时间：2022-10-16 19:21:55
导语：在无线传输技术论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
目前，适用于短距离的无线通信技术大致有蓝牙技术、ZigBee技术及Wifi技术。相比较而立，ZigBee技术以其功耗低、结构简单、性价比高、扩展简便及安全可靠等优点成为构建WSN的最佳选择。本设计采用ZigBee技术，以Ad-Hoc方式构成的无线网络，整个网络采用簇-树状拓扑结构。每一个结点采用CC2530芯片作为微处理器。CC2530的引脚端口与传感器相连，形成数据采集的终端。
2数据采集系统总体架构设计
配电网数据采集系统主要包括三个基本模块：底层数据采集模块、数据传输模块和数据存储管理模块，具体结构如图3所示。底层数据采集模块由CC2530所带的电流、电压、温度、湿度、红外、振动等传感器组成，这些传感器所采集的数据经CC2530中的8051单片机简单处理后传至数据传输模块。数据传输模块由ZigBee路由器结点组成，这一部分也由CC2530芯片担当。这些路由器结点组成树状网络，形成数据上传至汇总结点的通道。数据存储与管理模块由ZigBee协调器与PC机组成，Zig-Bee协调器由CC2530担当，与PC机用USB线进行连接，串口进行数据通信。PC机接收数据后对数据进行进一步的存储与处理。PC上安装有网卡，形成与Internet网的连接端口，从而满足远程监控的需要。
3数据采集模块随机干扰的滤波设计
在无线传感网进行数据采集的过程中，测量通道中串入随机干扰是不可避免的。随机干扰的出现会引起测量误差，对远程的监控不利。因此，采取某种手段对采集数据进行滤波是保证采集数据准确性的前提。常用的数字滤波算法有算术平均滤波、加权平均滤波、中位值滤波、限值滤波等方法，本设计采用基于中位值滤波方法的中位值平均滤波方法。通常中位值滤波是对采集信号进行排序，取位于中间的数据作为一次的采样数据。这种方法对高频干扰和低频干扰都有一定的滤除效果，但是对于某些变化快速的采集数据，如电流、电压、振动等，不宜采用中位置滤波。中位值平均滤波方法是在中位值排序的基础上，将最大和最小的数据去掉，然后将剩余的数据进行平均，最终将平均值作为一次采样数据。因此无论对于缓慢变化的信号，还是对快速变化的信号，都能取得良好的滤波效果。
4总结
[论文摘要]蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划，不需要透过实质线路，在一定的距离范围内，可以传输可观的资料量，当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达，而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机，只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输，眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输。
一、前言
越来越多数字电子产品借着新科技提升本身的性能和实力。以目前发展的趋势来看，未来消费性电子产品将有两个重要的发展指标，一是使用蓝牙技术这类开放技术，以无线，局域网络，可携带式设备成为网络体的延伸。另一项则是内存规格的统一，加密以及轻量化应用。
无论您喜不喜欢，“蓝牙计划”这个名词几乎已到了无孔不入的境界，不论是商业财经台还是一般大众电视台，都不只一次以上报导这个计划的进展与新闻，话虽如此，但却很少人了解此计划的原意与来龙去脉，只知道有这样一个计划正如火如荼地进行，且声势浩大、似乎充满无限希望。可预见的，未来与蓝牙计划相关的新闻只会更多，因为计划正一步步实现中。
蓝牙(Bluetooth) 简单讲就是一种电信、计算机的无线传输技术。单从字面上很难了解蓝牙是个怎么样的技术，他不像“GSM”一样可以望文生义。简单的说蓝牙是一种无线网络与消费性电子产品之通讯技术，透过无线传输和基频模块构成，其快速响应和跳频系统的特性使无线传输更佳稳定。可以应用在各种电子产品如：笔记型计算机、行动电话、数字相机和其它相类似电子产品等。
二、蓝牙的缘起
蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划，不需要透过实质线路，在一定的距离范围内，可以传输可观的资料量，当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达，而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机，只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输，眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输，包括PDA、笔记型计算机、车用装置等等。蓝牙计划的发起，主要是1998年5月，由Ericsson（爱立信，瑞典）、Intel（英特尔，美国）、NOKIA（诺基亚，芬兰）、IBM（国际商务机器，美国）、TOSHIBA（东芝，日本）等五家公司，共同组织一个“特别参与组织（SIG，Special Interest Grou）”称为Bluetooth SIG，以此组织来制定一套短距离的无线传送、接收的技术规格。
三、浅谈蓝牙技术
蓝牙计划虽是1998年开始，但是蓝牙的技术根基却来自1997年制订完成的无线局域网络通讯协议：IEEE-802.11。
蓝牙基本上也是运用射频（RF）方式进行无线通讯，至于使用的频带范围，则是使用2.45GHz，这个无线电频带是全世界共同开放、不受法令限制的频带，举凡工业、科学、医疗（ISM，Industrial/Scientific/Medical）、甚至微波炉等都是使用2.45GHz的频带。
由于这个频带被广泛使用了，那么使用此频带进行通讯，绝对是很容易收到干扰的，因此蓝牙规格被设计成可跳频通讯，能够在一秒钟内进行1，600次的跳频动作，此这样的动作避免其它通讯的干扰。由于每秒1，600次的快速跳频，这也使得蓝牙无线收发的数据封包不能太长，否则不能满足如此频繁的跳频次数，所以蓝牙短封包、快速跳频的特性，也使其无线传输能抗干扰、更稳定通信。
蓝牙规格已经正式公布v1.0版，规格方面算是踏出成熟的第一步，接下来就是商品化、投入实际制造的阶段。而要让蓝牙迅速普及，就是在既有的用途装置上，追加设计蓝牙功能即可，以节省开发时间与成本，为此蓝牙射频模块就成为非常重要的一项零组件。
蓝牙射频模块一方面要够便宜，才可能快速普及，另一方面也要够小巧，才能适用于所有的需求装置上，目前专家推估射频模块的成本必须低于5美元才能普及，而各家公司也正加紧将射频模块设计地更精小、更便宜中。
四、蓝牙技术的应用
蓝牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的无线通讯能力，因此蓝牙技术可以舒缓若干问题，例如可以直接利用蓝牙的高速数据传输率来传输语音，等于是把蓝牙通讯当成无线电话的功能。
另外对于小公司、小环境等，也可以省去布设实质线路的成本，以及后续线路维护的困扰。还有蓝牙可以指定隔绝与通行的通信功能，也等于可以建立无线的LAN环境、小族群通讯环境。
五、蓝牙技术的展望
（一）蓝牙收发话器对健康的好处。由于手机有高功率的电磁波，据报导证实电磁波会对人体造成伤害，所以有了蓝牙，你将可以把一个小小的蓝牙附件装在你的大哥大， 然后把收发话器戴在你的耳朵(由于蓝牙应用的是低功率，所以不会对人体有任何伤害)。准备好了以后，你就把你的大哥大放在口袋里讲电话，不必把电话紧贴的脸，甚至按下收发话器上的按钮就可以直接接听来电。
（二）比一般传统式红外线传输更快，且不用对准两个传输端口成一直线。蓝牙科技在传输方面的好处就是，它能够允许两个装置，在不排成一直线的状态下，还能够以无线的方式传送数据。不像红外线传输最大的缺点是， 你必须对准两个传输端口成一直线才有办法传送数据。蓝牙传输甚至无视于墙壁、口袋、或公文包的存在而可以顺利进行。蓝牙的数据传输速度比红外线传输还要快，每秒钟高达1MB。
转贴于
（三）手表可自动对时间，无线下载Mp3。只要将来手表有内建蓝牙且有Mp3拨放功能，这样一来将可自动设定为标准时间，且可很方便的随时从计算机传输歌曲。
（四）其它还有很多很多，只要现在是要接线的，都有可能会被蓝牙所应用。蓝牙技术一旦普及，相信对通讯方式、产品设计、生活方式等都会有巨幅的冲击，甚至很难想象冲击的程度。不过就现阶段而言，蓝牙可能带来的便利却是可以想象的，各位可以想象家里安装一个蓝牙收发基地台，家中的计算机、电话、传真机都不用实际接线，就可以互通或连外。在公司内外务人员赶时间，只要在蓝牙收发范围内都可以传送数据，例如咖啡厅、车站等都可以。此外仓库的盘点盘查，只要带个PDA，仓库内设有蓝牙基地台，马上可以跟全省各地的仓库进行盘点加总，当然，蓝牙基地台后面有接往Internet，或是以公司专线，或VPN方式连接。另外数字相机拍完的相片，只要接近笔记型计算机就可以回传，省去记忆卡的插拔，既有计算机外设装置也都可以无线化，无线打印机、无线键盘、鼠标、摇杆。还有家中、公司都设有蓝牙基地台，则一支具有蓝牙功能的手机，在家就可以跟居家无线电话一样使用，而且是付居家电话费，在公司则变成自己的办公分机，公司替您付电话费，而在外出时就跟一般行动手机一样使用，这样真正落实一人一机终生用的理想，这种方式也被人称为三合一电话，即是居家、办公、行动电话三者合一。
六、结束语
蓝牙技术一定会飞速发展，但仍然有一些应用的细节问题需要解决，如相邻设备之间为防止信息误传和被截取，必须要用户提前设置对应频段等，严重影响蓝牙技术产品面市的速度。但相信随着一个不断完善的发展过程，蓝牙技术会为我们的未来家居和办公带来不仅仅是方便一点的革命。
参考文献
[1]Nathan J.Muller Bluetooth Demystified（影印本）.人民邮电出版社。
[2]金纯，许光辰，孙睿. 蓝牙技术. 电子工业出版社。
【关键词】无线网；通信系统；传输技术
1引言
近些年，我国的数据业务和视频业务等通信业务有了很大的提升，人们的生活和生产中信息数据的传递的需求也不断的提高。所以，必须加强通信工程的建设，并对传输技术在通信工程中的应用进行分析，从而为人们的生活和生产提供良好的通信服务。在通信工程中，传输技术占据着非常重要的地位，随着通信工程的普及和移动信息设备的不断发展，网络传输技术是一个必须要解决的问题，需要通过对传输技术在通信工程中的应用进行分析，找出传输技术未来的发展方向。
2分析无线通信技术
在当前社会中，无线通信技术是一种能为个人手持设备（如PDA、手机）、电脑等终端提供无线接入网络的方式，应用无线传输网络信号的方法使终端设备与网络互相连接，为用户提供方便的无线通信服务。在无线通信技术中，不仅可以帮助用户访问网络中的电子邮件、提供Web以及流式媒体的网络信号，还能为用户提供基于无线访问宽带互联网的支持，使人们更便捷地上网浏览消息，发挥积极的应用价值。
3无线通信系统中应用传输技术的特点
3.1传输产品体积较小
现阶段，随着信息化技术的发展和科技的进步，传输的产品的体积正在不断地缩小，例如，通信工程延伸出来的一些产品的体积在不断地缩小，在体积缩小的同时，传输产品的灵活性逐渐有了提高，传输产品体积的缩小减小了产品占据的空间，为人们在使用传输产品的同时带来了很大的便利，也降低了生产传输产品的成本。而且体积小的传输产品还具有较高的性价比，传输产品通过点和点之间的传输，给通信工程的发展创造了便利的条件。
3.2传输设备呈现一体化
通过对传输产品的传输效率和速度进行分析，传输设备的一体化进程可以为监管提供非常有效的便捷条件。在一体化的传输设备中，相关管理工作人员能使用一些备用设备对信号进行传输，这样可以有效地提高传输产品的便捷性。利用SDH技术将接口板卡和传输产品进行结合，能提高传输设备的传输信息的效率，特别是使用分插技术时，不仅可以对传输产品中的电路进行灵活性的分配，而且对整体局域网的建设也有很大的帮助。
3.3传输设备具有多样化功能
由于传输信息的产品的体积非常小，在体积小这个基础上，一台传输产品设备上聚集了很多独立的设备具有的功能[1]，很大程度地减少了这些独立设备对光纤的占有数量和规模，从而提高了传输信息的线路的使用效率。传输产品多样化的功能让传输技术的质量和价值都有高效的体现，同时也为传输产品的用户提供了一个非常便利的应用。
4无线通信系统中关键传输技术的种类
4.1MIMO技术
MIMO技术主要是利用多个天线实现多发和多收的目的，天线数量越多，信道的容量也就越大，通过技术的应用可以使信道的传输的可靠性大大提高，并且使信道的容量也得到进一步的提升，有效降低误码率。目前，MIMO的相关理论已不断成熟，国内外很多机构都专门建设了研究MIMO技术的实验平台，例如，在我国的东南大学和北京邮电大学就有专门的实验室。我国对这种技术的研究也是源于20世纪末，截至2007年，我国自主MIMO技术的项目就有30多个，国家在启动863计划后，先后有十几家高校和企业参与到了这个计划中。
4.2OFDM技术
OFDM技术可以有效地克服信道频率的选择性衰落，其实是一种多载波调制。这个技术的使用原则是把信道分成多个正交子信道，然后再把高速数据转换为并行的低速字数据流，再分别调制到子信道上进行传输。众所周知，子信道上的信号贷款必然小于信道的相关带宽，所以可以把每一个子信道都看成是一个平淡的衰落信道，在OFDM技术的实际应中，其本质是和交织、纠错编码结合在一起[2]。
4.3自适应传输技术
自适应传输技术可以根据不同的环境、业务需求等对传输的模式、功率和带宽等进行有效地改变，这样不但保证了传输的质量，而且也提高了对信道的使用效率。自适应传输系统的模型图如图1所示。
5传输技术在通信工程中的应用探究
5.1长途干线网中对传输技术的应用
在长途干线网的早期使用的是SDH，即同步数字系统。随着经济的发展和人们生活水平的提高，传输技术使用的用户逐渐增加，由于SDH在进行长途信息的传输过程中，+MSC的间距相比较来说都比较大，所以在长途干线网中使用同步数字体系的成本比较高，而且不仅成本较高，使用同步数字体系的传输产品的各个方面都有很高的要求。为了解决上述的传输问题，技术人员往往会将WDM系统和SDH系统进行结合，这种二者结合的方式不仅没有对传输产品的硬件进行改变，而且还增加了传输设备的容量。通过ASON系统和DWDM系统之间进行组合的方式，能把二者的优势有效地发挥出来，而且还能有效地提高整体网络的功能。由于ASON系统有单节交叉等方面的特点，所以使用ASON系统不仅能增加容量，还能增加灵活性。
5.2本地骨干网中对传输技术的应用
通过对本地骨干网的研究分析，我们可以看出目前传输技术在本地骨干网中的应用主要表现在：通过智能网络技术和同步数字系统等一些先进的传输技术在本地骨干网中的应用，很大程度地推动了我国计算机网络技术的发展[2]，促进了我国通信工程中资源的高效使用。因为本地骨干网的容量较小，因此，在进行信息传输时只能传输一些容量较小的信息，这是本地骨干网最大的缺点。在本地骨干网中，传输技术有非常明显的优势，即不仅具有很好的性价比，而且传输信号的效果也非常好。所以在进行短距离的信号传输时，传输技术的应用比较广泛。
5.3无线传输中传输技术的作用
无线传输在传输信号时采用的是电磁波形式。在传输信号的方法中，无线传输的成本是最低的，并且无线传输的运行过程也相对比较稳定。把无线传输技术和监控技术结合在一起，可以形成一种无线监控系统，无线监控系统能实现不同地区的信号之间的传输和监控的工作。同时，利用无线监控系统还能建立起便捷的视频数据库。因此，无线传输技术不仅能提高传输技术的扩展性，还具有十分高效的扩展性。
6应用效益分析
基于传输技术优化设计无线通信终端系统，确保设计的无线通信终端是应用无线通信技术实现的，不仅能确保设计好的终端设备为一些便携式电子产品提供无线接入的功能，也可以满足人们随时随地上网的需求，使设计好的无线通信终端能够拥有更多的用户群。基于传输技术优化设计无线通信终端，可以有效地扩大无线通信的网络覆盖范围，并且可以实现对整个城市的信号覆盖。同样，基于传输技术设计无线通信终端，也可以在手持终端以及增值业务中大量应用该技术，以发挥其积极的影响以及社会应用效益。
7结语
总而言之，通过对传输技术和通信工程进行全面的研究和分析，可以发现传输技术在通信工程中的发展会逐渐走向多样性和多元化的道路。当传输技术出现多元化的发展时，会提高通信工程中一些相关传输设备的使用性能和效率。同时多样性的传输技术能让通信工程中的信号传输和网络的连接变得更加便捷和稳定，从而实现通信工程的有效、可靠和稳定的运行。在通信工程中传输设备体积比较小的基础上[3]，逐渐把很多独立设备具有的功能进行了集中，这样不仅能提高传输线路的使用效率，还减少了传输信号的成本，同时传输技术多样化的发展趋势，也对传输设备的功能进行了增加，从而提高了传输设备相关业务的能力。
【参考文献】
【1】周宸宇,刘佳权,杜昊霖.无线协同中继通信系统的传输技术分析[J].通讯世界,2016(8):83.
【2】陈博杰.认知无线通信系统中的传输技术研究与实现[D].西安:西安电子科技大学,2014.
关键词 嵌入式系统;局域网;无线传输
中图分类号TP393 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)31-0245-02
0 引言
目前,嵌入式系统的各种成熟的产品都已经广泛应用于家电、通信、工业控制等领域。目前,应用最为广泛的领域诸如信息电器、移动计算设备、网络设备、工控、仿真、医疗仪器等。此外,随着Internet用户的不断增多,嵌入式系统今后的发展无疑要面向系统化、网络化。随着数字化通信,数字化家电和控制领域等巨大需求的牵引下,嵌入式系统的发展如火如荼,伴随着集成程度的不断提高,嵌入式系统已愈加趋于智能化,开发嵌入式智能系统必然是未来嵌入式系统发展的方向。
本论文主要针对目前研究广泛的局域网无线数据传输系统,利用嵌入式技术进行系统开发设计,以期实现无线局域网数据的传输,并以此和广大同行分享。
1 局域网无线传输嵌入式系统硬件设计
1.1 系统结构设计
该系统为一个时分信道的局域无线通信系统,由若干终端(公共信息终端机)和一个中心站(公共信息服务器)组成。每个终端只与中心站进行点与点通信。
中心服务器可以采用性能较高的32位CPU/MPU,可以使用键盘输入和LCD接口;有丰富的I/O资源,比如USB,Ethernet接口。用户可以通过TCP/IP和别的主机或Internet联网。中心服务器具备较大的信道容量,并且有良好的扩充性。中心服务器的发射功率,灵敏度,通信速率与无线收发模块有关。用户终端采用智能电源管理技术,具备较低的功耗和较小的体积。系统的框图如图1所示。
图1系统的硬件结构框图
在本系统实际应用中,无线终端对处理速度有严格的需求,仅靠单DSP系统已经不能适应超大运算量的要求,尤其是在运算量大,处理复杂,数据吞吐量也很大的情况,必须采用实时性强、精度高和具备高数据吞吐量连接网络的大规模并行处理系统。在本系统中采用DSP并行处理系统来实现。它是一种可重构的、可扩展的通用系统,一方面,可以通过灵活的软件编程来适应处理问题的变化和算法的发展;另一方面, 可以通过简单的硬件扩展来适应处理规模的变化。
1.2 并行DSP处理系统架构设计
目前的嵌入式系统开发,许多并行处理系统采用共享总线来实现一种共享存储器通信机制。这种共享存储器通信机制虽然仍被用来实现处理器间的数据传输,但是却已经慢慢显露出它的不足。只要系统中处理器的数目不是太多,整个系统的数据吞吐量不会受到太大的影响。然而,今天的大多数处理器(如SHARC)都是单周期机制,即对存储器的存取都发生在一个时钟周期,这样,处理器都连接到一个共享存储器的系统中,势必存在着总线竞争问题,存储器的数据吞吐量受到很大的影响。
为了解决上述问题,在本论文中,通过一种称为“初级/次级”总线网络的思想可以缓解这种总线竞争。在该系统中,先由一个背板总线作为初级总线体系,DMA控制器及FIFO构成的桥接电路使初级总线和次级总线彼此分离,每个次级总线都与系统中的一部分DSP处理器及存储器相连,这部分DSP之间通过次级总线形成相邻的模式,彼此通信只需要通过次级总线,不用影响初级总线和其他次级总线,从而缓解了对共享总线的竞争。在该并行处理系统中,位于初级总线上的某个处理器发起一次数据传输操作,这里假定初级总线和次级总线的数据吞吐量是不同的,桥接电路起到了数据缓冲的作用。
2 嵌入式系统软件的设计
由于该局域网无线数据传输系统采用uClinux 操作系统管理系统的资源,相对于传统的单片机,更类似一台微型计算机系统,具有更强的性能和不同于传统单片机的软件设计方法,其软件结构包括加载程序、uClinux内核、系统调用接口和应用程序。
加载程序负责在加电后对微处理器进行必要的硬件设置,初始化内存,并把uClinux 内核映像从Flash 中复制到内存,把控制权交给内核,使内核运行,最终使应用程序运行。uClinux内核作为应用程序控制系统硬件的接口,提供应用程序对硬件的间接访问,在具体设计中,对微处理器中内置A/D 转换器的操作、对键盘的操作以及对LCD的操作由在uClinux下编写的设备驱动程序完成,这些驱动被编译进uClinux 的内核。
基于μClinux应用系统工作时,首先对CPU初始化,接着进行操作系统初始化,主要任务控制块初始化(TCB),TCB优先级表初始化;空任务的创建;新任务创建,并可在新创建的任务中在创建其他的新任务,最后调用OSSTART()函数启动多任务调度。
3 结论
本文对嵌入式系统的设计与开发进行了初步的探索,设计了一种运用DSP和嵌入式实时操作系统中移植的方法来实现的局域无线数据传输系统,该系统可以应用在电力监控、电力抄表、导盲、气象监测、工业控制、金融无线交易系统、交通图像实时监控系统、煤矿安全系统等诸多领域,具有较强的实用价值,因而是值得推广的,同时这些研究也为后续的研究工作打下了必要的基础。
参考文献
[1]唐伟,张建波,范文宾.基于GPRS技术的远程抄表系统设计[J].电力系统通信,2004(11):38-40.
关键词：数据采集，J2ME，TC65，GPRS
0引言
无线数据采集目前广泛应用在电力自动抄表、水文气象监测、工业数据采集、交通、安防等领域的应用越来越广泛，传统的无线数据采集终端多采用GSM网络收发短信来实现数据无线传输，随着GPRS网络的发展，基于GPRS网络的数据传输终端也开始得到大量应用。
为此本文设计了基于TC65的GPRS远程无线数据采集终端，采用 ATmega128单片机来采集数据，Siemens公司的TC65 GPRS无线通信模块来实现数据远程传输。
1GPRS和J2ME概述
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称，是通过在现有GSM系统硬件的基础上增加了SGSN（GPRS服务支持结点），GGSN（GPRS网关支持结点），PCU（分组控制单元）三个主要的组件，通过软件升级来实现。它采用了分组交换的传输模式，用户只有在发送或接收数据期间才独占无线信道，从而大大提高了资源的利用率。GPRS网络传输速率高，可以提供115Kbit/s的传输速率，GSM只有9.6kbit/s。由于GPRS网络，只有在发送或接收数据时才占用信道，可以按流量或包月等方式来收取，大大降低了数据传输的成本。GPRS支持因特网上应用最广泛的IP协议和X.25协议，能提供Internet和其它分组网络的全球性无线接入，方便用户组网需要。
J2ME（Java 2 Platform，Micro Edition），又称为Java微型版，是Sun公司专门为满足移动终端设备而设计的。Java技术具有开放性、安全性和跨平台性的优点，不同设备厂商的设备可以更好兼容。
在工业控制中利用J2ME技术，不但可以实现嵌入式环境中基于服务级的互操作，而且可以使系统灵活可靠，降低开发难度，与传统的开发手段相比：
1）有利于节省开发成本。
2）易于开发维护，可以根据需要及时对终端的软件系统进行远程升级维护。
3）代码重用，通过Java虚拟机可以产生一种结构中立的目标文件，可以在多种设备上运行，实现了“一次编程，到处可用” 。论文参考网。
2数据终端硬件设计
2.1系统的整体构成
2.2数据采集终端设计
数据采集主要通过单片机来实现。单片机选用ATmega128。ATMEGA128是AVR8位RISC系列微控制器，工作频率最快可达到16MHZ，有两个USART口，53个通用I/O口，128K的内置FLASH存储器，在设计上采用低功耗的CMOS技术，并在软件上有效地支持C高级语言，能够作为嵌入式操作系统的嵌入式处理器。
数据通过RS485总线，经过RS485/232转换，将数据传送至单片机ATMEGA128，ATMEGA128再将数据通过RS232串口0传送到无线通信模块，由无线通信模块进行打包处理后，通过GPRS网络进行数据传输。
2.3数据传输终端设计
数据传输通过TC65模块实现。TC65模块是Siemens公司设计的一款基于GSM/GPRS引擎的无线通信模块，主要工作于900MHZ和1800MHZ两种频率。带有十个通用接口，两个串口以及语音模块，为用户提供了1.7MBFlash和400KBRAM，内置JAVA虚拟机和TCP/IP协议栈，通过J2ME平台进行软件设计，通过TCP/IP协议传输采集数据，可通过OTA（OverTheAir）进行远程软件升级。
电源电路图如图2所示：
TC65模块工作的电压范围是+3.2—4.5V，在数据通信的过程中它还会产生2A的峰值电流,会产生0.35的电压损失,所以电源电压一般选用典型值3.8V。LM2596 开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出3A 的驱动电流，输出电压
==3.8V
TC65的基带处理器集成了符合ISO8716 IC卡标准的SIM接口，可以通过板到板连接器连到外部SIM卡座，其硬件连接电路图如图3所示：
TC65作为一个DCE使用，ASC0为8线串行接口，是TC65模块AT指令控制接口，同时也是Java程序下载接口。在Java运行模式下ASC0作为RS-232接口可进行程序调试。系统采用了MAX3237E芯片来实现电平的转换。
3数据采集终端软件设计
数据采集终端软件设计主要从两个方面来考虑：仪表数据采集和数据通过突出TC65GPRS远程无线网路发送到监控中心。
3.1数据采集终端软件设计
ATmega128串口USART1负责采集数据，并将数据进行打包，通过串口USART0传输到TC65数据传输模块。
开始采集数据时，通过TC65发送指令，ATmega128根据接收到的指令将数据发送到TC65,然后通GPRS网络发送到远程监控中心。论文参考网。程序部分代码如下：
void ringrx()
{
unsigned char tr; unsigned char i;
for(i=0;i<16;i++)
{
if(rx_counter0>1)
{
if(getchar()=='T')
{
if(getchar()=='I')
{
tr=PINA; tr&=0x07;
printf('ATE0 '); printf('ATH ');
printf('AT+CMGR=1 ');
readdata();
…
}; };
};
};
}
3．2 TC65数据传输终端软件设计
TC65数据传输终端将数据通过GPRS网络传送到服务器，服务器端通过Internet访问远程采集到的数据。在小批量数据采集应用，例如无线监控系统中，可以将数据传送到个人手机，实现实时监控。此时手机可以直接发送短信控制TC65无线模块。论文参考网。因此TC65数据传输终端软件设计充分利用JAVA多线程的特点，根据终端功能设计要求及软件程序设计需要，程序包括以下几个线程:短信息处理线程、数据采集线程、GPRS通信线程。
TC65数据传输终端主程序流程图如图4所示：
短信息处理程序负责实现对TC65远程控制；数据采集线程负责将ATmega128采集的数据存储到TC65指定缓冲区；GPRS通信线程负责将缓冲区数据发送到监控中心服务器，主要包括GPRS网络连接和收发数据。
TC65无线通信模块在进行数据通信的时候要遵循TCP/IP协议，IP层和网络接入层是通过PPP协议来实现。GPRS通信线程流程图如图5所示：
TC65数据传输终端通过PPP协议实现GPRS网络连接，可以一直在线，连接成功获取IP地址后就可以和服务器端通过HTTPS实现数据通信。
4结束语
本文提出了基于TC65的GPRS远程无线数据数据传输终端设计。结合了J2ME和GPRS网络的特点，系统适用性强，而且运营成本也比较低，适合我国的基本国情，将在远程无线通信领域得到大量应用。
参考文献
[1] 毛诗柱．基于J2ME的GPRS远程无线自动抄表的研究 [D]．广州：广东工业大学，2007．
[2]张小玮．J2ME无线平台应用开发[M]．北京：清华大学出版社,2004．
[3]TC65 Cellular Engine Hardware InterfaceDescription. Siemens Corporation.2005．
[4]徐敏．GSM/GPRS无线数据通信终端技术的研究与实现[D]．上海：华东师范大学，2004．
[5]AT Command set for TC65. Siemens Corporation.2005.
[6] TC65 HardwareInterface Description, Version 02.000.siemens 2006
【关键词】无线传输 温湿度远程监控 系统设计
我国是农业大国，粮食的生产是促进我国经济正常发展的根本所在，其不仅属于经济问题的范畴，同时也属于政治问题。在国家中为了保证粮食存放的安全性，其库存数量要能够满足国家全年使用数量的75%，在我国由于人口众多，因此粮食的库存量相当庞大。在粮食的储存过程中为了减少其产生霉变，就需要对于进行监测。在对粮仓的监测过程中温度和湿度是重要的内容，因此设计出远程检测系统有着十分重要的意义。随着计算机技术应用范围的逐渐扩大，在粮仓的远程监测中使用无线传输技术有着十分重要的现实意义。使用传感器对粮仓中温度值和湿度值进行监测，之后使用驱动电机实现仓库的自动通风。在远程监控系统中使用ZigBee技术进行无线传输能够实现信号的快速传输，有效地解决了监控系统中存在的布线复杂和扩展能力较差的问题，实现粮仓温湿度的实时监控。
一、系统结构设计
（一）系统整体结构
在粮仓温湿度远程检测系统的设计中主要包括：温度和湿度传感器，ZigBee终端节点和协调器、远程服务器和主机等各部分，其中传感器和监测点中的ZigBee终端进行有效连接，之后和协调器之间进行通信连接，在这一过程中，协调器和上机位之间进行连接，上机位为服务器提供相应的服务，例如能够对数据的采集和传输进行有效控制，并未终端中的数据查询提供数据显示，在系统的末端为远程主机。
（二）系统硬件设计
在系统中包括终端节点、协调器和服务器三个部分。其中，终端节点包括：射频模块、供电系统和调试装置以及温湿度传感器。终端节点主要对监测到的粮仓内的温度和湿度进行有效提取，并按照一定的传输原则将数据通过传输协议传输到协调器中。协调器是由射频模块、供电系统和调试装置组成，协调器主要是对串口发送的命令进行准确接收，之后在网络中采用广播的形式发送数据，最后又服务器接收到温度和湿度的相关数据。
（三）系统软件设计
在ZigBee系统软件的设计以Z-Stack为基础，在其结构框架中主要包括：物理层、协议网络层、控制层以及设备对象和应用层组成，在不同的层面中主要通过之间的接口进行通信连接。Z-Stack是以操作系统为基础构建而成的，主要使用消息轮训机制。在系统中要对硬件系统进行初始化，之后再对 各个层面进行初始化，此时整体系统就会处于低耗状态。在进行系统的使用过程中，整个系统就会共同产生反应，转变模式，对发出的指令进行执行。
1.接口函数设计。在系统中通过异步接受装置和数字转换器进行使用是将数据采集过程中使用的数据按照需要进行选择使用，为了保证数据使用的方便性，要将异步接受装置和数字转换器进行封装设置。
2.事件处理函数设计。首先是利用协调器对采集到的数据进行处理，协调器对服务器串口中发送的数据进行接收，之后再将数据传送到终端节点内，最后发送到服务器内进行使用。其次是对终端节点数据采集任务的事件进行处理。在这一阶段中，终端节点主要是对粮仓中的温度和湿度产生的数据进行收集。
二、后台管理系统设计
在粮仓温度远程监测系统中，后台管理位于服务器的一端。在系统的使用过程中要在服务器端完成相应的系统操作，首先是向协调器发送指令和接受协调器传输的数据；其次要想网络用户提供相应的网络服务，为仓库管理人员提供数据查询的有力条件，使其能够准确控制数据采集的频率。在服务中使用java对后台管理系统进行设计。在系统的使用过程中使用访问控制的方式，提高系统使用的安全性，在前台页面中主要包括以下几个方面：
（一）登陆，在进行系统的访问过程中要使用已注册的用户名和正确的密码，只有在进入到系统后才能够进行操作。
（二）用户管理，在使用时，管理员必须要具有高级权限，在此页面中能够进行内容的添加、修改，从而保证系统使用的合法性。
（三）串口设置，在该页面中主要包括服务器中的所有串口，在使用时要保证串口波特率的合适性。
（四）采集控制，其主要是对粮仓中产生的温度湿度数据进行采集。
（五）数据查询，管理员可以利用其进行固定时间段的数据查询，在页面和后台程序实现交互后能够获得相应的数据。
在进行后台接口的设计过程中，要参照整体设计和使用功能规划，在后台管理过程中主要使用数据库和串口设计方式，同时根据数据结果绘制出相应的图形，使得监控数据一目了然。
三、结束语
在粮仓温湿度远程监控系统中使用ZigBee技术实现了对于粮仓中的温湿度数据的准确采集，解决了系统设置中存在的诸多问题，综合互联网技术，建立起了相应的后台管理系统，为仓库管理过程中进行数据的采集和数据查询提供了便利。有力的打破了对管理工作地点的限制。使用该项技术能够保证数据的正确传输，减少温度和湿度误差，保证数据传输的实时性，同时实现了低能耗，在今后的使用中，ZigBee远程监测系统将得到更加广泛的应用。
参考文献：
为了上网方便，不得不绞尽脑汁考虑如何在屋内走网线；
手机信号不好，常常发生“暂时无法接通”的情况……
从普通百姓生活中对通信的需求，到国家“新一代宽带无线通信网”重大专项的实施，都离不开一支支为无线通信事业默默奉献的科研团队。作为其中优秀的代表之一，清华大学以陆建华教授和吴佑寿院士为带头人的宽带无线通信技术与系统集成创新团队，以其鲜明的学术研究特色和影响深远的开发应用，既树立了我国建设创新型国家的团队范例，也向世人展示了并不遥远的数字时代图景一宽带无线就是未来。
理论创新：多域协同
围绕国际科技发展前沿和国家产业发展重大需求，瞄准基础领域进行创新性研究，一向是清华大学的传统。2003年，第一批五个国家实验室之一――清华信息科学与技术国家实验室(简称：清华信息国家实验室)筹建，正是基于清华大学的传统优势及我国“信息化带动工业化”的发展道路。建设伊始，“宽带无线通信理论与技术”成为重点研究方向之一。
在“985工程”和“211工程”计划，以及多项国家科技计划的支持下，该研究方向强化信息技术领域的基础理论研究、技术创新开发，重点学科建设和人才队伍培养，以宽带无线传输理论与技术研究为基础，通过原创性理论研究和技术创新，着力系列发明专利和标准提案，研制开发出高集成度的片上系统，并积极开拓重大产业应用，由此形成了“基础理论研究关键技术创新核心产业应用”的研究团队。
团队的研究目标是要通过理论和技术创新，从根本上提高无线频谱资源利用的有效性，即在满足服务质量的前提下，最大限度地提高频谱效率及资源共享系统容量。而传统的无线通信体系框架基于资源独立优化模式，系统容量受限，相应技术也受到“边界效应”的制约。
团队在国家自然科学基金重点项目“基于分布式天线的无线通信系统理论及关键技术研究”中，首次提出了分布式无线通信系统的体系架构(DWCS)。它实现了传统树形蜂窝结构的扁平化，为提高无线系统的传输质量与容量奠定了基础。同时，DWCS中的接入距离显著缩短，功率大大降低，成为解决宽带无线接入能耗问题、实现绿色网络与终端的关键手段。DWCS相关研究成果陆续在通信领域最具影响力的IEEE Communications Magazine等期刊上发表，成为新型无线通信体系框架研究的主流学术思想之一。
DWCS研究引发了许多基础性的科学问题。为从根本上提高无线频谱资源利用的有效性，系统解决现有技术的各种“边界效应”对提高频谱效率的制约，综合利用包括空间、频率，时间，信号，功率，终端、网络等资源，团队提出并研究多域协同宽带无线通信基础理论，得到国内外同行高度认同，成功获得“973”计划项目资助。
“多域协同”的核心在于协同。在古汉语中，“协”的写法为“”，右边表示齐心协力，左边的“十”是象形字，表示一种标尺。《说文解字》提到，“协，众之同和也。同，合会也。”因此，协同是指协调多个不同的资源或者个体，使它们一致地完成某一目标的过程或能力。多域协同之于宽带无线通信则是指包括不同无线系统之间，不同资源之间、不同终端设备之间等的协同，以期从根本上提高频谱资源利用的有效性。
多域协同宽带无线通信系统框架现已成为“异构、泛在、协同”无线网络的重要组成部分，其重要性、前瞻性已得到国内外同行高度认同。
学术链条：学以致用
团队在强化基础创新研究的同时，坚持学以致用，致力于成果产业化。近五年来，团队成员从各自专长出发，交叉参与。共同承担多项科研项目，逐步形成“基础理论研究技术发明国家行业标准核心片上系统应用系统开发”的学术链，初步体现了团队效应。
在杨知行教授、吴佑寿院士等的领导下，历时十年的数字电视传输技术的开发应用，堪称这一特色鲜明的学术链的充分体现。
以数字电视为代表的广播电视技术数字化，是全球信息革命不可阻挡的新浪潮。作为模拟彩电生产、消费的头号大国，这是我国变大国为强国的重大机遇。数字电视传输标准中，地面传输标准是最基本的，不仅技术含量最高，而且受众最多。更重要的是，地面无线传输关乎国家安全和民族利益，尤其是在遭遇战争、灾难等紧急情况时更是动员国民最直接、最可靠的政府喉舌。要保证“永不消逝的电波”和民族产业可持续发展，就必须研制出拥有自主知识产权的数字电视地面传输标准。
1999年7月，清华大学与凌讯科技公司联合，组建了数字电视传输技术研发中心。在学校“985工程”计划重点项目支持下，在一批前瞻性研究成果的基础上，借鉴现有国际标准，经过七年艰苦探索和创新研究，原创性地提出了时域同步的正交频分复用数字传输技术(TDS-OFDM)。这一技术的关键意义在于，它突破了国际上的C-OFDM技术壁垒，并在性能上更优越。国家知识产权局确认了该技术三项专利――用时一频域综合处理方式解决了同步和数据相互独立的问题；用PN序列填充技术取代循环前缀；用独特的循环PN序列设置取代了高功率同步导频。2005年，TDS-OFDM技术获得中国专利金奖，其相关研究成果陆续在无线传输领域最具影响力的IEEE Trans，Broadcasting和IEEE Trans Wireless Communications等期刊上发表。
以TDS-OFDM技术为基础，课题组成功研发了具有完整自主知识产权的地面数字多媒体／电视广播传输系统(DMB-T)。信息产业部和广电总局联合推荐该方案，并通报到国际电联，引起了热烈反响。这是我国首次在国际上宣示我国数字电视水平和参与国际竞争的信心。该技术主要性能指标优于国内外同类技术水平，获得2004年北京市科技进步一等奖、2005年国家技术发明二等奖。截止到2000年底，国内已有19个省市的31个城市采用DMB-T播出数字电视节目，取得了显著经济效益和重大社会效益。
在DMB-T基础上，进一步融合国内多家方案的优点，2006年8月形成了中国强制性地面数字电视传输标准。国标DTMB相关技术非独家授权国内外11家企业生产，有力推动了地面数字电视标准的产业化进程，取得了重大经济效益和社会效益。在南美国家数字电视标准遴选的国际竞争的现场测试中，均以显著优势取胜欧、目标准。
高效多码率LDPC编译码器正交频分复用数字传输技术地面数字多媒体／电视广播传输系统数字电视专用芯片“中视一号”地面数字电视传输国家标准率领产业联盟推进国标“走出国门”，清华大学宽带无线通信技术与系统集成创新团队成功地从实验室的理论设想进入了数字电视芯片大规模产业化阶段，并最终推动数字电视行业进入国际市场，经济效益自不待言，更重要的是，它向世界展示了
中国科技人的自信与优秀，既是我国专利战略、标准战略的成功典型，也是标志着我国电视设备从“中国制造”迈向“中国创造”的一个里程碑。
数字电视芯片是团队在通信SOC领域取得的一项标志性成果。此外，基于片上系统设计完成的多业务传送SOC专用系列芯片，获得国家技术发明二等奖，应用于电信、网通、电力、公安，军队等领域，并销往俄罗斯、南非、印度等21国。十年磨一剑，清华大学宽带无线通信技术与系统集成创新团队在实践中形成的独具特色的学术研究链，正彰显了清华大学从国家民族根本利益出发、服务国民经济主战场的优良传统。
人才集成：1+1＞2
国家实验室是我国科技界的全新事物，不仅要满足国家需求做出重大科技创新，还要探索一系列全新机制。原清华大学副校长、清华信息国家实验室主任，现天津大学校长龚克说“国家实验室是根据新世纪科技发展特点和科技创新需求做出的科技体制创新探索。清华信息国家实验室更加突出‘集成性’――学科集成，重大项目和科学问题集成，队伍、项目和平台的集成。”
宽带无线通信技术与系统集成创新团队特别注重人才集成，其成员都是相关研究方向优秀的专家：
陆建华教授是国家杰出青年科学基金获得者，“973”项目首席科学家：
吴佑寿教授是中国工程院院士，我国数字通信开拓者之一，何梁何利奖获得者；
杨知行教授是数字电视专家，两项国家技术发明二等奖获得者，荣获“当明家”称号；
王京教授是清华信息国家实验室副主任，重大专项专家，国家科技进步二等奖获得者；
杨华中教授是国家杰出青年科学基金获得者，集成电路专家；
宋健教授是数字电视传输技术专家；
周世东教授是国家“863”-FUTURE计划核心成员，教育部新世纪人才……
清华信息国家实验室的筹建，将这些优秀的专家集合在共同的目标下。根据“国家重大需求”、“科技发展前沿”和“清华优势特点”三结合的原则，团队成员结合自身特长和研究特点，经过合理配置，逐步形成了一个交叉融合、优势互补，共同创新的协作团体，在面向国家需求和国际前沿的平台上，取得了喜人的成绩――
近五年来，团队成员交叉合作承担“973”项目1项，“973”课题3项，自然科学基金重点／重大项目5项，“863”重点项目8项，教育部重大科研项目、发改委产业化专项，预研及企业合作项目近20项。
在国内外期刊和国际学术会议上280余篇，其中SCI论文80余篇，在IEEE Trans，CSVT、IEEE Trans Communications、IEEE Trans Wirelass Communications、IEEE Trans，Broadcasting等本学科最具影响力的期刊上发表；申请发明专利120余项，已获授权32项；出版专著6部；获国家奖励4项、部委奖励5项，等等。
还在探索中的人才集成模式，初步显示出巨大的创新能力和创造能力，这也是清华大学宽带无线通信技术与系统集成创新团队一个立足过去、开创未来的里程碑。
无线世界：无限世界
宽带无线传输技术将作为信息技术发展的重要前沿领域，对重大产业的升级换代(如数字电视)和形成新的产业生长点(如移动互联网)具有重要意义。事实上，小到寻常百姓家的手机、电视，网络，大到新一代信息网络、国家安全、航空航天，都离不开宽带无线通信技术的发展与保障。
在我国探月一期工程的相关技术研究中，清华大学宽带无线通信技术与系统集成创新团队成功设计了短码长，低译码门限的LDPC编译码器。经专家测试，该编译码器在同等条件下比传统的Viterbi译码器有2.5dB的增益，是探月一期工程的创新之一。
专为我国地面数字电视标准设计的高效多码率LDPC编译码器，也成功应用于无线图像助警应急系统，建立了北京、青岛等地的“公安无线视频传输网”。该技术实现了标准清晰度图像的无线双向传输，在雅典奥运火炬接力北京段监控、全国两会安全监控、长城3号反恐演习等国家重大项目中，得到了专家一致好评。
宽带无线通信技术研究成果的产业化，已经越来越多地应用到社会生活的各个领域，也显示出更加广阔的应用前景。
在我国“信息化带动工业化”的发展道路上，展现在清华大学宽带无线通信技术与系统集成创新团队成员面前的，是一步步将梦想变成现实的美景。虽然迈出每一步都要付出难以想象的艰辛，但执著的追求换来了梦想实现的快乐。
过往的成绩只是提供了继续创新的平台，团队成员早已勾勒出下一步努力的方向和目标――针对新一代宽带无线多媒体接入，高清数字电视广播、高速铁路信息化及空天地一体化网络等重大产业应用，发展高速大容量无线网络技术及系统集成，进一步突出发明创新，技术标准和芯片集成的研究特色，形成系列核心芯片与演示试验系统，完善“理论研究技术创新产业应用”的学术研究链，满足未来高速大容量高质量信息服务对宽带无线通信的需求。
……
心有多大，世界就有多大。
关键词：无线传感网络 无线传输技术 802.11 ZigBee 蓝牙
中图分类号：TN923 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0023-02
1 论文研究背景及意义
步入21世纪，随着计算机技术、自动化技术、电子技术、传感器技术以及无线通信技术的快速发展，嵌入式技术飞速发展时期已经到来，标志着计算机技术已经进入了后PC时代和网络时代。无线传感网络（Wiress Sensor Networks）由大量的无线传感器节点组成，这些节点的功能可相同或不同，每个无线传感器节点由核心数据处理模块和控制模块、传感器数据采集模块、无线通信模块和电源模块等组成。无线传感器网络依靠各种类型的传感器来完成采集对象信息实时采集，并将采集信息通过无线网络进行传输，并送到数据处理中心进行数据处理[1]。
在无线传感器网络中，我们有时需要一种短距离通信技术、硬件软件复杂度低、数据传输速率低、能耗小、成本低的新兴无线网络通信技术，来完成传感器网络采集数据的传输。
2 国内外无线传感技术研究现状
无线传感器网络诞生于20世纪90年代末，开始于美国军方用于战场检测技术。作为新一代的传感器网络，当前国内外都很重视无线传感器网络研究，IEEE协会，欧美很多著名的大学都大力进行传感器网络技术的研究与应用开发。在中国颁布的我国今后20年重要研究课题的157个技术课题中有7项是直接关系到传感器网络技术。国内从事无线传感器网络应用的大企业目前为数不多，小企业呈现蓬勃发展的势头。北京鼎天软件有限公司主要从事城市公共安全应急指挥系统的建设。上海电器科学研究院主要从事智能交通方面的研究。西安华凡科技有限公司，作为无线传感网络解决方案的专业提供商，为ZigBee技术在国内的推广做出了不懈的努力。沈阳东软、北大青鸟、亿阳信通等企业也在无线传感网络的应用方面有所涉及。
3 无线传感器网络特点
无线传感器网络是由大量传感器节点组成，另外，根据应用需求，还可以加上卫星定位系统、移动通信模块和可充电电源模块等，无线传感器网络主要特征如下[2]。
（1）可组建规模很大无线通信网络。为了采集到精确的数据信息，无线传感器网络采集区域一般都要设置大量的无线传感器节点，数量有时甚至可达成千上万，甚至多得多。无线传感器网络通过大量的传感器数据采集节点采集到大量的信息，有效降低了对单个传感器数据采集节点的数据采集精度标准；整个无线传感器网络由于存在大量的冗余节点，增强了无线传感器网络的容错能力；网络节点容量大，覆盖面积广，有利于降低信号检测盲点。（2）网络自组织。无线传感器网络的传感器数据采集节点建设成本低，不需要基站等实施。节点的位置也不需要预先设置，节点的位置也不可能固定，是可根据需要可移动的；邻居节点之间相互关系也不能预先知道，甚至会随机变化。所以要求无线传感器节点能够自动进行网络管理和网络配置，能够进行网络自组织，根据无线传感器网络控制机制和网络协议自主形成能够转发采集检测数据的无线传感器网络。（3）网络具有动态性。无线传感器网络不是一个固定的网络动态的网络，节点根据需求可以不固定；如果节点出现异常故障，传感器节点就会自动退出传感器网络；也可以接受新的节点加入到网络。所以无线传感网络结构具有动态变化性[3]。（4）多跳无线路由。在无线传感网络中，传感器节点之间的距离大都在几十到几百米，一般节点只和相邻网络节点通信。如距离较远，则要用路由节点进行转发[4]。（5）面向应用的无线传感器网络。无线传感器网络的传感器节点一般用来用来采集物理外界多种多样的信息。而不同的应用，对环境而言要采集不同的环境信息，所以需要有多种多样的传感器，如温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等。无线传感器网络检测信息是紧密结合应用需求的，因此，传感器网络的设置有着明确的应用目的[5]。（6）以数据采集为核心。传感器节点是采集数据的终端节点，没有数据的采集，无线传感器网络就失去存在的价值，所以说无线传感器网络是一个以数据采集为主的网络。
4 几种短距离无线通信技术应用分析
短距离无线通信和长距离无线通信相比，主要特点如下：
（1）通信距离在几厘米到几百米；（2）主要应用于室内；（3）无线发射功率在几uW到100uW；（4）不需申请无线频道牌照；（5）高频操作；（6）使用全向天线和线路板天线；（7）无线发射器和无线接收器由电池供电。
随着无线的发展，网络化、标准化要求逐渐出现在人们的面前。因此各种无线网络技术标准纷纷被制订出来。ZigBee、无线局域网（Wi-Fi）、超宽频（Ultra Wide Band）、近距离无线传输（NFC）、蓝牙（Bluetooth）和红外线数据通信IrDA等。
4.1 ZigBee技术
ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，主要应用于近距离无线连接。ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，通信范围从几十米到几百米，甚至到几千米km，还可以进行延伸。ZigBee节点容量有65000个，每个相邻Zigbee节点之间可实现相互数据传输[6]。ZigBee有自己的标准，在很多个无线传感器之间相互通信，这些无线传感器只需很小的能量，通过无线网络将数据从一个传感器传输到另一个传感器。
ZigBee是以IEEE 802.15.4为基础，即无线个人区域网（PAN，Personal Area Nerwork），IEEE 802.15.4是IEEE确定的低速无线个域网的标准，该标准定义了物理层（physical layer，PHY）和介质访问层（medium access control layer，MAC）。ZigBee可工作在2.4GHz（全球流行）、868MHz（欧洲流行）和915MHz（美国流行）3个频段上，分别具有最高250Kbit/s、20Kbit/s和40Kbit/s的传输速率。
4.2 Wi-Fi（IEEE802.11）
Wireless Fidelity的缩写Wi-Fi，即无线高保真。与蓝牙技术相似，主要用在办公室和家庭中使用的近距离无线通讯技术，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。Wi-Fi可为用户提供户电子邮件访问、Web和流式媒体访问。Wi-Fi在2.4Ghz频段工作，所支持的速度最高达54Mbps。另外还有两种802.11空间的协议，包括802.11a和802.11b。它们也是公开使用的，但802.11G在世界上最为常用。
Wi-Fi技术主要有以下优势：
（1）覆盖范围广。蓝牙技术的覆盖半径大约只有10米左右，Wi-Fi可达100米。目前最新的Wi-Fi交换机能够把覆盖范围从100米扩大到6.5公里。（2）通信速度块。Wi-Fi无线数据通信质量不是很高，有待进一步改进。安全性较差，但数据传输速度快，可达54Mbps。（3）进入Wi-Fi技术领域的要求不高。只需要在商场、车站、酒店、机场等人员集中地设置接入"热点"，就可使热点覆盖范围的移动通信设备接入因特网。
4.3 超宽带通信UWB
超宽带无线技术UWB（ultra wideband）使用1GHz以上带宽的无线通信技术。它的通信速度达几百Mbit/s。UWB脉冲宽度在1ns以下，因此可达到几百M～1Gbit/s以上的通信速度。美国联邦通信委员会（FCC）已把3.1G～10.6GHz频带向UWB通信开放。IEEE802委员会也把UWB列为PAN基础技术进行重点研究。
4.4 近场通信（NFC）
近场通信（Near Field Communication，NFC）作为短距离的高频无线通信技术的一种，它可以实现电子设备之间在在十厘米内传输信息。它的应用对象主要在于各种便携式手持设备中。安全性系数相对较高，NFC技术电子支付领域有很广阔的发展空间[7]。
4.5 蓝牙
蓝牙技术起源于1994年，当时瑞典爱立信公司的移动通信部研究制定了一个利用无线电射频技术对移动电话与周边部件进行无线互连的技术规范草案。1998年2月，爱立信联合IBM、英特尔、诺基亚、东芝等共五家计算机及通信公司创建了蓝牙特殊利益集团（SIG，Special Interest Group），负责蓝牙技术标准的制订、产品的测试以及协调各国蓝牙使用频段的一致性。随后，微软、3COM、郎讯、微软和摩托罗拉等公司相继加入SIG，共同构成了SIG的九个发起者和领导成员。蓝牙（Blue Tooth）主要支持10m内短距离通信的无线通信技术，蓝牙工作在2.4GHzISM频段，采用时分双工传输方式，数据传输速率可达1Mbps。可在手机、无线耳机、PDA、笔记本电脑等设备之间进行无线数据信息交换。
4.6 红外线数据通信IrDA
IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是由红外线数据标准协会（Infrared Data Association）制定的一种无线协议，红外信号要求视距传输，方向性强，对邻近区域的类似系统也不会产生干扰，并且窃听困难。IrDA主要应用于在计算机外设、笔记本电脑、便携式设备等领域。尽管IrDA技术免去了线缆，使用起来仍然有许多不便，实际应用中由于红外线具有很高的背景噪声，受日光、环境照明等影响较大，一般要求的发射功率较高。IrDA设备的核心部件红外线LED是一种不耐用的器件，频繁使用会令其使用寿命大大缩短。但当前使用IrDA技术应用场合还很多，成本低廉，数据传输速度较快，因此，在未来一段时间里还将存在[8]。
5 几种短距离无线通信技术比较
通过应用分析测试，对上面提到的几种短距离无线通信技术进行了比较，见表1所示。
参考文献
[1]张文博.基于ZigBee网络的安全监控系统关键技术研究与实现[D].信息工程大学，2010.03：1-22.
[2]ZigBee Allicance.ZigBee Docunment 05347r13[OL]. http：//.
[3]An Ultra Low Power MAC Protocol for Wireless Sensor Networks[OL].IEEE Transaetions On Mobile Compting.2007.6（1）.
[4]ZigBee Allicance.ZigBee Docunment 05347r13[OL]. http：//.
[5]An Ultra Low Power MAC Protocol for Wireless Sensor Networks[OL].IEEE Transaetions On Mobile Compting.2007.6（1）.
[6]任丰原，黄海宁，林闯.无线传感网络[M].软件学报，2003，14：52-56.
【关键词】高塔预警;倾斜角;低功耗;无线传输
引言
在电力设施建设过程中，高塔是重要的供电辅助设备;在移动通信网络建设过程中，高塔是重要的移动通信辅助设备。由于一些自然现象，以及矿山的开采、工程质量、人为破坏等原因造成塔体倾斜，会导致电力传输的中断和通信的中断。高塔塔体的倾斜，有两种情况，一种是由于气象导致的临时性倾斜，例如刮风造成的倾斜，风过后，可以恢复;另一种是永久倾斜，例如地基沉降造成的。而高塔倾斜的监测需要监测永久倾斜的情况，这就需要根据气象参数区分永久倾斜和临时倾斜。传统的监测单纯依靠巡检人员携带经纬仪，水平仪进行对倾斜度测量、标定，对垂直度超标，通过长期不间断的观察，进行针对性调整。本文针对高塔倾斜安全方面监控，采用传感器技术，对高塔倾斜度以及风速、风向进行数据采集、存储，并通过无线将监测数据传输至监控电脑，及时提供不间断的观察数据，为后续的高塔预警系统提供依据。
1.系统的总体构架
该系统由数据采集终端和数据接收上位机两部分组成。数据采集终端由高精度倾斜角、风速、风向和温度传感器、单片机、SD卡存储模块、无线传输模块和太阳能供电模块组成，用于实现传感器数据的采集、存储、传输。数据接收上位机软件实现对数据的接收、显示和对采集终端的远程控制。
2.高塔倾斜监测系统的硬件设计
系统以STM32单片机为核心，传感器实现对高塔的状态参量的采集，SD卡实现对数据的存储，WIFI模块实现对数据的传输。
2.1 数据采集模块
系统针对高塔安装的行业标准，垂直度必须保证在0.1%的精度。在标准测试条件下，通过精度达到0.6″的高精度倾斜角校验台，进行线性度校准，可以使倾斜角传感器在±30°全量程范围内误差小于0.003°。
风速传感器输出信号为脉冲，直接连入单片机。该传感器分辨率为0.1m/s，产品功耗50mW。
风向传感器输出信号为电压，通过ADC口连入单片机。该传感器的准确度为±3度，产品功耗5.5mW。
单片机采用的是低功耗的stm32单片机，超低功耗可以保证太阳能供电系统在阴雨天气的续航能力。
2.2 数据存储模块
高塔自动监测数据采集终端需要长期、连续、自动的记录各种检测数据。需要配备大容量、不挥发、高可靠的数据存储介质，选用MMC/SD数据存储卡。数据存储格式为XML格式。
2.3 无线传输模块
无线模块支持串口通信，模块与单片机串口连接。模块内部有TCP/IP协议栈，单片机可以直接将数据转换为TCP/IP数据包发送和接收TCP/IP数据包。
2.4 太阳能供电系统
系统采用太阳能供电。白天，太阳能板所输出的电能存储在蓄电池里，同时供给负载使用;当蓄电池电量达到规定限度时，停止对蓄电池充电。晚上和阴雨天，蓄电池里存储的电能供给负载使用。
3.高塔倾斜监测系统的软件设计
系统的软件设计包括两部分：基于KEIL软件平台的单片机控制程序编写;基于C++语言的上位机软件。
3.1 单片机控制程序
单片机主要采用C语言编写，主程序流程是对系统时钟、GPIO口、中断的配置以及定时器、ADC、串行通讯模块和文件操作系统的初始化;系统根据设定的时间间隔，将数据写入XML文件，并存入SD卡，如果所采集的数据超过预设警戒线，则将此时的日期、时间写入警报文件;根据上位机指令，进行时间校准、预警线设置、倾斜角清零。
3.2 上位机监测系统
上位机软件采用C++语言开发，共有四个页面。
数据采集：上位机与采集终端的连接与断开;数据文件的接收;实时数据的监测与显示;采集终端时间校准。
历史数据：根据输入日期，获取该日期下的数据，同时数据列表中标示出报警数据。
报警数据：显示历史所有报警数据，可在数据列表中显示当天的历史数据。
设置：设置文件存储路径、预警线的设置、倾斜角传感器清零。
4.结论与结束语
本项研究取得了如下成果：
（1）系统集成了倾斜角、风速、风向、温度等气象条件综合参数，具备自动采集功能，采集间隔可设置，监测到超过预警值，可以加密采集;
（2）整个系统具有数据日常存储与无线通讯获取数据功能，可存储至少10年的数据;
（3）系统采用xml格式进行存储，使得数据可读性提高，方便导入导出数据库;
（4）上位机实现了数据接收、Wi-Fi工作状态切换、采集终端时间校准、倾斜角清零、预警线设置。
本文进行了高塔的状态监测与预警系统的设计，传感器对高塔的状态参量采集，sd卡存储，利用无线网络传输，通过上位机对数据进行解析，提高了效率，降低成本。随着我国电力设施与网络设备的不断建设和发展，高塔监测将越来越精确、智能。同时，此系统在建筑业等其他方面也有很广阔的市场。
参考文献
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[2]胡轶群，刘善福，徐俊臣等.MMC/SD存储卡在海洋自动监测中的应用[J].海洋技术，2009，28（3）：30-32.
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