线信号发送。现有技术中，进行物联网无线信号传输时，将物联网信息调制为射频信号后，由天线进行无线信号发送，本专利技术中，在调制射频信号的过程中增加了天线增益与阻抗自动匹配计算。天线可以看作是一个谐振回路，谐振回路存在阻抗，与天线相连的电路必须与天线具有相同的阻抗。因此，与天线相连的馈线，其阻抗必须与天线的阻抗一样，才能达到最佳的信号传输效果。当馈线和天线匹配时，馈线上只有入射波，没有反射波，高频能量全部被负载吸收，将获得最大的功率传输。反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。天线增益其实表示的是将理想的辐射能量在空间某点上放大的效果。假设某点的发射功率为P1，在距离d处的单位面积功率为：P＝P1/(4πd2)(1)对于实际天线，若辐射功率为P1，天线增益为G，则相应的单位面积功率为：P＝P1G/(4πd2)(2)通过比较式(1)和(2)，可以看出附加天线增益后传输功率有明显的增大。如图2所示，本专利技术提供的无线信号传输方法中，通过天线增益与阻抗自动匹配计算，使射频信号与金属杆件的阻抗相匹配，增加无线传输的信号强度，并提高信号传输的效率。在相同位置，分别检测采用本专利技术无线传输方法的无线信号强度与现有方法的无线信号强度，检测结果如图2所示。通过比较发现，采用本专利技术方法的无线信号强度明显大于常规的技术方法所检测到的无线信号强度。针对将外部环境中的无线信号传输至屏蔽环境内，本专利技术采用的方法为：通过所述天线接收无线信号，并将无线信号传输至屏蔽环境内。天线同时具备发射以及接收功能，用来在屏蔽环境内外传输信号。根据上述说明书的揭示和教导，本专利技术所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本专利技术并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本专利技术的一些修改和变更也应当落入本专利技术的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本专利技术构成任何限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法，其特征在于，包括如下步骤：利用信息采集设备在屏蔽环境内进行物联网信息采集，将采集的物联网信息调制为射频信号，且在调制过程中进行天线增益与阻抗自动匹配计算，射频信号通过端部暴露在外部环境中的天线进行无线信号发送。

【技术特征摘要】
1.一种屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法，其特征在于，包括如下步骤：利用信息采集设备在屏蔽环境内进行物联网信息采集，将采集的物联网信息调制为射频信号，且在调制过程中进行天线增益与阻抗自动匹配计算，射频信号通过端部暴露在外部环境中的天线进行无线信号发送。2.如权利要求1所述的屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法，其特征在于，还包括：通过所述天线接收无线信号，将无线信号传输至屏蔽环境内。3.如权利要求1所述的屏蔽环境下的物联网无线信号传输方法，其特征在于，所述天线为金属杆件...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂鹏程，蔡铖勇，何勇，董涛，瞿芳芳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33