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无线通讯技术

时间:2023-03-08 14:52:27

导语:在无线通讯技术的撰写旅程中,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。

无线通讯技术

第1篇

[关键词]无线通讯技术,管理

[中图分类号]C36 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158(2013)06-0103-01

一、无线通讯技术的现状

就目前社会上无线通讯技术的发展来看,无线通讯技术主要可以分为四种:①移动通讯第三代3G技术,②宽带固定无线接入技术,③蓝牙技术,④宽带无线技术的新产物-wimax。其他的较为广泛应用的无线通讯技术还有:WIFI技术、ZIGBEE技术、WIMAX技术、IRDA技术、NFC技术等。

就移动通讯的3G技术来说,3G已经逐渐发展为全球移动网络了。根据我国相关部门的调查,目前我国已超过86%的运营商提供了3G网络服务,全球的3G用户已达到11.6亿的户。

就宽带固定无线接入技术来说,它在技术和应用上有其自身独特的优势。宽带固定无线接入技术具有宽带搞、接入方式灵活和建设速度快等优点。但是它还是存在着一些不利因素,其中最主要的就是目前大多数的宽带固定无线接入技术没有一个统一的标准。目前4种全球的宽带固定无线接入技术分别是:MMDS,这是一种工作在低频段的点对多点的微波通讯技术,可以工作在2.5GHZ、3.5GHZ、5.8GHZ等频段。LMDS,这是一种微波宽带技术,它是工作在28GHZ左右频段。红外光通讯,这是一种传输率高的无线通讯技术,它主要是提供2MB/S-22MB/S的搞数据传输工具。卫星宽带接入技术,它的特点是数据包分发、IP组播、高速互联网接人且接入稳定,一般在网吧、房地产、社区、教育业、出版社、金融证券等。

就蓝牙技术而言,蓝牙技术是一种语言通讯和无线数据的全球规范,它以成本低位基础,可以为移动的或固定的终端设备提供接入服务。

最后一种是UWB技术,也就是超宽带技术。UWB技术是一种无线载波技术,也就是它采用的不是正弦载波,而是采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB技术的优点是发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、定位精度高和对信道衰落不敏感。

二、无线通讯的发展趋势

1、无线通讯技术的创新

对无线通讯技术的创新我们可以通过以下几个无线通讯技术的不足之处来进行改进创新。

第一是3G技术。3G技术是目前全球无线通讯技术中运用最多的,3G技术已经覆盖到电脑和手机等多项通讯设备上。3G技术的优势在于高效率的模拟仿真功能,它可以对相应的传输数据信息进行控制。

第二是WiMax技术。虽然这技术较晚在市场上推广,但是它能正常使用的阶段可以达到用户的不同使用要求。超远距离的信号传输是WiMax技术的最大优势,但它的不足之处在于频率利用率较低、复用性较小。

第三是MMDS技术。这种无线通信技术在目前是比较广泛的应用的,但是它的缺点就是在正常使用情况下容易受到其他因素的干扰。除此之外,MMDS技术能够运用的一般都是在200MHz之内的窄带,这就给MMDS技术的创新提供了机会。

第四是集群技术。集群技术的优势有:抗信道能力强、频谱效率高等,集群技术能正确处理好通讯网络传输的数据讯息,满足了高速率通讯的要求。

2、实现未来无线网络的融合

根据目前无线通讯技术的发展现状,未来满足不同用户对无线通讯网络的需求,未来无线通讯网络的结构将向接互相融合的趋势发展。目前,移动和无线通讯技术正处于高速发展的时期,其他各种无线通讯技术也在不断的发展。在多种无线通讯网络的崛起的趋势下,促进3G、WLAM、WIMAX等各种无线通讯等各种无线通讯技术有机的融合。但是由于移动网络宽带技术不足和无线通讯的宽带需求相互矛盾,不同技术的优势和劣势共存的矛盾,不同地域分布的用户需求不同的矛盾,所以决定了的各种无线通讯技术需要互相融合。从全局和长远的角度看,采取无线通讯大融合是共赢的。发挥不同技术的优势,补给自身技术的不足,综合布局,达到解决不同地域不同用户的不同需求,达到强化无线通讯网络的整体综合能力。

3、提高无线通讯技术之间的互补

不同的通讯技术有不同的接人速度、不同的适用区域和不同的覆盖范围,而且不同的无线通信技术也有不同的优势。比如3G、UWB和WLAN等都可以实现互补。比如3G适合强漫游的移动和广域覆盖的需求,UWB技术则适合实现近距离超高速的传输,而WLAN则适合中距离高速数据的数据接入。因此,在发展未来无线网络通讯技术的时,应推进网络的一体化进程,选择多元化建网的接人手段,促进业务多元化和市场细分,实现移动通讯的均衡发展。

三、无线通讯的管理

社会经济的不断发展和科学技术的进步带动了无线通讯技术的飞速发展,无线通讯技术在我们生活中有着日益重要的作用。所以我们对无线通讯的管理也要日益加强,这样才能保证无线通讯的顺利发展。为了实现对无线通讯的管理,我们可以通过以下几种方式实现:

加强无线通讯网络各种技术之间的互补性。根据不同技术间的优缺点进行有目的的互补,达到网络多元化、网络一体化,实现不同用户的对通讯技术的不同要求。

转变无线网络的结构,实现无线通信网络的综合化和多样化。从而推进新兴通讯网络与传统网络的有机结合,提升无线通讯网络的利用率。

确定现代无线通讯网络技术的发展方向。在目前信息化社会的发展情况下,宽带化是啊现代通讯技术发展的重要方向,而且宽带的应用也会随着通讯技术的进步得到更充分的应用和发展。为了进一步发展数据交换技术和光纤传输技术,我们一定会目前有线网络宽带化的基础上继续发展无线网络宽带化,提高有线网络和无线网络的数据传输速度,使无线网络宽带得到更广泛的应用。

现阶段,为了满足不同地域不同用户对通讯网络业务的需求,通讯技术面临着新的发展趋势。同时为了促进通讯网络技术的发展和成熟,无线通讯网络技术会逐渐趋向于实现网络宽带化、多样化、互补化和综合化发展,实现现代网络的一体化满足大众需求。

参考文献

[1]赵晗,现代无线通信技术的发展现状及未来发展趋势[J],企业技术开发,2011(16)

第2篇

论文摘要:通过Bluetooth和UWB的技术对比及多角度的分析,证实了蓝牙+UWB作为下一代高速无线通讯技术的可能。

随着因特网、多媒体和无线通信技术的发展,人们与信息网络已经密不可分。当今无线通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈追求,作为无线通信技术一个重要分支的短距离无线通信技术正逐渐引起越来越广泛的观注。

1短距离无线通信技术简介

近年来,由于数据通信需求的推动,加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展,短距离无线与移动通信技术也经历了一个快速发展的阶段,WLAN技术、蓝牙技术、UWB技术,以及紫蜂(ZigBee)技术等取得了令人瞩目的成就。短距离无线通信通常指的是100m以内的通信,分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。高速短距离无线通信最高数据速率>100Mbit/s,通信距离<10m,典型技术有高速UWB、WirelessUSB;低速短距离无线通信的最低数据速率<1Mbit/s,通信距离<100m,典型技术有蓝牙、紫蜂和低速UWB。

2蓝牙(Bluetooth)技术

“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通信技术标准,也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内,通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联,使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享,也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中,因此特别适用于小型的移动通信设备,使设备去掉了连接电缆的不便,通过无线建立通信。

蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础,采用高速跳频(FrequencyHopping)和时分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先进技术,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网,并且能够实现无线连接因特网,其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电,组成一个巨大的无线通信网络。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。目前蓝牙的标准是IEEE802.15,工作在2.4GHz频带,通道带宽为lMb/s,异步非对称连接最高数据速率为723.2kb/s。蓝牙速率亦拟进一步增强,新的蓝牙标准2.0版支持高达10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。

作为一个新兴技术,蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处,如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问,蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通信技术,它必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。

3超宽带(UWB)技术

超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末,此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展,人们对高速无线通信提出了更高的要求,超宽带技术又被重新提出,并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通信方案。与常见的使用连续载波通信方式不同,UWB采用极短的脉冲信号来传送信息,通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz,因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通信的同时,UWB设备的发射功率却很小,仅仅是现有设备的几百分之一,对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声,因此从理论上讲,UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式,它有望在无线通信领域得到广泛的应用。UWB的特点如下(1)抗干扰性能强:UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。

(2)传输速率高:UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s,有望高于蓝牙100倍。

(3)带宽极宽:UWB使用的带宽在1GHz以上,高达几个GHz。超宽带系统容量大,并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。

(4)消耗电能少:通常情况下,无线通信系统在通信时需要连续发射载波,因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是直接按0和1发送出去,并且在需要时才发送脉冲电波,所以消耗电能少。

(5)保密性好:UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。

(6)发送功率非常小:UWB系统发射功率非常小,通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。

(7)成本低,适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输,无需进行射频调制和解调,所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件,系统结构简化,成本大大降低,同时更容易集成到CMOS电路中。

参考文献:

第3篇

论文摘要:通过Bluetooth和UWB的技术对比及多角度的分析,证实了蓝牙+UWB作为下一代高速无线通讯技术的可能。

随着因特网、多媒体和无线通信技术的发展,人们与信息网络已经密不可分。当今无线通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈追求,作为无线通信技术一个重要分支的短距离无线通信技术正逐渐引起越来越广泛的观注。

1短距离无线通信技术简介

近年来,由于数据通信需求的推动,加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展,短距离无线与移动通信技术也经历了一个快速发展的阶段,WLAN技术、蓝牙技术、UWB技术,以及紫蜂(ZigBee)技术等取得了令人瞩目的成就。短距离无线通信通常指的是100m以内的通信,分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。高速短距离无线通信最高数据速率>100Mbit/s,通信距离

2 蓝牙(Bluetooth)技术

“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通信技术标准,也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内,通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联,使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享,也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中,因此特别适用于小型的移动通信设备,使设备去掉了连接电缆的不便,通过无线建立通信。

蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础,采用高速跳频(Frequency Hopping)和时分多址(Time Division Multi-access—TDMA)等先进技术,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网,并且能够实现无线连接因特网,其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电,组成一个巨大的无线通信网络。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。目前蓝牙的标准是IEEE802.15,工作在2.4GHz频带,通道带宽为lMb/s,异步非对称连接最高数据速率为723.2kb/s。蓝牙速率亦拟进一步增强,新的蓝牙标准2.0版支持高达10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。

作为一个新兴技术,蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处,如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问,蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通信技术,它必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。

3 超宽带(UWB)技术

超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末,此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展,人们对高速无线通信提出了更高的要求,超宽带技术又被重新提出,并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通信方案。与常见的使用连续载波通信方式不同,UWB采用极短的脉冲信号来传送信息,通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz,因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通信的同时,UWB设备的发射功率却很小,仅仅是现有设备的几百分之一,对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声,因此从理论上讲,UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式,它有望在无线通信领域得到广泛的应用。UWB的特点如下:

(1)抗干扰性能强:UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。

(2)传输速率高:UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s,有望高于蓝牙100倍。

(3)带宽极宽:UWB使用的带宽在1GHz以上,高达几个GHz。超宽带系统容量大,并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。

(4)消耗电能少:通常情况下,无线通信系统在通信时需要连续发射载波,因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是直接按0和1发送出去,并且在需要时才发送脉冲电波,所以消耗电能少。

(5)保密性好:UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。

(6)发送功率非常小:UWB系统发射功率非常小,通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。

(7)成本低,适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输,无需进行射频调制和解调,所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件,系统结构简化,成本大大降低,同时更容易集成到CMOS电路中。

参考文献

第4篇

【关键词】无线通讯 远程监控 应用分析

电子科学技术的飞速发展,使得人们的通讯方式变得越来越便捷。将无线通讯与远程监管控制技术相融合,可以在人们生产工作中发挥极其重要的作用。尤其是在一些较为恶劣的生产环境中,人很难处于这种环境之下长期的工作。通过远程的数据监控可以对生产中的设备实施更加精确的实时监控,一旦设备的某一环节在运行的过程中出现了问题,监控系统就会发出相应的预警信号。这样人们就可以对出现问题的设备,采取相应的修理、调整举措,以保证生产的正常进行。

1 无线通讯与远程的数据监控技术的定义

1.1 无线的通讯技术

无线通信是一种以电磁波的信号为主要的传输媒介,在空间中实现自由传输的信息传递方式,无限的通讯技术主要包括卫星以及微波通信这两种形式。在实际生产的过程中,无线的通讯可以取代大量的人力消耗。另外,相比较于有线通讯而言,无线的通讯技术具有整体施工时间短、成本造价低以及信息传输的安全和灵活性较高等特点。无线的通讯技术存在着诸多的优势,在实际生产应用的过程中的使用范围在逐渐的扩大。

1.2 远程的数据监控

远程的数据监控主要包括监管以及控制这两大方面,监管主要是利用网络媒介来获取相应的信息,而控制则是利用网络对计算机等相关电子信息设备进行远距离操控的一种方法。远程监控技术主要在视频监控以及计算机相关领域得到广泛的使用。远程监控在生产过程中的应用较为简单、具有强大的操作功能、同时使用的安全等级高,可以很好的满足生产中的不同管理需要。

2 两种技术融合以后在实际生产中的应用

2.1 通用分组无线服务技术的应用

通用分组无线服务技术是对全球移动通信系统服务功能上的一种延伸,是一种广泛的应用于移动通信中的新型信息传输技术。通用分组无线服务技术主要是以封包的形式来实现数据信息的传递,因此,资料信息的传输价格较低是这种技术的一大优势。通用分组无线服务技术可以实现大容量的数据文件的高速传输,在使用的同时省去了很多连接网络的繁琐步骤。而在访问互联网页面的时候,仅需几秒钟的时间就可以利用通用分组无线服务执行访问的请求。

与以往的全球移动通信系统不同的是,通用分组无线服务技术对于信息通讯的方式上做出了一定的优化,使得互联网的连接更加的快速、便捷。这一无线通讯技术,在工业、煤矿及石油生产等工作危险系数较高的领域得到了广泛的应用。由于这些领域需要对生产信息开展实时的监管,而通用分组无线服务技术的引入可以使远程监管效果大大的提升。另外,在使用通用分组无线服务技术的时候使用者需要获得网络之间互连的协议的地址,才能连接到互联网络。因此,在与生产相关的内部网络中可以设置固定的网络之间互连的协议的地址,便于使用者接入互联网。在通用分组无线服务技术网络布线的时候,需要给中心服务器介入APN的专线,才能确保通用分组无线服务网络的正常使用。对于一些煤炭生产人员来说,人员在平时工作中的流动性较大,这给通用分组无线服务网点数据的转换带来了一定的难度。可以根据矿田的实际情况,来建立互联网的路由协议系统,以确保煤矿的安全运行。

2.2 数据传输单元模块的具体应用

数据传输单元可以利用无线的通讯网络来实现网络之间互连的协议数据与串口数据间的转换,并进行传输的一种无线的中断设备。电源模块、中央处理器控制模块以及无线通讯模块这三部分是构成数据传输单元硬件的主要模块。数据传输单元在建设过程中的花费较低,网络组建所消耗的时间较短。可以极大的增加互联网的覆盖使用范围,更加适合使用于需要大面积监控及管理的工作。目前数据传输单元被广泛的应用于地质勘探以及水利、气象领域的监测上。

要想利用数据传输单元模块实现远端设备数据的无线传输功能,建立相对完备的数据传输系统是关键,主要是做好前端以及后台的相关配合工作。前端部分首先要把数据传输单元与使用者的设备相连接,在开始运行以后再连接通用分组无线服务网络,随后再与后台的套接字进行连接。在这样一套数据传输系统建立以后,就可以实现信息数据的双向传输功能了。数据传输单元在远程监控过程中的稳定性问题,一直是被广泛关注的,这与数据传输单元的选择有很大的关系。因此,在选用数据传输单元时,结合实际的工作环境对数据传输单元的运行稳定性进行检测是十分有必要的。不但可以保证后期数据传输单元模块运行的稳定性,还可以提升远程监控的实际使用效果,确保开展大面积远程监控的质量。

3 结论

在实际生产的过程中,应该结合具体的生产环境以及远程监控的需要,对无线通讯设备进行位置以及布线方面的规划。同时根据不同行业的工作特点,对远程的数据监督管控系统的软件及硬件设施进行强化及调试。通过不断的完善相关电子监管设备,来提高平时生产过程的安全性,在保证生产人员安全的前提之下,利用电子信息技术有效的提高生产效率。

参考文献

[1]李秀忠,钟造胜.基于远程无线监控的太阳能和热泵集中供热水系统设计[J].节能,2015(04):62-66+3.

第5篇

关键词:ZigBee;无线传输;系统

1系统结构设计

1.1整体设计方案

无线数据传输系统通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号,经模/数转换器、ADC采样、量化、编码后成为数字信号,存入数据存储器,或送给微处理器,或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。该系统采用基于802.15.4规范的ZigBee技术,其工作频率是2.405~2.480GHz,采用直接序列扩频的通信技术,数据传输速率为250Kbit/s.系统主要包括ZigBee节点和ZigBee基站节点,整体系统结构如图1所示,其中ZigBee基站节点主要用于组合从各传感器节点得到的数据以及负责与外界的通信,该节点基于嵌入式系统。

系统由多个自给供电的ZigBee节点组成,每个ZigBee节点都可以进行周围环境数据的采集、简单计算以及与其他节点及外界进行通信。ZigBee网络这种多节点特性使得众多的传感器可以通过协同工作进行高质量的传感,组成一个容错性较好的采集系统。

系统采用部分网状(PartialMesh)拓扑结构。在部分网状里,不是所有的节点都和别的节点相连。采用部分网状结构的主要好处是每个节点的范围都被成倍地扩大了。而大部分短距离无线技术都有1个典型的最大范围:10m或更短,但是部分网状结构没有最大通信距离的限制,因为它所有的节点都被用作中继器或路由器。在图1中,节点A通过以下路径传送信号到ZigBee基站节点:A-B-ZigBee基站节点,另一替代路径为:A-D-C-ZigBee基站节点,也还有其他几种冗余的路径。

而要传输的数据被放在1个数据包里,数据包从一个节点跳跃到另一个节点,直到到达ZigBee基站节点。然后,数据由ZigBee基站节点汇总并发送到PC机、服务器、局域网或网络终端进一步传送。如果由于信号通道阻塞、坏节点或多重路径衰减,一条路径失败了,信号还可找到一条或多条替代路径。如果一个节点的电池没电了,它会从网络中退出来,其他节点却能经由可供选择的跳跃来转接数据。

2系统软件设计

2.1 ZigBee节点的软件设计

(1)IEEE802.15.4部分。由RF芯片CC2420提供物理层和MAC层功能。

(2)上层协议。使用成熟的协议栈(可靠性和兼容性),如Z-Stack.

(3)用户程序。根据ZigBee规范的规定,应用各厂商提供的API函数来实现ZigBee的全部功能,进行组网开发。

(4)TinyOS系统设计。

2.2 ZigBee协议栈设计实现

系统采用Microchip的开源ZigBee协议栈,该协议栈是ZigBee的精简协议栈,实现了大部分功能。

IEEE802.15.4―2003标准定义了下面的2个层:物理层(PHY层)和媒介层(MAC层)。ZigBee联盟在此基础上建立了网络层(NWK层)以及应用层(APL层)的框架。APL层又包括应用支持子层(APS),ZigBee的设备对象(ZDO)以及制造商定义的应用对象。Microchip协议栈根据ZigBee规范的定义将其逻辑分为多个层。实现每个层的代码位于一个独立的源文件中,而服务和应用程序接口(API)则在头文件中定义。每个层为紧接着的上一层定义一组容易理解的函数。要实现抽象性和模块性,顶层总是通过定义完善的API和紧接着的下一层进行交互。特定层的C头文件(如zAPS.h)定义该层所支持的所有API.而用户应用程序总是与应用编程支持层和应用层交互。由每层提供的很多API都是简单的C语言宏,调用下一层中的函数。

2.3 ZigBee路由算法AODV

本系统结构为部分网状拓扑接口,采用AODV进行路由算法。所谓AODV指的是一种在距离矢量基础上的按需路由算法,对需要的路由进行保持,对于通信过程中没有达到目的的路由不需要节点维持。与源节点路由不同,节点只需要对吓一跳记住,不用记住整个路由。所以,该算法能够实现网络中各移动节点自启动的、动态的逐跳路由。如果链路断开,受到影响的节点会收到AODV的通知,系统可确认这些节点无效。对于AODV而言,其对移动节点响应链路的破损是允许的,并且对网络拓扑可及时进行更新。

2.4 ZigBee基站节点及上位机软件设计

基站节点软件设计相对比较简单,主要包含嵌入式系统TinyOS设计、硬件驱动设计及协议栈设计,其中协议软件开发工具采用Z-StsckZigBee协议。作为控制中的核心设备,上位计算机必须要能够实现数据处理、网络唤醒及理由维护等功能,所以在进行上位机系统设计中,微软的VisualBasic、DelPhi及C++Builder都可以作为系统开发的工具来应用。本系统中,采用DelPhi作为上位机软件设计的开发工具。

总结:

ZigBee是一个针对传感器网络、建筑自动化等应用的短距离无线技术规范.ZigBee是近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,主要适用于自动控制和远程控制领域,是为满足小型、廉价设备的无线联网和控制而制定的.它按高度省电要求设计,因此低功耗和较低数据传输率意味着不会和Wi-Fi等其它无线技术竞争,而是作为传感路网络等应用的性价比较高的方案。

参考文献:

第6篇

【关键词】无线通讯技术工业自动化应用发展

中图分类号:F626.3 文献标识码: A 文章编号:

一、无线通讯技术在工业自动化领域中的应用

目前,在工业自动化领域中无线通讯技术协议主要有:对于可用于现场设备层的无线短程网,采用的主流协议是IEEE 802.15.4 (ZigBee);对于大数据容量的短程无线通信,则是IEEE 802.15.3;而对于适应较大传输覆盖面和较大信息传输量的无线局域网,采用的是IEEE 802.11系列。其中应用较广的是无线短程网和无线局域网。

1、无线短程网(传感器网络Sensor Networks)

现场设备层无线通信迅速进入工控领域,其中一个突破口就是现场总线和无线通信技术的结合。以Zigbee 网络为例,其特点是:

(1)功耗低。由于工作周期较短、收发信息功耗较低且采用休眠模式;

(2)数据传输可靠性高。采用了碰撞避免机制,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突;

(3 )网络容量大。一个Zigbee 网络可以容纳最多65536个从设备和一个主设备,一个区域内可以同时存在最多100个Zigbee 网络;

(4 )时延小。针对时延敏感的应用做了优化,通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。设备搜索时延典型值为30ms,休眠激活时延典型值为15ms,活动设备信道接入时延为15ms;

(5 )兼容性。与现有的控制网络标准无缝集成,通过网络协调器自动建立网络,采用CSMA-CA方式进行信道存取,为了可靠传递,提供全握手协议;

( 6 ) 安全性。Zigbee 提供了数据完整性检查和鉴权功能,加密算法采用AES-128,同时各个应用可以灵活确定其安全属性;

(7)实现成本低。模块的初始成本较低。典型的产品和应用为:2004年Honeywell推出的基于ZigBee 无线传输协议的无线变送器XYR 5000 系列;OMRON的无线链接DeviceNet现场总线主站WD30-ME和从站WD30-SE;德国schild knecht 公司推出的无线Profibus-DP产品DE 3000 系列;ABB在瑞典的Boliden加工厂利用Ember的无线技术进行的无线通信评估试验。

2、无线局域网(Wireless LAN )

自从1977年第一个民用网系统ARCnet投入运行以来,有线局域网以其广泛的适用性和技术价格方面的优势,获得了成功并得到了迅速发展。然而,在工业现场,一些工业环境禁止、限制使用电缆或很难使用电缆,有线局域网很难发挥作用,因此无线局域网技术得到了发展和应用。随着微电子技术的不断发展,无线局域网技术将在工业控制网络中发挥越来越大的作用。在工业自动化领域,有许许多多的感应器、检测器、计算机、PLC、读卡器等设备,需要互相连接形成一个控制网络,通常这些设备提供的通信接口是RS-232 或RS-485。无线局域网设备使用隔离型信号转换器,将工业设备的RS-232串口信号与无线局域网及以太网络信号相互转换,符合无线局域网IEEE 802.11b 和以太网络IEEE 802.3 标准,支持标准的TCP/IP网络通信协议,有效地扩展了工业设备的联网通信能力。

无线网通信协议可采用IEEE802.3来实现点对点传输方式或采用IEEE802.11实现一点对多点传输方式,也可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现,其中现场以无线网卡使用最为普遍。

利用无线局域网组建自动化工业网络,相比之下具有有线固定网络无法比拟的优势:

(1)无线网络拓扑更适合工业网络应用。支持RS-232 工业设备点到点的连接。支持广播的拓扑,多个RS-232工业设备可组成对等网络,相互通信。(RS-232通信协议无法支持多点通信)。客户机/服务器的拓扑,每个RS-232 工业设备都可以方便、快捷的接入无线网络中,极大的提高了信息处理能力。

(2)无需布线,省去了施工的麻烦。无线局域网利用无线电波传输数据信号,适合于难于布线的环境中搭建数据传输网络。在工业现场,铺设的线缆容易受到频繁的触碰损坏,无线网络则保证了网络的安全性。

(3)覆盖范围广。无线局域网在开放空间覆盖半径达550m,室内一般覆盖半径为300~400m,通过室外无线设备传输距离可以达到几十公里。无线局域网现主要应用在远程视频传输、门禁/ 考勤管理系统、安防管理系统、生产设备联网自动化、电信/ 光纤网络监控、医疗/ 实验仪器联网自动化、工业/ 流程联网控制管理等领域。

3、蓝牙技术(Bluetooth)

蓝牙是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。自从提出该技术以来,蓝牙技术的发展异常迅速。蓝牙Bluetooth作为一种新的短距离无线通信技术标准,得到全世界越来越多工业界生产厂家和研究机构的广泛关注。世界蓝牙组织采用技术标准公开的策略来推广蓝牙技术,现已发展成为一个相当大的工业界高新技术标准化组织,全球支持蓝牙技术的2000 多家设备制造商都已经成为它的会员,一项公开的、全球统一的技术规范得到了工业界如此广泛的关注和支持在以往是罕见的。

近年来,世界上一些权威的标准化组织,也都在关注蓝牙技术标准的制定和发展。例如,IEEE的标准化机构,也已经成立了802.15工作组,专门关注有关蓝牙技术标准的兼容和未来的发展等问题。IEEE802.15.2 TG2 是探讨蓝牙技术如何与IEEE 802.11b 无线局域网技术共存的问题;而IEEE 802.15.3 TG3 则是研究未来蓝牙技术向更高速率(如10~20Mbits/s)发展的问题。国内的一些生产厂家与研究部门也准备开始组织蓝牙技术产品的开发。

蓝牙是取代数据电缆的短距离无线通信技术,可以支持设备与设备之间的通信,工作频段是全球开放的2.4GHz频段,可以同时进行数据和语音传输,传输速率可达到10Mb/s,使得在其范围内的各种信息化设备都能实现无缝资源共享。蓝牙技术的应用非常广泛而且极具潜力。它可以应用于无线设备(如PDA、手机、智能电话、无绳电话)、图像处理设备(照相机、打印机、扫描仪)、安全产品(智能卡、身份识别、票据管理、安全检查)、消费娱乐(耳机、MP3、游戏)、汽车产品(GPS、ABS、动力系统、安全气袋)、家用电器(电视机、电冰箱、电烤箱、微波炉、音响、录像机)、医疗健身、建筑、玩具等领域。

二、无线通讯技术在工业自动化领域中的发展趋势

当前无线局域网重要的发展方向是通信协议的标准化。如无线系统与现有系统的共存性,不同厂家设备的相互可操作性以及系统之间的相互协作性,这些都有赖于制定能被普遍接受的无线通信协议。

无线局域网今后的研究方向主要集中在安全性、可靠性、能耗性、移动漫游、网络管理以及与其它移动通信系统之间的关系等问题上。其发展方向有:更高的通讯速率;研发智能天线进一步提高频谱利用率,增加覆盖范围;与Wimax(微波存取全球互通Worldwide Interoperability for Microwave Access )融合,支持高速、移动接入。

现场总线的无线传输的可行性正在评估,无线通讯技术将会和现场总线技术更加紧密结合。

无线传输目前尚处在发展的早期阶段。无线技术首先会在楼宇自动化、自动抄表、事故响应、设备监控等领域得到应用。当前较适宜应用的行业有汽车制造、食品加工、制药和设备资产跟踪等。

由于工厂无线技术种类较多,技术特征差异比较大,无线通信只是现有有线通信系统的一种发展和重要补充,决非一种替代,工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展。

近年来,以太网、互联网等网络架构已越来越广泛地应用于自动化工业领域,取代传统的串口通信将成为自动化系统通信的主流。无线局域网技术在工业控制中的应用,主要包括数据采集、视频监控等,帮助用户实现移动设备与固定网络的通讯或移动设备之间的通讯,且坚固、可靠、安全。它适用于各种工业环境,即使在极恶劣的情况下也能够保证网络的可靠性和安全性。在设备层则将现场感应器、检测器、PLC、读卡器或其他设备,互相连接形成一个无线传感器控制网络,作为信息系统内管理收集数据的工具。现在最终用户和系统集成商都对无线传感器网络技术表现出了越发浓郁的兴趣。工厂无线通讯的发展前景看好,国内业界应该更加紧密地关注该项技术。

参考文献:

第7篇

【关键词】无线电子 通讯技术 使用安全

随着无线宽带技术的不断发展,其在市场中的占有量增加,成为了网络行业中的重要内容之一。使用网络和移动通讯的用户数量正在增加,通信技术在使用的过程中进行更新和融合,新的网络技术也如雨后春笋般的出现,3G,4G技术的发展也更加成熟。在众多的技术中,无线网络技术有着十分重要的地位,其网络化、无线化的形式渐渐形成,实现了人们对于移动性和便携性以及逐渐扩大的容量、业务的设想。

一、无线网络通讯技术的分类

(一)无线蓝牙技术

在目前使用的通讯技术中,蓝牙是其中使用最为广泛的一种。蓝牙技术主要是根据一点多址的技术,能够穿透障碍物,实现数据的全方位传输。蓝牙的产生主要是由于无线局域网的标准时较市场滞后,使得无线局域网难以实行。虽然其采用的标准为国际公认的技术标准,但由于其在市场中所占的份额较小,因此就采用了网线局域网使用的波段。在蓝牙技术的发展过程中,无线局域网和蓝牙之间的频段也渐渐分开。如果使用的设备活动范围较大,需要和多种设备进行连接,采用蓝牙和局域网会具有十分显著的连接和信息传输效果,例如:移动电脑、手机等各种移动设备。

(二)Zigbee技术

Zigbee无线网络通信技术中的一种,其和蓝牙的性质相似,在使用过程中主要是在协议的基础上实现短距离和低能耗的通信技术。在使用中,其最大的优点在于:操作的步骤较简单、能够进行自我组织、数据速率和成本较低。在自动控制和远程控制中较长使用,能够在各种设备中进行使用。在Zigbee的使用过程中,通常将独立的工作节点作为依托,利用无线通信形成面积较小的网络形式,在使用中不同的节点发挥的功能各不相同。为了有效控制使用成本,将节点设置为子节点的形式,在组网通信中,子节点和节点仪器对通信和产生的数据进行汇集和,实现功能设备的作用。

(三)无线局域网技术

无线局域网的产生使得有线网络在使用中产生的问题得到了有效东风解决。在使用过程中,用户可以通过局域网对有线网络进行扩展和延伸使用。无线设备的使用时在有线网络中使用无线接入器或无线网卡等设备进行使用,实现设备的无线网络连接。如果在网络连接中不使用有线的连接方式而进行有线网络的使用。在使用过程中能够根据用户的使用要求对网络进行扩展,实现网络的移动应用。无线局域网在使用过程中主要具有以下特点:首先是较强的灵活性,在使用中不受线缆的限制,可以对工作站进行随意设置。其次是成本较低,在使用中不需要进行工程布线,有效的节省了线路安装和维护使用的费用。最后是安装过程较方便。无线网络的使用不受空间的限制,网络覆盖面积较大,在室外传输的过程中可以达到几十公里。

二、无线通讯技术的安全风险防范

(一)保证网络构架的安全性

在使用的过程中利用端口访问技术对访问权限进行限制对于未授权的使用者拒绝访问。该技术主要是在端口中进行地址认证的方式,将IP和地址进行绑定设置,保证用户在使用过程中的安全性,用户在使用时,只需要输入相对应的密码就能够通过认证,对网络进行使用。

在进行一些安全性等级较高的网络使用VPN的形式进行网络连接,其主要应用于局域网络和远程网络的连接。其使用的安全技术主要是采用对IP进行加密的方式提高数据使用的安全性。在一些对安全使用性能要求较高的用户中,将VPN和安全使用技术有效结合,能够显著提高局域网络的使用安全性。

(二)加强安全认证

加强用户使用过程中的安全认证能够有效阻止未进行注册的用户使用网络。在用户对网络进行使用的过程中,根据其身份建立起相应的访问特权,采用加密的方式对认证的过程进行加密能够提高认证的安全性。在对无线网络的部署中,选择正确的认证方式对于保证网络的使用安全性有着十分重要的作用。在使用的过程中要对无线网络进行定期的检测,保证其安全使用机制的有效性和设备使用过程中各环节的正常运转。

(三)采用安全内核和如入侵检测技术

在操作系统中增强其安全性能,主要是对操作系统的内核部分进行删减和改造,对于内核中可能造成安全隐患的部分进行删除,提高系统内部性能的安全性可对于外部的攻击能力。在网络中使用安全漏洞扫描和修复,计算机中的软件和硬件对于系统的安全性能有着重要的影响,同时使用中的系统的安全程度主要是由设备的使用状况决定的。在系统的使用过程中,产生的工作参数会对于系统的安全性产生影响。系统中产生漏洞就容易遭到病毒的入侵,而漏洞的产生具有较高的频率,因此就需要定期对系统进行安全扫描,对其中产生的问题进行及时发现。

三、结束语

随着无线网络的不断发展,使用的安全性仍是其中重要的问题之一,仍需要充分结合新的技术进行解决,从而保证网络的正常使用和不断进步。同时也要重点对对无线网络的安全问题进行解决的方法和技术进行研究,逐渐完善使用制度和管理制度,使无线网络的使用得到有效地推广。

参考文献:

[1]田兆东、杜明.无线网络安全探讨田[J].信息与电脑,2010(03).

第8篇

当今社会计算机网络技术处于迅速发展的阶段,在21世纪,无线通信技术已经成为人们工作生活必不可缺的一部分,它是促进人类科技发展的一项重要技术。无线通信技术也使人们的生活越来越便捷,它作为现代科学技术发展的一个关键领域推动了社会各个方面的发展。

【关键词】

无线通信技术;发展;思考

随着社会经济和科技的迅速发展,无线通信技术也有了较大的突破。无线通信技术完成了从模拟通信到数字通信的转变,使用功能也更加广泛。现在的无线通信技术已经能够实现数字、语音、数据、传真和图像等的传递。无线通信技术的转变促进了社会经济和科技的发展,社会经济和科技的迅速发展又对无线通信技术提出了更高的要求,本文对无线通信技术的发展前景进行了探究。

1无线通信技术的探究

无线通信技术使用范围广泛,具有成本低、灵活性高、实用性强、设备维修便捷的优点。无线通信技术比较于有线通信技术具有无法比拟的优势,现在无线通信技术仍在处于高速发展阶段,技术也在不断的进行更新。想要研究无线通信技术的发展前景必须了解发展无线通信技术所依据的几种技术。

1.1超宽带通信技术

超宽带通信技术指超宽带脉冲无线电,它的发射功率特别低,能和其他的无线通信设备共同使用。通过使用超宽带脉冲无线技术可以有效的解决无线频谱资源短缺的问题。超宽带技术具有支持高数据速率和系统容量的能力,还具有能够进行高精度定位和探测、成像的优点。超宽带保密性强、抗干扰能力强,而且使用的成本较低,功耗也低。主要应用有无线USB,高速WLAN等方面。

1.2NFC技术

NFC技术又叫做距离无线通信技术,它使用距离较短,是一种高频无线通信技术。使用NFC技术可以在不同的电子设备之间进行非接触式的数据传输。NFC技术是由飞利浦、诺基亚和索尼在免接触式射频识别的技术基础上共同研制开发的。NFC技术发展至今已经逐渐趋于成熟.现在NFC技术主要运用在移动电话中,移动终端和移动式消费电子产品中也有运用。

1.3RFID技术

RFID技术是指射频识别技术,也是一种非接触式的识别技术。它是通过射频信号识别目标从而获取相关信息。RFID技术是由射频卡、阅读器和天线三部分组成。FRID技术可以自动进行识别不用人工进行参与,而且抗干扰能力比较强。RFID技术在很多领域都有应用,例如身份证、烟草公司、物流公司、奥运门票等。

1.4TD-LTE-Advanced技术

TD-LTE-Advanced技术是我国自主产权的技术。它是在3D标准TD-SCDMA的技术基础上发展起来的,是我国无信通信技术发展的显著科研成果。它相比于3G技术传递信息的速率方面有了很大的提高,移动性能也有所提高,而且质量得到了优化,也大大降低了维修成本。

1.54G技术

4G技术是3G技术的延伸,是指第四代无线通信技术。4G技术能够传输较高质量的视屏图像,与3G技术相比具有更加快速的上网速度。在现阶段无线通信技术的发展中4G技术基本上可以满足所有用户的使用需求。

2无线通信技术的发展

社会经济的发展扩大了人们对于无信通信技术的需求,促使无线通信技术必须不断的进行技术更新和系统优化。在分析了无线通信技术发展所依据的几个关键技术之后对无线通信技术的发展进行了下面的探究。

2.1无线通信技术使用范围

随着科学技术的快速发展,人们的工作生活越来越离不开无线网络技术,无线通信技术的使用范围必定会扩大。以后任何人在任何地方任何时间都可以通过终端设备进行网络接入,从而获取网络服务,网络技术在人们生活中所占的比重也会越来越大。人们通过使用无线网络技术会使生活更加便捷。

2.2无线网络的融合性增强

经济全球化的发展也会使人们的生活越来越多样化,未来的无线通信网络也会趋于多元化。未来必须增强无线网络的融合性,就目前网络使用范围来说,要想重新构建一个完整的网络系统,需要花费的成本太高。所以为了未来无线通信技术全面覆盖的目标需要把各处的网络进行融合形成一个巨大的网络系统。

2.3增强网络安全性

无信通信技术的快速发展在给人们的生活带来便利的同时,也给人们的生活带来了一定的威胁。无线网络的使用给一些违法犯罪人员带来了可乘之机,现在网络诈骗猖獗,利用网上银行进行的支付安全性也不够高,人们利用无线网络系统输入的个人信息也没有更好的保密机制,安全性不高。无线网络是在自由空间中信息传播的载体,使用这个载体的人极易暴露自己的个人信息,这也是无线通信网络发展过程中需要解决的最重要的问题。所以增强无线网络的安全性成为无线网络的一大发展趋势。

2.4接入网络的方式更加多样化

增强无线网络融合性,构建一体的网络系统要求终端接入网络的方式也更应该多样化。无线网络的分组化和宽带化为这一目标的实现提供了条件。由于网络的综合化和网络管制的逐渐放松,在无线网络市场竞争的高压力之下必将会推动传统网络技术与新型电子计算机的技术融合。接入网络方式的多样化是实现传统网络融合和新型计算机融合的有效途径。而且随着无线应用协议的发展和无线数据业务的发展,加快了移动业务和IP业务的融合。

3结语

现在,我国无线通信技术处于高速发展的阶段,为了满足人们的需求,无线通信技术必须加快发展的脚步,在这一过程中无线通信技术面临很大的挑战。要想在挑战中谋求发展,就必须采用科学有效的方式来应对。本文通过对影响无线通信技术的几个关键技术进行分析,提出未来无线通信技术的发展趋势是无线网络使用范围的扩大,融合性增强,安全性的增强和核心网络技术的综合化和接入网络方式的多样化。

作者:姜银山 单位:中国联合网络通信有限公司周口市分公司

参考文献:

[1]王冠中.无线通信技术发展思考[J].无线互联科技,2015(14):27~28.

第9篇

关键词:SC2262;SC2272;智能手机;无线寻呼

静脉输液是目前疾病治疗的主要手段。然而因我国人口众多,医疗资源不充足,经常出现医院病床紧张的情况,因此,医院设立了输液大厅,类似于门诊治输液方式,其存在患者众多,人员流动性大,医护人员分配少的特点。输液人数众多护士工作强度大,无法定期查看患者输液进行状况。患者一但输液结束,没有及时换药或拨针将出现血液回流等不良状况,必然会增加医疗事故发生的概率。针对上述现状,为了缓解护士的工作压力,为患者提供可靠优质的治疗服务,国内外部分厂家相继研制了有线寻呼系统,因其存在布线施工复杂、成本高、维护难的不足,已不能很好的用于输液大厅这种场合[1]。基于上述背景,本文顺应物联网理念的发展潮流,本着低成本,高可靠性、稳定性的原则,将WIFI技术、无线射频技术、智能手机技术相结合,设计了一款低成本、移动性好、多种模式无线主机接收,可灵活组网进行无线扩展的输液无线寻呼系统。

1 系统总体结构设计

系统总体框图如图1所示,由呼叫终端、接收主机、护士站PC机及智能手机终端构成。在实际使用中,呼叫终端由病人手持或安放在输液椅子边上,(注意:椅子的编号与呼收终端地址相对应)。当输液结束时,病人按下呼叫终端上的按键,通过无线射频发射呼叫信息帧到接收主机,接收主机收到有效信息后通过WIFI模块以WIFI网络通信技术,转发到护士站的PC机进行语音报号,同时还可转发到护士的智能手机上。接收主机也可以通过无线路由扩大网络覆盖范围。

2 硬件设计

2.1 呼叫终端模块

呼叫终端分别由射频发射模块、电源电路、编码电路组成。射频发射模块选用XY-FST射频发射模块。编码电路选取SC2262,通过查阅其用户手册中的引脚定义[2],设计的终端模块电路如图2所示,R6用于调节编码振荡器的频率;SC2262的第17为串行输出发送引脚,与射频模块的数据引脚相接。10、11、12、13为数据编码,可设为0或1;1---8为三态地址引脚,设置时必须与主机的解码接收模块SC2272相同。其中J11、J12在设计PCB时做编码状态设置跳线,以便于对不同模块对应的输液座位进行对应编号设置。其工作流程是:当按键S4没有按下时,模块不通电,所以不耗电,为电池供电提供了较好的可能性。当按键按下时模块得电立即传送已设好的编码数据。

2.2 接收主机模块

2.2.1 超外差接收射频模块

超外差接收射频模块由解码模块与XY-FST射频接收模块构成。接收终端的呼叫号码,通过SC2272解码后,将结果输出单片机的P10~P13口线。通过查阅SC2272的用户手册可知[3],接在15、16脚间的电阻值选取很关键,要与SC2262的对应。同时其地址也要与2262设置相同。正确解码后17脚会输出由0到1的脉冲信号,将其连接到单片机的P14口线用于通知单片机读取数据。

2.2.2 处理器模块及WIFI模块

处理器模块的主要任务是通过I/O口读取SC2272接收到的终端呼叫号,然后通过串口控制WIFI模块,将数据上传到WIFI网络,WIFI终端接收。因处理器不需要做复杂运算处理,因此选用成本较低,通用性好的AT89S51单片机来实现。

为了降低开发的难度,缩短开发的周期,近而降低开发成本,综合考虑成本高低、技术支持是否良好等多方面的因素,最终选用了济南有人物联网技术有限公司的串口转WIFI模块USR-WIFI232。USR-WIFI232系列产品具有超小体积、支持无线工作在STA/AP/AP+STA/WDS(WDS即无线漫由功能)模式等特点,能够使本文设计的寻呼系统便于实现灵活的组网模式,组成一个覆盖范围较广的WIFI网络,进而提高了系统的通用性。模块的接口定义及管脚说明详见参考文献[4]。

3 软件设计

3.1 接收主机软件设计

单片机上电后,首先完成串口初始化,接着进入主循环,通过P14口线不断检测解码模块SC2272的第17脚是否有0到1的信号跳变,以确定是否有终端呼叫。如果有就读取呼叫值,然后按特定的数据帧格式通过串口发送到WIFI模块,WIFI模块不对数据做任何处理直接传输到整个WIFI网络,供护士站PC主机接收和安卓智能手机接收。

3.2 护士站PC软件设计

基于VB6.0平台开发的显示界面如图3所示,包括当前呼叫号码显示区域,网络连接设置与状态显示区及语音调节区域。对于网络的连接编程选用WinSock控件能通过TCP协议(数据传输协议)连接到接收主机的WIFI网络。同步号码语音播报是通过在VB环境中添加Win32 speech API中的对象库来完成。可根据PC操作系统中已安装的语音库设为中英文男女音四种模式。

4 结论与讨论

本系统整体调试通过,调试显示如图3所示。经过多次测试,本系统能够很好的实现对终端呼叫信号的接收、显示、播报及转发。接收范围也能满足应用要求。本方法设计的系统克服了有线系统的缺陷,具有成本低、移动性好、多种模式无线主机接收,可灵活组网进行无线扩展的优势。

[参考文献]

[1]于沛.基于无线传感器网络输液监测系统设计[D].硕士论文,黑龙江大学,2012,1-5.

[2]拓迪电子有限公司.SC2262数据手册.佛山市拓迪电子有限公司,2010,1-30.

[3]拓迪电子有限公司.SC2272数据手册.佛山市拓迪电子有限公司,2010,1-28.

[4]有人科技有限公司.USR-WIFI232芯片技术手册.济南有人科技有限公司,2012,1-26.