无线传输功能（共8篇）
无线传输功能 篇1
前言
容栅传感器具有结构简单、体积小、造价低、功耗低、适应力强、精度高等优点。但传统的容栅传感器构成的数显卡尺只能通过液晶屏读取数据, 而通过人工读取数据速度较慢, 而且测量的数据不便保存和处理。笔者将容栅传感器的输出信号通过接口电路送入单片机处理, 将单片机处理后得到的数据通过串口发送到蓝牙模块, 再通过蓝牙模块发射到电脑或手机等蓝牙接收端, 以此构成容栅传感器智能测量系统。此系统可以进行自动测量, 方便的实时观察测量数据, 对数据进行加工和处理, 并可方便的保存在手机、电脑、平板电脑等智能终端机上。既保证了容栅测量系统体积小、重量轻、携带方便的优点, 又使扩展了容栅测量系统的功能。
1. 容栅传感器
1.1 容栅传感器的结构和工作原理
容栅传感器由定尺和动尺组成, 在定尺和动尺上分别印有金属栅状极片。动尺和定尺的栅极相对放置, 中间填充电解质, 形成了多组并联的电容, 也即容栅, 容栅数显卡尺的定尺和动尺的结构如图1所示。
在发射极加上频率和相位程周期变化的激励电压时, 根据电容原理, 在反射极上会感应相同的电压。当动栅移动时, 反射极上会产生随位移变化的感应信号, 接受极上也会产生随反射极变化而变化的感应信号, 这一信号经过处理, 就可以得到动尺的位移变化量。
1.2 容栅传感器的输出信号分析
容栅传感器有4个接口, 分别是电源、地、同步时钟信号及数据信号。传感器输出信号有快速和慢速两种形式, 快速输出时输出周期为20ms, 慢速输出时周期为250ms。每个输出周期中输出的测量数据有2组, 第一组送出的数据DATA1为基准零位数据, 第二组送出的数据DATA2是相对零位数据, 数据为23位。高电平为0 V, 低电平为-1.5 V。容栅传感器输出信号波形如图2所示。2 4 b it为一帧数据, 采用二进制编码, 低位在前, 高位在后, 最后一位为符号位。该数据乘以0.00248, 即可得到以mm为单位的实际测量长度。
容栅传感器输出的信号采用了非标准同步串行通信协议, 在连接单片机时需要进行电平转换。
2. 接口电路硬件
51单片机采用TTL电平, 而容栅传感器输出电平为1.5 V, 需要进行电平转换。
本系统采用了LM393比较器来实现此功能如图3所示, 转换电平能够通过电位器方便的调节。容栅传感器输出的C L K和DATA信号分别加入LM3 9 3两个比较器的输入;基准电压取1 V。由比较器的工作特性可知:当输入信号电压<基准电压, 输出端为低电平;当输入信号电压>基准电压, 输出端为高电平, 约为5 V。通过此方式即完成了输入信号的电平转换。
转换后的CLK信号送至51单片机的中断口INT1, 转换后的DATA信号送至74HC164的B端, 经过74HC164进行串并转换, 转换后的8路并行数据经锁存器74HC573送至单片机的P1.0至P 1.7端。
蓝牙模块选用HC-60模块, 该模块采用CSR主流蓝牙芯片, 蓝牙V2.0协议标准。串口模块工作电压3.3V, 波特率为1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200用户可设置。工作电流:配对中20~30mA, 配对后8mA。可以与蓝牙笔记本电脑、智能手机、PD A等设备进行无线连接。
该模块的1脚, UART_TXD, 为TTL/CMOS电平, 串口发送脚;2脚UART_RXD, 为TTL/COMS电平, 串口接收脚;1 1脚复位引脚, 为低电平复位, 可以悬空;1 2脚V C C, 典型值3.3 V, 可以工作于3.1~4.2 V之间, 由于与单片机的供电电压+5 V不同, 所以需要进行电平转换;1 3脚, 2 2脚为接地。
3.软件系统
该系统主程序如图4所示为分为初始化, 中断服务, 数据转换, 数据传送及部分。中断服务程序采用单片机C0计数, 满8位打开锁存器, P0口读取数据, 关闭锁存器。重复3遍后读到24bit数据, 计数器采用常数自动载入的方式计数。程序的编写中要注意:读取数据后到重新计数时间不能超过1个卡尺的CLK时间。卡尺是3字节原码输出, 因此要将其转换为8421码。转换后的数据必须再和常数0.00248相乘才是实际显示的数字。得到的结果以非压缩8 42 1码形式存放在指定的寄存器中, 供后续显示子程序读取。
4. 结语
笔者介绍了一套通过单片机采集容栅传感器数据并通过蓝牙发送到接收端的系统。利用该系统结合蓝牙接收端的程序, 可以对测量结果进行实时显示和自动保存。该系统扩展了容栅传感器的应用范围。本系统结构简单, 成本低廉, 运行稳定, 具有一定的实用价值和广泛的应用前景。
参考文献
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无线传输功能 篇2
介绍一种以C8051F020 MCU为控制核心、结合CDMA业务和GPS系统开发的移动无线数据传输系统，整个系统由移动终端、CDMA网络、Internet网络、信息管理中心服务器四部分组成；重点描述移动终端的硬件组成、软件设计。系统可用于移动状态下移动无线数据传输，例如车辆调度管理，停车场所和交通监测数据的传输，金融系统POS联网，气象站数据采集，各种分布式遥测遥控系统等。实验结果表明，本系统应用于各种移动场合的数据传输是目前最好的选择。
目前，移动无线数据传输的方式主要有3种：GSM短消息、GPRS和CDMA。它们的特点比较如下：
① 移动通信网GSM短消息方式。短消息是GSM网所具有的电信业务之一。所谓的短消息是指长度不超过160个字符的文本消息。由于短消息传输用的是信令信道，采用存储转发的方式，因此短消息服务费用低，传输延时不固定，根据当前的短消息业务使用情况而定。短消息方式的缺点是数据传输速率低、具有延迟性且时间不定。
② GPRS(General Packet Radio Service)，即通用分组无线业务，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务，
GPRS采用分组交换技术，按流量计费，高效传输高速或低速数据和信令。GPRS理论传输速率可达171.2 kbps，实际传输速率大约在40 kbps。中国移动5月18日开始正式商用GPRS网络。
③ CDMA 1X原意是指CDMA 的第一阶段，可支持308 kbps的数据传输、网络部分引入分组交换，可支持移动IP业务；CDMA 1X是在CDMA IS95系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为CDMA用户提供分组形式的数据业务；CDMA 1X理论传输速率可达300 kbps，目前的实际传输速率大约在100 kbps左右，可以用于Internet连接、数据传输等应用。CDMA 1X无线数据通信系统的特点是按流量计费，即一直在线，按照接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时不收费用。
移动无线数据传输第1代移动通信系统是模拟式的，已淘汰。第2代移动通信系统是数字蜂窝式的，如TDMA的GSM和CDMA的IS95。GPRS和CDMA 1X都是2.5代的移动通信系统。中国联通公司已经拥有了一个覆盖全国的CDMA2000 1X网络，用于提供1X数据分组业务。
CDMA 1X与GPRS虽然都是2.5代的移动通信系统，但1X网络通信速度远高于GPRS网络，而且易于平滑过渡到3G移动通信系统。未来的第3代移动通信系统虽然有几种模式，但毫无例外地都是CDMA码分多址的。
无线传输功能 篇3
煤炭生产作为我国能源生产的一个支柱产业, 在国民经济中占有十分重要的地位。近年来, 无线通信技术、传感器技术、无线定位技术、计算机技术的飞速发展, 为煤矿矿井通信信息平台的构建提供了更多的选择。当前在煤炭行业中, 依托井下人员定位搭建的多功能信息平台, 提高了煤矿的综合调度指挥能力, 实现了职工安全行为动态管理, 但多数平台的实际应用效果不能很好满足煤矿的管理需求。为此, 人们对煤矿井下人员精确定位系统的综合多功能信息平台展开了研究。在定位方法上, 已有文献大多集中在RFID及ZigBee定位方面[1-4], 直接利用WiFi信号进行实时定位的研究成果也有少量文献报道[5-8]。马卜林设计了煤矿井下WiFi人员定位GIS系统, 利用空间数据库分类描述井下巷道的图形和属性信息, 借助WiFi无线定位, 实时确定井下各类人员的空间位置、分布和动态变化[9];蒋磊等人提出了一种基于WiFi和ZigBee技术的井下人员无线跟踪与定位系统的设计方案及一种符合矿山实际要求的基于一维线性空间的实时定位方法[10];陆音等人研制了一种将反向射频识别技术和WiFi技术结合的新型煤矿井下人员精确定位系统[11-12]。但这些系统普遍存在功能单一、定位精度不高等问题。
为解决以上问题, 本文提出了一种基于802.11n的多功能无线传输平台的设计方案, 该平台采用基于802.11n的传输协议, 最高无线传输速率达到300Mbit/s。同时在平台内部还集成了信号强度测量模块, 可以通过实时测量信号的强度数值计算出发射源和接收装置之间的距离, 实现人员实时定位和数据通信双重功能。
1 平台开发设计
基于802.11n的多功能无线传输平台在网络传输层实现网络互连, 连接不同网络的软件和硬件。它能够完成煤矿井下工业以太网的协议转换, 通过矿井工业以太网传输, 把各种现场信息数据汇接到矿井骨干通信网络, 用于煤矿井下监测信息的转发和传输。该平台使用的电路全部为本质安全电路, 极大提高了井下通信的安全性。
1.1 平台结构
基于802.11n的多功能无线传输平台由天线、802.11n的WiFi无线信号收发模块、以太网模块、数据处理模块和电源模块5个单元组成, 如图1所示。电源模块稳压单元将DC 17~19V电源分别转换为DC5、3.3V及2个8V电压, 为其他单元供电。以太环网部分含有光口和电口, 可以组建环网。数据存储部分可以存储识别卡等的数据。
1.2 无线信号收发模块设计
基于工业级AP (Access Point, 无线访问节点) 在煤矿的实际应用需求, 要求供电方便, 通信带宽大, 处理能力强 (一个AP要同时支持80张标志卡、20部手机和2台无线摄像仪) , 这就要求选用运算速度够快的CPU (核心处理电路) 。因此, 无线信号收发模块选用AR7242作为主芯片, AR7242的处理速度高达400 MHz, 集成了DDR和FLASH控制器, 集成了千兆以太网MAC, 性能非常优秀, 其功能框图如图2所示。
1.3 本安电路设计
多功能无线传输平台要实现本安型, 关键就是电源技术。本安电源的带载能力和可靠性一直是本安电源研究的课题。本文所采用的本安电源设计方案中, 采用新型的截流型保护电路和功率监测电路相结合的方式, 具有功能强、可靠性高、一致性好的优点, 提高了本安电源的可靠性、带载能力和电源效率。
本安电源可等效为理想电压源、电阻、电感、电容的串联电路, 如图3所示。
电源电流I由负载电流I1和暂态电流Ico两个部分叠加而成。在电源上电期间, 电容C0要产生很大的暂态充电电流。当电源电流I峰值达到本安电源短路保护值时, 本安电源保护开关K动作, 切断电源的输出。为了减小等效电容C0、暂态电流Ico的影响, 可采取减小电容、增加等效电阻、限制电压上升率的方法, 减小暂态的冲击电流, 提高本安电源的带载能力和可靠性。
2 平台应用
由多功能信息平台 (KJ98-F本安矿用通信分站, 以下简称KJ98-F分站) 组成的矿井安全生产综合系统结构如图4所示。
该系统以KJ98-F分站为基础, 搭建成千兆工业以太环网平台。井上和井下的设备通过千兆以太环网相连接, 井下的各类设备通过有线加无线的方式连接到基站上, 从而将语音、视频、定位等数据和其他系统应用, 通过统一的平台传输到地面综合调度指挥中心, 为煤矿提高综合调度指挥能力提供有力技术保障。系统支持802.11n协议, 最高无线传输速率达到300Mbit/s。由于多功能无线传输平台同时具备WiFi接口, 能够在井下同时实现无线移动视频接入、基站间无线级联和手机通信等丰富应用。
系统综合人员定位、安全行为管理、无线通信、视频监控于一体, 并具有较好的扩展性, 可以接入其他各类煤矿系统。系统由3个层次组成:
(1) 设备层:各类应用的基础设备, 产生数据和支持基本功能, 包括标志卡、矿用手机、移动摄像仪和隔爆摄像仪等。
(2) 基于802.11n的高速网络平台层:高速无线接入的千兆工业以太环网, 实现各类设备和系统的有线加无线方式接入, 包括本安型基站、本安电源、核心交换机等。
(3) 应用层:综合多种信息的应用管理平台, 通过信息系统汇聚网络平台的数据, 集成人员高精度定位、安全行为管理、无线通信和视频监控等应用, 为煤矿管理者提供多功能的信息平台。
系统软件结构划分为3个层次:数据层、逻辑层和展示层。
(1) 数据层:采用了数据库、地图文件和 (原始) 数据日志文件3种形式存储和管理数据, 依靠数据库完成最主要的数据存储和管理, 依靠地图文件来完成GIS应用的展示, 使用数据日志文件来备份标志卡原始位置数据。
(2) 逻辑层:包括数据采集程序 (定位引擎) 、数据引擎、GIS服务和系统服务程序4个部分。数据采集程序负责接收设备 (主要是标志卡) 发送来的原始数据, 加工处理后发送给数据引擎;数据引擎接收数据采集程序发送的数据, 进行业务逻辑处理, 并将处理结果写入数据库;GIS服务程序负责矿图数据展示, 处理矿图浏览、放大等操作;系统服务程序负责为Web应用程序提供读写数据的处理逻辑。
(3) 展示层:主要内容为人员定位系统主要的功能页面, 由监控中心、报表统计、安全行为管理、历史查询、业务管理及参数设置和系统管理等模块组成。
3 试验测试
3.1 试验系统搭建
受试多功能无线传输平台使用规定的传输介质, 如图5所示。图中光衰减器模拟交换机之间最大传输距离的光缆。
3.2 电气性能试验
3.2.1 有线网络测试
网络性能测试使用专用的工具———IxChariot。IxChariot是目前唯一成为工业界标准的IP网络与网络设备应用层测试系统。IxChariot测试原理是采用主动式定量的测试方式, 产生真实的流量, 测试网络设备或网络系统在真实应用下端到端的性能。
分别在2台终端测试设备安装IxChariot测试客户端软件, 进行100Mbit/s网络压力测试。测试10min内的网络吞吐量, 曲线如图6所示。该网络可承载92~94Mbit/s网络流量。
图7 为吞吐量分布曲线, 流量在90 Mbit/s以上。
3.2.2 无线网络测试
用专业测试软件Chariot Endpoint进行测试, 2台笔记本通过无线通信基站交换数据, 测试结果如图8所示。测试的峰值速率可以达到120Mbit/s。
3.2.3 最大无线收发距离测试及并发测试
最大无线收发距离:标志卡从识别区外接近多功能平台, 直到平台正确识别标志卡时停止, 测量标志卡与平台的距离, 即为标志卡与平台间的无线传输距离, 测试距离为>500m。
3.3 定位精度测试
选取同煤集团某矿井12号层2处巷道作为测试区域。位置1———12号轨道巷400m;位置2———12号主运输巷180m。
测试人员分为2个部分, 一部分携带一定数量的标志卡进入巷道, 站在距平台指定距离的位置上;另一部分人使用系统距离测量功能, 记录标志卡距平台的显示距离。
在平台信号覆盖范围内, 即10~150 m内, 每隔10m设置一个测试点, 每个测试点每隔2min测试一组, 共计测试5组数据, 选择多段巷道进行测试。对每一组、每一个测试点、每一段巷道的位置误差进行记录。根据选定的2处巷道, 每处巷道布置15个测试点 (d1, d2, …, d15) 、每个点5组结果、每个结果10张卡数据, 共计1 500项测试记录。部分测试结果见表1。
%
综合1 500项测试数据, 本次测试的定位精度为9.63m。从测试结果的统计分布特性来看, 距离基站较近处, 由于信号相对稳定, 定位精度相对较高, 而随着距离的增加, 定位精度相对降低。
4 结语
基于802.11n的多功能无线传输平台采用本安型电路设计和高性能数据处理芯片, 能够实现数据、语音和视频的高速无线传输。该平台除了具备数据传输功能外, 还可以根据接收到的定位标签WiFi信号强度, 实现井下人员的实时定位, 达到多种功能的集成, 节省了投资。在井下实际环境测试结果显示, 该平台的无线传输覆盖范围为500m, 无线传输速率达到120Mbit/s, 人员定位精度为9.63m, 试验结果验证了设计的有效性。
摘要：针对现有煤矿井下人员定位系统存在功能单一、定位精度不高的问题, 设计了一种基于802.11n的煤矿本安型多功能无线传输平台。该平台基于802.11n传输协议和采用信号强度测量模块, 不仅实现了数据、语音和视频等的高速传输, 还可同时通过WiFi信号实现井下人员的实时定位。煤矿井下实际测试结果表明, 该平台的无线传输速率达到了120Mbit/s, 信号覆盖范围为500m, 实时定位精度为9.68m, 满足了煤矿安全信息的传输要求。
关键词：井下人员定位,无线传输平台,无线收发模块,数据处理,802.11n
参考文献
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无线文件传输系统 篇4
本系统主要由发射端模块、接收端模块、中继站模块、电源模块组成, 下面分别论证这几个模块的选择。
1.1 通信方式的论证与选择
方案一:模拟方式通信。利用模拟的方式进行通信, 发射端由音频信号输入, 利用741运放对信号进行放大;再利用调制芯片对信号进行调频处理;接收端由运放、解调芯片组成, 对通过红外传来的信号进行放大、滤波、解调和输出。该方案失真度低, 但是抗干扰能力弱, 在一定距离后噪声明显加大。
方案二:数字方式通信。通过FPGA对信号AD采样, 采样频率为5K, 将一个数据周期分成512份, 根据AD采样值调节第127到第352个时间片段中‘1’的出现个数从而改变占空比。另一方面, 在缩小占空比的时候可以提高瞬间电流峰值, 从而提高瞬间的红外传输距离, 增强了传输效果。但是该方案需要经过门限判决, 在这一过程中会发生门限的不准确, 导致得到的信息丢失, 传输效果差。同时该方法未经过调制, 抗干扰能力弱, 在高频段信号无法发射, 低频段损失严重。并且由于该方法涉及到采样速率的问题, 随着频率的升高, 失真愈发严重。
方案三:模拟, 数字双通道通信。红外二极管按照波段的划分分成很多种, 典型值为940nm和850nm两种工作波段。两种波段在工作时互相不发生干扰或发生极小的干扰, 所以可以基于波段的划分利用两路红外信道分别传输信息。综合以上三种方案, 选择方案三。
1.2 调制方式的论证与选择
方案一:幅度调制。对需要传递的信号进行幅度调制, 即调幅, 将音频信号加载在载波信号上, 形成调幅波, 传递出去, 再通过解调形成原信号。但是方案一在解调方面会有很大的困难。在该通信系统中, 载波频率与调制信号频率相差过小, 不能使用常见的包络检波, 相干解调法电路也实现复杂。
方案二:相位调制。载波的相位对其参考相位的偏离值随调制信号的瞬时值成比例变化。在实际的应用中很少使用调相值, 它主要是用来作为得到调频的一种方法。
方案三:频率调制。对信号进行频率调制, 根据信号幅值的大小让信号形成疏密不同的一列波, 加载音频信号的信息, 通过红外传递出去, 并在接收端进行相应的解调。该方案信道利用率高, 数据传输稳定, 调制解调电路易于实现。综合以上三种方案, 选择方案三。
1.3 温度控制的论证与选择
方案一:用FPGA进行温度信息编辑和显示。但是限于FPGA的并行工作方式, 在顺序逻辑方面尤其是在界面等显示方面有编程的困难。
方案二:单片机。单片机虽然速度达不到很高, 但是在该方案中, 对于温度的采集只需要达到5Hz即可, 对于如此低的频率, 单片机已经可以足够应付, 并且由于单片机C语言的顺序执行的特性, 所以在数据的显示, 用户友好界面方面相较于FPGA有很大的优势。综合考虑采用单片机对温度进行采集、编码、传输, 并对接收到的数据进行处理并显示。
2 系统理论分析与计算
2.1 发射端模块
发射模块包括音频信号放大, 音频信号滤波, 音频信号调制, 温度数字信号的编码, 温度数字信号的传输。
2.1.1 音频信号的放大
将音频信号经过同相运放进行预加重, 放大部分的反馈被分离, 产生的闭环电压增益随着输入频率增加稳定地上升, 在最高音频时增益接近20d B。在频率超过音频范围时, 放大部分限制闭环电压增益。该放大部分可以避免高频的不稳定性, 也可避免可能被滤波器级消除的高频信号被放大器放大。
2.1.2 音频信号的滤波
发射端音频信号的滤波器是由放大IC构成的常规三阶型 (每倍频程18d B) 滤波器, 此滤波器产生低于20k Hz的全音频带宽, 但不会明显损害输入信号质量。放大器的输出直接耦合到下一级。
2.1.3 音频信号的调制
经过锁相环, 对输入的信号进行调频, 并且输出至下一级红外发射二极管, 使发射二极管产生与经过调制后的信号对应的红外信号, 通过红外信道向外传输。
2.1.4 温度数字信号的编码
温度信号采用PCM编码, PCM (脉冲编码调制) 是数字通信的编码方式之一。主要过程是将语音、图像等模拟信号每隔一定时间进行取样, 使其离散化, 同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化, 同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值。语音PCM的抽样频率为8k Hz, 每个量化样值对应一个8位二进制码, 故语音数字编码信号的速率为8bits×8k Hz=64kb/s。量化噪声随量化级数的增多和级差的缩小而减小。量化级数增多即样值个数增多, 就要求更长的二进制编码。因此, 量化噪声随二进制编码的位数增多而减小, 即随数字编码信号的速率提高而减小。自然界中的声音非常复杂, 波形极其复杂, 通常我们采用的是脉冲代码调制编码, 即PCM编码。PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
2.1.5 温度数字信号的传输
每隔一定时间间隔, 给红外发射管一个高脉冲, 为了提高传输距离, 采用占空比压缩的方式来传输。红外发射管的平均功率很低, 但是瞬时功率可以达到很高, 利用高脉冲压缩时间, 可以传输大功率信号。
2.2 接收端模块
接收端模块包括调制信号的检测, 调制信号的预放大, 调制信号的解调。
2.2.1 调制信号的检测
通过四个红外二极管并联组成检测器, 同时使红外二极管保持在反相偏置连接, 在黑暗的环境下只有很小的漏电电流产生。发射机的红外脉冲使二极管的漏电流增加, 在它们的阴极产生负脉冲。
2.2.2 调制信号的预放大
使用晶体管作为低噪声放大器和缓冲器, 通过负反馈, 使电压增益比保持在较低的值 (约为24d B) , 对灵敏度产生很大的改进。然后经过共射极晶体管进一步放大调制信号。
2.2.3 调制信号的解调
通过锁相环IC CD4046对信号解调。CD4046是通用的CMOS锁相环集成电路。CD4046锁相的意义是相位同步的自动控制, 功能是完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统叫做锁相环, 简称PLL。广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域。锁相环主要有相位比较器、压控振荡器、低通滤波器三部分组成。如图1所示。
2.3 中继站模块
2.3.1 调制信号的检测
与接收模块的信号检测相同, 用红外接收二极管对红外信号进行检测。
2.3.2 调制信号的调理
将红外接收二极管接收到的信号经过放大和滤波后输出, 再由相应的红外发射管发射, 并使传递方向发生90°翻转, 再传递两米到红外接收端。
3电路与程序设计
3.1电路的设计
3.1.1系统总体框图 (如图2所示)
3.1.2发送端子系统框图与电路原理图
(1) 前置放大器子系统电路。前端放大器用于给输入的信号起到一个放大作用, 可通过电位器实现连续可调, 能更好地控制输入信号。加入了调零电路, 以免给后级带来直流偏置。 (2) 红外发射管电路。用三极管的开关状态来驱动红外二极管的工作。利用调制芯片, 将输入的音频信号转化为调频信号, 示波器显示为疏密变化的方波。
3.1.3接收端子系统框图与电路原理图
(1) 高倍放大器子系统电路 (如图3所示) 。该电路用于放大红外接收端收到的很弱的信号, 该信号也可由多级三极管构成高倍放大。其中NE5532是高性能低噪声双运算放大器集成电路。与很多标准运放相似, 但它具有更好的噪声性能, 优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽, 电源电压范围大等特点。因此很适合应用在高品质和专业音响设备、一起、控制电路及电话通道放大器。
(2) 红外接收模块。被分为放大、解调、功放三个部分组成, 放大即放大接收到的小信号, (注:可采用上述集成运算放大器, 也可采用三极管组成的多级放大器) 。解调部分对前级放大的信号进行解调, 功放部分实现功率的放大, 用于带耳机或者音响等设备。
3.1.4电源
电源由变压部分、滤波部分、稳压部分组成。为整个系统提供±5V或者±12V电压, 确保电路的正常稳定工作。由LM317、LM337构成的可调电压电源。
3.2 程序的设计
3.2.1 程序功能描述与设计思路
(1) 程序功能描述。DS18B20温度传感器, 采集温度信息, 将信息传递给单片机, 单片机将该信号处理为8位信号, 传递给FPGA, FPGA对信号进行编码, 将信息通过红外发射出去, 另一端的红外接收, 并将信息传递给FPGA进行解码。显示部分通过128*64液晶屏幕显示温度信息。
(2) 程序设计思路
3.2.2 程序流程图
(1) 温度发送模块子程序流程图
(2) 温度接收模块子程序流程图
4 测试方案与测试结果
4.1 测试方案
4.1.1硬件测试。 (1) 红外音频传输测试。在接收端通过功放进行放大输出, 比较输入和输出的声音, 凭借人耳判断失真度。 (2) 红外失真度。通过示波器检测输入和输出端的波形并进行比较, 测量是否发生削顶等失真情况。 (3) 温度信息传输测试。通过在接收端进行1602液晶显示将温度在液晶屏上显示出来并与实际温度作比较, 测试温度传输的准确性。
4.1.2硬件软件联调。综合连接元器件, 将所有元器件摆放好, 接通信号源和电源, 检测两侧的波形比较失真度, 信息误码率, 传输速率等信息。
4.2 测试条件与仪器
测试条件:检查多次, 仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同, 并且检查无误, 硬件电路保证无虚焊。
测试仪器:高精度的数字毫伏表, 模拟示波器, 数字示波器, 数字万用表, 指针式万用表。
4.3 测试结果及分析
4.3.1 测试结果 (数据)
通信距离测试
800Hz通信测试
当信号为800Hz时, 4V正弦波, 测量8欧姆电压有效值, 性能优异。
4.3.2 测试分析与结论
根据上述测试数据, 可知系统有很好的保真能力和通信能力, 由此可以得出以下结论:信号传输能到达很远距离, 没测过极限值, 不过在四米处仍能清晰听到音乐, 感觉不到有噪声。输入正弦波时, 在远处 (两米外) , 观察波形很稳定, 而且噪声很小, 不到10mv。
摘要：本系统为无线文件传输系统, 用红外发射二极管和红外接收二极管, 定向传输音频信号, 实现远距离的传输, 保证信号的保真。同时可以保证信号的实时传输, 延迟度不超过10s。通过中继站, 可以将信号延长至4m以上的距离并且几乎不失真。该装置分为模拟和数字部分, 模拟部分经过锁相环芯片进行调频, 通过红外信道传输信号, 接收端再通过一个锁相环芯片对模拟信号进行解调, 经过滤波和放大完成音频传输。本系统用于定点定向传输, 点对点的传输方式保证速度和带宽的同时也提高了安全性 (第三方无从获取) 。
关键词：编码解码,红外信道,模拟调制
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无线传输功能 篇5
1 无线传感网络中的无线传输系统的研究现状
无线传感网络已经被广泛的应用于军事领域与国防领域以及其他一些相关领域, 传感器网络是指集定位、监视、情报、计算机、通信、控制、指挥为一体作为一个战斗指挥系统的一个组成部分, 传感器技术的应用可以大大降低战争的伤亡率。在农业领域, 无线传感网络的应用可以代替人类去到一些危险的地方进行数据的采集和收集;同样在很多大型仓库、建筑物、大型工业园区都有用到无线传感器网络。无线传感器网络是由很多传感器节点连接在一起组成, 对这些节点实施自动的数据采集和监控, 并通过无线传输系统将相关数据传输到受人类控制的计算机上。我国对于无线传感网络的研究虽然相对于发达国家起步较晚, 单也取得了一些科技成果。通过各种无线通信技术的研究, 增大了无线传输的距离, 也使得无线传输的稳定性越来越高。
2 无线传感网络中的无线传输系统的总体设计
无线传感网络中的无线传输系统主要是要设计一个应用了无线通信技术, 从而实现数据高速回读并且能够将数据通过无线传输系统传输出去的远程无线通信系统。该系统可以分为上位机、从控与主控系统三大部分。各个测试传感器节点负责测量数据, 从控系统将传感器节点测量的数据从Flash存储中读取出来, 然后通过无线传输系统传输给主控系统, 用户可以实现在远程的计算机上对测量数据进行读取、检测、查询等操作。
在无线通信系统中, 从控系统的主要组成部分有:数据回读电路、内部时间同步电路、系统控制模块、无线收发模块几部分。上位机信号是以无线电广播信号的形式对主控机进行触发, 系统随即进入工作准备就绪状态。主控系统在接收到触发信号后, 向从控系统发送时间同步指令和控制指令, 保证所有的从控系统从Flash存储中读取数据的时间是同步的, 数据读取结束后, 为了避免码间串扰和无线信道堵塞, 从控系统按照通信协议中节点的编号次序依次向主控系统周期性的发送数据包。
无线传感网络中的无线传输系统的设计主要可以分为三大模块:上位机, 由计算机与无线传输电台组成;主控站, 串口与计算机及数字传输电台连接组成;从控站, 由多个从控节点组成。
3 无线传感网络中的无线传输系统的硬件设计
在无线传感网络的无线传输系统的设计时, 大多对无线通信系统中的功耗、传输距离、无线传输速率、数据回读速率有要求, 这就需要在进行无线传感网络中的而无线传输系统的硬件设计时, 要选择各项指标都能达到相应要求的器件。
微控制器选用MSP430f169, 这是一种低功耗的16位微控制器, 它的编程方法相对简单, 可以快速的处理数据, 对于系统对数据的处理效率有了很大的提高, MSP430f169有着丰富的I/O接口电路, 能够接看门狗电路、硬件乘法器、AD转换器、时钟系统等外围模块, 通过数据总线和地址总线与它们相连。
无线通信系统中通常采用n RF24L01无线收发芯片, 它里面包括解调器、调制器、晶体振荡器、功率放大器、增强型模式控制器、功率发生器等器件。主控系统主要由计算机、RS232电路、数字传输电台、n RF24L01、MSP430f169组成。从控系统主要是通过USB接口从外部存储设备中将数据读回到MCU, MCU将数据通过SPI串行接口写入到无线收发模块n RF24L01, n RF24L01再将数据发送到主控站。
4 无线传感网络中的无线传输系统的软件设计
上位机, 在计算机里编译程序, 从而实现对从控系统和主控系统的控制触发, 并且具有接受数据、存储数据、分析数据的功能。从控系统主要作用是作为探测节点对数据进行高速回读, 然后再通过无线传输系统将数据发送给主机。主控系统接收到数据, 向从控系统发送控制指令。
在对无线传输系统的软件进行设计时, 首先数据的传输需要遵循各种不同的传输协议, 通过不同的协议内容选择不同的传输方式。软件设计的内容主要包括:上位机的软件设计、中继控制程序的设计、探测节点收发程序的设计、时间统一同步软件设计, 在此不再一一做以介绍。
5 结束语
随着时代的发展, 人们对于数据传输的要求, 已经从复杂的有线传输变为无线传输, 传感器技术的应用, 无线传感网络的组建, 在各行各业的生产实际中都得到了广泛的应用, 并且起到了简化劳动过程、节省劳动力、增加安全可靠性、大大节省工作效率的作用, 由此可见, 对于无线传感网络的研究是有必要的, 而无线传感网络的数据传输的有效性和稳定性则离不开无线传输系统的研究。
摘要：无线传感网络是一种新型的数据信息获取与处理技术, 无线传感网络的组建, 综合了分布式信息处理技术、微电子传感器技术以及无线通信技术, 在很多工业控制中被广泛使用, 无线传感网络中在对数据进行传输时主要采用的技术有蓝牙、GPRS、WIFI等技术, 但是这些技术在进行数据传输时往往又存在传输距离近、传输速率低、传输安全性能不高的问题。随之无线传输系统应运而生, 本文就将探讨无线传感网络中的无线传输系统。
关键词：无线传感网络,无线传输系统,计算机技术
参考文献
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狭小空间无线信号传输特性 篇6
关键词：土壤,下水道,能量损耗,最佳频率
中国淡水资源十分短缺,人均拥有量2 300 m3,相当于世界人均水平的1/4,居世界110位。1997年起,全国城市污水排放量占废水排放总量的比例接近45%。据《2003年中国环境状况公报》公布,2003年全国废水排放总量为460亿吨,现在更是有过之而无不及。随着中国乃至全世界对环境保护问题的重视,加强城市污水的综合治理工作已成为当务之急。精确测量污水流量排放俨然成为人们关注的焦点。
本文研究的内容为明渠流量计[1]——新型板式流量传感器的顺利投入使用提供了理论依据。下水道内的无线传输模式[2,3,4]将工厂、城市污水的排放量传输到地面接收设备,以便了解污水的流量。
因下水道为掩埋在地下且狭小的密闭空间,其影响因素有:1)土壤成分、下水道材料和下水道表面粗糙度等,对无线传输的研究相对困难;2)无线传输使用电池供电。因此将其在理论上分成两个部分进行研究。
1 基本理论
为了方便研究下水道内无线传感信号与地面设备间通信的能量损耗,在此将下水道、覆盖在下水道上的土壤分成上下两个部分进行研究。
从下水道内传感器发出的无线信号必会经过电气特性完全不同的两种介质:土壤和空气。由于电气特性不同,电磁波会产生折射。运用几何光学方法中的射线法,其示意图如图1、图2所示。
1.1 电磁波在土壤中的能量损耗[5,6]
无线信号从传感器出发,经过扩散到达接收点,其扩散过程相似于自由空间,因此,参照Friis[7]方程,无线信号在土壤中经过路径长度r后,接收点的能量为
Pr=Pt+Gr+Gt-L0-Lm (1)
式中:Pt是发射能量;Pr是接收能量;Gr接收天线的增益;Gt是发射天线的增益;L0是路径损耗;Lm由土壤中的传播引起的附加路径损耗。Pr,Pt的单位为dBm;其他变量单位为dB。
根据产生的原因,Lm可分解为两部分
Lm=Lm1+Lα (2)
式中:Lm1是由于波长在土壤和空气中传播的不同而产生的衰减损耗;Lα是由于土壤中成分中损耗介质吸收产生的衰减损耗。α为衰减常数,β为相移常数,可表示为
式中:ω为工作角频率;σ为土壤导电率;ε为土壤的介电常数;μ为土壤的导磁率。
则无线信号在土壤中传播损耗为
Lp=6.4+20lg d+20lg β+8.69·α·d (4)
由式(4)可见,无线信号在土壤中传播的能量衰减与工作角频率、土壤导电率、土壤的介电常数和土壤的导磁率有关。
1.2 电磁波在下水道内的传播损耗[8]
1.2.1 近场区电磁波损耗
电磁波传播近似于无线电波在自由空间的传播,空间信道的基本传输损耗为
式中:r为传播距离;f为工作频率;Gr接收天线的增益;Gt是发射天线的增益;Pin为输入功率;Pr为接收点功率。在r,f,Pin和Pr均相同时,设接收点的实际场强为E,功率为Pr′,而自由空间的场强为E0,功率为Pr,则信道的衰减因子为
所以,信道损耗为
若不考虑天线的影响,即令Gt=Gr=1,则实际的信道损耗为
Lb=32.45+20lg f+20lg r-A (8)
由上可知,实际信道损耗与工作频率、传输距离有关。
1.2.2 远场区电磁波损耗
把平直的无限长圆形隧道看作有耗介质管波导,其横向和纵面如图3所示。在圆形隧道中:设下水道半径为a,下水道内为理想介质且外部为有损介质。下水道内的磁导率和介电常数分别为μ1和ε1;下水道外部磁导率、介电常数、电导率分别为μ2,ε2,σ2。
采用圆柱坐标系,坐标原点选在下水道正中间。根据下水道壁圆柱面上的边界条件,可得到下水道的波模方程为
特别地,当m=0时,TE0n波模的波模方程为
下水道内的介质通常为空气,当电磁波的工作频率较高时,模衰减常数的近似解为TE0n波模,即
式中:η1n为一阶贝塞尔函数的第n个根;a为下水道半径;k0为电磁波波数;εr′=(ε2-jσ2/W)/ε0。
1.2.3 分界点前后的电磁波损耗
运用混合方法确定分界点[9]:隧道中两种传播区域的界面为发射天线到转折点的最大距离,即
可见,dNF与隧道的h或w的平方成正比,而与λ成反比。本文将矩形隧道等效为圆形隧道进行研究[10]。
2 实验证明
根据上述资料选定:1)下水道材料。采用HDPE双壁波纹管,它是一种以聚乙烯为原材料的下水道,相对土壤造成的能量损耗微乎其微,因此忽略不计[11,12]。2)土壤参数:σ=0.1,ε=10,μ=1。选取半径r=0.8 m的圆形下水道为研究对象,无线模块选取为CC1000,其工作电压为3～5 V,载频频率为430 MHz,最大发射功率为10 dBm,通信距离约100 m。
图4为土壤中电磁波的衰减常数、相移常数与频率的关系图。衰减常数与频率的关系:在频率为100～300 MHz之间几乎没有衰减,频率在400～500 MHz之间存在明显的衰减,频率在500～1 000 MHz之间变化幅度较大;相移常数与频率的关系:相移常数随频率的变化成线性增长。
图5为土壤中距离、频率与能量损耗的关系图。相移常数与频率成线性关系,衰减常数在小于500 MHz时相对衰减幅度较小,大于500 MHz时成大幅度衰减。因此,选择频率小于500 MHz在土壤中传播较为合适。
由图6可知,随频率大幅度增长,相对的能量损耗与距离的关系趋于平缓;由图7可知,在100～400 MHz之间迅速衰减,而在400 MHz之后趋于平缓,即随着频率的增大,衰减逐渐减小。图8为当f=900 MHz,r=1 m时,拐点前为近场区,拐点后为远场区前后的大致损耗。
3 结论
研究了无线信号传播特性,得出如下结论:在土壤中,频率越高,信号的衰减越大;在下水道内,频率越低,信号的衰减越小。综合上述条件可知,适合地下设备与地上设备无线通信的最佳频率段是400～500 MHz,这一范围内无论是土壤还是下水道能量的衰减幅度均相对较小,基本上满足下水道内无线信号低传输功率、低能耗的要求。另外,在土壤中,离接收点的距离越远,能量损耗越大。所提出的结论是在各个因素对无线传感器信号传输影响上建立的,它大致能够估算出路径的损耗范围,基本符合应用中对能量消耗的考虑,达到课题研究的目的。但是仍有不完善的地方,例如,只研究了空圆形下水道,并没有将污水考虑在内。
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无线电波的空间传输 篇7
1 自由空间的无线电波传播
自由空间中无线电波传播是指天线周围为无限大真空时的电波传播, 它是理想条件下的无线电波传播。只要大气层是各向同性的均匀介质, 其相对介电常数和相对导磁率都等于1, 传播路径上没有障碍物阻挡, 到达接收天线的地面反射信号场强也
可以忽略不计, 在这种情况下, 电波就可以视作在自
由空间传播。
无线电波在自由空间传播时, 其单位面积通过的能量会随着范围扩散而减少, 这就是自由空间的传播损耗。
2 定轨卫星到地面站之间的无线电波传输
在定轨卫星传输中, 影响无线电波传输的主要因素是自由空间的传播损耗。同步卫星轨道的半径 (Rs=42 164km) , 地球半径 (Re=6 378km) , 卫星高度 (h=Rs-Re=35 786km) , 卫星到地球站之间的距离从35 786km到41 678km。
常用C波段卫星频率为4~8GHz, 卫星链路损耗为:
C波段最小损耗:PL (d B) =32.44+20lg4000+20lg35786=195.56d B;C波段最大损耗:PL (d B) =32.44+20lg8000+20lg41678=202.90d B。
常用Ku波段卫星频率为12~18GHz, 卫星链路损耗为:
Ku波段最小损耗:PL (d B) =32.44+20lg12000+20lg35786=205.1d B;Ku波段最大损耗:PL (d B) =32.44+20lg18000+20lg41678=209.94d B。
3 地面上无线电波传播计算模型
无线电波在地面传播时, 除自由空间损耗外, 还有地面路径损耗。这可以通过提高发射和接收天线的增益来补偿。
奥村模型 (Okumura) 是最常用的传播模型, 比较简单, 分析起来比较方便, 常用于无线网络的设计中。奥村模型得名于奥村, 奥村在20世纪60年代测量了日本东京等地无线信号的传播特性, 根据测量数据得到了一些统计图表, 用于对信号衰耗的估计。奥村模型有一定的适用范围, 例如, 载波频率从150~2 000MHz;离基站不能太近, 有效距离为1~100k m;天线高度要在30m以上。
Hat a在奥村模型上做了改进, 将统计图表转换为公式, 这样计算信号衰耗就不必查图表, 非常方便, 而且还适合计算机处理。尽管如此, 这些公式仍然统称为奥村模型。在城市, 奥村模型描述为以下的Hata公式:
式中, Lp对应路径损耗;f代表载波频率;hb代表基站的等效高度;hm代表终端的等效高度;d代表基站与终端之间的距离;a (hm) 是与终端有关的修正因子, 当终端的等效高度为1.5m时a (hm) 被忽略。
除了城市以外, 奥村模型还分别针对郊区、农村和开阔地定义了相应的公式。一般天线的高度为30 m, 考虑到上行信号的频率为1.9 GH z, 可以简化Hata公式中上行信号损耗计算公式为:
其中, 城市环境A为1 3 4.7;郊区环境A为127.5;农村环境A为115.4。同样, 考虑到下行信号的频率为2.1GHz, 可以简化Hata公式中下行信号损耗计算公式为:
其中, 城市环境A为135.8;郊区环境A为128.6;农村环境A为116.5。
奥村模型是无线信号传播模型的鼻祖, 后来又产生了许多基于奥村模型的修正模型, 如COST-231Hata模型、TCPU规划工具采用的9999模型和Atoll规划工具采用的SPM模型等。另外, 思科也建立了一种模型, 在损耗计算公式中加入了环境因子和穿层因子。
式中, Pf (n) 是穿层因子, 对于不同介质给出了不同的穿层因子。2.4GH z射频信号穿过木材损耗3~6d B, 穿过塑料损耗3~6d B, 穿过玻璃损耗8d B, 穿过砖损耗8~12d B, 穿过混凝士损耗12~2 0 d B, 穿过塑料损耗3~6 d B, 穿过承重墙损耗20d B, 穿过混凝士楼板损耗30d B以上等。在计算障碍物对发射信号的损耗时, 需考虑信号的入射角度。一面厚0.5m的墙, 当信号到墙的入射角呈45°时, 相当于0.7m厚的墙。
还有一种传播损耗的估算方法:在自由空间的传播损耗上引入平坦地面的路径的传播损耗:
式中, η是路径损耗指数, 一般取值为4;h1为基站天线高度, 单位m;h2为移动台天线高度, 单位为m。
4 地面上常用无线电波传播
当前, 在地面上应用最多的无线传播就是蜂窝移动通信系统和无线宽带接入系统。I EEE标准中给出了等效全向辐射功率 (EIRP) , 对于工作在2.4G频段的A P, 欧洲一般规定其输出功率为2 0 d B m, 美国一般规定其输出功率为3 0 d B m;对于工作在5G频段的AP, 欧美都规定其输出功率为2 3 d B m。而接收机的灵敏度与数据速率、调制方式、需要的信噪比和误码情况等因素有关。无线网络的的吞吐量随基站与无线终端间距离的增加而减少。数据速率越低, 接收机的灵敏度越高, 通信距离越远。
G S M系统常用发射功率为3 7 d B m, 边缘信号电平为-85d Bm;T D-SC DM A常用发射功率为20 d Bm, 边缘信号电平为-85d Bm;Wi-Fi系统常用发射功率为1 5 d B m, 边缘信号电平为-75d Bm。实际上, 蜂窝移动的LTE系统的输出功率为23~30d Bm, 接收机最小灵敏度门限能达到-110dbm左右。在城市传输距离为3~5km, 在农村可以传输10km。
Wi-Fi基站输出功率为23~27d Bm, 接收机最小灵敏度门限在-65~-75dbm。AP一般输出功率为20d Bm、网卡输出功率为17d Bm~10d Bm。实际上, 对应Wi-Fi的不同标准、不同速率其接收机的灵敏度也不同。
8 0 2.11 b标准:传输速率11 M b/s时, 接收机灵敏度为-79d Bm, 室内覆盖范围250m, 室内覆盖范围111m;传输速率1M b/s时, 接收机灵敏度为-87d Bm, 室内覆盖范围290m, 室内覆盖范围140m。
8 0 2.11g标准:传输速率5 4 M b/s时, 接收机灵敏度为-65d Bm, 室内覆盖范围37m, 室内覆盖范围32m;传输速率6M b/s时, 接收机灵敏度为-82d Bm, 室内覆盖范围274m, 室内覆盖范围125m。
8 0 2.11 a标准:传输速率5 4 M b/s时, 接收机灵敏度为-72 d Bm, 室内覆盖范围30 m, 室内覆盖范围26m;传输速率6M b/s时, 接收机灵敏度为-89d Bm, 室内覆盖范围198m, 室内覆盖范围100m。
802.11n标准:发射EI R P值为20~36 d Bm, 覆盖范围12~70m。
802.11ac标准:发射EI R P值为22~29d Bm, 覆盖范围12~35m。当20MHz编码时, 从1/2的BPSK到6/5的256QAM, 接收机最小灵敏度从-80d Bm到-57d Bm。
5 结束语
无线通信发展迅速, 随着各种新技术应用, 天线的增益会越来越高, 调制效率也会不断提升, 接收机的最小灵敏度也会有所改善。但影响无线电波传输的条件不会改变。本文给出了无线电波在空间传输时损耗的估算方法, 对于无线电通信的建设和维护给出了参考值, 为各类无线传输应用给出参考算法。
摘要：本文给出了无线电波在空间传输时损耗的计算方法, 列举了最常用的定轨卫星系统、地面蜂窝移动通信系统和地面无线宽带接入系统中的无线电波传输, 给出了各系统中常用的发射电平和接收机的最小灵敏度, 可以计算出各系统的覆盖范围。
关键词：无线电波,Wi-Fi,蜂窝移动通信
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无线传输功能 篇8
一、系统设计
无线传感网络中的无线传输系统主要就是将采集后的信息进行处理, 并提供一种较为便利、可靠的方法。系统将采集后的信息进行回读后, 就会以最快的速度发送, 一旦系统接收到这一信息, 就会进行分析或者是其他处理。
1.1系统设计要求
无线传感网络中的无线传输系统主要就是设计一个能够实现无线通信并传输数据的系统。该系统主要分为主控、从控、上位机三部分, 从控与各个传感器配合, 将采集后的数据存储并读出, 通过无线方式将其传输给主控, 以便用户能够在网络上查询, 实现相应的监测功能。在系统设计过程中的主要需求包括这样几点:第一点, 从机有几十个节点组成, 并且, 节点上的接口还可以对数据进行回读, 数据经过相对简单的处理后, 就会通过无线的形式进行发送;第二点, 主控主要由计算机和无线通信系统组成。当无线系统将数据接收到后, 就会通过串行接口将其和计算机连接, 供用户进行查询。
1.2系统指标
1、功能指标。无线传输的特点是能够长时间在相对特定的环境中进行通信, 同时, 为了能够确保系统的可靠性, 主控机还应该对从控机的各个参数进行检测。该系统中, 由于每一个不同程度的节点传输数据后, 下一节点才开始传输, 这就需要时间具有一定的同步性, 这是无线通信系统的最基本的需求。
2、技术指标。为了提高系统精度, 大多数情况下都会获取较长时间的信号。因此, 由于采集的数据大, 容量也就相对扩大, 为了能够确保后期的较高速率, 就必须保证回读速率。所以, 必须在过程中针对数据的回读速率进行重点研究。同时, 由于大部分监测都是在环境比较恶劣的情况下, 为了能够确保整个系统能够安全运行, 还应该将主控机和从控机之间的距离进行限制, 一般情况下, 它们之间的距离应保持在300mm左右。
二、系统设计方案
无线通信系统工作过程中, 所谓的从控机有控制模块、回读电路等组成, 上位机通过广播信号触发主控机, 当系统进入工作状态后, 主控机收到信号后, 就会发布各种指令, 保证从控机能够读取到数据。并且, 当将数据读取完后, 为了能够有效避免信号的堵塞, 还应该有规律性的将数据包进行发送。
2.1主控机设计
根据无线通信的指标需求, 主控机有计算机、系统电路等各个较为基本的部分组成。主控机相当于整个系统的中枢系统, 是信息的最后获得者。主站对各个从控机进行管理, 针对每一台从控机进行工作状态的控制, 并起到任务的调度作用。当数据读完后, 各个从控站就会将其传输给主站计算机供用户查询和处理。当然, 主控站还应该将数据进行打包, 借助电台传给上位机。主控机系统结构如图一所示。
2.2从控机设计
从控机主要由控制模块、收发模块等组成, 从控机是整个系统的工作站, 所有数据都会通过USB接口进行数据读取, 并从控制器发送。因此, 该无线系统的精确性与否, 从控机起到决定性的作用。该系统结构如图二所示。
2.3上位机设计
上位机主要由计算机、电台、串口组成。上位机在整个系统主要就是触发开发、打包数据并发送。计算机在过程中的作用是, 通过某种特定程度, 构建一个较为简单的软件, 通过软件中所存在的各个指令, 对该主控机进行一定的控制。无线传输过程中的数据最终都会存储在计算机中, 可以适当的通过串口对该数据进行监控, 也可以将数据进行保存、处理。计算机和电台通过串口进行连接, 电台接受到这一指令后发送到主控机, 进而达到控制作用。上位机系统结构如图三所示。
三、结语
综上所述, 通过上述所讲相关内容可以得知:就目前而言, 伴随着经济的发展, 各种先进技术不断兴起, 并取得显著成效。无线传感网络技术虽然存在问题, 但只要采取有针对性的措施进行解决, 不但会促进该技术的进一步发展, 还会创造出更多的先进技术。通过对无线传输系统设计方案进行的简要研究还可以发现:该系统方案的设计需要借助更多先进技术来实现。当然, 这就需要在以后的工作过程中不断对先进技术进行创新, 以便在促进无线传感网络健康发展的过程中, 更好地推动信息化时代的发展。
参考文献
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[2]邹国良, 李民良, 尹银平, 邸聪娜.基于无线传感网络的海洋倾废区监控系统研究[J].微计算机信息, 2010 (19)
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