无线信息传输（精选8篇）
无线信息传输 篇1
专利号:200910243124.1
本发明涉及一种利用GPS定位信息、公交IC卡和无线通信技术进行公交车辆运营信息的采集与处理方法，可应用于其它客运车辆管理和信息采集及处理。
公交信息包括车辆运行位置、站点停靠时间、行驶速度等，这些信息对公交调度，运营极为重要。
目前的公交IC卡信息以二进制数据文件的形式存储于IC卡读卡器上，每天下班前由人工用移动存储器将这些数据文件转移到后台计算机内。再由专业人员将这些数据文件中的数据读出，进行分类处理，存储到数据库中。由于公交线路和车辆班次较多，导致数据文件较多，处理数据的工作量较大。尽管IC卡数据是实时得到的，但是数据是后处理，所以数据是非实时的，难以有效利用。本发明将这些信息通过一定的方法进行有效地采集及处理，并通过无线通信技术实时传送回后台管理中心，使得公交管理人员能够快速掌握公交车辆的运行状态，对公交车辆进行调控。
本发明所述是基于车载设备运行的信息采集和处理方法，该车载设备包括CPU处理器，GPS定位模块，IC卡信息读取模块和GSM/GPRS通信模块，存储有该公交线路的公交站点地图。在车辆运行中车载设备程序接收GPS每秒传送的车辆位置信息，和车载公交站点地图进行匹配判断，采集站点停留时间和读取IC卡刷卡等信息，计算运行速度，预测下站到达时间。最后将这些信息通过GSM/GPRS模块传送到后台管理中心。
本发明的技术效果为：
1.采集车辆行驶中的运行信息，包括车辆所处站点位置、上传时间、站点停靠时间、上下客人数、行驶速度。
2.计算车辆经过的各个站点间的速度及行程平均速度，估计下一个站点的到达时间。将部分数据处理功能放在车载终端完成，减轻后台管理中心压力。
3.公交信息无线传送频率为每站点信息发送一次，在判断离开站点范围后传输。克服了传统车辆监控中频繁上传位置数据耗费资源的缺陷，减轻了后台管理中心的压力。
4.针对城市中常见的GPS信号漂移和车辆同一站点多次停靠的情况进行有针对性的信息处理。保证信息在上述两种情况下的可靠性。
5.在信息上传的基础上，保留本地信息存储备份，提高了数据的可靠性。
联系人：陈艳艳
地址：北京市朝阳区平乐园100号
邮编：100124
无线信息传输 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。
无线信息传输 篇3
1 无线电能传输系统主要构造和工作原理
无线电能的传输系统还称为无接触的感应耦合电能的传输系统, 其简称是ICPT系统。应用电磁感应的耦合原理经过松耦合变压器中一次侧原边线圈和二次侧的副边线圈相应电磁感应耦合关系实现电能的有效传输, ICPT系统主要构造包含了能量发射设备和能量的接收设备两方面, 如图1所示。另外, ICPT系统主要工作原理是, 工频交流电源通过整流滤波获取直流电能过后, 然后利用高频逆变器实现逆变, 而逆变形成的高频交变电流可以注入在一次侧的原边线圈中, 而一次侧的原边线圈相应高频较频电流形成的磁链φ和二次侧的副边线圈交链, 进行形成感应电动势, 此感应电动势能够经过高频整流和直流斩波等相关调节电路过后, 就能够向负载提供参数适宜的直流电能供应。
2 无线电能传输方式
2.1 电磁感应方式无线电能传输
非接触的感应电能传输一般应用非接触器的耦合实现无线电能传输。其把系统变压器中紧密型的耦合磁路实现分开, 而且变压器的原边绕组经过的为高频交流电, 经过原边绕组和副边绕组相应电磁感应把电能传输至副边绕组和用电装置, 进而完成电源与用电负载间能量游戏哦啊传递, 并不需要进行物理连接。应用非接触的电磁感应实现无线供电传输技术已经较为成熟, 可是会遭受许多限制。例如变压器中绕组位置和气隙宽度等, 会造成磁场在距离的不断增加下而逐渐衰减。若是增加供电距离, 就会在一定程度上加强磁场强度。可是磁场强度过大就会加大电能消耗。同时还会造成周围应用磁信号有效记录信息的相关设备失效。对此, 其有效传递距离仅仅是几厘米, 此种无线电能传输仅仅适合短距离的电能传输。
2.2 电磁共振模式的无线电能传输
电池共振模系统一般应用两个同频率相关谐振物体形成较强的相互耦合, 运用线圈与放置两端的相应平板电容器, 一起构成谐振电路, 从而完成能量的无线传输。某研究团队对电磁共振式进行了实验研究, 此实验过程中发送端与接收端线圈构成磁共振系统, 若是发送端相应磁场振荡频率与接收端相应线圈固有频率相同, 这时接收端就会形成共振, 从而完成能量的有效传输。依据共振特点, 能量传输主要在共振的系统内部实现, 针对此共振系统外的有关物体并会造成任何影响。若是发射端在通电过程中, 其不会向外部发射电磁波, 仅仅在周围构成非辐射磁场。此磁场用于与接收端进行联络, 有效激发出接收端共振, 进而实现能量传输, 而且消耗的成本比较小。另外, 在进行无线电能传输时, 磁场强度与地球的磁场强度比较相似, 并不会对人类与附近装置造成不良影响。此种新技术造成电能的消耗仅仅是以往电池感应相关供电技术的百万分之一。此种技术下电能的有效传输距离是几十厘米至几米, 此种传输方式可以适宜中程传输。
2.3 电磁辐射方式无线电能传输
此种传输模式一般利用微波波段完成电能传输, 其中微波主要为波长处在无线电波与红外线间的相应电磁波。因为频率相对比较高, 可以有效经过电离层并不反射。同时由于宇宙空间实现微波传输相对理想, 并不会发生能量损耗, 经过大气层的过程中损耗仅仅为2%。另外, 微波输电应用的是电池辐射原理, 主要由电源进行电力输送, 利用微波转换器把工频交流电转变成微波, 然后在应用发射站中的微波发射天线有效送至空间, 最终传输至地面的微波接收站, 此时接收的微波利用转换器把微波转变成为工频交流器, 供用户应用。此中电能传输距离通常是几千米, 比较适宜进行远程传输。
3 无线电能传输系统中信道容量与电能传输效率
无线电能的传输系统相应传输效率特性曲线如图2所示, 把频段有效换分成为许多个子频带, 同时假设在第k个子频带中分配的相应功率是p (k) , 而传输效率是 (k) , 相应的离散方式下信道容量以及传输效率可以利用下述公式进行表示:
上述公式中的C表示无线电能的传输系统欣荣通道, 而N表示高斯白的噪声功率, 表示无线电能传输系统总体传输效率。
4 输入输出功率受限时信道容量的优化方案
从上文公式中能够得出, 信道容量会在输入功率逐渐变大下而不断增大, 可是在是实践应用过程中, 无线电能传输系统可以提供的功率为有限的。在此种状况下, 应该对输入功率遭受限制时, 对子频带的功率进行合理分配。
公式中的Pin表示电源可以提供的最大功率, 对上述公
式进行有效优化, 应用Lagrange乘数法完成极值有效求取,
最后获取子频带功率的相应分配方案如下:
公式中的μ*——Lagrange因子, 可以满足下述公式
针对无线电能的传输系统而言, 不但要重视输入功率, 还应该重视负载侧接受功率, 即输出功率, 对此优化方程如下:
5 信道容量与传输效率优化
传输效率的特性区选取一点最大时, 若想保证电能传输效率的最大化, 就应该使无线电能传输系统的工作处于fpeak频率中, 而此时的工作状况喜爱, 带宽是零, 因此信道容量也是零, 也就是传输效率和信道容量在此状况下, 难以同时实现最优, 对此, 应该充分研究两者优化问题。
5.1 传输效率遭受限制时信道容量优化
各种无线电能的传输系统对于传输效率与信道容量的需求存在一定差异, 针对大功率传输运用, 必须要满足效率需求。对此, 提出下述优化方案。
公式中的表示的为至少需求的传输效率。
5.2 信道容量遭受限制时的传输效率优化
针对信息传输速率要求比较高的场合, 信道容量已经成为必须满足的条件, 在此种状况下的方程优化方案如下:
公式中的Crequired表示至少需求的信道容量。
6 结语
经过应用信道容量与传输效率相关表达式, 把无线电能的传输系统信息以及能量关系实现深入分析, 然后经过理论的推导, 制定输入功率与输出功率遭受限制时, 对信道容量进行有效优化的方案。同时在此前提下, 还在信道容量以及传输功率遭受限制, 制定相应优化方案, 从而确保无线电能传输系统中信息与能量合理平衡。
摘要：现阶段, 研究与分析无线电能和信息同步传输系统的相关文献摘要关注的实现方式, 而无线电能的传输系统信息和能量之间的关系及优化方案分析研究比较少。若是无线电能和信息传输系统的信道容量以及传输效率遭受限制, 就必须对信道容量进行优化。文章主要对信道容量遭受限制时, 制定了传输效率优化对策, 同时也对传输效率遭受影响时信道铜梁的优化进行了研究。
关键词：无线电电能传输,信息传输,信道容量,传输效率
参考文献
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无线信息传输 篇4
在信息技术发展日新月异的今天, 移动信息设备在人们的生活之中得到广泛的普及, 因此无线网络 (WLAN) 随着移动信息设备的壮大而得到飞速发展。在教育、企业、医疗、军事、旅游等领域无线网络的出现在一定程度上提高了人们工作效率, 方便了人们生活。
1.1无线传输技术
无线传输中无线射频识别技术又称为自动ID识别技术, 通过无线射频自动准确的捕捉目标唯一标签ID, 并通过互联网云端数据处理分析, 获取准确、实时的信息, 数据标签在一定条件下不能被温度、湿度影响, 数据的更改存储较为方便快捷, 数据存储量大。
1.2 无线射频传输基本工作原理
链接读写器与标签之间的无线通信通道主要分为三种:数据交换;时序;能量。当读写器在工作范围内呗激活时, 数据能量通过电磁信号被读写器接收并双向作用于所存储的数据, 同时具备改写能力。
1.3无线传输的意义与内涵
信息产业在经历3次技术浪潮之后, 以感知为核心、实现物与物、人与人、物与人之间关联的综合信息系统——物联网出现使得数据感知、无线数据传输、信息智能化处理等技术得到迅猛的发展。其中, 国际上不少国家已经把无线传输技术提升到战略高度, 投入庞大资源来深入研究并普及, 无论国家政府, 还是学术、企业, 都涵括在区域化的信息之中。无线传输要通过传感器进行数据的收集、并通过与互联网相连进行信息处理, 讲一个个完整的小范围的网络进行识别。无线射频识别是无线传输的核心技术, 用来实现人机交互, 例如:防伪商品、身份识别、电子票证等有有应用到。
2 互联网无线网络的组成
互联网范围内的标签数据在互联网中相互“交流”, 得益于RFID技术。数据标签存储数据信息, 传感器工作自动接收存储至网络中央处理系统, 识别分析信号;另外还能通过网络共享和交换信息, 扩大云端计算处理, 以及信息存储能力, 更有利于互联网的发展壮大。无线网络依托互联网的拓展将系统分为物理、逻辑两个空间。
2.1 物理空间
互联网所谓的物理空间其实是有传感器、微型计算机等物理硬件组成的, 通过物理上的部件组成, 使得虚拟网络得意更生动形象的呈现, 同时虚拟网络以物理基础为支持进一步拓展功能, 人机交互也需要实体界面, 实现人工智能。
2.2逻辑空间
逻辑空间意义上属于互联网的虚拟网络端部分, 是链接数据与用户的桥梁, 离不开数据标签层、读写器层、应用层、互联网层与通信层的构成。
1) 无线射频的识别所接收的是物品所烙印的标签, 就比如物品的标价, 材料等物质信息都储存在标签多特定的标签当中;
2) 读写器层工作的运作以来数据无线射频模块和数字信息处理单元, 读写器工作包括信号解码, 在低误码率的传输过程中调整并处理, 通过云端网络计算能力处理所接收的信号;
3) 通信层是虚拟网络的实体化表现, 是数据标签层与读写接收层的桥梁, 是完成数据通信读取信息的基础;
4) 互联网层是读写接收层对数据的保存与应用的部分;
5) 应用层, 总的来说在数据透明化管理的条件下, 是任何数据的操作平台, 是用户反馈标签信息的系统。
3 无线传输网络安全分析与措施
随这信息技术的发展, 无线网络的应用不断涌现, 普及范围变广, 人工维护工作量加大, 智能化处理系统以及神经网络加入到互联网, 传统的网络安全措施已经无法满足现阶段的互联网信息安全需求, 在网络用户端隐私性的前提下, 攻击者通过非法跟踪标签信息, 对读写器进行非法通信。
3.1安全问题因素分析
1) 存储空间。标签的特定性, 导致标签容量单一且唯一。虽然一定程度上减少了数据计算的强度, 但标签本身不具备任何安全保障措施来保证自身安全, 导致标签数据信息遭到非法改写甚至删除。只有标签数据能保证安全完整、真实有效, 安全性才能得到保障;
2) 网络。网络自身的脆弱性在一定程度造成了整个互联网的安全隐患。在标签数据在虚拟网络中传输, 没有任何物理层构成, 使得作用范围、数据计算能力、节点能量受限, 工作强度一旦高于自身网路的负荷上线, 就会出现数据丢失。
传统互联网网络层与应用层相互独立, 但是互联网则恰恰相反, 二者相互依存, 一损俱损, 导致一旦任何问题出现, 互联网的安全都难以得到保障, 这也使信息隐私安全制约了互联网的发展。
3) 用户非法访问。无线网络的开放性是其优势之一, 同时也是其最容易收到网络非法攻击的一点。开放式的访问导致网络传输中的信息容易被第三方获取, 拦截、篡改, 三方用户访问网络资源同时也对无线信道资源进行了非法占用, 损害了其他用户正常访问的权益, 降低网络服务质量。
4) WEP加密协议破解。WEP作为叫基本的保密协议, 虽然能够阻挡低程度的非法访问, 但是在网络技术发展的同时, 较低级的保密协议无法完全保障用户数据, WEP密钥的回复较为简单, 进行少量数据收集、分析, 就能够解密WEP密钥。
5) 地址协议 (ARP) 攻击。第三方非法用户操作, 通过网络监听截获并篡改信息, 利用信息物理MAC地址, 对计算机发送错误的伪ARP答文来欺骗主机, 导致正确的信息无法到达目标主机出, 形成ARP欺骗。
6) AP服务攻击。AP端攻击是对网络进行巨大损害的攻击方式, AP服务为数据发送提供资源, 非法用户则通过不停对AP服务资源进行转发, 反复占用, 消耗资源, 使得AP无法对其他端进行服务发送。
7) 网络体系的攻击。在高程度的非法攻击面前, 不仅仅针对用户端口服务信息的截取与篡改, 高级攻击者通过各种安全漏洞, 打破整个区域无线网络体系与有线网络体系的有机结合, 阻碍局域网与互联网的信息交互, 甚至造成更严重的后果。
3.2安全优化措施
保证互联网稳定安全运行是互联网发展的前提, 因此目前针对信息传输安全的手段如:在网络基本指令中设立Kill指令、屏蔽除标签意外任何数据的传输;在安全协议层上通过信息加密、哈希锁进行用户协议保护。
1) 防标签频率检测。法拉第网罩模仿法拉第电磁笼将传导材料构成容器, 屏蔽容器外的电磁信号, 使得干扰信号无法进入, 将标签数据放入其中, 使得任何非法检测跟踪无法实现;设置干扰信号, 破坏对读写的操作;数据标签碰撞, 使得非法获取的标签数据都是靶数据, 保护真正数据标签;
2) 设定标签识读范围和强度。缩小读写器工作范围, 减少被攻击目标;
3) 安全协议认证。Hash-Lock协议能随机询问标签应答, 不断动态刷新标签, 交换信息, 还有双向认证协议、LCAP协议等, 创建随机伪函数认证, 另外还有密钥的保护Hash锁、Hash链;
4) 系统端口。读写器与数据处理系统借口采用相互认证的方式, 进行保护, 防止假冒接口;
5) 信息传输安全。互联网上储存了大量数据, 用户隐私、商业机密均在其中, 保证信息数据安全目前传统的方法是使用虚拟专用网络上的网络安全传输层协议来保证RFID上的相关信息的安全性。
4 总结
互联网所带来的信息浪潮, 暗流涌动, 互联网带领人们认识身边更广阔的世界, 拉近世界的距离, 帮助人们解决生活中的许多问题, 然而任何事物所具有的“两面性”在互联网身上鲜明的体现出来, 科学技术的发展, 人类生产方式的进步、社会组织形态的蜕变都在信息技术发展的环境中演变着, 在这样的前提下, 更加需要促进网络信息技术的健康发展。
参考文献
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[2]马建峰, 吴振强.无线局域网安全体系结构[M].北京:高等教育出版社, 2008.
无线信息传输 篇5
快速有效地采集和分析农田以及周围环境的信息,是实现精细农业智能化管理与控制的基础,对农作物生长状态、农田环境的保护、资源的合理利用等是非常必要的。随着通信、微型计算机、传感器等技术的飞速发展,目前田间信息的采集已经进入智能化阶段,经传感器在田间感测的数据信息可通过各种有线网络进行传输。但是,由于我国农业区域分布广泛、地理环境复杂多变、有线网络布线困难、造价高、难维护等,使得有线数据传输受到限制。因此,采用无线通讯技术的田间信息的传输成为当今田间信息远程获取的主要方式。同时,由于远距离很难实现远程电缆供电,因此由太阳能电池板和蓄电池构成的太阳能供电系统将成为该系统的主要供电方式。
土壤墒情信息和气象各要素信息的综合监测及数据分析,是现代节水农业技术体系和精量灌溉工程系统的一个重要组成部分[1]。本文设计了一种将土壤墒情站和自动气象站通过GPRS无线传输方式连接的田间信息的远程获取与无线传输系统,为实现全自动无人监管的智能灌溉提供了基本的条件。
1 系统组成原理
系统结构原理框图如图1所示。本系统由土壤墒情站、无线数据传输模块、自动气象站、GPRS DTU以及控制中心计算机处理模块5部分组成。土壤墒情站将经土壤温湿度传感器感测的数据通过无线数据传输模块传输到自动气象站的数据采集器,数据采集器将所有数据经RS232串口传到GPRS DTU(内置SIM卡);然后,GPRS DTU将数据打成IP包,并通过TCP/IP协议经GPRS网络无缝接入Internet,到服务器;最终通过各种网关和路由到数据中心传入到主控计算机,由计算机监控软件对各数据项信息进行综合监控。计算机所用数据处理软件为自动气象站自带监测软件。
本系统将土壤墒情以及各气象要素信息经自动气象站的数据采集器通过GPRS DTU(GPRS数据传输单元)连入GPRS网络直接接入互联网传输到主控计算机的监控软件,可实现数据远距离的无线传输,实时监测田间信息,节省了大量人力物力,推动了农业的可持续发展。
2 土壤墒情站组成原理
土壤墒情站主要是由4部分组成的,即土壤温湿度传感器、AT89C52单片机、电源模块和无线速传模块。工作原理的结构简图如图2所示。
传感器感测的信号经过信号调理电路转换成适合A/D转换器输入的信号,信号调理电路如图3所示。被转换的模拟信号将通过A/D转换器转换成数字信号,以便经标准串口(RS232/RS485)传输。
数据处理模块以AT89C52单片机为核心处理器,对数字信号进行处理和控制,通过RS232串口连接到无线速传模块传到自动气象站的数据采集器。AT89C52单片机是一种低功耗、高性能CMO 8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器,与80C51产品指令和引脚完全兼容;其具有256字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,3个16位定时器等。LED价格便宜,配置灵活,作为可视化人机交互界面能够显示经单片机处理的数据信息,以便于用户对系统进行操作[2]。
由于土壤墒情站均分散在农田中,为了不影响正常田间作业(中耕、深耕、收割等),因此不能采用有线电缆供电;同时,当遇到连续阴雨天气时,为了不影响田间信息的实时不间断获取,必须保证系统电源系统能够持续不间断供电,因此必须采用太阳能与蓄电池相结合的供电系统。
3 自动气象站组成
3.1 自动气象站基本结构
自动气象站由传感器、数据采集器、通讯接口和电源设备以及相关软件组成,主要用于大气基本要素的自动采集、计算处理和存储,可以连续自动监测大气温度、大气湿度、风速、风向、气压、降雨量、光照度、土壤水分蒸发量、太阳直接辐射和二氧化碳含量等气象要素值,其主要技术指标如表1所示。
由于自动气象站要安放在远离市区的田间,采用有线电缆供电会有很大困难,为充分利用太阳能资源,气象站采用太阳能供电;连续阴雨天气时,储存在蓄电池中的电量会使气象站连续工作72h以上。
3.2 自动气象站原理
自动气象站是通过以单片机为核心的数据采集器集中采集和处理分散配置的各个传感器信号的自动监测系统。各个传感器的感应元件随着各气象要素值而变化,使得相应传感器输出的电量产生变化,而这些变化由单片机实时控制的数据采集器所采集和存储,进行线性化和定标处理,实现工程量到要素量的转换,经预处理后得到各气象要素的实测值。在定时观测时刻,数据采集器中的数据传输到主控计算机进行处理,会按统一的格式生成各种气象报告[3]。
4 GPRS无线通讯技术
自动气象站的数据采集器中的数据信息要传输到终端服务器,其传输方式有多种,可以从表2对比选择GPRS无线传输为本系统的最佳信息传输方式。
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,是第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信(3G)的过渡技术,向用户提供移动分组的IP或者X.25连接。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、调频规则以及相同的TDMA帧结构[4,5],因此GPRS可充分利用GSM网络资源,降低了建设成本。
GPRS无线网络技术具有抗干扰能力强、受地形约束小、运行稳定、成本较低、永远在线和仅按照数据流量计费等优点,特别适用于地点较分散、距离较远和地形较复杂的环境。
本系统是将各路数据信息通过RS232串口连接到GPRS DTU上,而GPRS DTU只需插入一张中国移动移动的数据SIM卡即可实现无线数据传输的功能,可以实现与Internet的无缝连接。GPRS DTU功能强大,操作简单,体积小,性能优[6],其简单连线图如图4所示。
5 结论
本研究将土壤墒情站、自动气象站、GPRS无线传输技术结合在一起,设计了一种田间信息的远程获取与无线传输系统。该系统可准确、快速地实现田间信息的远程获取与无线传输,为农业决策提供了有效的数据依据,为实现智能灌溉奠定了基础。远程数据采集传输系统利用GPRS的灵活性和方便性,实现了远程数据采集与传输,具有较高的可靠性和实用性。田间信息的远程获取与无线传输系统将随着GPRS技术的发展进一步完善和成熟,因此,该系统将会有广阔的应用前景。
摘要：及时准确地获取田间信息是实现农田智能化管理的前提,是精细农业发展的基础。为解决田间信息的远程获取与无线传输问题,提出并实现了一种田间信息的远程获取与无线传输系统。同时,主要介绍了系统的组成以及工作原理,设计了土壤墒情站硬件及组成,阐述了自动气象站数据传输方式的选择。在该系统中,利用GPRS DTU实现了远程计算机、数据采集器之间的数据传输。
关键词：田间信息,土壤墒情站,自动气象站,GPRS DTU,无线传输
参考文献
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无线信息传输 篇6
近年来随处可见数字图像, 不管是在多媒体显示屏、电视还是网络视频上, 图像画面左下角都会出现二维码或是水印, 其中包含该图像的版权信息或是跟图像内容有关信息。这种方法虽然达到了信息量增大的效果, 但却影响了图像的美观性和完整性以及信息内容的局限性。另外, 之前人们对信息在图像中的隐藏, 都是采用数字水印或二维码的形式来进行的, 并且基本都是采用变换域算法。因此, 不管是基于离散余弦变换[1]、二层或三层离散小波变换[2], 还是基于两种离散变换组合或位平面分解[3]等算法进行信息隐藏, 水印[4]或二维码的最佳隐藏效果和提取后的低误码都无法同时兼得, 而且对隐藏和提取后的图像数据分析, 更多的是从可行性和信噪比方面来证明该方法的优势和适用范围。此外, 数字图像的美观性和完整性也是必须要考虑在内的。所以, 鉴于以上两种情况的优缺点, 本文提出一种基于静态图像的信息隐藏技术在光无线通信环境中实现信息传输的系统实现方法, 此方法可以实现静态图像进行信息隐藏后的最佳隐藏效果和隐藏信息提取后的低误码率, 同时也有较好的鲁棒性和抗干扰能力, 保证了图像信息隐藏前后的完整和美观。
1 算法相关概念
1.1 DWT及其影响
由S.Mallat塔式算法[5]可知, 图像经过离散小波变换[6]后分解为4个占原图1/4大小的子图:水平方向、垂直方向和对角方向的高频子图以及低频逼近子图, 然后进行同样的方式对低频子图后继分解, 分解得到在下一级频率下更小的子图。
载体图像进行小波分解后, 选择在低频子带进行信息隐藏, 因为原载体图像的全局信息对应于低频部分, 隐藏低频部分是对原图像最小分辨率和鲁棒性的最佳逼近。再者信息隐藏在低频部分可有效防止外界对隐藏有信息的图像的各种攻击;而人们的视觉系统对高频部分变换较为敏感, 因此一般不作为信息隐藏位置考虑。所以, 在鲁棒性和低误码率的综合考虑下, 在小波分解后的低频子带隐藏信息较好。图1分别为图像进行一层、二层和三层小波分解后低频子带隐藏信息后的结果。
从图1所示的三幅隐藏有信息的图像可以看出, 在一层小波分解后的低频子带进行信息隐藏后, 隐藏点较多且很明显, 图像隐藏效果不好;二层小波分解后的低频子带进行信息隐藏后, 隐藏点虽不多但却明显, 隐藏效果也不是很好;在三层小波分解后的低频子带进行信息隐藏后, 隐藏点几乎没有而且不易察觉。所以, 本文讨论图像在三层小波分解后的低频带进行隐藏信息, 实现信息隐藏的可靠性和实用性。图像三层小波变换的分解图[7]如图2所示。
1.2 块尺寸分解法及其影响因素
选定了载体图像的隐藏区域后接着分析基于块尺寸分解算法进行信息隐藏传输技术[8], 并确定隐藏系数和块尺寸。块尺寸分解是根据图像是由像素构成的矩阵特性而对指定子图进行n*n分块, 然后得到若干子块, 块与块之间依次排列, 而每个分块的左上顶点为信息嵌入点 (阴影区域深色部分) , 如图3所示。
但是, 在块分解尺寸算法[9]中, 参数设定非常重要, 它直接影响信息隐藏后的图像质量和图像传输后信息提取的误码率。
图像是由像素组成的, 也是一个矩阵, 选取一个或几个像素组合成一个块, 把指定的图像区域按这种方式分解成一个个块, 而确定这些块的尺寸大小既要考虑信息隐藏量, 还要注意信息隐藏后图像的变化和信息提取后的误码率大小, 所以块尺寸bs的设定尤为重要。
2 信息的隐藏与提取方法
根据上述结论和技术总结, 结合小波变换技术[7]、块尺寸分解法以及一些图像处理技术, 提出一种基于静态图像的信息隐藏技术在光无线通信环境中实现信息传输的系统实现框图, 如图4所示。
隐藏信息的图像既要保证信息的最佳隐藏效果, 还要保持图像隐藏信息前后的美观完整, 所以分析隐藏和提取过程就显得尤为重要。
2.1 信息隐藏过程
选择适量有用信息W在原图像中进行信息隐藏, 具体步骤如下:
(1) 对原图像A进行三层小波变换, 得到10幅子图, 选取低频子带进行信息隐藏;
(2) 对低频子带系数图进行n*n块尺寸分解[8], 分解后的每块子图的左上小分块为信息嵌入点;
(3) 进行图像重构, 即就是修改后的小波系数进行三层逆小波变换得到隐藏有信息的图像B。
2.2 信息提取过程
对经过光无线信道传输且隐藏有信息的图像进行信息提取, 步骤如下:
(1) 对拍摄到的图像B进行处理, 由于拍摄到的图像会出现畸变等变化, 所以必须对图像进行镜头校正等处理, 得到跟拍摄之前较为相似的图像, 以便对隐藏信息进行提取;
(2) 对处理后的图像进行信息提取, 方法与隐藏方法相逆, 最终恢复出原图像A和所隐藏的数字信息W。
3 仿真/实验结果及分析
由以上分析可知此算法更可靠和有效, 接下来就对这一理论结果进行实验验证。
3.1 仿真分析
根据系统实现框图进行信息隐藏仿真过程, 分析其系数变化对误码率的影响。此处设定在椒盐噪声密度 (噪声密度即包括噪声值的图像区域的百分比) 0.05的攻击下进行仿真过程。
3.1.1 隐藏系数与误码率关系
在块尺寸bs给定不变的情况下, 隐藏系数α与误码率BER的关系见表1。
从表1可看出, 随着隐藏系数的增大, 一层和二层小波分解时的误码率变化没有规律, 即便存在出现误码为0的情况, 但是隐藏效果却很差;而使用三层小波分解时, 随着隐藏系数增大, 误码率逐渐减小至0, 尤其隐藏系数为0.08和0.1时, 分别使用一层、二层和三层小波分解后其误码率都为0。同样, 考虑到信息隐藏效果须达到最佳, 此处隐藏系数取值为0.08。
3.1.2 块尺寸与误码率关系
在隐藏系数α给定不变的情况下, 块尺寸bs与误码率BER的关系见表2。
由表2可以看出, 小波分解层数为一层或二层小波分解且固定不变时, 随着块尺寸增大, 误码率变化无规律;但当为三层小波分解时, 块尺寸越大, 误码率越小, 尤其当块尺寸为8和16时, 误码率为0, 但是考虑到信息隐藏后的图像效果, 此处取块尺寸为16。
3.2 算法实验及结果分析
本算法根据图4流程实现在低频域LL3进行信息隐藏, 在测试中使用512×512×24 b lena图像作为载体, 隐藏的信息为16×16的随即矩阵, 经过可见光无线信道传输等实验过程如图5所示。
实验结果分析:
隐藏有信息的图像不论出现在清晰的显示屏上, 还是显示于表面粗糙的墙面上, 用手机或数码相机等拍摄到图像再进行处理, 然后对其进行信息提取。实验结果表明, 当使用有效像素110万左右且拍摄距离在2.5 m之内时, 隐藏效果都较好, 并且误码率可低至0。
3.3 实验分析与总结
图像进行三层小波分解后, 对其低频子带使用块尺寸法进行信息隐藏, 这种方法隐藏效果好, 也能获得很低的误码率, 实验证明此种方法也是可行有效的, 缺点是隐藏的信息量较少, 运行速度较慢。原因有以下几点:
(1) 随着小波分解的级数增大, 运行速度会减慢;
(2) 块尺寸增大, 虽然有助于提高信息隐藏效果, 但却降低了信息隐藏量;
(3) 信息提取前对图像所进行的系列操作处理, 可能也会影响信息在图像里的分布情况;
(4) 隐藏信息算法还有待改进。
4 结论
本文用理论和实验证明了一种基于静态图像的信息隐藏技术在光无线通信环境中实现信息传输的可行性, 在保证图像完整性和美观性的同时实现信息的隐藏和传输以及较低的误码率。缺点是隐藏信息量不大, 运行速度较慢, 并且对拍摄图像的处理不够完美, 接下来尝试在信息隐藏和提取前进行信息编解码, 或是在提取前进行滤波等处理[11], 以便达到图像隐藏信息实现传输的最好效果, 这样就能够更方便有效地进行信息传播, 使之更为方便可靠地应用于数字广告或海报等领域中, 具有潜在实际服务大众的应用前景。
参考文献
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无线信息传输 篇7
在工业现场信息采集和监控系统中,使用到大量的传感器,且监控和采集的对象多且分散。信息传输系统将传感器采集的各种信息传送给后台处理系统。目前,我国的无线信息传输系统仍处于发展初期,应用并不广泛,并且大多数产品还存在着信息传输准确性差、功耗大的缺点。为此,本文采用RFID(Radio Frequency Identification)技术,设计了一种无线信息传输系统,可以在实时、准确的传输信息的同时,实现低功耗传输。RFID技术是从20世纪90年代兴起的一项自动识别技术。RFID识别系统由电子标签(tag)、读写器(reader)和天线(antenna)三部分组成,利用射频方式进行非接触的双向通信,以达到识别目的并交换数据[1]。
1 无线信息传输系统的总体结构
一个完整的无线信息传输系统包括读写器、电子标签和天线,读写器负责接收上位机命令并通过天线转发给电子标签,电子标签是终端的信息接收设备。
1.1 读写器结构组成
读写器由控制单元、无线收发单元、以太网控制器和电源组成。控制单元采用高性能、功耗敏感型的8位单片机PIC18F2620,其工作电压与读写器射频芯片的供电电压相匹配。无线收发单元采用低成本、低功耗的2.4 GHz无线芯片CC2500,其广泛应用于2 400~2 483.5 MHz的ISM(科学、工业和医学)和SRD(短距离设备)频率波段[2]。以太网控制器采用具有SPI接口的独立以太网控制芯片ENC28J60,该芯片具有小封装、集成度高的特点[3]。市场上以太网控制器管脚一般超过80个,而ENC28J60只有28个管脚,大大减少了读写器的空间。读写器的结构框图如图1所示。
1.2 电子标签结构组成
电子标签一般嵌入到分布式目标中,由控制单元、无线收发单元、显示单元、存储单元和电源5部分组成。控制单元采用的是低功耗单片机PIC16LF1937,该单片机集成有LCD控制器,工作电压与射频芯片的供电电压匹配。无线收发单元同样采用CC2500芯片。显示单元采用SNJ0400液晶模块。电源部分采用3 V纽扣电池供电,可以满足标签长时间工作的要求,不需要经常更换电池。电子标签的结构框图如图2所示。
1.3 天线
在设计天线时,采用反射调制式天线。对于RFID系统的天线,尤其是标签天线,天线的阻抗是决定其性能的关键因素[4]。本文采用PIFA型天线,结构紧凑、小巧,重量轻便,具有25 mm*6 mm的外框尺寸,易于嵌入电子标签,通过使用先进设计系统(Advanced Design System,ADS)搭建平台进行仿真,验证天线设计性能良好。
2 无线信息传输系统的可靠性设计
2.1 无线信息传输系统可靠性的硬件设计
系统的硬件设计主要集中在地线设计方面。地线设计的目的是要保证地线电位尽量稳定,最小化接地阻抗,从而减少从电路返回到电源之间的接地回路的电势,消除或减少干扰现象。在系统的设计过程中,采用了就近多点接地设计、接地线闭环路设计、双层PCB板设计、拐角设计等来增加PCB的抗噪声能力,降低电磁发射干扰。
2.2 无线信息传输系统可靠性的软件设计
2.2.1 数据包格式
无线传输系统的信息是以射频信号的形式传播的,在无线传输中,数据信息以打包的方式进行传输,数据包的格式如图3所示[2]。
接收模块接收的第一位很容易被干扰,通过采用发送前导字的方式抑制电平干扰。同步字是是具有特征的高低电平,只有当数据包的预定义同步词汇与检测的同步字匹配时才能够被接收。只有当数据包中的目标地址位与ADDR寄存器中的地址相匹配,数据包才会被接受。通过设置循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC),若CRC校验失败,MCU会将RX FIFO刷新并重启接收模式;若CRC校验成功,则数据包可以从FIFO中读出。
2.2.2 数据率设置
数据率(data rate)指的是在无线信道上传送数据的速率[5]。CC2500的数据率最大可达500 kbps,在较大的数据率下,抗干扰能力强,但传输距离近;在较小的数据率下,抗干扰能力弱,传输距离远[6]。因此选择合适的数据率可以提高系统传输的可靠性。
本系统数据率设置为250 kbps,在室内通信距离可达40 m,既能满足标签通信距离的要求,又能有效地提高标签信息更新的可靠性。
2.2.3 防碰撞算法
所谓防碰撞算法,就是指在读写器天线的识别区域内同时有多个标签存在,可以通过一种机制,读写器可以正确识别多个标签同时发回的数据,采用并行的方式,以达到多卡识别的目的;或者使标签在规定的时间内依次发回数据,即一个标签占用一个特定的时间,在每一个时间段内只有一个接收端工作。
本文采用二进制搜索算法,解决系统的冲撞问题。二进制搜索算法通过多次比较的方式,时分复用的进行读写器和电子标签的信号交换。基于二进制搜索的防碰撞流程如图4所示。
2.2.4 工作流程设计
在实际系统中,读写器等待上位机数据更新命令,若有数据更新,则读取数据包中的数据,将读取的数据传输给控制器,由控制器识别数据中包含的代码信息,再向无线收发单元发送相应的指令;若未检测到新的以太网指令,则一直等待。读写器无线收发单元通过天线耦合将数据传送给标签的收发单元,标签的收发单元在接受到信息后,进行相关检查,如果符合要求则接受数据包,并将数据包的内容传递给标签的控制单元,由控制单元对数据包内容进行处理。控制单元根据数据包的包含的信息,对数据包进行显示、存储或配置等处理。读写器与电子标签的工作流程如图5与图6所示。
3 无线信息传输系统标签的低功耗设计
3.1 系统硬件低功耗设计
系统的功耗由静态功耗Ps和动态功耗Pd组成,如下式:
式中Udd为工作电源电压,Idd为静态时由电源流向电路内部的电流,ITc为脉冲电流的时间平均值,CT为芯片负载电容,f为芯片工作频率。从上式可以看出,对系统功耗影响最大的是电源电压,其次是工作频率,再次是负载电容。因此,在设计系统时,选择了PIC16系列的单片机,在完成功能的基础上尽可能的降低工作电压和工作频率。同时为了配合单片机电压,射频芯片也采用了低工作电压的CC2500芯片。
3.2 液晶低功耗设置
液晶显示是产生标签功耗的一个重要原因,合理的设置液晶的工作状态对降低标签功耗有很大作用。标签采用SNJ0400液晶模块,当模块处于工作模式中,液晶处于开启状态,显示数据信息;当模块处于休眠模式中,液晶处于关闭模式。通过如图7的工作流程,使标签液晶的显示时间在满足工作要求的情况下,尽量多的处于休眠模式,降低系统功耗。
3.3 工作模式设置
在硬件低功耗设计的基础上,通过软件编程对系统工作模式进行管理,降低系统功耗。通过标签工作流程可以看出,系统尽可能长的工作在休眠模式下可以有效的降低系统功耗。采用磁波激活方式(Wake on Radio,WOR)工作模式,使系统可以定时的从休眠中回到工作状态监测是否有任务,保证了标签长时间处于休眠中也不会出现漏包的情况;若有任务,则在任务结束后通过软件设置使标签进入休眠模式。通过WOR使CC2500在不需要控制器的作用的情况下,周期性地从深度休眠状态恢复到空闲状态。周期性的从休眠状态下恢复后,片上定时器使芯片进入空闲状态,然后进入接受状态,经过一段可控的接受等待时间之后,如果没有搜索到数据包头字节,则返回休眠状态。空闲模式中电流消耗为1.8 m A;接收模式中电流消耗为15.6 m A;休眠模式中电流消耗为500 n A。
本文通过配置相关寄存器,设置GDO0检测MCU中断,当接收到数据包时,在数据包接受结束后发送信号给MCU,设置EVENT0值为61 404,设置责任周期为62.5%。经过实际测量,1.7 s的休眠后将自动回到工作状态,在工作状态中等待11 ms后,若没有任务则回到休眠状态中,这样可以保证在没有任务的情况下,系统长时间处于休眠模式。
4 仿真结果
4.1 天线仿真
天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线设备,它和无线电波的传播有着十分密切的关系,在无线电波的传播过程中起至关重要的作用,其性能的好坏直接影响无线电设备的性能。
本文采用PIFA型天线,突出其小巧的特点,通过ADS平台仿真,证明其性能良好。通过采用ADS软件中Schmatic匹配设置进行设置,同时参考CC2500说明书中的推荐匹配电路[2]进行匹配后,进行仿真,结果如图8所示,可以看到天线在其中心频率处的增益是最大增益,具有较大带宽,符合天线设计标准。
4.2 CRC校验仿真
在可靠性设计中,本文进行了CRC校验,为了对比系统中采用不同长度的CRC编码对校验的抗干扰性能影响,合理的选择CRC校验码的长度,建立Simulink仿真模型。在模型中,使用Bernoulli二进制信源发出一帧数据,对该数据分别加入4位、8位和16位的CRC校验码,通过二进制对称信道传输。在接收端,进过CRC校验检测后,将检测结果保存在workspace中。通过该模型运行500次,统计实际发生的错误个数和CRC检测出的错误个数,分别用e和e1来表示,检错率可以由以下公式计算[7]:
仿真结果统计如表1所示:
通过统计结果,可以看出,设置8位的CRC既能满足实际的需要又有较高的检错率,因此在本文中选择8位的CRC检验。
4.3 系统射频电路仿真
在ADS仿真平台中搭建系统射频电路仿真模型,发送端采用直接变换法,将调制和上变频合二为一,这种方法实现简单、器件少;接收端采用超外差结构,通过二次变频方式将接收端的总增益分到三个不同的阶段,避免了因一次性增益过大而产生的非线性现象,扩大了系统的动态范围,提高了灵敏度。
仿真得到结果如图9所示,发送端产生的噪声很小,接收端在经过二次变频后得到很好的还原信号,符合设计要求。
5 结束语
本文设计了一种无线信息传输系统,重点从可靠性和低功耗两个方面对系统进行了设计。通过采用防碰撞算法,CRC校验等安全检查措施,增强系统的可靠性;通过选择低功耗器件,合理的对器件的休眠模式进行设计,降低了系统功耗,尤其是标签的功耗。实验表明,系统可以准确地接受信息,功耗低,具有良好的实用价值。
摘要：在射频识别技术基础上,以单片机和低功耗射频芯片为核心器件,设计了一种液晶显示的无线信息传输系统。侧重从硬件上对无线信息传输系统可靠性和低功耗特性进行了设计,通过MATLAB、Advanced Design System软件实验平台进行了仿真实验,并搭建了实物实验平台,实验结果表明设计实用、可靠。
无线电力传输关键技术 篇8
关键词：无线电力,频率,中继,功率,认证
1 频率调整
1.1 根据元器件参数调整谐振频率
谐振电路[1,3]中, 当发射线圈的电感偏移时, 谐振电路的固有频率将发生偏移, 传输功率和效率会下降很多, 因此需要使发射装置的谐振频率能够跟随其元器件固有频率而变化, 即在发射装置的发射线圈和驱动电路之间设置反馈环节, 通过测量发射线圈回路的电流和电压, 确定二者之间的相位差, 如果匹配合适则发射电路已经达到谐振, 此时电路呈阻性, 如果偏离谐振则电路呈容抗性, 并据此通过PI控制器对驱动电路进行控制, 使得驱动电路改变输入到发射线圈中电能的频率。
1.2 接收装置跟踪发射装置谐振频率
只有接收装置的谐振频率与发射装置的谐振频率相同时, 即二者共振, 电能的传输效率最高;此外, 当接收装置能够跟踪发射装置的谐振频率时, 接收装置能够和任一发射装置进行电能传输, 即一对多, 增加了接收装置的适应性。
因此, 使得接收装置的谐振频率能够跟随发射装置的谐振频率是极其必要的, 即在接收回路中增加由选择开关、固定电容、固定电感组成的分段粗调节补偿电路和由可连续调节电容、可连续调节电感组成的细调节补偿电路, 并在接收回路和补偿电路之间设置反馈环节和控制电路, 将从接收回路测量得到的电气量反馈给控制电路, 控制电路判断该电气量是否达到其最大值, 进而根据判断结果对补偿电路进行切换, 实现接收装置对发射装置谐振频率的跟随。
1.3 发射装置谐振频率的调整
如果在供电范围内存在与发射装置谐振频率相同的寄生负载, 则在发射装置为期望的接收装置传输电力的同时, 该寄生负载同时也会从发送装置吸取电能;如果发射装置的谐振频率一直保持不变则寄生负载的温度将会跟随吸收电能的增加而上升, 导致其发生不必要的过热损坏。
因此, 应当在发射装置回路中增设由选择开关、固定电容、固定电感组成的分段调节补偿电路, 并设置温度感测单元或计时计数装置, 当温度感测单元检测到的温度高于预设温度, 或当计时计数单元计算得到的时间或数值大于预设时间或数值, 控制选择开关动作以接通不同的调节补偿电路, 改变发射装置的谐振频率使其中断对某个固定频率寄生负载的供电。
2 无线电力的中继转发
无线电力传输是有距离和方向限制的, 即将接收装置放置在某一距离以外或偏离某一方向时, 其将无法得到电力供应。因此需要在发射装置和接收装置之间建立中继。
中继具有接收部用于接收发射装置发送的电力, 具有发射部用于输出其接收的电力以为接收装置提供电力, 接收部的结构可以与接收装置一样, 如具有跟随发送装置谐振频率的部分, 发送部的结构可以与发射装置一样, 如具有改变发送部谐振频率的部分, 即中继可以以某一频率接收电力并以另一频率发射电力, 扩宽了无线电力传输的路径范围, 增加了接收装置的种类和数量。
是否开启中继, 开启哪一个或几个中继, 可以通过将接收装置的位置信息反馈给中继控制部来实现, 中继控制部根据接收装置的位置信息选择中继中的一个或几个来逐级接收发射装置发出的电力并转发给接收装置, 当接收装置与发射装置之间的距离较小时所有的中继都将处于休止状态, 最大可能地减少传输过程中损耗的电力。
3 传输功率控制
有线电力传输中, 负载通过适配器与交流干网连接, 以保证负载能够得到需要质量的电力供应, 同样, 无线电力传输中的接收装置也各自具有符合其自身要求的电力供应条件, 因此根据接收装置自身对供应电力的需求调整供应至其的电力是十分必要的。
可在每个接收装置中增设符合自身负载需求的适配装置, 但这无疑增加了成本;也可以建立发射装置和接收装置之间的通信通道, 如电力载波或无线, 接收装置通过通信通道将自身的电力需求情况传输给发射装置, 发射装置的通信部分接收该通信信号并根据其调整发射装置的输出电压。
当存在多个接收装置且其电力需求优先级不尽相同时, 每个接收装置可通过通信通道将自身的电力需求情况以及紧急程度传输给发射装置, 发射装置的通信部分接收这些信号并按照电力需求紧急程度为每个接收装置分配不同的电力, 将大部分电力首先供给电力需求优先级最高的接收装置, 根据接收装置实时电力需求情况分配电力供应。
4 接收装置认证
由于发射装置传输的电力在整个无线电力传输范围内都能被接受到, 因此如何避免没有被指定的接收装置无偿地从发射装置吸取电力, 避免发射装置过载过热等现象, 是需要注意的重要问题。
可加设接收装置认证体系, 只有经过发射装置认证的指定的接收装置才能够从发射装置汲取电力。认证方法有固定口令和动态口令, 发射装置可以选择定次或定时向接收装置询问口令。
发射装置可以定时改变自身的谐振频率, 并将改变顺序与周期通过加密通道发送给指定的接收装置, 即使有不被指定的接收装置偶尔通过了认证程序, 但当发射装置的谐振频率改变时没有被指定的接收装置接收到的电力将变得极小。
如果将发射装置自身谐振频率改变的周期设置的小于接收装置跟踪到正确的发射装置谐振频率所消耗的时间, 即使没有被指定的接收装置具有频率跟踪功能, 其也无法获得满足自身需求的电力供应, 从而保障了无线电力传输的安全性。
5 结语
我国无线电力传输工业正处于蓬勃发展阶段。本文根据笔者多年从事无线电力传输工作的相关经验, 提出了在应用无线电力传输时首先需要考虑的关键技术, 促进该项技术的产业化进程。
参考文献
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