時間:2022-10-23 02:13:59
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇無線傳輸技術論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
一、引言
上世紀70年代末,誕生了被稱為第一代蜂窩移動通信系統的雙工FDMA模擬調頻系統,但由于模擬系統固有的先天缺陷,在90年代初被以TDMA為基礎的第二代數字蜂窩移動通信系統所取代,相對FDMA系統有諸多優點,如頻譜利用率高,系統容量大、保密性好等。與此同時產生了以CDMA為基礎的數字蜂窩通信系統,相比TDMA系統具有低發射功率、信道容量大、軟容量、軟切換、采用多種分集技術等優點。
隨著網絡的廣泛普及,圖像、話音和數據相結合的多媒體和高速率數據業務的業務量大大增加,人們對通信業務多樣化的要求也與日俱增,而一代二代系統遠遠不能滿足用戶的這些需求,所以誕生了第三代移動通信技術,它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。國際上承認的3G標準有三個:CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA,這里主要從各個方面做WCDMA和CDMA2000的對比研究。
二、WCDMA和CDMA2000的綜合比較
由于WCDMA和CDMA2000這兩種技術都是將CDMA技術用于蜂窩系統,許多的思想都是源于CDMA系統,因此WCDMA和CDMA2000有許多相試之處:從雙工方式上看,WCDMA和CDMA2000屬于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都滿足IMT-2000提出的技術要求,支持高速多媒體業務、分組數據和IP接入等。但它們在技術實現、規范標準化、網絡演進等方面都存在較大差異。
WCDMA和CDMA2000各有優勢和缺點。WCDMA技術較成熟,能同廣泛使用的GSM系統兼容;相比第二代通信系統能提供更加靈活的服務;而且WCDMA能靈活處理不同速率的業務。其缺點是只能共用現有GSM系統的核心網部分,無線側設備可以共用的很少。
CDMA2000的優勢是可以和窄帶CDMA的基站設備很好地兼容,能夠從窄帶CDMA系統平滑升級,只需增加新的信道單元,升級成本較低,核心網和大部分的無線設備都可用。容量也比IS-95A增加了兩倍,手機待機時間也增加了兩倍。缺點是CDMA2000系統無法和GSM系統兼容。
1.WCDMA與CDMA2000的物理層技術比較
WCDMA和CDMA2000物理層技術細節上有相似也有差異,由于考慮出發點不同,造成了不同的技術特點。WCDMA技術規范充分考慮了與第二代GSM移動通信系統的互操作性和對GSM核心網的兼容性;CDMA2000的開發策略是對以IS-95標準為藍本的窄帶CDMA的平滑升級。
(1)這兩個標準的物理層技術相似點可以歸納為以下幾點:
①內環均采用快速功率控制。CDMA系統是干擾受限系統,因此為了提高系統容量,應盡可能的降低系統的干擾。功率控制技術可以減少一系列的干擾,這意味著同一小區內可容納更多的用戶數,即小區的容量增加。因此CDMA系統中引入功率控制技術是非常必要的。
②系統都支持開環發射分集,信道編碼采用卷積碼和Turbo碼。
③系統均采用軟切換技術。所謂軟切換是指移動臺需要切換時,先與新的基站連通再與原基站切斷聯系,而不是先切斷與原基站的聯系再與新的基站連通。軟切換只能在同一頻率的信道間進行,因此模擬系統、TDMA系統不具有這種功能。軟切換可以有效地提高切換的可靠性,大大減少切換造成的掉話。
④WCDMA工作頻段:1900~2025MHz頻段分配給FDD上行鏈路使用,2110~2170MHz頻段分配給FDD下行鏈路使用,2110~2170MHz頻段分配給TDD雙工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900~2025MHz頻段(上行),2110~2170MHz(下行)。
(2)兩個標準的物理層技術差異可以歸納為以下幾點:
①擴頻碼片速率和射頻帶寬。WCDMA根據ITU關于5MHz信道基本帶寬的劃分規則,將基本碼片速率定為3.84Mcps。WCDMA使用帶寬和碼片速率是CDMA2000-1X的3倍以上,能提供更大的多路徑分集、更高的中繼增益和更小的信號開銷。CDMA2000分兩個方案,即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X兩個階段。CDMA2000系統可支持話音、分組數據等業務,并且可實現QoS的協商。室內最高數據速率達2Mbit/s,步行環境384kb/s,車載環境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在單載波上采用碼片速率1.2288Mcps的直接序列擴頻,射頻帶寬為1.25MHz。
②支持不同的核心網標準。WCDMA要求實現與GSM網絡的兼容,所以它把GSMMAP協議作為上層核心網絡議;CDMA2000要求兼容窄帶CDMA,因此它把ANSI-41作為自己的核心網絡協議。
③WCDMA進行功率控制的速度是CDMA2000的2倍,能保證更好的信號質量,并支持多用戶。
④為了使支持基于GSM的GPRS業務而部署的所有業務也支持WCDMA業務,為了完善新的數據話音網絡,CDMA2000-1x需要添加額外的網元或進行功能升級。
2.WCDMA與CDMA2000網絡接口的比較
3G標準的基本目標是能在車載、步行和靜止各種不同環境下為多個用戶分別提供最高為144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的無線接入數據速率。為多個用戶提供可變的無線接入數率是3G標準的核心要求。CDMA2000可分別用于900MHZ和2GHZ兩個頻段CDMA2000的碼片速率與IS-95相同,兩系統可以兼容。WCDMA的碼片速率為3.84Mcps,顯然WCDMA系統中低速率用戶或語音用戶的移動臺成本會大幅上升,在CDMA2000系統中則不會如此。
WCDMA的接口標準規范、制定嚴謹、組織嚴密,而CDMA2000的接口標準嚴謹性有待加強。IS-95廠家設備難以互通,給運營商設備選型帶來了較大問題;3G許諾的高速無線數據服務必須可以和話音一樣實現無縫的漫游,這是至關重要的。多媒體信息要漫游、視頻通話也要漫游,沒有這些基本要素,3G就不能稱其為3G。漫游涉及到的不僅僅是技術問題,更重要的是商業利益。在這方面WCDMA顯然更勝一籌,它支持全球漫游,全球移動用戶均有唯一標識,而CDMA2000尚不能很好做到這一點。
3.WCDMA和CDMA2000網絡演進的比較
(1)WCDMA的網絡演進技術
現有的GSM系統利用單一時隙可提供9.6kbit/s的數據服務。如果復用多個時隙就能升級為HSCSD(高速電路交換數據)方式;此后出現了GPRS(通用分組無線業務),首次在核心網中引入了分組交換的方式,可提供144kbit/s的數據速率。接著繼續升級采用8PSK調制,這樣傳輸速率可以上升至384kbit/s這就是EDGE;WCDMA的數據傳輸速率將高達2M/s。
(2)CDMA2000網絡演進技術
主要的CDMA2000運營商將來自現在的窄帶CDMA運營商。窄帶CDMA向CDMA2000過渡的方式為IS-95AIS95BIS-95CIMT2000。IS-95A的數據傳輸速率為14.4kbit/s,為了提供更高的速率,1999年部分廠商開始采用IS-95B標準,理論上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C進一步使容量加倍,最后升級為CDMA2000。
窄帶CDMA系統向CDMA2000系統的演進分為空中接口、網絡接口及核心網絡演進等方面。
①目前窄帶CDMA系統的空中接口是基于IS295A,其支持的數據速率為14.4kbit/s,由IS295A升級到IS295B,可支持64kbit/s。
②窄帶CDMA網絡接口的演進主要指窄帶CDMA系統A接口的升級和演進。對于窄帶CDMA系統,以前其A接口不是規范接口(即不是開放接口),窄帶CDMA和GSM的A接口的規范相比較,GSM是先有A接口標準,然后廠家依據標準開發;窄帶CDMA是廠家各自開發,然后廣泛宣傳,最后憑借自身影響修改標準。
③窄帶CDMA的核心網在美國經過多年發展后,從IS241A到IS241B到IS241C,我國CDMA試驗網和紅皮書以IS241C為基礎,IS241D規范在1999年底,目前IS241E規范還未正式。
三、WCDMA和CDMA2000在我國的前景
對3G標準的選擇不僅要看其技術原理及成熟程度,還要結合本國國情、市場運作狀況等因素進行考慮。按目前的進展來看,兩種標準最后不能融合成一種,但可以共存。
在我國,GSMMAP網絡已形成巨大的規模,歐洲標準的WCDMA在網絡上充分考慮到與第二代的GSM的兼容性,在技術上也考慮了與GSM的雙模切換兼容,向WCDMA體制的第三代系統演進,從一開始就解決了全網覆蓋的問題。而且CDMA2000采用GPS系統,對GPS依賴較大;在小區站點同步方面,CDMA2000基站通過GPS實現同步,將造成室內和城市小區部署的困難,而WCDMA設計可以使用異步基站,運營者獨立性強;對于電信設備制造行業,我國在GSM蜂窩移動通信方面發展成熟,而窄帶CDMA系統尚未形成規模和產業。
WCDMA采用全新的CDMA多址技術,并且使用新的頻段及話音編碼技術等。因此GSM網絡雖然可采用一些臨時的替代方案提供中等速率的數據服務,卻不能提供一種相對平滑的路徑以過渡到WCDMA。而CDMA2000的設計是以IS-95系統的豐富經驗為依據的,因此窄帶CDMA向CDMA2000的演進無論從無線還是網絡部分都更為平滑。在基站方面只需更新信道板,并將系統軟件升級,即可將IS-95基站升級為CDMA2000基站。
由此可見,WCDMA和CDMA2000還將長時間在我國共存,鹿死誰手?尚未分曉。
參考文獻:
1.1傳感器節點的設計本系統中,傳感器節點的主要任務是實時監測相關環境參數,并對其他節點轉發來的數據進行存儲和轉發,使數據通過WSN傳輸到匯聚節點處,其處理能力、存儲能力和通信能力要求不高,因此采用簡單節約的設計方案。如圖3所示,傳感器節點由傳感器模塊、處理器模塊、射頻模塊、電源模塊和電路等部分組成。傳感器模塊負責對所需參數進行采集和模數轉換。處理器模塊負責控制整個傳感器節點的操作,存儲和處理傳感器模塊采集的以及射頻模塊發送過來的數據。射頻模塊負責與其他節點之間的通信,對數據進行發送或接收。電源模塊負責為整個節點提供運行所需的能量,是決定節點壽命的關鍵因素之一。電路則包括聲光電路、復位電路及接口電路等。(1)處理器模塊。處理器模塊是傳感器節點的核心部分,本設計方案中,處理器選用德州儀器(TI)公司的16位超低功耗微控制器MSP430F135,該處理器采用1.8V-3.6V的低電壓供電,可以在低電壓下以超低功耗狀態工作,非常適合應用在對功耗控制要求甚高的無線傳感器網絡。該處理器同時擁有較強的處理能力和較豐富的片內資源,擁有16kB閃存、512BRAM、2個16位的定時器、1個通用同步異步接口(USART)、12位的模數轉換器(ADC)和6個8位并行接口。(2)射頻模塊。在無線傳感器網絡實際應用中,傳感器節點既需要發射又需要接收數據,因此本設計方案中的射頻模塊采用收發一體的無線收發機。射頻模塊采用Chipcon公司推出的無線收發芯片CC2420,它的工作電壓位于2.1~3.6V之間,收發電流不超過20mA,功耗低;其具有很高的集成度,只需要較少的電路就可工作,天線設計采用PCB天線,進一步減小模塊體積。CC2420工作在2.4GHz頻段上,支持IEEE802.15.4和Zig-Bee協議;采用O-QPSK調制方式,抗鄰道干擾能力強;128B接收和128B發射用的數據緩存空間,數據傳輸速率高達250kb-ps。(3)傳感器模塊。傳感器節點的數據采集部分根據實際需要選擇相應的傳感器,如溫度、濕度、振動、光敏、壓力等傳感器。本文的研究重點不在傳感器上,因此僅以溫濕度傳感器作為例子。本方案采用Sensirion公司的SHT15溫濕度傳感器,該傳感器將傳感元件和信號處理電路集成在一起,輸出完全標定的數字信號[3]。其工作溫度范圍在-40℃-123.8℃之間,其在-20℃-70℃范圍內,溫度測量精度在±1℃以內;濕度范圍在0%-100%之間,在10%-90%范圍內,濕度測量精度在±2%以內。
1.2匯聚節點的設計在本系統中,匯聚節點的主要任務是接收傳感器節點轉發來的數據,進行存儲和處理后傳輸到網關節點處,同時,接收來自網關節點的信息,向傳感器節點監測任務。匯聚節點是連接WSN和外部網絡的接口,實現兩種協議間的轉換,使用戶能夠訪問、獲取和配置WSN的資源,對其處理能力、存儲能力和通信能力要求較高。而為了與傳感器節點匹配,匯聚節點的硬件結構與傳感器節點基本相似,如圖4所示,匯聚節點沒有傳感器模塊,增加了存儲器模塊和藍牙通信模塊。(1)處理器模塊。同樣的,處理器模塊也是匯聚節點的核心部分,主要負責控制整個匯聚節點的操作,存儲和處理來自射頻模塊或者藍牙通信模塊的數據,再將處理結果交給射頻模塊或者藍牙通信模塊發送出去。本設計方案中,處理器選用TI公司的16位超低功耗微控制器MSP430F1611,該處理器和MSP430F135一樣,可以在1.8V~3.6V的低電壓下以超低功耗狀態工作,但其擁有更強的處理能力和更豐富的片內資源,48kB閃存和10KBRAM、2個16位定時器、1個快速12位ADC、雙12位DAC、2個USART接口和6個8位并行I/O接口。(2)存儲器模塊??紤]到物流運輸過程中環境多變,容易帶來一些不確定因素,這些不確定因素可能引起處理器自帶的存儲器中的數據丟失,因此匯聚節點需要存儲一些重要的數據。本設計方案中,匯聚節點的外部存儲器芯片選用由Mi-crochip公司生產的24AA64,工作電壓低至1.8V,它采用低功耗CMOS技術,工作時電流僅為1mA,而且可以在惡劣的環境下穩定工作。由于匯聚節點對存儲容量要求不高,而且24AA64芯片的存儲容量為64KB,擦寫次數可達到百萬次,因此一塊芯片即可滿足本系統的存儲要求。(3)藍牙通信模塊。本系統采用智能手機作為后臺系統和WSN之間的網關,來實現遠距離的數據傳輸。為了使匯聚節點與智能手機能夠進行通信,采用藍牙通信協議。而在匯聚節點使用藍牙通信方式需要增加一個藍牙通信模塊。本設計方案中,采用SparkFun公司的BlueSMiRF模塊,其工作電壓為3.3V-6V,工作電流最大為25mA,功耗較低;其最大傳輸距離為100m,通信速率最高可達115200bps;其天線為PCB天線,所需器件很少,故模塊的體積很小,可以通過串行接口直接與處理器模塊相連。
1.3網關節點的設計本系統要求在后臺系統和WSN部署點間進行雙向通信,為了實現遠距離的數據傳輸功能,有兩種方案,一是匯聚節點增加移動通信模塊,如GPRS模塊[4];二是采用智能手機作為后臺系統和匯聚節點之間的網關。方案一對匯聚節點的要求進一步提高,不僅處理過程更加復雜,其能量消耗也大大提高;另一方面要實現物流過程的跟蹤,還需有定位功能,一般采用GPS模塊[5],這樣成本也將大大提高。相比之下,方案二優勢明顯,采用智能手機可以進行各種復雜的數據處理,進行大量數據的存儲,使用移動通信網絡與后臺系統進行通信,使用內置的GPS定位功能,后臺用戶可以在緊急事件發生時直接聯系貨車司機等。因此,本系統采用智能手機作為網關節點。本設計方案中,采用中國移動M811手機作為測試對象,其支持4G/3G/GPRS等移動網絡,可以方便地使用移動網絡與后臺系統進行通信;其具有GPS定位功能,可以實現貨車定位;具有藍牙通信功能,可與匯聚節點間采用藍牙通信;使用An-droid4.0操作系統,擁有豐富的開源資源,方便軟件的設計。
2系統軟件部分設計
本系統使用WSN中的傳感器節點檢測物流過程中相關環境參數并發送到匯聚節點處,由其將數據通過藍牙連接傳輸到智能手機,智能手機通過移動通信網絡將加入GPS信息的數據傳輸到后臺服務器。系統各部分的工作任務不一,硬件條件也有很大差別,因此系統的軟件設計也十分關鍵。
2.1傳感器節點程序設計傳感器節點主要承擔數據采集和發送的工作,由于其能量及處理資源有限,因此需要采取節能和減少數據處理的設計方案。本設計方案中,傳感器節點采取按需求喚醒的工作方式,檢測等待時間(等待時間可由后臺設置)未到或者沒有收到匯聚節點命令時節點處于休眠狀態;當等待時間一到或者收到命令時,立刻開始工作,進行采集數據并發送,或者根據命令完成相應操作,完成后又進入休眠狀態,等待下一次激活,其程序流程如圖5所示。
2.2匯聚節點程序設計匯聚節點的主要任務是接收傳感器節點轉發來的數據,處理后通過藍牙傳輸到網關節點處,同時接收來自網關的命令,完成相應的操作。相比于傳感器節點,匯聚節點的工作更加復雜,而且其能量和處理資源也不多,因此采取與傳感器節點相似的節能設計方案,將復雜的數據處理工作交予網關節點,其程序流程如圖6所示。
2.3智能手機APP設計智能手機作為本系統的網關節點,承擔協議轉換、數據傳輸、數據處理等復雜工作,因此開發相應的應用程序(Applica-tionProgram,簡稱APP)來實現上述功能,其流程圖如圖7所示。該APP實現對智能手機內部藍牙模塊的調用,通過藍牙連接與匯聚節點通信;利用智能手機的GPS模塊獲取位置信息,加入到接收到的傳感器數據中,再通過移動通信網絡傳輸到后臺系統;接收后臺系統的命令,完成相應的操作;同時通過智能手機對應的界面提供數據顯示、告警提醒以及日志功能。
引言
隨著短距離、低功率無線數據傳輸技術的成熟,特別是藍牙、802.11b等應用的推廣,無線數據傳輸應用再次成為應用的熱點。本文介紹一款基于新加坡Winedge公司WE904芯片的無線收發模塊,說明其在一個實時無線圖像數據傳輸系統中的應用,以其實現一個低發射功率和低成本的實際應用系統。為低成本中低速的無線數據傳輸提供一種新的解決方案。
1系統簡介
系統的簡單框圖如圖1。此系統的簡單工作過程為:①電腦眼負責圖像采集和圖像信號的A/D轉換。②電腦眼輸出的圖像信號由DSP芯片TMS320VC5402(以下簡稱5402)編碼壓縮。③5402通過McBSP(多通道緩沖串口)實現與WE904模塊的接口,實現WE904模塊的配置,并且將編碼后的圖像信號以RS232協議的信號格式輸到WE904模塊,經調制后發送出去。④接收端的WE904模塊輸出TTL電平的信號,經過RS232電平接口的電平轉換后由串口輸入PC機。⑤PC機將收到的圖像信號解碼并顯示出來。
2WE904無線收發模塊WE915CTX1介紹
WE915CTX1無線收發模塊的主芯片是新加坡Winedge公司的WE904。WE904是一款支持全雙工的單片調頻收發芯片,僅需少量外部元件即可實現無線收發功能,工作頻率范圍可以從0.1GHz到1GHz。WE904提供串行編程接口,通過串行編程接口可以靈活地調整收發頻率、信號輸出模式、是否支持全雙工等參數。本系統在設計初期直接使用了WE904的模塊WE915CTX1。WE915CTX1集成了WE904芯片和所需的外部元件,并提供了簡明的使用接口,可以非常方便地嵌入到應用系統中。其主要的特點是:
①工作于902MHz~928MHz美國ISM頻段,可以提供20個通道;
②使用FM/FSK的調制方式,頻道寬度100kHz;
③提供數字信號和模擬信號兩種輸出模式,可用于數字和模擬信號的傳輸;
④靈敏度為-115dBm;
⑤在低輸出功率0dBm時,可以提供約80m(數字信號)和300m(話音等模擬信號)的有效傳輸距離;
⑥傳輸速率可達57.6kbps,與傳輸距離有關;
⑦提供串行編程接口,可能靈活配置收發頻率等參數;
⑧提供RSSI接收信號強度指示。
3WE904模塊WE915CTX1的接口
WE915CTX1提供簡單的用戶接口,如圖2所示。①VCC和GND為電源,電源電壓為3.3~4.5V。②AudioIn為待調制基帶信號的輸入引腳。其輸入信號可以是話音等模擬信號,也可以是數字信號。對輸入信號的要求是,其交流有效值通常為140mV~200mV,更大的輸入有效值能得到更好的信噪比,但也將占用更大的帶寬。通常200mV將產生25kHz的頻偏。TTL電平的數字信號輸入AudioIn引腳時,必須先降低其電壓有效值,這可以通過使用2個串聯電阻分壓來實現。例如,可以用1個10kΩ和1個1.8kΩ的電阻串聯分壓,但使用的電阻阻值不能太大,否則會使輸入的方波波形產生嚴重的畸變。③AudioOut為接收信號的輸出引腳。當輸出模式設置為模擬輸出(analog)時,輸出信號有效值通常為140mV~180mV的已解調基帶信號。當輸出模式設置為數字模式(digital)時,輸出信號Vp-p為3V左右的數字信號方波。④LNA_ON為低哭聲放大器電源控制引腳,低電平有效。在接收時必須置低,能夠得到約15dB的增益;在不接收信號時可以關掉,以降低功耗。⑤ANT為天線連接引腳,其輸出阻抗為50Ω。⑥RSSI為接收信號強度提示。接收信號從-110dBm變化到-50dBm時,RSSI的電平大約從0.65V變化到1.70V。⑦CLK、DATA和LE為串行編程控制端口,用來實現對WE904芯片的編程控制。以下將詳細介紹。
4WE904模塊WE915CTX1的編程控制接口
WE904芯片內部有4個控制寄存器,用來對WE904芯片的工作狀態進行控制。這4個寄存器分別是參考頻率寄存器、發送頻率寄存器、接收頻率寄存器和模式寄存器。這4個控制寄存器的相應位的功能定義此處不作介紹,讀者可以參考W904的芯片資料。對這4個寄存器的寫入控制則是通過CLOCK、DATA和LE三個引腳業實現的,分別與模擬WE915CTX1的CLK、DATA和LE相對應,其寫入時序如圖3所示。
寫入的基本過程為:①LE開始時為低電平。②當LE變為高電平后,數據在CLOCK的驅動下開始由DATA引腳移入內部的移位寄存器。數據的移位操作是在CLOCK的上升沿進行的。所以設計接口時通常使時鐘CLOCK的下降沿和位邊界對齊,這樣在CLOCK的上升沿能有效的采樣到數據。③在最后一個數據位移入內部移位寄存器后,LE在下一個時鐘上升沿之前變低。在LE的下降沿,數據將由內部移位寄存器寫入控制寄存器。④數據具體寫入4個控制寄存器中的哪一個,是由DATA的最低兩位的值來決定的。這兩位稱為裝載控制位(loadcontrolbit)。⑤WE915CTX1要求在CLOCK上升沿到來之前,DATA的數據至少已經保持45ns,所以CLOCK的頻率不能太高,建議取10MHz以下。
55402rMcBSP簡介
5402是TI公司一款性價比非常優越的通用DSP芯片,有著廣泛的應用。它提供有兩個McBSP。McBSP是一種全雙工的高速同步串行口,可以用來與系統中其它的DSP芯片、編碼解碼器等進行高速的串行通信。McBSP的操作由DSP芯片中一系列寄存器來控制。圖4是McBSP的標準操作時序。無論是發送還是接收的移位操作,都是由幀同步信號FSX或者FSR的上升沿觸發的,并且由時鐘CLKR或CLKX來同步位邊界。從FSX或FSR的上升沿到移位操作開始可以有幾個時鐘的延遲,圖4所示為1個時鐘的延遲。這可以由控制寄存器XCR2和RCR2中的相應的位來設定。在每一個幀同步信號之后發送或者接收的數據的位數也在控制寄存器XCR2和RCR2中有相應的設定,圖4是McBSP的最簡單的操作時序,對一般的應用已經足夠,更強大的功能則需要更復雜的設計。
65402與WE904模塊的接口設計
在本系統的設計中,圖像數據的發送和對WE904模塊的編程配置是使用DSP芯片5402的同一個McBSP來完成的。這了使這兩個過程互不影響,在設計中還使用了5402的一個I/O引腳XF。圖5為接口電路的簡單原理,基本原理如下:①在對WE904模塊配置期間,XF為高電平,LE的輸入決定于McBSP的發送幀同步FSX,而發送時鐘CLKX和發送數據線DX分別驅動WE904模塊的CLK和DATA。②為了對WE904模塊進行配置,McBSP的設置為FSX周期大于24個CLKX的時鐘周期,高電平寬度設置為24個CLKX的時鐘周期。CLKX在驅動CLK時先反相。這樣即可得到與圖4大體相同的時序,能夠完成對WE904模塊的配置。這里給出McBSP各個控制寄存器的參考值:SPCR1=0x0080,SPCR2=0x0262,RCR1=0x0000,SRGR2=0x301f,MCR1=0x0000,MCR2=0x0000,PCR=0x0b02。③在對WE904模塊的配置完成后,XF設置為低電平輸出,此時LE的輸入值恒為高電平,因此,CLK和DATA的輸入不會再改變WE904的設置。此時,發送的圖像數據從DX串行輸出,經分壓后輸入EW904模塊的AudioIn。發送的時鐘CLKX從FSR引腳輸入。這主要是因為本系統的DSP時鐘為100MHz,DSP的時鐘經過內部計數器分頻后仍然無法從CLKX引腳得到要求的幾十kHz的時鐘,所要求的時鐘必須經過再次分頻后(在寄存器FPER中設定分頻參數)從FSG得到,而發送幀同步FSX將設置成在數據從DXR拷貝到XSR時自動產生。在模塊的配置期間,FSR設置為輸入,不會影響CLK的輸入值。④XF在與FSX做或運算前經過了一次反相,主要是因為XF在此系統中還同時用于其它結構的控制,在圖像的發送期間,要求XF為低電平。
圖4
7RS232異步串行通信
本系統采用RS232異步串行通信協議。RS232異步串行通信接口是微機的傳統外設接口,特點是使用簡單,但速率較低。RS232接口在低速數據傳輸和工業控制、工業數據采集等方面有著廣泛的應用。由于本系統要傳輸的圖像數據已經得到較好的壓縮,速率在幾十kbps,所以本系統使用RS232串行口進行通信。當不需要握手時,最簡單的串口通信只需要3條線即可完成連接,單向通信甚至只需要2條線即可。但是由于RS232串行接口的電平較高(通常為正負4V~12V),不同于通常的TTL電平,所以必須經過必要的電平轉換。本系統中使用MAXIM的MAX232完成電平轉換。RS232的通信協議的數據格式如圖6所示。在每一個字節的傳輸時,都是以一個起始位開始,以停止位結束(停止位個數可設定)。在停止位前可以加入奇偶校驗位,在各個字節之間還可以插入空閑位。起始位為0,停止位為1??臻e位也為1,與停止位有相同的電平。接收串口總線在檢測到起始位的下跳沿時開始接收數據。在本系統設計中,由于數據是單向傳輸,RS232的數據格式直接由McBSP負責構建。之后送入WE904模塊的AudioIn調制發送。如果要求雙向的數據傳輸,則可以加上一個異步串行通信的接口芯片來實現,如TI公司的TL16C750。接收方的微機負責串口數據接收。串口接收程序的編寫通常有三種:①使用C或匯編語言控制硬件;②使用Windows的API函數;③使用VB提供的Mscomm控件。本系統使用的是VB的Mscomm控件。這種方法比較簡單,但是效率稍低,如需要更高效率的程序,可以選擇前兩種方法。關于串口收發程序編寫的資料很多,這里不再詳述。
8FSK無線數據傳輸中低頻分量引起的誤碼
中圖分類號:TP277
目前在視頻傳輸系統領域中,有線視頻系統應用廣泛,但有很多缺點,只適用于小范圍的區域。尤其對于一些特殊的勘探場合,很難布線,因此有線視頻傳輸系統受物理布線的限制無法實現。無線視頻傳輸系統卻不受限制,可以克服有線視頻傳輸系統的缺點。同時隨著自動化,通信技術的飛速發展,一種以嵌入式系統為主要處理手段的視頻無線傳輸系統的實現已經成為可能。
隨著信息技術的發展,市場上出現很多基于嵌入式的有線和無線兩種視頻傳輸系統。它們有很多突出的優點:系統提供良好的用戶接口,設置了用戶權限,只有有權限的用戶才能操作或控制該系統;可以用手機瀏覽網頁的方式查看實時視頻畫面。因此基于嵌入式技術的網絡視頻傳輸系統將有很好的發展空間。
1 云臺控制視頻無線傳輸系統的硬件結構
設計的系統由兩個大模塊組合而成:一個是控制攝像頭捕捉足夠大的視頻畫面的云臺控制器,此部分的設計是本論文的重點;另一個是基于Mini2440開發板的視頻無線傳輸模塊,此部分是實現整個系統功能的一個重要輔助工具,也是本系統以后發展、延伸的部分?;谠婆_的視頻無線傳輸系統中硬件是實現整個系統功能的關鍵,由以下幾個部分構成:云臺控制器、視頻采集模塊、mini2440微處理器、無線傳輸模塊,GSM開關、手機終端模塊。
1.1 云臺控制器。云臺控制器是基于STC12C5A60S2 單片機設計的一個機體結構,通過單片機控制X軸和Y軸方向的兩個舵機,一個是X軸方向的旋轉,通過延時程序的設置可以以任意速度旋轉;Y軸方向的舵機可分三個檔位,當X軸舵機旋轉一個來回時Y軸方向的舵機才旋轉一個檔位,如此周而復始地旋轉,當X軸旋轉6個來回時Y軸舵機的三個檔位才能循環一次,如此的程序設計是為了云臺上的攝像頭能掃描到足夠大的視頻畫面。
1.2 mini2440微處理器。Mini2440是性價比較高的一款開發板。因采用了穩定性特別強的電源芯片供電,再加上專業的復位電路,使得整體的電路板運行非常穩定。其PCB是采用先進的四層板制板技術,布線合理,整個電路板的信號流非常流暢、完整,符合電路信號原理,而且具有很多先進性,支持基本的操作系統,不僅具有極強的視頻圖像處理功能,還有豐富的硬件資源。
1.3 視頻采集模塊。數字攝像頭可以直接捕捉視頻圖像,然后傳送到計算機里儲存或進一步的處理。本文涉及到視頻采集模塊是一款USB攝像頭。
1.4 無線傳輸模塊。本次設計是通過網頁瀏覽的方式將攝像頭捕捉到的視頻圖像經過友善之臂開發板進行處理后經過一個由路由器組建的局域網內實現視頻數據無線傳輸。在本次設計中選擇TP-LINK無線路由器作為無線傳輸模塊來搭建本次設計所用到的一個局域網。TP-LINK無線路由器有很多優點,適合于本次設計的視頻數據傳輸要求。
1.5 GSM開關。整個系統中控制攝像頭掃描范圍的云臺控制器是通過單片機控制兩個平面的舵機轉角來實現攝像頭的畫面捕捉范圍的。云臺控制器耗電量比較大,而且長時間運行會縮短舵機的壽命,所以需要一種開關來控制云臺控制器的開通與關斷,所以對一個GSM開關進行了改裝,從而實現了在任何一個位置,任何一個時間都可以控制云臺控制器的開通與關斷。查看視頻畫面掃不到的范圍時才打開云臺控制器運行,否則就關掉,這樣不僅節省電能,還能做到延長云臺控制器的壽命。
2 云臺控制器的設計
2.1 云臺機體設計。云臺是為了能使其上面搭載的攝像頭掃描到的范圍更廣泛而設計的。它的機械結構一般有兩個自由度即可,一般是指在水平方向即X軸和垂直方向即Y軸即可滿足要求。
2.2 云臺控制電路的設計。云臺電路結構如下圖1所示,本次云臺共用2路舵機,但考慮到某些端口發生故障而影響研究進程,再考慮到節約資源,避免浪費,此主控板可以對以后的擴展有所幫助,所以我預留了20個接口,主控板共有22路舵機接口,并且在云臺主控板上預留了其他傳感器接口,可以進行一些附加功能的擴展。
圖1 云臺電路結構
2.3 云臺動作程序。程序分兩個子程序:一個是單片機初始化子程序,另一個是云臺動作規劃控制程序。其中云臺動作規劃控制程序又分兩個動作,一個是X軸方向的旋轉,通過延時程序的設置可以以任意速度旋轉,Y軸方向的舵機可分三個檔位,當X軸舵機旋轉一個來回時Y軸方向的舵機才旋轉一個檔位,如此周而復始地旋轉,當X軸旋轉6個來回時Y軸舵機的三個檔位才能循環一次,如此的程序設計是為了云臺上的攝像頭能掃描到足夠大的視頻畫面。
3 視頻無線傳輸的實現
3.1 視頻的無線傳輸。隨著科學技術的不斷發展,各種無線設備如同雨后春筍,得到了很廣泛的應用。在本次論文設計中我主要采用目前技術比較成熟的無線局域網技術,無線局域網的通信標準是802.11a/b/g。通過無線路由器搭建一個局域網,使用TCP/IP協議再將攝像頭采集到的視頻數據經過Mini2440開發板處理后通過局域網可以查看到動態的視頻畫面。
3.2 視頻數據壓縮處理程序的實現。在本次設計中視頻數據的采集及壓縮處理程序是Mini2440-bin,可以與本次論文所選用的攝像頭驅動程序很好地匹配使用。此程序可實現的是實時視頻數據的傳輸,不需要用大量的存儲空間去保存大量的視頻數據,這也是本次畢業論文所設計系統區別與監控錄像的地方。
然后可以通過智能安卓系統的手機在終端通過瀏覽網頁的方式查看實時的視頻畫面,同時也通過手機撥通GSM開關的方法來控制云臺的開通與關斷,即可以用手機查看實時畫面的同時也可以靈活的無線控制云臺輕松得到自己想要看到的視頻畫面角度。
3.3 手機查看視頻畫面。前期的設計和調試工作完成后,就可以通過手機查看系統傳輸的實時畫面。打開手機的瀏覽器,鍵入系統的IP地址,可以在手機上顯示動態的視頻畫面,同時還可以通過手機控制云臺的開通與關斷,從而得到自己想看的畫面角度,找好位置后可以通過手機發送指令關掉云臺,這樣可以節省電能。
4 結論
本次論文設計運用自動控制技術和信息通信技術的一些成熟的技術作為理論依據,成功地完成了基于云臺控制的視頻無線傳輸系統的設計工作。因為在設計云臺控制器主控板時預留了很多傳感器輸入,并且主控板還可以控制20路舵機,所以可以在系統上加一個濕度檢測傳感器,通過濕度檢測傳感器檢測雨點,同時驅動另幾路舵機來控制遮雨裝置工作,保護整個系統不會受雨水淋濕,這樣系統的安裝位置就不受環境限制了,不僅可以用在室內,還可以用在戶外。如此改裝,完善后我們可以將本系統用在實驗室,老師可以隨時隨地查看學生的做實驗狀況。經過長時間運行測試,系統工作穩定可靠,對于畫面運動變化檢測靈敏,能夠滿足一般用途的視頻防盜監控的需要。同時系統價格低廉,可以根據不同的應用改變智能監控算法,具有廣泛的應用前景。
參考文獻:
[1]張秀玲.視頻監控系統研究現狀與發展趨勢[J].工程技術,2011,1(3):1-2.
[2]張杰.嵌入式無線視頻監控系統的設計與實現[J].科學技術,2010,2(1):1-2.
Abstract: This paper builds model for subway running state Measuring system based on UML-RT. Real-time analysis and design process of the system is illustrated by modeling system from an overall point by UML diagram such as use case diagram, class diagram, activity diagram and sequence diagram. The paper provides the basis for system development.
Key words: UML; modeling; Measuring system; real-time system
1.引言
地鐵性能動態調試是列車調試過程中的重要環節,動態調試主要檢測地鐵車輛的牽引、動力、制動系統[1]。而現有的地鐵動態調試測試手段主要是基于列車本身牽引網絡系統自帶測試軟件,即利用列車通信網絡中的列車診斷系統接收列車子系統(包括微機控制與非微機控制系統)的狀態信息、故障信息,并進行評估、儲存,在司機室的顯示屏上進行顯示[2]。因此其測量準確性無法衡量。為此開發地鐵動態試驗性能檢測及數據分析裝置對于列車的安全正常運行具有重要意義。
2.地鐵運行狀態檢測系統建模
地鐵動態試驗性能檢測及數據分析系統對列車運行過程中的速度、加速度、沖擊率、閘瓦溫度進行檢測和分析。通過測速雷達、壓力傳感器、紅外輻射溫度等傳感器分別測量地鐵行駛過程中的速度、制動管路壓力、制動器溫度等特征量,然后利用無線傳輸裝置將數據發送給由筆記本電腦和系統控制軟件構成的系統控制終端,系統分析軟件根據采集的數據進行牽引加速度、制動距離、制動減速度、沖擊率、靜態制動響應時間等狀態量的計算,然后進行數據分析,由此完成對車輛運行狀態的監測。
2.1用例模型
用例是模型中結構實體的指定功能,它描述了系統的功能需求,將系統看作黑盒,從外部執行者的角度來理解系統[3]。繪制用例圖的第一步是確定系統的參與者。分析可知,系統共有三個參與者,即檢測人員、管理人員及地鐵。檢測人員負責對地鐵運行狀態進行檢測,包括速度、加速度、溫度、壓力的檢測,得出檢測結果后,在系統初步分析結果的基礎上做出檢測報告。管理人員負責進行用戶管理和設備管理,以保證檢測工作的正常進行。地鐵是被檢測對象的承載體,由各傳感器對檢測量進行檢測。根據系統要實現的目的和任務,建立系統的用例圖如圖1所示。
系統中的關鍵用例有:
(1) 自檢模塊
系統啟動時首先進行系統自檢以確認檢測設備是否有效,自檢包括:測試數據采集命令、數據分析命令、數據導出命令能否正確輸出,測試DMI(即人機界面,在本系統即為筆記本電腦)顯示等。系統自檢完成后能夠在DMI上顯示自檢結果。
(2) 數據采集
根據要求選擇各種傳感器,將其安裝在合適的位置。通過傳感器對設備的電壓或者電流信號進行采樣、保持,并送入A/D轉換器變成數字信號,然后將該信號送到FIFO中。當FIFO中存放的數據到了一定數目時,由ARM7從FIFO中讀出,從而達到利用各傳感器對相應的特征量進行測量的目的。
(3) 數據傳輸
監控或控制設備無線網絡通信,目前主要采用IEEE802.11 a/b/g WLAN或者Zigbee技術。鑒于Zigbee是一種低耗、低成本且能滿足要求的無線串行網絡通信技術,本系統采用Zigbee無線傳輸技術,以CC1110無線soc為核心的無線通信裝置進行數據傳輸。無線傳輸模塊與傳感器模塊通過串口通信,無線傳輸模塊取得傳感器數據后以無線方式將采集到的監測數據發送到數據采集接入點(AP),然后數據采集接入點通過串行方式把數據傳輸到系統監測終端。
(4) 數據導出
將傳感器檢測到的數據導出,數據保存為通用格式,可以用EXCEL等第三方軟件打開,方便數據分析階段進行圖表分析。
(5) 數據分析
對接收到的檢測數據進行計算,根據預先設置好的監測數據閾值,對比采集到的監測數據,做出初步的分析判斷,并可根據需要在數據導入EXCEL等第三方軟件后進行圖表分析。MATLAB在圖像處理領域中,功能強大,使用簡單,可用于對DMI界面的圖像處理;C#可以快速開發可視化界面,數據讀取等,用于檢測設備測試結果分析界面的搭建[4][5]。在獲取檢測設備測試的數據之后,需要進行結果的分析與評估時,在C#主程序里通過匿名管道調用MATLAB可執行程序來對數據進行分析和評估。
(6) 數據庫
對檢測的數據及數據分析過程產生的圖表行儲存;對測試特征量的閥值進行設定;對用戶進行管理等。
2.2類圖分析
類圖反映了系統中類的靜態結構。類圖不僅定義系統中的類,還表示類之間的聯系,如關聯、依賴、聚合等,同時也包括類的內部結構(類的屬性和操作)。
檢測系統提供顯示和操作界面DMI,檢測員通過對系統界面進行一系列操作完成檢測過程,在此過程中DMI也會為檢測員提供檢測過程的參考信息。因此圍繞DMI進行深入分析具有重要意義,其類圖如圖2所示。
1.控制的內容包括:
1) 數據采集的啟動與停止:包括對速度、加速度、溫度、壓力等信息的采集進行控制,并將采集到的信息通過無線傳輸裝置發送給控制終端并顯示出來。
2) 數據分析的啟動與停止:包括將采集的數據導入到EXCEL等第三方軟件,并做圖表分析。
2.顯示的內容包括:
1) 采集數據顯示:顯示速度值、加速度值、壓力值、溫度值。
2) 警示信息顯示:速度異常顯示、加速度異常顯示、壓力異常顯示、溫度異常顯示。
3) 數據分析結果顯示:速度、加速度、溫度、壓力的分析圖表顯示。
4) 設備狀態信息顯示:控制模式、工作模式等信息顯示。
2.3檢測過程活動圖
活動圖在用例分析中主要用來描述用戶當前完成的工作以及用例實例或對象中的活動[6],為了更詳細地描述用戶使用系統的工作過程,我們給出本系統的用戶活動圖。檢測過程建模的主要業務有登錄、數據采集、數據分析和數據存儲。其活動圖如圖3所示。
事件流程可以描述如下:
檢測人員使用用戶名和密碼登錄系統;
檢測人員發出數據采集指令,傳感器進行數據采集;
無線傳輸裝置將傳感器采集到的數據發送到控制終端進行存儲;
控制終端對數據進行計算,并作圖表分析;
檢測人員根據分析結果整理出檢測報告;
檢測人員也可再次登陸系統查看上次檢測結果。
2.4檢測過程序列圖
為防止活動圖變得過于復雜,數據采集、數據分析等過程都分別被壓縮在了一個超級活動里,為了更詳盡的描述實例間的消息,現在使用交互圖[7]。序列圖顯示對象之間的動態合作關系,它強調對象之間消息發送的順序,同時顯示對象之間的交互,檢測過程序列圖如圖4所示。在活動圖中已經詳細表達清楚的內容在下面的序列圖中不再進行贅述,僅從登錄成功角度進行描述。
3.結論
本文利用實時UML,通過用例圖、類圖、活動圖、序列圖建立了地鐵運行狀態檢測系統的模型,研究表明,為地鐵運行狀態檢測系統構建UML 模型,能夠規范系統開發流程、優化軟件結構、提高系統開發效率,增強程序可讀性和可維護性。該項工作的完成為地鐵運行狀態檢測系統的開發提供了依據。
參考文獻
[1]王磊,列車網絡控制系統的分析與研究[D],西南交通大學碩士學位論文,2008,01
[2]李春璞,記者試乘長沙地鐵提速停車都“溫柔”[N],長沙晚報,2013-04-11(A8)
[3]GB/T 7928-2003,地鐵車輛通用技術條件[S]
[4]李偉,CTCS-3級列控系統車載設備測試平臺關鍵問題研究[D],北京交通大學碩士學位論文,2008,06
摘要: 本文利用電能的諧振磁耦合傳輸原理,設計了一種電能無線傳輸的電路,給無線鼠標提供工作電源。裝置包括發射部分和接收部分,從計算機USB取電,通過高頻逆變電路,將直流電轉換為高頻交流電,通過發射線圈發射出去。接收線圈接收電能,整流濾波后為鼠標供電。
關鍵詞 : 諧振式磁耦合;無線鼠標;無線傳輸
中圖分類號:TH215 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2015)26-0103-02
基金項目:本文得到嘉興學院大學生重點創新計劃(編號:851714044)的資助。
作者簡介:葛彥軍(1993-),男,浙江杭州人,嘉興學院南湖學院電氣專業學生,研究方向為電能的無線傳輸與電氣控制。
0 引言
目前,大部分的無線鼠標的電源由電池提供,但電池的使用壽命短,更換頻率快,這樣會給使用者帶來很大的麻煩,且造成環境污染,為了解決這一問題,本文使用諧振式電磁耦合方式,把電能無線傳輸運用到無線鼠標上,可為鼠標的正常工作提供持續能量。
1 諧振耦合電能無線傳輸原理
諧振耦合電能傳輸的原理是利用電磁感應原理實現電能傳遞,通過諧振耦合能量的方法是使兩個線圈發生諧振,使能量從一個線圈傳輸到另一個線圈,即利用兩個LC電路,一個作為電能的發送端,另一個作為電能的接收端,當高頻激勵信號的頻率同發射回路與接收回路的頻率相同時,兩個LC回路處于諧振工作狀態,發射回路的電流值達到最大值,線圈發射的功率最大,接收回路也獲得最大功率。
2 系統總體方案
系統總體設計方案如圖1中所示,發射部分和接收部分組成了無線電能傳輸系統。電能無線輸電系統包括發射源、發射系統、接收系統、負載等部分,高頻逆變電路、線圈組成了發射部分;另一線圈和整流濾波電路組成了接收部分。
電能從計算機中的USB接口獲得+5V的電源(DC),通過自激振蕩電路產生約100kHz的高頻振蕩電流,發射線圈將能量以電磁波的形式發射出去,接收線圈將電磁波接收,接收到的電流需要經過整流濾波電路,再有集成穩壓芯片構成穩壓電路,變換成鼠標工作所需的直流電(3.3V),給鼠標提供電源。由于鼠標工作時要實現自由動作,因此就會改變線圈之間距離,使磁路中存在很大的漏感,很低的耦合系數,這樣系統的傳輸功率會受到限制,從而影響系統的正常工作和工作效率。諧振補償電路用來消除傳輸系統中松耦合產生的影響。
3 電路設計與實施
發射端電路由高頻調制、L1C1諧振、功率放大器構成。NE555構成振蕩頻率為100kHz的信號發生器,為發射電路提供激勵信號,信號經光電耦合芯片隔離后驅動MOSFET的關斷。光電耦合芯片采用HCNR201,其線性度可達0.05%信號帶寬可大于1MHz。電路采用IRF540-N場效應管構成橋型逆變電路,同時可將諧振信號進行有效的放大,將信號提供給L1C1并聯諧振電路。
接收端電路由L2C2諧振、整流電路、穩壓電路構成。整個電路安裝在鼠標中,整流電路即將交流電(AC)轉化為直流電(DC)的裝置,在本設計中采用了體積較小的集成橋式整流芯片MP6S(0.8A)進行整流,整流后經MC34063雙極性集成芯片構成BUCK穩壓電路,電路輸出電壓為3.3V。
4 線圈設計與實施
在能量的發射與接收中線圈起重要的作用,試驗表明,線圈半徑越大,傳輸距離越大,因此,線圈安要求盡量做的大一些,對于發射線圈,由于和發射電路一起安裝在計算機的USB接口,線圈可以大一些,發射線圈用1mm的漆包銅線,繞制半徑200mm,匝數10匝。對于接受線圈,由于鼠標內部空間的限制,所繞制的接受線圈應盡可能的小,并要求一定的體積內能輸出最大的功率。漆包線直徑越大,在相同的體積下匝數就會較少,直徑越小,在相同的體積下匝數就會較多。通過實驗,在匝數較多的情況下,線圈輸出的電壓越大,因此,設計中采用了直徑為0.15mm的漆包銅線,匝數為6000匝,繞制半徑10mm。
由于鼠標在工作中的自由運動,改變了兩線圈的距離,影響了電能傳輸的效率,本設計中采用了并聯電容的作為補償電路以提高傳輸效率。
5 實驗與結論
本設計方案確定后,首先利用PROTUS軟件對方案進行了仿真,仿真結果表明了方案的可行性,然后,搭建了實際電路進行了實驗測試,實驗表明,該電路發射端與接收端相距50CM時,輸出端輸出電壓最大可達8.8V,傳輸功率可達350MW。傳輸距離達到1.5米時,輸出電壓可達到3.5V。本設計完全可以滿足無線鼠標的電源供電。
參考文獻:
[1]李陽,楊慶新,閆卓.磁耦合諧振式無線電能傳輸方向性分析與驗證[J].電工技術學報,2014,29(2):197-203.
[2]王玉龍,冷宇.電能無線傳輸裝置的補償電路研究[J].信息技術,2014(7):111-116.
一、前言
越來越多數字電子產品借著新科技提升本身的性能和實力。以目前發展的趨勢來看,未來消費性電子產品將有兩個重要的發展指標,一是使用藍牙技術這類開放技術,以無線,局域網絡,可攜帶式設備成為網絡體的延伸。另一項則是內存規格的統一,加密以及輕量化應用。
無論您喜不喜歡,“藍牙計劃”這個名詞幾乎已到了無孔不入的境界,不論是商業財經臺還是一般大眾電視臺,都不只一次以上報導這個計劃的進展與新聞,話雖如此,但卻很少人了解此計劃的原意與來龍去脈,只知道有這樣一個計劃正如火如荼地進行,且聲勢浩大、似乎充滿無限希望??深A見的,未來與藍牙計劃相關的新聞只會更多,因為計劃正一步步實現中。
藍牙(Bluetooth)簡單講就是一種電信、計算機的無線傳輸技術。單從字面上很難了解藍牙是個怎么樣的技術,他不像“GSM”一樣可以望文生義。簡單的說藍牙是一種無線網絡與消費性電子產品之通訊技術,透過無線傳輸和基頻模塊構成,其快速響應和跳頻系統的特性使無線傳輸更佳穩定。可以應用在各種電子產品如:筆記型計算機、行動電話、數字相機和其它相類似電子產品等。
二、藍牙的緣起
藍牙計劃基本上是一個無線傳輸的計劃,不需要透過實質線路,在一定的距離范圍內,可以傳輸可觀的資料量,當然這種無線傳輸并不像行動電話那樣數十公里內皆可傳達,而是數十至數百公尺內的短距離無線傳輸。此外可傳輸的裝置不限于手機,只要有裝設藍牙收發模塊的裝置都可以使用藍牙傳輸,眼前的構想即是讓其它的行動裝置都可以使用藍牙傳輸,包括PDA、筆記型計算機、車用裝置等等。藍牙計劃的發起,主要是1998年5月,由Ericsson(愛立信,瑞典)、Intel(英特爾,美國)、NOKIA(諾基亞,芬蘭)、IBM(國際商務機器,美國)、TOSHIBA(東芝,日本)等五家公司,共同組織一個“特別參與組織(SIG,SpecialInterestGrou)”稱為BluetoothSIG,以此組織來制定一套短距離的無線傳送、接收的技術規格。
三、淺談藍牙技術
藍牙計劃雖是1998年開始,但是藍牙的技術根基卻來自1997年制訂完成的無線局域網絡通訊協議:IEEE-802.11。
藍牙基本上也是運用射頻(RF)方式進行無線通訊,至于使用的頻帶范圍,則是使用2.45GHz,這個無線電頻帶是全世界共同開放、不受法令限制的頻帶,舉凡工業、科學、醫療(ISM,Industrial/Scientific/Medical)、甚至微波爐等都是使用2.45GHz的頻帶。
由于這個頻帶被廣泛使用了,那么使用此頻帶進行通訊,絕對是很容易收到干擾的,因此藍牙規格被設計成可跳頻通訊,能夠在一秒鐘內進行1,600次的跳頻動作,此這樣的動作避免其它通訊的干擾。由于每秒1,600次的快速跳頻,這也使得藍牙無線收發的數據封包不能太長,否則不能滿足如此頻繁的跳頻次數,所以藍牙短封包、快速跳頻的特性,也使其無線傳輸能抗干擾、更穩定通信。
藍牙規格已經正式公布v1.0版,規格方面算是踏出成熟的第一步,接下來就是商品化、投入實際制造的階段。而要讓藍牙迅速普及,就是在既有的用途裝置上,追加設計藍牙功能即可,以節省開發時間與成本,為此藍牙射頻模塊就成為非常重要的一項零組件。
藍牙射頻模塊一方面要夠便宜,才可能快速普及,另一方面也要夠小巧,才能適用于所有的需求裝置上,目前專家推估射頻模塊的成本必須低于5美元才能普及,而各家公司也正加緊將射頻模塊設計地更精小、更便宜中。
四、藍牙技術的應用
藍牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的無線通訊能力,因此藍牙技術可以舒緩若干問題,例如可以直接利用藍牙的高速數據傳輸率來傳輸語音,等于是把藍牙通訊當成無線電話的功能。
另外對于小公司、小環境等,也可以省去布設實質線路的成本,以及后續線路維護的困擾。還有藍牙可以指定隔絕與通行的通信功能,也等于可以建立無線的LAN環境、小族群通訊環境。
五、藍牙技術的展望
(一)藍牙收發話器對健康的好處。由于手機有高功率的電磁波,據報導證實電磁波會對人體造成傷害,所以有了藍牙,你將可以把一個小小的藍牙附件裝在你的大哥大,然后把收發話器戴在你的耳朵(由于藍牙應用的是低功率,所以不會對人體有任何傷害)。準備好了以后,你就把你的大哥大放在口袋里講電話,不必把電話緊貼的臉,甚至按下收發話器上的按鈕就可以直接接聽來電。
(二)比一般傳統式紅外線傳輸更快,且不用對準兩個傳輸端口成一直線。藍牙科技在傳輸方面的好處就是,它能夠允許兩個裝置,在不排成一直線的狀態下,還能夠以無線的方式傳送數據。不像紅外線傳輸最大的缺點是,你必須對準兩個傳輸端口成一直線才有辦法傳送數據。藍牙傳輸甚至無視于墻壁、口袋、或公文包的存在而可以順利進行。藍牙的數據傳輸速度比紅外線傳輸還要快,每秒鐘高達1MB。
(三)手表可自動對時間,無線下載Mp3。只要將來手表有內建藍牙且有Mp3撥放功能,這樣一來將可自動設定為標準時間,且可很方便的隨時從計算機傳輸歌曲。
(四)其它還有很多很多,只要現在是要接線的,都有可能會被藍牙所應用。藍牙技術一旦普及,相信對通訊方式、產品設計、生活方式等都會有巨幅的沖擊,甚至很難想象沖擊的程度。不過就現階段而言,藍牙可能帶來的便利卻是可以想象的,各位可以想象家里安裝一個藍牙收發基地臺,家中的計算機、電話、傳真機都不用實際接線,就可以互通或連外。在公司內外務人員趕時間,只要在藍牙收發范圍內都可以傳送數據,例如咖啡廳、車站等都可以。此外倉庫的盤點盤查,只要帶個PDA,倉庫內設有藍牙基地臺,馬上可以跟全省各地的倉庫進行盤點加總,當然,藍牙基地臺后面有接往Internet,或是以公司專線,或VPN方式連接。另外數字相機拍完的相片,只要接近筆記型計算機就可以回傳,省去記憶卡的插拔,既有計算機外設裝置也都可以無線化,無線打印機、無線鍵盤、鼠標、搖桿。還有家中、公司都設有藍牙基地臺,則一支具有藍牙功能的手機,在家就可以跟居家無線電話一樣使用,而且是付居家電話費,在公司則變成自己的辦公分機,公司替您付電話費,而在外出時就跟一般行動手機一樣使用,這樣真正落實一人一機終生用的理想,這種方式也被人稱為三合一電話,即是居家、辦公、行動電話三者合一。
六、結束語
藍牙技術一定會飛速發展,但仍然有一些應用的細節問題需要解決,如相鄰設備之間為防止信息誤傳和被截取,必須要用戶提前設置對應頻段等,嚴重影響藍牙技術產品面市的速度。但相信隨著一個不斷完善的發展過程,藍牙技術會為我們的未來家居和辦公帶來不僅僅是方便一點的革命。
參考文獻:
[1]NathanJ.MullerBluetoothDemystified(影印本).人民郵電出版社。
中圖分類號TP212 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)45-0213-02
1 基于WiFi的無線傳感器網絡
1.1 無線傳感器網絡概述
無線傳感器網絡(WSN)技術是指將傳感器技術、自動控制技術、數據網絡傳輸、儲存、處理與分析技術集成的現代信息技術。無線傳感器網絡是由大量分布式傳感器節點組成的面向任務型的自組織網絡,主要由存儲器、處理器、傳感器、無線通訊和電池等硬件組成。
1.2WiFi無線傳感器網絡
WiFi(Wireless Fidelity)是類似Zigbee的一種WLAN的技術標準,是一種短程無線傳輸技術,能夠在數百米范圍內支持互聯網接入的無線電信號。
事實上WiFi是比Zigbee更早出現的一種技術標準,技術比較成熟,覆蓋范圍廣于Zigbee。另外Zigbee傳輸速率通常在250Kbps以下,而WiFi速率則可達11Mbps,這是WiFi功耗更大需要外接電源的原因,從而限制了其發展。但是近年來這一缺點利用休眠-喚醒或是能量捕獲技術得到了有效解決,所以基于WiFi技術的無線傳感器網絡正在重新快速發展起來。
2 基于WiFi的無線傳感器網絡的構建
無線傳感器網絡的構建主要是指無線網絡傳感器節點的構建,傳感器部分主要負責信息的采集并將其他信號轉變為電信號并送給微控制器;微控制器需要接受傳感器的信號并進行相應的處理;射頻模塊負責發送數據,電源模塊則為系統的工作提供穩定可靠的能源。
基于單片機的無線傳感器產品最大特點即是將微處理模塊和RF收發模塊集成,一般可通過內部的單片機實現無線射頻傳輸。比如GainSpan公司的GS1010芯片,它內部集成了兩塊ARM,其中一片用于數據處理,另外一片用于無線傳輸。GS1010 的APP CPU 對采集到的數據進行處理,隨后再將數據進行打包,再通過WLAN CPU 將數據打包成符合IEEE802.11 協議的數據無線發送出去;接收端用符合IEEE802.11b/g 協議的接入點接收無線載波發送過來的數據。
3 基于單片機技術的WiFi產品
嵌入式WiFi產品形式各異,基于單片機設計的WiFi無線產品主要有NPE公司的 WiFi-IT!,GainSpan公司的GS1010,RFM公司的WSN802G等。下面我們將選擇這幾個具有代表性的產品進行介紹,并對部分產品進行性能測試。
3.1 GS1010芯片簡介
3.1.1 GS1010結構
GS1010是一個高度集成、超低功耗WiFi無線片上系統,它包含一個802.11射頻前端、媒體控制器(MAC)和基帶處理器,片上FLASH 和片上SRAM,兩個ARM7 處理器,和豐富的IO 外設。
3.1.2 產品的主要特點
1)體積小:所有資源都集中在一個體積是10mm×10mm×0.85mm的芯片內,極大的節約了PCB的面積;
2)極低功耗:采用休眠-喚醒技術極大降低了傳輸功耗;
3)高傳輸速率:數據最高傳輸速率可達11Mbps;
4)開發簡單:使得從有線到無線的技術過渡中,將不再需要重新學習和熟悉ARM單片機的結構/指令系統/編譯開發工具和實時操作系統。
3.1.3 GEPS
GS1010所特有的開發環境GEPS使得第三方公司或是用戶能夠更加系統地開發自己需要實現的功能,為了幫助客戶縮短開 發周期, GainSpan還提供了一整套包括SDK、評估平臺、開發平臺在內的軟硬件工具。其軟件棧包括了各種I/O驅動和WLAN固件、RTOS、網絡棧、系統服務、WLAN和I/O服務模塊、各種應用編程接口以及應用軟件。GS1010的SDK能夠幫助工程師節省大量的時間。 而硬件開發平臺則能夠支持溫度、濕度、光敏、壓力、加速度等各種傳感器,并預留了客戶自選的傳感器接口和調試以及程序燒錄接口。
3.2 NPE WiFi-IT!
WiFi-IT! 802.11 WLAN module具有自己的開發語言WiFi-IT! Basic,這一開發語言是基于其他基礎語言而專門為無線通訊設計的。另外與之配套的開發環境IDE類似于其他普通單片機的開發環境,安裝過程簡單,用戶自己可通過創建工程、編寫代碼、編譯程序和下載調試程序等過程完成軟件的設計。
3.3 RFM WSN802G
WSN802G 是由RFM公司在采用GainSpan公司GS1010系列芯片的基礎上開發的功能比較具有針對性的產品。其僅有兩個可以采集信號的輸入接口DIN0和DIN1,一個主要是用于測試,另外一個可供用戶直接測量信號。下文將使用DIN1來測試環境溫度,用戶需要做的即是將溫度傳感器輸出的信號數字化后送入DIN1中,通過本產品自帶測試軟件WSNConfig.exe配置好無線路由以及芯片的IP地址即可實現測試。
本產品的不足之處是所能同時采集的信號種類較少,因其僅有兩個輸入接口,另外內部集成的兩個ARM并沒有物盡其用,因為用戶不能自主地開發這一功能。被產品適用對象較為固定,一般不適合欲重新開發更多功能的研發者使用,主要適用于如檢測某幾個特定環境中的溫度變化等比較直觀的信息。
4 WSN802G測溫系統測試
本設計購買RFM公司的WSN802G芯片,自行設計出一套環境測溫系統,本系統利用溫度傳感器測量溫度,傳輸給WSN802G芯片,經過處理再無線傳輸至上位機系統。上位機我們是用支持WiFi無線傳輸的PC機實現的,只要加入無線路由器,動態地給下位機和上位機配置好IP地址,即可實現二者之間的通訊。
我們將傳感器置于室溫下,測量系統和PC機距離10m左右時得到測試結果如下圖所示:
進一步將測試距離增大,或者是經過障礙物,在產品給定條件下測試結果仍然比較精確。
5結論及展望
伴隨著關于WiFi技術的一些問題的解解決,基于WiFi的嵌入式微處理器片上系統今年來發展蒸蒸日上,本文在分析構建無線傳感器網絡主要技術要點之上,詳細介紹了幾款國外應用較為廣泛具有代表性的產品,對比了各類產品要點,并對部分產品進行了性能測試,能夠為開發者開發新產品提供一定的依據。
參考文獻
[1]郁萬里,黃艷秋.基于WiFi 的位移傳感器網絡節點的軟件設計.中國科技論文在線.
[2]宮鵬.無線傳感器網絡技術環境應用進展[J].遙感學報,2009,7.
[3]徐磊.基于Zigbee的無線傳感器網絡定位技術研究[D].哈爾濱工程大學,2009,3.
一、引言
道路交通安全事關人民群眾的安居樂業,事關經濟社會的協調發展,加強道路交通安全工作,保障人民群眾的生命和財產安全,是政府以及交管部門一直以來的重點工作。為了徹底改變以往的人工考試模式,提高駕駛員的駕駛技術,降低考試員的勞動強度,同時使考試更加公平、公正。全國各地的車管所及駕駛員培訓學校都逐步啟用了“機動車駕駛員樁考”系統。
樁考系統的基本原理是通過在考試車上安裝信號檢測傳感器、數據處理系統以及無線發射機,在場地上安裝電子吊桿及遠紅外檢測光路等,使得考試過程中各種動態信息可以通過有線和無線兩種方式傳輸到主控制室,這樣監考員就可以利用主控計算機顯示屏實時監控考試的全部過程。論文參考網。論文參考網。目前,整個考試過程已經全部實現自動化控制,并且最后可以將考生的考試結果存檔、打印。但是,通過實際調研發現所采用的各種樁考系統仍普遍存在著以下缺陷:
1.系統功能單一,運行速度較慢
2.抗干擾能力較差,無線傳輸時容量出現誤碼現象。
3.模擬(場地考車)跟蹤顯示界面單一,跟蹤速度較慢。
4.紅外光路在惡劣天氣(大霧、風沙)時接收靈敏度下降。
5.單機版,不能全國聯網。
由于科學技術的進步,無線傳輸技術、信號采集及處理技術、傳感技術都有了長足發展,集成電路的多功能、抗干擾等也都有了很大提高, 因此有必要對傳統的“機動車駕駛員樁考”系統進行改進,使考試系統更加完善。本文就此提出一種新型的計算機駕駛員樁考系統的設計方法。
二、系統總體設計
(一)基本功能
根據我國《機動車駕駛員考試管理辦法》有關科目二考試(樁考)的規定。方案擬采用計算機監控管理、單片機實時檢測處理、集成數字電路、進口無線通信和紅外線報警設備,結合機電一體化等高新技術。由主監控儀及車載分機實時采集考車、樁桿、庫線等信號,經過計算機分析判斷,在監視屏上真實模擬、跟蹤考車進行狀況,同時對樁考過程中出現的:
1.不按規定路線、順序行駛;
2.碰擦樁桿;
3.車身出線;
4.移庫不入;
5.中途停車(兩次);
6.發動機熄火;
等犯規動作進行自動監測和管理,對以上所有犯規動作,系統可以進行自動報警,并在駕駛員考試記錄表上打印結果。監考人員只需通過監視器就可以在室內全面了解場地樁考情況,同時,考生通過語音提示可以了解考試結果及犯規種類。另外,計算機系統可對考生的情況進行存儲,綜合查詢,對樁考結果進行綜合統計查詢。
該系統從功能上大致劃分為考試監控、考生信息查詢、考試統計查詢及系統參數設置四個模塊。各功能模塊的具體功能如圖1所示。
圖1 系統功能圖
(二)基本組成
為了實現系統設計的基本功能,新型的計算機駕駛員樁考系統主要由主控制室、場地、考車三個組成部分。如圖2所示。
1.主控制室
由專用計算機,打印機,樁考監控儀,交換機,無線通信機,電源等構成。
2.場地
(1)越庫線紅外監測裝置
場地由對射式紅外線發射、接收器形成對大型車和小型車的樁考庫線報警和移庫狀態判斷系統,它用來檢測車身越線、移庫不入行進路線出錯等犯規項目。
(2)碰桿電子報警系統
場地安裝固定龍門架, 懸掛可以360度任意碰撞、自動歸位的電磁吊桿,構成考車碰、檫桿自動檢測報警系統。它用來監測碰桿犯規項目。場地系統的電平信號通過電纜各自直接地連接到控制室的系統監控儀上。
3.考車
采用專用考車,在考車上安裝檢測前進、后退、停車、熄火等傳感器及考車信號監測儀, 考車監測系統實時監測考車運行狀況,將檢測信號進行分析、處理后通過無線通訊方式傳輸到主控室。
圖2 系統組成圖
(三)擬達到的技術指標
1.軟件系統功能增強,人機界面友好,操作智能化,
2.軟件可在不同操作系統下運行。
3.監控室中儀器(計算機系統、主機系統),可適應溫度為-10℃~40℃。要求室內保持清潔、干燥以及電壓穩定(220±20V)。
4.場地樁桿、吊架、紅外線裝置等均采用防風、防水、防凍、耐高溫等措施,能適應我國各地的高溫、高寒天氣情況(-35℃~60℃)。
5.紅外發射、接受設備可全天候工作,不受任何惡劣天氣(大霧、風沙)的影響。
6.考車信號監控系統芯片及傳感器均采用進口元器件,溫度系數可達到-40℃~70℃。論文參考網。
7.建立遠程網絡數據庫,與公安部聯網,實現異地查詢考生檔案,信息共享。
三、系統應用前景
所設計的新型計算機駕駛員樁考系統在軟件、硬件方面都將采用當今最先進和主流的技術及進口傳感器件,使軟件功能更強大,速度更快,圖像可實時跟蹤考車行車軌跡,運用無線傳輸自動判斷考車熄火,遠紅外幕墻檢測考車碰線、出庫,計算機自動判斷并語音提示,徹底排除了人為因素。場地硬件部分可靈活組合成單庫、雙庫(大庫套小庫),節約場地,可適合不同用戶的需要。同時,該系統技術先進,主控計算機可以實現高速圖象跟蹤、自動變庫,完全符合公安部的考試要求,因此將會有很強的市場競爭力。
目前市場上正在使用的樁考系統基本上都處于更新換代的時期,而隨著經濟的不斷發展和人民生活水平的提高,買車、學車的人越來越多,新的駕校及駕駛員培訓基地不斷建立,新型的計算機駕駛員樁考系統的研制成功必將會有先入為主的優勢和廣闊的市場空間。
參考文獻:
[1]黃愛民,陳萬里. 機動車輛自動識別系統[J]國防科技大學學報, 1998,(05) .
[2]王未央,黃皎,梁長河,范新南. 基于實時數據采集的駕駛樁考系統的實現[J]計算機應用, 2000,(11) .
[3]劉曉冬,蘇光大,周全,田超. 一種可視化智能戶外監控系統[J]中國圖象圖形學報, 2000,(12) .
[4]公安部公開征求對《中華人民共和國機動車駕駛證登記辦法》《中華人民共和國機動車駕駛員考試辦法》(征求意見稿)的意見[J].道路交通管理, 2003,(01)
[5] 孫步戰. 駕駛培訓綜合庫教學操作要領依據的研究[J].教育與職業, 2006,(32)
氣象數據的獲得非常重要,因為氣象與人們的生活密切相關,同時也直接影響著鐵路、航空、農業、工業、等各個行業的發展。如今,在國內主要根據人工觀察收集氣象資料不能滿足無縫預報服務的要求由于觀察衰老緩慢,密度小。在這種人的生存是一個主要的問題的條件下是不現實的建立載人氣象站,這些區域是戈壁、沙漠、天山、沼澤和其他偏遠地區。自動氣象站是根據需要直接或通過制定站觀測數據轉換成代碼的一種形式通過儀器自動觀測和發送或記錄觀測數據,在當前無線電通信技術迅猛發展的形勢下,有線傳輸因其發展時間長,技術相對成熟而成為相對更為廣泛的鋪設方式。當然,無線傳輸憑借著其獨特的優勢,在通信傳輸領域也迅速的形成了自己的一席之地。有線電視傳輸網絡有以下缺點,布線成本高,施工困難和不利的維護和機會是有限,特別是在偏遠地區人煙稀少的缺陷是更重要的。
1 國內外研究現狀及發展趨勢
當前,國內主要的氣象站組成方式大多相同,由傳感設備、變換裝置、電源組成,結合數據處理功能,資料發送單元等,共同構成一個有機的整體,進行無人化信息接收和整合。通過電子設備或計算機控制,自動進行氣象觀測和資料收集傳輸的氣象站。利用計算機裝置或電子裝備對其自動進行氣象資料收集整理和氣象觀測。如今國內外有很多制造商自動站、它們傳輸通過計算機,并且使用衛星通訊有線或無線傳輸方式在傳輸的過程中它們使用計算機,衛星通訊或是一些無線傳輸方式。有些地區通過無線傳輸方式來研究工業控制計算,目的是:解決自動站數據的不便直接到工業控制計算機,運用有線或無線方式引入到遠程計算機。來解決數據在傳輸過程中的不方便直接運用到工業控制計算機,通過無線或是有線方式引入到遠程計算機。在10年期間,自動氣象站不斷壯大,并應用在很多方面,它取決于許多因素,其中技術因素,它發揮著顯赫的的作用,包括微型計算機、通信、傳感器等技術的發展和應用,在各行各業都可以看到自動氣象站的身影,其中它的技術因素發揮著重要的作用,該其包括傳感裝置,通訊工具,微型計算機等發展和應用。提供了良好的技術基礎在改善性能的自動氣象站技術的方面,特別是微處理器和通信技術,簡化了數據傳輸的日益成熟并且降低了成本,提高了效率和準確的數據準確,高效的傳輸同時,實現自動氣象站的功能。
2 GPRS的數據傳輸的特點及基本構架
2.1 GPRS的數據傳輸特點
GPRS是歐洲通信標準協會定義的一種能夠在GSM網絡上提供真正的無線分組服務的方法,是第二代移動通信技術GSM向第三代移動通信(3G)的過渡技術。
GPRS網絡解決了GSM網絡低匯率、電路故障和窮人的資源利用率,充分利用現有的GSM網絡資源,來提高傳輸速率。GSM網絡數據傳輸速率低于9.6KBI/S,最大的GPRS網絡理論可以提供171.2Kb的傳輸速度。GPRS網絡訪問時間是短暫的同時,能提供及時快速的連接,可以提高工作的效率。GPRS網絡與四個不同的Qos的不同的服務有不同的優先級和可靠性標準和數據速率,延遲,可以選擇根據實際靈活的服務質量參數為用戶提供服務,所以最好能支持頻繁爆發,少量的數據服務。用戶可以隨機和移動你的網絡點,實現無處不在的通信。
GPRS采用分組交換技術,高效傳渝高速或低速數據和信令,優化了對網絡資源和無線資源的利用。定義新的GPRS無線信道,并且分配方式十分靈活。
2.2 系統的構成與結構設計
氣象自動站采用的網絡結構是星型結構,每個站點的資料直接傳輸到中心站服務器,服務器既接公網,又接氣象局內部網絡。每個補丁通過無線網絡連接到數據中心服務器或車站計算機,站通過氣象局計算機內部網絡連接到數據中心服務器。自動氣象站網絡設備結構圖,每個環節通過數據連接或通過氣象局計算機內部連接數據如圖1數據中心服務器(省級)。
(1)小站數據直接通過網絡數據傳輸到數據中心服務器小站數據可以由網絡數據直接到數據中心服務器進行處理,其次還可以通過網絡到當地的信息管理再通過有線或是無線傳輸到數據的中心服務器。
(2)GPRS氣象數據傳輸流程。這個系統的設計氣象數據采集、氣象儀器測量的氣象數據,該系統設計的目的是:氣象數據的收集和整理以及通過氣象儀器來收集氣象數據收集器和氣象傳感器傳遞信號,電源提供的太陽能收集器,因此解決遠程供電問題,無人區域。具體情況如圖2所示。
氣象數據的系統是第一個收集的氣象傳感器脈沖或電壓和電流信號。定量收集器在模擬數據采樣和轉換成數字或字符信號。停止接收系統將字符和數字,生成文檔,軟件顯示氣象信息的查詢。氣象信息采集完成氣象傳感器、數據傳輸過程圖如圖3所示。
3 結束語
伴隨著極速發展的無線通信技術,它運用在生活各個方面。根據使用無線通信技術的新穎優點和自動氣象站的發展,提出沒有義務自動氣象站的偏遠地區。這個想法可以應用于很多行業。論文的基本目的是建立自動氣象站系統。主題通過分析在結構設計、硬件設計、通信協議的軟件設計方面的研究,產品研究,收集一些重要的信息,來實現無人區域的氣象的收集和傳輸,來提供準確的天氣信息。解決在無人看守氣象收集數據傳輸中遇到的各種棘手的問題,來提供一個較好的解決方案,對準確預測,報告天氣提供一些有用的幫助。該論文從初步研究主題到整體設計,每個函數的具體實現和調試經歷了艱苦努力,希望對氣象信息的收集,整理,預測提供有意義的建議。
參考文獻
[1]劉迎春,葉湘著.傳感器原理與設計[M].長沙:國防科技大學出版社,1991.
[2]王云章編著.電阻應變式傳感器的應用技術[M].北京:中國計量出版社,1991.5.
[3]陳德池編著.傳感器及其應用[M].北京:中國鐵道出版社,1993.11.
[4]李金將著.無線通信與網絡[M].電子工業出版社,2004.
[5]周金萍,唐伶俐.無線通信技術[M].北京:科學出版社,2004.
作者簡介