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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇無線數據傳輸，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：單片機 ATmega16 nRF905無線傳輸 遠程控制
中圖分類號：TN919.6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)07-0025-01
在工業控制中經常遇到需要構建由一臺設備異地控制多臺設備的控制系統。在傳統的控制系統中，這些控制信號的傳輸一般由多條控制線或構建相應的控制網絡（485、ModbModbus等）完成。這些都需要敷設相應的控制電纜，當現場條件受限時，敷設控制電纜的成本就會很高。本文闡述用無線數傳模塊實現送風機與8臺異地排風機的控制。
1、系統構成
本系統有兩個獨立的控制器、兩個無線數據傳輸模塊構成。分別設置于送風控制柜和排風控制柜內。控制方式采用主從機控制方式，送風控制柜端為主機，排風機端為從機。主機端負責發送指令和接收顯示排風機工作狀態，從機段負責執行指令（控制排風機工作狀態）及反饋排風機工作狀態。指令傳送采取定時與及時相結合的方式。當主機端有新的控制指令產生式立即將相應的指令傳送到從機段。如果在指定時間（1S）后沒有新的指令產生，則將原有指令重復發生。
1.1 控制器構成
控制器采用AVR系列單片機ATmega16為核心，輔以相應的輸入、輸出模塊構成。見圖1。
輸入為12路，全部用PC817隔離，輸入電路見圖2。
輸出全部為繼電器輸出，輸出繼電器與ATmega16之間也采用PC817隔離，以提高系統的抗干擾性能。
輸入與輸出公用一組12V電源，ATmega16單獨使用一組電源。
控制器設置兩個串行數據接口，一個用于與無線傳送模塊nF905連接，另一個用于與PC機連接（調試控制器用）。
為提高系統穩定性控制器采用了看門狗專用電路MAX706。
1.2 數傳模塊
現行市場上無線數傳模塊種類很多，由于其技術較為成熟，產品性能多比較穩定。無線數傳產品也較為成熟，應用也非常廣泛。例如無線抄表、工業遙控、遙測、自動化數據采集系統、樓宇自動化、安防、機房設備無線監控、門禁系統、POS系統、無線鍵盤、鼠標、交通，井下定位、報警等。本文所采用的數傳模塊為VW3201A，該模塊的參數設置如下：中心頻率：433MHz；串口緩沖區大小：50；Time Out :5字節間隔；串口速率:9600bps；數據格式：8N1；工作通道號：0；發射功率;+20db；無線通訊速率9600bps；工作模式：透明。
2、控制過程
主從機控制器采用相同的控制器，均為12路輸入12路輸出。主機四路輸入用于采集送風機工作狀態，8路作為啟動開關與遠程端8臺排風機相對應。8路輸出用于顯示從機8臺風機工作狀態，一路用于通信故障報警。當系統出現通信故障時輸出報警信號。從機端控制器的8路輸入用于采集排風機輸出端風壓，以此判定排風機工作正常與否；一路輸入用于遠控、就地切換。8路輸出用于控制8臺排風機，一路輸出用于通信故障報警。
主機上電復位后，采集輸入端和輸出端信息，經過運算整理后將收集的信息及相應的數據頭和校驗碼傳送給主機端數傳模塊，由數傳模塊將信息發送出去。從機端接收到主機發送的數據后，經校驗數據正確后傳送給從機控制器，控制器對數據頭及CRC校驗后，如果數據正確則發出相應指令，控制排風機。同時將從機端輸入、輸出狀態信息通過輸出模塊發射給主機，主機收到數據后顯示相應信息。
3、數據傳輸與抗干擾處理
系統的抗干擾除了在硬件設計時采用一系列的抗干擾措施外，軟件設計時為提高系統數據傳輸的準確率，增強系統抗干擾能力也采取了一系列措施。首先在數據幀的構成上，增加了固定數據頭，確保接收數據起始位的正確。一幀數據由7個字節構成，數據頭兩個字節（0XAA 0XBB）、輸入狀態信息兩個字節、輸出狀態信息（含報警信息）兩個字節、CRC校驗碼一個字節。
主從機傳輸數據的幀格式是相同的，實際傳輸的有效數據位控制器輸入、輸出端狀態信息和通信錯誤報警信息。其余字節為校驗信息。
關鍵詞: ZigBee技術;無線數據;無線傳感器;傳輸系統
1 ZigBee技術簡介
1.1 ZigBee概論
ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。它是一種高可靠的無線數傳網絡,期數傳模塊類似于移動網絡基站,通訊距離可以無限擴展。
1.2 ZigBee技術特點
1.2.1 低功耗。在正常運行模式下,由于ZigBee技術傳送的傳輸速率低,數據量不大,因此信號收發耗時很短;在非運行模式下,ZigBee節點處于睡眠狀態,普通情況下兩節五號干電池可以維持長達6個月到2年左右的使用時間。
1.2.2 可靠性。使用了免碰撞機制和重發機制,同時預留了專用時隙滿足需要固定帶寬的通信業務,避免了數據傳輸時競爭和沖突。MAC層采用了完全確認的數據傳輸模式,每個發送的數據包都必須等待接收方的確認信息,建立了可靠的通信模式。
1.2.3 時延短。喚醒休眠狀態和通信時延的時延都很短,適用于對時延要求苛刻的無線控制(如工業控制場合等)應用。
1.2.4 成本低。ZigBee模塊的初始成本在6美元左右,而且還在降價,ZigBee協議是免專利費的,所以ZigBee技術成本低。
1.2.5 網絡容量大。ZigBee可采用星狀、串狀和網狀等網絡結構,Zigbee是一個由可多到65000個無線數據傳輸模塊組成的一個無線數據傳輸網絡平臺,在整個網絡范圍內,每一個Zigbee無線數據傳輸模塊之間可以相互通信。
1.2.6 安全性。采用了AES-128的加密算法。
1.3 其他幾種短距離無線技術
目前,短距離無線通信技術還有藍牙、紅外IrDA、無線局域網802.1l(Wi-Fi)、短距通信(NFC)n1等。不同的無線通信技術有不同的特點,或能滿足耗電量、傳輸速度、距離的特殊要求;或能擴充系統的功能;或符合某些單一應用的特殊要求等。根據它們的點被分別應用在各個不同的領域。
2 無線數據傳輸系統結構設計
2.1 整體設計方案
基于ZigBee技術設計的無線傳感器網絡有覆蓋范圍廣的特點,系統由多個自給供電的ZigBee節點組成,每個ZigBee節點都可以進行周圍環境數據的采集、簡單計算以及與其他節點及外界進行通信。這種多節點的特征可以使眾多傳感器的協同合作進行高質量的傳感,從而組成一個容錯性急哦啊好的的數據傳輸采集系統。
無線數據傳輸系統通過傳感器將捕捉的現場信號轉換為電信號,經模/數轉換器、ADC采樣、量化、編碼成為數字信號后存人數據存儲器,然后通過無線方式將數據發送給接收端進行處理。基于嵌入式系統的ZigBee基站節點完成處理各個傳感器節點接收到的數據信息和外界的無線通信。
系統采用部分網狀(Partial Mesh)拓撲結構,使每個節點的范圍被成倍地擴大。大部分短距離無線技術最大范圍一般為10m或更短,但是部分網狀結構沒有最大通信距離的限制。因為它所有的節點都被用作中繼器或路由器,數據傳輸的時,將要傳輸的數據放在一個數據包里,數據包從一個節點跳躍到另一個節點,直到到達ZigBee基站節點。然后,由ZigBee基站節點匯總并發送到PC機、服務器、局域網或網絡終端進一步傳送。如果遇到信號通道阻塞、節點破壞、節點電池沒電等問題,一條路徑傳輸失敗,信號還可以找到其他的替代路徑。
2.2 ZigBee無線傳感器節點
系統中有相當大數量的自給供電的ZigBee無線傳感器節點,ZigBee無線傳感器節點的功能是采集需要的數據,與其他節點及外界進行通信,并且將數據發送到各傳感器節點組成的通信基站。ZigBee無線傳感器節點主要由傳感器模塊、ZigBee 收發模塊、微處理器模塊、存儲模塊和電源管理模塊五部分模塊組成。
電源管理模塊主要負責功耗管理和供電功能;傳感器模塊負責覆蓋區域內信息的采集和數據轉換;MCU模塊負責控制整個節點的處理操作、路由協議、同步定位、功耗管理、任務管理等;ZigBee收發模塊負責與其他節點進行無線通信,交換控制消息和收發采集數據;存儲模塊負責存儲采集到的數據。
系統中ZigBee節點是由微控制單元(MCU)和RF收發器組成的,其中RF收發器芯片設計了SPI接口與MCU通訊,MCU則連接鍵盤、顯示等人機交互界面、傳感器、控制器等。系統的ZigBee節點選擇使用16位微處理器MSP430F149,MSP430F149處理器自身具有A/D功能,從傳感器得到的模擬信號可以直接送到MSP430F149進行模數轉換。RF收發器則選擇CC2420,因為CC2420性能穩定且功耗極低,支持硬件的加密、CRC校驗。
2.3 ZigBee基站節點
ZigBee基站節點硬件部分主要由傳感器模塊、ZigBee收發模塊、ARM模塊、存儲模塊(NAND Flash,64MB-1GB可選)和電源管理模塊組成。它主要完成處理各個傳感器節點接收到的數據信息和外界的無線通信,并將數據匯總發送到PC機、服務器、局域網或網絡終端。
【關鍵詞】單桿；轉換精度；RS-485
引言
單桿控制系統廣泛應用于各種場合，尤其是在某些特定的壞境中。例如，光電經緯儀，通過單桿系統對經緯儀的方位角和俯仰角的控制，來實現對光電經緯儀的控制等[1]；單桿用來實現對處于生化試驗或放射環境中的平臺的遠程控制,降低了操作的危險性[2]；在我國靶場跟蹤測量裝置設備中，由于受到各類條件的限制，必須借助于單桿跟蹤手段，才能全程、穩定地跟蹤目標[3]。目前使用的單桿控制系統多采用8位或10位的采樣精度，難以滿足高精度應用場合[2][4]；其采用的通訊接口多為RS-232或RS-422，傳輸距離相對較短。本文構建的基于單片機的單桿數據采集及遠程無線數據傳輸系統,采用了MC9S12XS128單片機內置的A/D轉換模塊，達到了12位的數據轉換精度；同時改進了目前常規通訊接口方式[2]，提高了抗干擾能力、增大了傳輸距離。
1系統硬件設計
本系統主要包括以下三個部分：數據采集模塊、MC9S12XS128微控制器模塊、無線傳輸模塊。系統總體設計結構如圖1所示。首先通過傳感器采集單桿的方位和俯仰信息，再通過MC9S12XS128的A/D轉換模塊將獲得的模擬信號轉換成數字信號，然后通過微處理器MC9S12XS128的SCI模塊與無線傳輸模塊進行異步通信，最后由上位機接收，完成單桿數據的遠程無線傳輸全過程。進行兩路數據采集。當單桿在任意方向發生細微位移時，這兩組電位計電阻值將發生相應變化，電阻變化量經過電橋便可以轉換成模擬電量。通過電壓表可測得，采集到的電壓數值范圍在，滿足MC9S12XS128單片機A/D模塊輸入模擬電壓的范圍，直接通過單片機的模擬輸入引腳AN14和AN15送入A/D模塊內進行模數轉換。1.2無線傳輸模塊設計目前的單桿控制系統采用的無線接口主要有RS-232和RS-485兩種形式。二者的部分特征參數詳見表1[5]。經對比發現采用RS-485接口傳輸，信號能量衰減較小，傳輸距離比較遠，抗干擾能力較強，適合信號的遠程傳輸。JZ873數傳模塊窄帶抗干擾性強，接收靈敏度高，視距可靠傳輸距離可達2000m，采用GFSK調制方式，載頻433MHz，在遠程無線傳輸中具有獨特的優勢。同時自帶RS-485通用接口，符合系統的設計要求。
2系統軟件設計
單桿數據采集及遠程無線傳輸的主程序的流程如圖2所示。其中，Init_port()：定義I/O端口；Init_SCI():設置接收和發送的波特率、起始位、數據位、停止位和奇偶校驗位；Init_ATD():設置AD轉換位數、次數、通道數、對齊方式；for(;;):死循環，通過語句while(!(ATD0STAT0&0x80))不斷查詢狀態寄存器，當有轉換完成時將數據發送出去，之后再進入while語句查詢狀態寄存器，循環往復。
3實驗測試數據
為了測試系統的傳輸性能，分別進行了無障礙傳輸和有障礙傳輸兩組實驗。其中無障礙傳輸的發送端和接收端位于公園湖面的兩岸，盡可能降低了信號擾的幾率；有障礙傳輸的試驗地點則位于市區的步行街道。測試數據如表2、表3所示。實驗結果表明，本文設計的系統在無障礙傳輸時成功率最高可達98.38%，在有障礙傳輸時成功率有所下降，這主要是由電磁干擾和電源電壓穩定性差導致的。
4結論
單桿數據采集及遠程無線數據傳輸系統的采樣精度為12位，理論誤差為0.024%，與以往系統相比，提高了數據采集的精度。在實際遠程數據傳輸測試時，數據傳輸成功率最高可達98.38%，保證了本文設計的系統能夠在一定誤差范圍內高速、穩定地將單桿控制信息發送至上位機，可以用于相關方面的遠程控制。
參考文獻
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關鍵詞：位置定位；無線傳輸；智能公共交通
中圖分類號：TP3 文獻標志碼：A
自改革開放以來，中國的經濟建設取得了舉世矚目的成就，中國的城市化進程進入高速發展的跑道上，但城市化發展中的困境隨之而來，以上海為例，2010年11月上海市常駐人口23019148人[1]，平均上班花費時間48分鐘[2]，出行已然成為生活中重要的一部分。隨著城市化進程的高速發展，城市人口持續增多，公共交通運營車輛逐年增加，單純依靠追加公共交通基礎設施建設已經不能滿足城市交通發展的需要，針對這一問題，提出了基于位置定位和無線數據傳輸技術的公共交通系統，通過運營車輛位置定位技術實現公共交通路況的數字化、通過無線傳輸技術實現信息傳遞的便捷化、通過聯網終端獲取出行信息的多樣化的方式來構建交通信息網。
1 設計
基于位置定位和無線數據傳輸技術的智能公共交通系統，從功能角度主要由采集終端、數據中心和受眾終端三大部分構成。
簡要的說，采集終端將公共交通車輛的位置、速度等數據通過互聯網發往數據中心；數據中心在智能調度策略的干預下形成調度信息，反饋到車輛的車載終端，指導車輛有序運營；同時，數據中心生成公共交通信息，通過互聯網，最終到達客顯終端，提供出行參考。
1.1 采集終端
基于位置定位和無線數據傳輸技術的智能公共交通系統的采集終端安裝在運營的公共交通車輛上，采集終端是智能公共交通系統信息的來源，主要包含定位模塊、無線通訊模塊。
定位模塊的主要功能是持續不斷的產生車輛位置、速度信息，是系統最重要的位置數據來源。定位模塊選用美國的全球定位系統（GPS -- Global Positioning System），其主要優點是：定位精度高，技術成熟，生產廠家眾多，產品價格低廉。也可以選用中國的“北斗星”、歐洲的“伽利略” （Galileo Positioning System）、俄羅斯的“格洛納斯”（GLONASS -- Global Navigation Satellite System），還可以選用移動、聯通、電信的移動基站實現位置定位（LBS -- Location Based Services）。
無線通訊模塊的主要功能是實現無線傳輸數據，是連接公共交通車輛與數據中心的一條數據通道。無線通訊模塊將車輛行車信息持續不斷的發送到數據中心并接收調度信息，無線通訊模塊還可以一并傳輸公共交通卡交易數據、自動報站數據、車輛探頭產生的監控視頻，以及供車輛媒體屏上播放的視頻等數據。無線通訊模塊選用中國電信的CDMA2000-EVDO，其主要優點是：網絡覆蓋廣、 軟切換技術使得在移動使用時網絡穩定。也可以選用中國聯通的WCDMA、中國移動的TD-SCDMA。因為有多媒體數據傳輸，所以選用了3G通訊技術。
其它可選模塊包括智能卡收費模塊、自動報站模塊、攝像監控模塊、媒體播放模塊等眾多車載模塊。
1.2 數據中心
基于位置定位和無線數據傳輸技術的智能公共交通系統的數據中心由通訊系統、存儲系統、智能調度策略、客流優化系統、居民出行誘導系統、安全監控和報警系統、公共交通卡系統、地理信息系統等若干子系統組成。
通訊系統接收車載終端發來的數據有車輛行車數據、公共交通卡交易數據、監控視頻數據。通訊系統在接收到信息后，按信息的類別分類處理入庫，供各子系統使用。
通訊系統發送調度信息到車載終端，指導公交交通車輛有序運營；通訊系統發送車輛行車信息到電子站牌，提示乘客車輛到達車站的預計時間；通訊系統通過互聯網、電視、電臺、手機短信平臺交通信息，推薦出行路線。
1.3 受眾終端
基于位置定位和無線數據傳輸技術的智能公共交通系統的受眾終端是將信息呈現給接收人使用的電子設備。受眾終端包括車載顯示終端（報站顯示屏、媒體顯示屏）、公交電子站牌、車站調度顯示牌，智能手機、平板電腦等。
受眾終端信息包括面向車輛駕駛員的實時路況播報、客流播報、建議行車速度的調度信息，也包括面向乘客的車輛計劃發車時間、預計到站時間等交通信息。如公共交通電子站牌，顯示車輛預計到站時間等信息，供乘客候車參考。如智能公共交通APP，通過智能手機、平板電腦等智能終端設備隨時隨地查詢公共交通車輛的計劃發車或預計到站信息。
2 總結
基于位置定位和無線數據傳輸技術的智能公共交通系統通常包含智能調度、車載監控、報警求助、自動報站、多功能站臺、客流誘導、智能卡收費等若干子系統，是定位技術、無線通信技術、智能卡快速收費技術、智能決策支持技術等眾多技術的綜合運用，提供公共交通車輛的定位、線路跟蹤、到站預測、電子站牌信息等功能，對區域內公共交通車輛進行統一組織和調度，運力資源在更大的范圍內的動態優化配置，降低公共交通運營成本，提高調度應變能力和乘客服務水平，實現公共交通車輛運營的信息化、公共交通車輛運營調度的智能化、公共交通車輛運行的可視化、公共交通車輛乘車付費的快速化、以及實現面向公眾提供完善的公共交通信息服務系統。
基于位置定位和無線數據傳輸技術的智能公共交通是建設城市智能交通信息網、數字城市、智慧城市的重要一環，建設智能公共交通系統能有效的提高公共交通車輛的營運效率，節省乘客的出行時間，提高公共交通服務水平，幫助政府部門合理的規劃交通設施建設和資源投放。基于位置定位和無線數據傳輸技術的智能公共交通系統有實際的應用價值、良好的社會效益，投資方在媒體屏上投放廣告獲取收益，有較好的經濟投資價值，符合我國進行城市化公共交通發展的實際需求。
參考文獻：
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《光通信技術雜志》2014年第六期
1遠程維護模塊硬件設計
1.1光傳輸設備遠程維護模塊硬件系統的組成光傳輸設備遠程維護模塊硬件系統主要由設備CPU、設備存儲器（ROM）、各類業務配置管理模塊、FPGA數據處理模塊、告警收集模塊、性能統計模塊、無線數據處理模塊和無線傳輸收/發模塊組成。其中，設備CPU運行各種管理通信協議及嵌入式系統，并負責所有業務的配置管理和運行數據管理。設備存儲器（ROM）完成設備運行過程中重要數據和歷史數據的存儲。FPGA數據處理模塊主要對設備告警信息和性能信息進行處理，并將處理后的數據傳遞給無線傳輸數據處理模塊。告警收集模塊主要完成整個光傳輸設備的業務告警信息收集和處理，并為FPGA數據處理模塊提供光傳輸設備告警數據。性能收集模塊主要完成整個光傳輸設備的硬件性能信息的收集，通過軟件配置來選取需要統計的性能信息，并將處理后的性能數據傳遞給FPGA數據處理模塊。無線數據處理模塊功能主要有兩部分，其一，對光傳輸設備的故障告警信息和性能信息按無線數據傳輸協議要求進行封裝處理，為數據的無線傳輸做準備；其二，對無線傳輸接收到的配置管理指令進行SNMP協議指令的轉換，使得嵌入式系統通過轉換后的SNMP協議對光傳輸設備進行配置。無線傳輸收/發模塊主要完成光傳輸設備主動上報數據的傳遞和遠程維護配置管理指令的接收。光傳輸設備遠程維護模塊的硬件系統組成如圖2所示。
1.2遠程維護模塊硬件系統工作原理基于GPRS的光傳輸設備遠程維護模塊采用主動推送的方式上報設備故障告警，設備告警收集模塊和性能收集模塊通過SNMP協議不斷收集設備的告警信息和硬件性能信息，FPGA數據處理模塊通過設備配置條件對告警收集模塊和性能收集模塊收集的數據進行處理并及時傳遞給無線傳輸數據處理模塊；無線數據處理模塊按無線數據傳輸協議對收到的設備告警和性能信息進行協議封裝并將處理后的數據傳送給無線傳輸收/發模塊；無線傳輸收/發模塊將封裝后的告警信息和性能信息傳送到GPRS無線網絡。遠程維護模塊硬件系統不僅具備告警和性能的主動上報功能，還具備設備故障排查和配置管理功能。遠程維護軟件系統在設備告警發生后，會通過告警信息對遠程的受控設備進行故障排查。無線傳輸接/收模塊收到配置管理指令后，將其傳遞給無線傳輸數據處理模塊；無線傳輸數據處理模塊根據無線數據傳輸協議對收到的配置管理指令進行解析，并將配置管理指令轉換為嵌入式系統識別的SNMP配置指令；SNMP配置指令通過設備CPU運行的嵌入式系統完成對設備相關業務的配置，實現故障的排查和排除。
1.3無線數據傳輸協議的設計由于無線傳輸鏈路資源很寶貴，采用GPRS網絡傳輸過程中會產生流量費用，這要求無線數據傳輸協議對傳輸數據進行更簡潔的處理和封裝，使得有限的帶寬傳輸盡可能多的數據。在基于GPRS的光傳輸設備遠程維護模塊的設計過程中，無線數據傳輸協議主要完成兩個方向的數據交互，告警信息和性能統計信息的主動推送和軟件系統配置管理指令的傳輸。為了確保無線帶寬的有效利用，需要對無線數據傳輸進行深層次的封裝。無線傳輸部分采用的是標準的以太網協議，在傳輸過程中為了盡最大可能節約帶寬，主要對以太網傳輸內容進行改進，具體設計如下：①告警信息和性能統計信息無線數據傳輸幀結構設計。定義第一個字節為包類型標志(信息包或配置包)；定義第二個字節為數據類型標志(告警信息或性能信息)；第三和第四個字節為信息編號（該編號可以參照告警和性能信息對照表查看告警和性能的具體信息）；其它字節預留做擴展使用。②軟件配置管理指令無線數據傳輸幀結構設計。定義第一個字節為包類型標志(信息包或配置包)；定義第二和第三個字節為配置管理編號（該編號可以參照配置管理信息對照表查看配置管理的具體信息）；其它字節預留做擴展使用。以上提到的兩種對照表主要是通過簡單字節的方式來解決無線傳輸過程中信息量過大的問題。通過對照表可以保持嵌入式系統和軟件系統信息模型的統一，很好地壓縮了無線傳輸的信息量。
2遠程維護模塊軟件系統設計
2.1遠程維護模塊軟件系統組成基于GPRS的光傳輸設備遠程維護模塊的軟件系統由無線傳輸收/發模塊、無線傳輸數據處理模塊、SN-MP配置管理模塊、告警信息處理模塊、各類業務配置模塊、性能統計處理模塊和圖形化界面顯示模塊組成。其中無線傳輸收/發模塊負責接收GPRS無線網絡傳輸的告警信息和性能統計數據，并具備將遠程維護模塊軟件系統配置管理指令發送出去；無線傳輸數據處理模塊主要負責按無線數據傳輸協議解析通過無線網絡傳輸的數據，并負責按無線數據傳輸協議封裝SNMP配置管理模塊傳遞的配置管理指令；告警信息處理模塊主要完成告警信息的分類和圖形化數據處理，并根據圖形化界面的顯示模型提供各類接口函數；SNMP配置管理模塊負責將配置管理指令轉換成SNMP指令交由無線傳輸數據處理模塊；各類業務配置模塊主要負責按業務類別提供業務配置接口；性能統計處理模塊主要完成性能數據的分類和圖形化數據處理，并根據圖形化界面的顯示模型提供各類接口函數；圖形化界面顯示模塊主要負責監控設備的狀態、性能和告警顯示，并提供設備的各類業務配置界面供值守人員進行故障定位和排除。遠程維護模塊軟件系統組成如圖3所示。
2.2遠程維護模塊軟件系統工作原理遠程維護模塊軟件系統工作原理由接收被控設備信息和配置管理指令的發送兩部分組成，具體工作原理如下：①被監控設備的告警信息和性能統計信息經過無線網絡傳輸后，由無線傳輸收/發模塊接收；無線傳輸數據處理模塊按無線數據傳輸協議對接收到的無線數據包進行解析，并將解析后的數據傳遞到告警信息處理模塊和性能統計處理模塊；告警信息處理模塊對收到的告警信息進行分類處理，并根據軟件系統定義的告警表現形式進行數據處理，形成可以通過圖形化界面顯示模塊顯示的數據；性能統計處理模塊對收到的性能統計信息進行分類處理，并根據軟件系統定義的性能預警機制對性能統計信息進行數據處理，形成可以通過圖形化界面顯示模塊顯示的數據；圖形化界面顯示模塊將被監控設備的告警信息和性能信息按遠程維護模塊軟件系統定義的圖形顯示方式進行顯示和預警。②值守人員通過圖形化界面顯示模塊提供的告警信息判斷被監控設備可能出現的故障，并調用各類業務配置模塊提供的配置管理功能對被監控設備進行配置；各類業務配置管理模塊將圖形化配置指令傳遞給SNMP配置管理模塊，由該模塊將圖形化配置指令轉換為SNMP協議指令；無線傳輸數據處理模塊將SNMP配置管理模塊處理后的數據進行無線數據傳輸協議的轉換，將SNMP配置指令數據進行協議封裝，由無線傳輸收/發模塊發送到被監控設備，完成設備故障的定位和排除。
3結束語
隨著光傳輸網絡的廣泛應用，光傳輸設備的遠程維護也越來越受到用戶的重視，光傳輸設備由于布設的地理位置偏遠使得維護成本急劇增加，本文提出的基于GPRS的光傳輸設備遠程維護模塊不僅降低了光傳輸設備的維護成本，而且能快速精確地對故障進行定位和排除，確保光傳輸設備的正常運行。在光傳輸設備出現故障后，設備遠程維護模塊通過GPRS無線網絡提示位于監控中心基站的值守人員，通過傳回的告警信息和性能統計信息定位故障。對于非硬件故障，可以通過遠程維護軟件系統配置管理模塊直接排除；對于硬件故障可以啟用備用通信設備，在確保業務正常傳輸的情況下，為維護人員提供準確的故障定位信息，及時對故障模塊進行更換。
作者：陳艷李志遠單位：桂林航天工業學院信息工程系
關鍵詞： 藍牙模塊； BT1800?1； 無線傳輸； 通信協議
中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）09?0026?02
0 引 言
目前，藍牙技術越來越成熟，被廣泛應用于各種工業現場的無線數據傳輸系統之中[1?2]。在壓縮天然氣（CNG）加氣站工業現場基本都是采用RS 485的組網方式進行數據傳輸，該方式存在現場布線等工程施工，特別是對于舊站改造的情況，這些施工就要影響CNG加氣站的正常營業。而基于藍牙無線傳輸方式，完全可以避免這種情況發生，可降低成本，提高系統的可靠性[1?2]。
1 BT1800?1遠距離藍牙模塊及其應用
1.1 BT1800?1遠距離藍牙模塊簡介
采用世界領先的藍牙芯片供應商CSR的BlueCore4?Ext芯片，完全兼容藍牙2.0規范[3]，支持數據和語音傳輸，最高可支持3M調制模式。語音接口支持PCM協議。BC04Class1模塊完全的引腳定義，高靈敏性接收，低成本，體積小巧，低功耗，適用于藍牙的長距離傳輸。可視及對等條件下傳輸距離可達1 800 m，板載微型天線接口，可直接外接2.4 GHz天線[4?5]。
1.2 BT1800?1遠距離藍牙模塊的技術特征
可視、無障礙、對等傳輸距離：1 800～190 m；可外部設置串口傳輸波特率；可外部設置主從工作模式；指示燈顯示工作狀態；工作頻段：2.40～2.48 GHz；藍牙規范：v2.0 Compliant+EDR；EDRV 2.0，最高可支持3M調制模式；支持軟件升級；支持7個從設備；低電壓電源：2.7～3.6 V；正常供給電壓：（3.3±0.1）V；內置8 Mb FLASH；支持低耗模式：Park，Sniff，Hold和Deep Sleep；工業級設計尺寸：25.2 mm×15.5 mm×2 mm。
2 BT1800?1遠距離藍牙模塊在無線數據傳輸 系統中的應用
2.1 系統組成
BT1800?1遠距離藍牙串口模塊作為一種電纜替代方案，實現串口信號與藍牙信號之間的轉換，從而實現設備間的遠距離藍牙數據傳輸。藍牙串口模塊有主、從之分。運用藍牙串口模塊進行數據傳輸時，主從模塊必須配套使用，且主從波特率必須設置相同。硬件電路連接正確并加電啟動后，主從模塊會各自根據外部配置自動設置波特率及工作模式，并建立連接，之后，用戶設備就可以像使用普通串口[6]一樣使用藍牙串口模塊。
在CNG加氣站上主要應用該模塊實現CNG加氣機與計算機之間進行數據傳輸，系統在每支加氣槍的控制系統中采用兩個BT1800?1模塊，其中，一個模塊在加氣機端（即單片機端）用作從模塊，而在計算機端用作主模塊，其系統框圖如圖1所示。
2.2 數據傳輸系統的設計及與BT1800?1的接口
各個數據傳輸系統采用新華龍的C8051F020單片機[6]為核心，BT1800?1模塊與單片機連接的應用電路圖接口如圖2所示。
從圖2中可以看出，系統僅需將模塊的1腳與單片機串口接收引腳相連接，2腳與單片機串口發送引腳相連接，24腳與單片機的外部中斷引腳相連接。BT1800?1模塊在數據傳輸系統中被當成一個串口來操作使用，就非常方便。
2.3 其他注意事項
在使用BT1800?1模塊時，需要注意以下事項：
（1）關于無線藍牙的使用環境，無線信號包括藍牙應用都受周圍環境的影響很大，如樹木、金屬等障礙物會對無線信號有一定的吸收，從而在實際應用中，數據傳輸的距離受一定的影響。
（2）模塊串口電平是3.3 V，如果和5 V電平系統連接需要增加電平轉換芯片。
（3）由于藍牙模塊都要配套現有的系統，放置在外殼中。由于金屬外殼對無線射頻信號是有屏蔽作用的。所以建議不要安裝在金屬外殼中。
（4）PCB布板：由于金屬會削弱天線的功能，建議在給模塊布板的時候，模塊天線下面不要鋪地和走線，若能挖空更好。
（5）電腦藍牙驅動問題，對于從模式情況下，電腦上使用藍牙適配器，通用的有WIDCOMM IVT Windows自帶的驅動。推薦采用Windows自帶的驅動。
3 軟件設計及通信協議
由于BT1800?1模塊在數據傳輸系統被透明成串口，編寫通信程序時就按照串口操作即可。系統中就應注意設置串口相關參數，考慮到無線傳輸的特殊，串口波特一般不要設置太大，經過試驗發現，波特率采用9 600 b/s就比較合適。
由于供電電源、噪聲以及傳輸路徑等因素的影響，傳輸的數據容易受到外界干擾。為了正確、快速地發送和接收數據，需要一份簡單且能夠檢錯的通信協議，通過選用合適的差錯控制方法和檢錯編碼方法[2]可以實現，系統采用檢錯重發法（ARQ）的差錯控制方法，數據異或校驗的編碼方式。
無線通信協議中必須有握手信號。通過實驗發現，在0FFH后接00H在干擾信號中很少出現。為了提高有效信號接收率，收發送數據的握手信號均為0FFH，0FFH，00H。同時，為了增加信號的信息量，在協議包增加了命令單元、數據單元、異或校驗單元、數據結束單元。因此，1個協議包中包含以下內容：0FFH，0FFH，00H，命令單元、數據單元、異或校驗碼、數據結束單元。命令單元包含發送模塊地址、接收模塊地址、數據類型、控制信號等信息。
在主程序中進行了相應的設置后，串行中斷程序流程圖如圖3所示。
4 結 語
經過現場試驗，系統的工作穩定性和可靠性都能滿足現場要求，而且，采用這種方案可以減少現場布線施工以及具備良好的技術性能，具有廣泛的應用前景和推廣價值。
參考文獻
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關鍵詞 泵房設計；水箱水位；報警系統
中圖分類號TU99 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）72-0114-02
1 系統背景及設計目標
一般為節約用地都將泵房設計在地下，但水箱跑水導致水淹泵房和設備，造成不必要的損失，屢見不鮮。齊齊哈爾醫學院消防水池和生活水池位于一號樓地下負二層，水箱進水由水位浮球閥控制，醫學院為防止水箱進水浮球機械疲勞，造成重大損失需要把水位信號傳到六號樓消防控制室和保安監控室。
本方案的通過對水箱水位自動檢測和無線傳輸設備，達到以下設計目標：1）設備自成系統，除了電源以外，無需額外的硬件設備支持，檢測數據通過串口直接輸出；2）安裝、維護簡單；3）系統自帶網絡配置軟件，操作簡便。
本系統完成水位檢測，并將水位傳感器的數據通過無線網絡的方式傳輸回消防監控中心。這樣就不需要像傳統的數據采集方式那樣，進行長距離施工、布線，才能夠將數據傳輸回控制中心，減少了安裝和維護上的困難。
2 系統的組成
本系統由系統電源、水位傳感器、數據采集控制設備、無線數據傳輸發送終端、無線數據接收終端組成。其中前四個部分構成前端采集設備，安裝在水位采集現場，系統電源為整機提供穩定可靠的電源；水位傳感器完成水位的檢測；數據采集控制系統完成對水位傳感器輸出RS485?信號進行采集、分析，另外完成對無線模塊、硬復位系統的控制；無線終端完成數據的網絡傳輸。無線數據接收終端是一臺無線終端，它通過無線網絡得到前端采集設備獲得的數據，并將無線數據轉換成RS485?總線數據輸出。
2.1 水位傳感器安裝
由于本檢測系統是測量水箱進水口處水位，即對流動的水測量液位。傳感器與放大電路均在不銹鋼全密封殼體內，投入液體中的部分為全密封不銹鋼結構。安裝時在水中插入一根Φ45左右的鋼管，然后將其投入其中防止干擾。
2.2 檢測系統構成及特點
系統具有實時性：實時在線監測。采用無線網絡技術的無線檢測系統，將水位傳感器的輸出信號，通過AD?采樣，轉換成無線網絡可以傳輸的數據，傳輸到消防監控中心，實現了對水位進行實時在線檢測，真正做到了遠距離遙測。
1）傳感器部分
選用中美合資麥克傳感器公司的?MPM4700?型智能液位變送器，該傳感器的特點是：全不銹鋼結構，體積小；與介質接觸的材料為陶瓷，可抵抗較強的壓力沖擊；頂部不銹鋼帽可拆除，即可防止膜片的意外損壞，又便于定期清洗，不易被堵塞。
2）無線數據傳輸設備
本方案中，設計了三種無線數據傳輸方式，它們各有優缺點，下面先對三種無線傳輸方式做具體說明。
（1）無線?GPRS?數據傳輸方式
GPRS?模塊在水位檢測點和電站監控機房內均需要分別安裝一個GPRS?模塊，它主要完成數據的遠距離傳輸。GPRS?其實是手機連接互聯網的分組交換協議，這就可以使得GPRS?設備成為一個互聯網設備，便于數據傳輸。
（2）GSM?短信傳輸方式
在無線數據傳輸中，目前使用得非常多的是短信方式。只要用戶熟悉?AT指令，則可以采用短信方式，將采集到的數據，傳輸到遠端的一個短信接收模塊上。
3）系統電源
系統電源采用外接220VAC 1A供電。系統電源模塊使用隔離開關電源，首先將220AVC電源轉換成12VDC的直流電源，然后再轉換成各個模塊需要的電源。
4）系統可維護性設計
本系統是安裝在地下室二層，如果系統出了問題，需要工程人員到現場維護，既費時，又費人力、財力，所以這里設計兩層保障措施，防制系統死機。第一層措施是在無線網絡中增加“心跳”數據包，如果長時間未收到心跳數據包，則進行一次軟復位，同時發送復位指令給前端系統的其他設備，讓所有設備進行一次軟復位。但是第一層是建立在前端設備未出現死機情況下，才能進行，所以還需要獨立于前端設備的一種硬復位方式，當前端設備系統出現問題的時候能夠操作設備完成一次復位，并重新運行。第二層措施是在前端設備上，配備一個短信模塊，并由短信模塊輸出IO控制前端設備供電。當前端設備出現問題的時候，又遠端控制中心發送多條（例如3條，為了防制誤傳）短信給前端設備的短信模塊，短信模塊收到短信之后，判斷是否為復位指令，如果是則關斷前端設備電源，延時數秒鐘之后重新給設備上電，這樣就完成一次系統復位。
5）無線數據接收終端
監控室內安裝無線數據接收終端，考慮到地下信號可能較差，需要使用射頻饋線將天線延伸到監控室以外。無線接收終端通過無線網絡，從前端設備獲得水位數據及現場其他參數；另一方面，將得到的數據通過RS485總線輸出到消防監控設備，或者將水位數據轉換為4mA～20mA的模擬信號輸出。
2.3 三種無線數據傳輸方式的比較
傳輸距離：GPRS?和GSM?短信方式的傳輸距離僅受移動網絡的影響，凡是有移動網絡的地方，都可以采用這兩種方式；無線傳感器網絡，可靠的傳輸距離為可視3km，由于水位測量點距離消防監控室距離達到2km，而且中間樓房遮擋，所以必須增加中繼節點，采取接力傳輸的方式才能夠將數據送回消防監控室，除了測量點和廠房以外，另外至少需要配置3個中繼節點。
數據傳輸實時性：GPRS?方式，由于設備隨時都在GPRS?網絡中，兩個GPRS設備形成點對點網絡，所以可以較快的傳輸數據，延時一遍在10s?以內；GSM?短信方式，短信的發送與接收對于移動網絡來說還是一個比較復雜的過程，發送短信一方，先要將短信發送到短信中心，短信中心再找到目的手機號，然后將短信發送給目標，中間可能收到短信阻塞、信號好壞的影響，延時從幾秒到一天不等；無線傳感器網絡，由于是自組網，不受移動網絡的影響，一旦網絡建立完成，就可以較快的傳輸數據，一般延時在2s左右。
維護費用：GPRS?的數據是按照流量計費，一般月租5元，可以有30Mbytes的流量，基本可以滿足大多數輸出傳輸的要求，使用費較低；短信方式，沒有一條數據，均需要發送一條短消息，雖然短消息的容量可以達到每條140字節，但是基本上是幾個字節就需要一條短信，所以如果每分鐘有5條短信的話，每月的費用是非常驚人的；無線傳感器網絡，由于使用自組網，且是免申請的2.4GHz?頻段，使用過程中完全無費用要求。
可靠性：由于三種方式均采用國外進口器件和成熟方案，而且三種方式均已用于多次工程項目，因此可靠性、技術成熟度上都是較高的。考慮到安裝維護、數據傳輸實時性，其中GPRS方式，在各種方式中占有一定優勢，只是要承擔一定的使用費用；如果使用費用是一個問題，則可以選擇無線傳感器網絡方式，但是需要增加中繼節點的安裝和維護。綜合考慮，建議選用GPRS方式。
2.4 GPRS?網絡設置軟件
選用?GPRS?方式，考慮到GPRS網絡的特殊性，以及使用的靈活性，系統需要配套一個網絡設置軟件，對串口波特率、工作模式、DTU模式等進行相應的設置。
3 系統防雷設計
根據對無線設備的結構分析，以及雷電可能的侵入途徑，設計了以下防雷解決方案。前端設備應置于接閃器（避雷針或其它接閃導體）有效保護范圍之內。當前端設備獨立架設時，原則上為了防止避雷針及引下線上的暫態高電位，避雷針最好距前端設備3m～4m的距離。
關鍵詞：WLAN；優化；實踐
就目前的發展狀況看，智能手機以及其他移動數字設備逐步普及，無線網絡接入方式已經成為人們日常工作和生活中的重要組成部分。
1 WLAN優化的相關基本知識
所謂WLAN，即利用無線通信技術在一定的局部范圍內建立的數據傳輸網絡，可以實現無線數據傳輸，并且依據相應的標準支持多種媒體和數據格式，是當前無線數據傳輸的重要實現形式之一。其協議標準主要采用IEEE 802.11x協議簇。
從結構上看，WLAN采用可以采用多種形式加以實現，從最高層開始，通常由寬帶接入服務器（BRAS，Broadband Remote Access Server）將相應的數據服務引入到WLAN中，從BRAS向下通常經由匯聚交換機，將信號引入光線路終端（OLT，Optical Line Terminal）進而經由光節點（ONU，Optical Network Unit）與POE交換接相連，對于WLAN網絡而言，無線訪問節點（AP，Access Point）通常是與POE交換機相連，但是也存在與ONU直接相連的情況。
對于WLAN網絡的優化而言，首先需要確定相應的執行標準，究竟何種情況下才需要執行優化，又應當優化到什么水平才能算合格。通常對于WLAN的優化行為從三個角度處罰，首先是覆蓋狀況。在這一方面，需要重點針對邊緣覆蓋場強和覆蓋合格率進行考察，如果邊緣覆蓋場強低于-75dBm，就需要考慮進行優化，應當保持邊緣場強起碼保持在-70dBm狀態，丟包率嚴格控制在3%以內；而對于覆蓋合格率方面，通常將97%視為臨界標準。其次需要考慮的是WLAN的容量，當支持關聯用戶數以及并發在線用戶數過大的時候，就會發生用戶體驗下降等數據傳輸服務質量下降等問題，因此對于這兩個方面都應當加以重視，但通常并無標準可供參考，一般多根據WLAN覆蓋場所實際情況進行確定。最后一個需要注重的方面則是WLAN網絡的數據傳輸服務質量，具體而言需要注意四個重要衡量指標，其一在于保溫重轉次數，通常當ACK數值大于5的時候，就應當處罰優化行為，通常將其值控制在不大于3的狀態之下；第二個變量為定點下載速率，通常認為WLAN網絡應當能夠達到1000kbit/s的傳輸速率，如果速率下降到500kbit/s甚至更低，則應當馬上展開優化工作；再次應當為邊緣信噪比，處于WLAN區域覆蓋邊緣地區，容易受到其他方面的干擾，通常認為SNR值不應低于30dB，當其數值低于20dB的時候，就必須觸發優化行為；最后則是認證成功率，理想狀態應當為100%，如果低于90%就必須著手優化。
2 WLAN網絡優化實踐討論
對于WLAN的優化工作，需要根據具體的情況作出深入細致的分析，有的放矢才能獲得良好效果。在實際工作過程中，優化的重點突出在如下兩個方面：
2.1 WLAN覆蓋優化
覆蓋作為WLAN首要的優化指標出現，其重要性不言而喻。對于無線數據傳輸網絡而言，覆蓋的狀況直接關系到在相應區域內數據傳輸服務的可獲得性以及有效性等多個方面，并且對于干擾等方面也有著至關重要的影響。
對于WLAN的覆蓋問題，最為重要的方面，也是唯一的衡量準繩就是其覆蓋環境的考察。重點需要考慮整個覆蓋場所中各個邊角區域的覆蓋狀況，以及建筑物中墻壁等相關建筑附屬物對于WLAN信號的影響和阻礙效果。相同的空間環境下，如果內部墻壁或者阻隔不同，需要架設的AP端必然也會有所不同。例如在高校環境下，教學樓和宿舍樓的WLAN覆蓋設計就會有所差異，而校園環境中的覆蓋設計和購物廣場的覆蓋設計又會有所不同，所有這些都必須依據對覆蓋環境的深入考察來確定，才能獲取到良好的覆蓋效果。
2.2 WLAN干擾優化
干擾是無線通信網絡中的重頭問題，不僅僅在WLAN中，在其他數據通信網絡中同樣重要。對于WLAN應用環境而言，其802.11b/g工作在2.4GHz頻段，具體范圍為2.4000-2.4835GHz，在這個頻段內，WLAN共劃分了13個子信道，每個信道帶寬22MHz，但是在實際應用過程中為了避免同頻干擾，只采用了1、6、11三個主要信道。信道頻帶較少，讓WLAN更加面對著網內干擾的危機，在實際布網過程中，應當注重空間內的信號分布。由于WLAN多用于建筑物內的無線數據傳輸，因此不僅僅需要注重樓層內部的干擾問題，對于樓層之間的干擾也必須嚴加審查。除此以外，還應當對于天線功率進行控制，在WLAN環境中，信號達到天線后通常不應超過12dBm，并且STA位置信號強度應當在-50～-60dBm范圍內為宜，通信到AP信號相鄰時務必確保信號強度處于-80dBm強度以下范圍。
3 結論
在對WLAN進行優化的過程中，需要綜合多個方面的因素進行綜合考量，才能有的放矢采取有針對性的優化行動，并且最終獲取到良好效果。除上文中提及的主要優化注意事項以外，諸如關閉低速率應用、調整Beacon發送時間間隔等手段，也都是WLAN優化工作中的重點，相應工作人員必須深入學習，才能更好的實現WLAN的優化。
（中航工業長沙中傳機械有限公司，湖南長沙410200）
摘要：為實現多軸飛行器姿態及機載視頻無線傳輸，設計了基于Linux、無線網卡AR6003和ARM 平臺的機載WiFiAP模式服務器數據接收發送端。詳細介紹了多軸飛行器WiFi數據傳輸系統的硬件平臺設計及AR6003網卡在Linux系統中的驅動移植和AP模式實現及收發數據程序設計。對設計系統進行數據傳輸測試，結果表明該系統在WiFi AP模式下能高效、實時傳輸飛行器姿態數據。該方法對多軸飛行器無線數據傳輸、調試具有實用工程價值。
關鍵詞 ：WiFi；AP模式；多軸飛行器；數據傳輸
中圖分類號：TN919.8?34 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）13?0027?03
收稿日期：2015?01?25
0 引言
多軸飛行器在調試和使用過程中都需要和地面控制終端進行交互。其搭載的飛控系統需要具有較高帶寬的無線數據傳輸能力和嚴格的功耗要求。WiFi廣泛用于無線傳輸，WiFi無線接入點（Access Point，AP）能為移動終端提供無縫的、高速的、透明的接入服務。本文采用ARM11嵌入Linux 3.0.1平臺，集成具有內置MAC（Media Access Control）層功能的AR6003 無線網卡，實現最高帶寬85 Mb/s的傳輸速率。搭載采用WiFi AP進行飛行姿態操控數據和視頻數據的傳輸控制板，手機、平板電腦等移動設備可以通過WiFi信號直接訪問飛控板，將數據接收后進行處理。
1 系統設計
系統設計如圖1 所示，數據傳輸系統，根據機載飛控板采集磁力計、氣壓計、陀螺儀、加速度傳感器、溫度傳感器和視頻傳感器信號進行處理，將處理好的數據打包再通過WiFi AP 無線傳輸給地面帶有WiFi Client的接收終端。地面接收終端接收數據時，首先打開無線網絡連接搜索周邊的WiFi AP 熱點，當搜索到特定機載WiFi AP名稱時輸入連接密碼進行連接，成功后打開接收端接收來自飛控板的飛行姿態信息和視頻信息。
2 硬件設計
2.1 硬件平臺設計
本設計數據傳輸系統硬件只用考慮機載飛控板發送部分，接收終端采用手機或者便攜式計算機則不需要設計。硬件平臺系統如圖2所示，具體實現如圖3所示，要能實現Linux的裝載，需要有SDIO0接口用于連接SD 卡實現程序的燒寫，SDIO1 接口用于連接AR6003。由于姿態傳感器采用的是I2C 傳輸數據，S3C6410 需要有一個I2C 接口和一個用于調試監控和數據采集的串口。
2.2 WiFi接口設計
AR6003嵌入式環境中WiFi的硬件接口如圖4所示。在SDIO接口和S3C6410的SDIO接口連接時，SD_D0~SD_D3實現數據傳輸，SD_CLK 實現傳輸時鐘同步。
3 系統軟件設計
數據傳輸過程如圖5所示。姿態和視頻傳感器采集的參數經過應用程序預處理，然后通過UDP 或者TCP 協議將數據打包。打包好的數據在操作系統和無線網絡驅動作用下通過AR6003網卡對攜帶的數據包進行收發。
3.1 WiFi AP模式驅動實現
由于低于3.2 版本的Linux 內核源碼中并沒包含AR6003 的驅動代碼，故使用compat?wireless把AR6003驅動代碼移植到Linux 3.0.1內核中。具體步驟如下：
進入解壓出來的compat?wireless?3.3?2?n 目錄；執行./scripts/driver?select ath6kl；然后使用以下命令交叉編譯驅動：
ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm?none?linux?gnueabi?makeKLIB=/home/xx/Desktop/linux?3.0.1 ；KLIB_BUILD=/home/xx/Desk?top/linux?3.0.1
編譯成功后，把compat?wireless?3.3?2?n 目錄下的net/wireless/生成的cfg80211.ko 和drivers/net/wireless/ath/ath6kl/中生成的ath6kl.ko兩個文件拷貝到目標板的文件系統中，同時把AR6003的firmware目錄ath6k拷貝到目標板的/lib/firmware/目錄中，用ln ?s /lib/firmware/ath6k/AR6003/hw2.1.1/bdata.SD32.bin /lib/firmware/th6k/AR6003/hw2.1.1/bdata.bin建立軟鏈接。
交叉編譯libnl庫并安裝在usr/local/arm/libnl1.1/路徑下；交叉編譯libssl庫并安裝在usr/local/arm/ssl/路徑下。
下載hostapd 2.0.tar.gz，解壓并修改文件夾中的makefile文件：
CC=arm?linux?gcc 制定編譯器，CFLAGS+=?I/usr/local/arm/ssl/include/指定ssl的頭文件路徑；CFLAGS+=?I/usr/local/arm/libnl1.1/include/指定libnl的頭文件路徑；LIBS+=?L/usr/local/arm/ssl/lib/指定ssl的庫文件路徑；LIBS+=?L/usr/local/arm/libnl/lib/指定ssl的庫文件路徑
然后編譯make hostapd，得到hostapd 和myap.conf文件。修改myap.conf：
interface=wlan0；driver=nl80211；ssid=test；hw_mode=g；channel=8
將改好的hostapd和myap.conf文件拷貝到S3C6410目標板中。
安裝dhcpd 和配置dhcpd.conf，實現對試圖接入AR6003AP終端的IP地址動態分配。
3.2 數據傳輸軟件設計
當AR6003網卡啟動并工作在AP模式后，并與客戶端實現WiFi信號連接，操作系統調用數據傳輸應用程序，socket封裝了TCP/IP網絡的API，通過調用其相關函數實現數據的收發。開發流程如下：
首先調用socket（）函數創建socket，用setsockopt（）函數設置socket屬性，用bind（）函數綁定IP 地址、端口等信息到socket，用函數listen（）監聽。write（WORD *buff，WORD len）實現發送，read（WORD *buff，WORDmaxlen）實現數據接收。數據幀分為功能幀0x0傳輸加速度、陀螺儀、磁力計傳感信息；功能幀0x01 傳輸氣壓高度、溫度和姿態解算信息以及視頻信號數據。功能幀0x0數據填充格式如表1所示。
4 數據傳輸測試
數據傳輸測試結果如圖6 所示，其中加速度、陀螺儀、磁力計波形按照1/5衰減顯示，當地面客戶端搜索到機載WiFi信號后，輸入連接密碼成功后，多軸飛行器姿態數據便按照預定義的格式打包傳入接收端，接收端按照協議對數據進行解析和處理顯示。
5 結語
設計實現了工作在WiFi AP模式下的多軸飛行器無線數據傳輸系統。能實現多終端接收攜帶有飛行器實時姿態數據WiFi信號，可以方便飛行器調試，還可以通過多個WiFi AP中繼后增加飛行器的遠程數據傳輸功能。
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作者：阮一凡 黃健 張東升 單位：中國鐵道科學研究院標準計量研究所 中國鐵道科學研究院鐵道科學技術研究發展中心
根據牽引機車功率不同，可以采用不同的編組方式，如1+1，2+2方式等。3分集接收技術在山區隧道地區，障礙物的阻擋使得無線通信質量大幅下降，分集接收技術能夠減輕這種影響。在多個支路上接收相關性很小的載有同一消息的信號，然后通過合并/選取后輸出，這樣便可以在接收端降低無線通信信號衰落的概率。目前，較多采用的分集接收技術主要有空間分集和頻率分集。空間分集是利用多副接收天線獨立地接收統一信號，然后選擇質量較好的信號進行輸出；頻率分集是通過多個頻率的載波同時發送和接收同一信息，然后選擇質量較好的信號輸出，即利用不同的載波在衰落特性的差異，實現降低信號衰落的概率，提高無線通信傳輸質量。
無線同步操控通信系統我國長大重載列車的無線同步操控通信系統較多采用空間分集和頻率分集相結合的分集接收技術。頻率分集技術中采用的載波頻率主要有800MHz、900MHz（GSMR頻率）、400kHz（感應通信頻率）；空間分集技術主要采用廣播與接力傳播相結合的方式。
不同制式通信系統800MHz通信在開闊地段和隧道內的通信效果都能滿足要求，但并不能避免由于高大物體或隧道口的遮擋帶來的通信質量下降，需要在特殊地段增加地面中繼設備進行信號補償，增加了系統成本。GSMR通信是鐵路基于GSM制式的專用通信系統，其基站和中繼設備的合理配置能夠滿足無線信號的覆蓋要求，但投入資金很大。400kHz感應式通信是通過機車頂部的耦合天線將400kHz調制信號耦合至接觸網，通過接觸網傳輸信號，在遠端的機車通過同樣的耦合天線將信號接收下來，實現信息的傳輸，其傳輸距離可達到3km以上，而且并不受地形影響。我國重載鐵路中應用的無線同步操控通信系統頻率配置存在著800MHz+GSMR和400kHz+800MHz2種方案。無論那種方式，各個牽引機車之間的同步操控間隔時間都應被控制在一定范圍之內。以圖1中的編組方式為例，假設2組機車之間的間隔54節C70型車輛（約750m），由于空氣制動波速約為300m/s［1］，所以此時的同步操控間隔時間應小于2.5s。
800MHz+GSMR通信系統目前，大秦鐵路無線重聯重載列車的通信系統采用的是800MHz+GSMR方式。每列重載列車的牽引機車分別配備了800MHz無線數據傳輸設備和GSMR車載通信單元。列車控制信息由主控機車的列車控制系統同時發送給本車的2套通信設備，GSMR車載通信單元通過指定信道將數據廣播至地面基站，再通過GSMR地面基站管理中心、網絡交換中心以及地面節點服務中心處理后，通過從控機車的指定信道同時發送至各個從控機車，各從控機車的GSMR車載單元將接收到的信息發送至本車的列車控制系統。與此同時，800MHz無線數據傳輸設備也會將接收到的列車控制信息通過4副全向天線在4個不同信道發送出去，守候在這4個信道的各個從控機車會收到列車控制信息，經過信號選擇發送至列車控制系統。同時，各個從控機車之間也會采用接力方式進行通信。800MHz無線數據傳輸設備采用了4頻組的頻率分集技術以及多天線接收的空間分集技術，結合GSMR車載通信單元以及合理優化的無線傳輸時隙管理，實現了完善可靠的列車控制信息的無線傳輸。
400kHz+800MHz通信系統由于800MHz+GSMR方式需要較大的投入資金，來滿足GSMR基礎網絡的建設需求，所以對年運量較低的貨運專線來說，400kHz+800MHz方式更具可行性。神朔鐵路重載組合列車的無線通信系統應用的是400kHz+800MHz方式。每列重載列車的牽引機車配備1套無線數據傳輸設備，每套設備裝備2個400kHz電臺和2個800MHz電臺，分別設置在1個400kHz信道和2個不同的800MHz信道。主控機車的列車控制系統將列車控制信息通過3個信道同時發送，各個從控機車能夠通過2個守候在不同頻率的800MHz電臺以及2個守候在相同頻率的400kHz電臺接收到信息，經過信號選擇后，傳送給列車控制系統。在這個過程中，各個機車之間的通信采用了廣播與接力相結合方式，對無線數據的傳輸時隙進行了合理有效的管理，滿足了實際應用中對同步操控間隔時間的要求。隨著通信系統的不斷發展，除了上述我國無線同步操控技術中應用的無線通信系統，還有更多可以應用于無線同步操控的通信系統，例如WLAN系統、衛星通信系統等等。
關鍵詞：短距離無線通信；讀卡器；通信協議；功能測試
引言
短距離無線通信技術的應用和推廣要基于市場需求和定位，配合技術標準建立對應的技術規范模式，并配合認證機制和互通測試環節，有效提高市場對于技術方案的認可度，維護無線通信工作的綜合水平。
1短距離無線通信技術概述
近幾年，針對短距離無線通信技術的研究主要集中在藍牙技術標準、IEEE802.11、紅外技術標準以及ZigBee技術標準等方面。
1.1藍牙技術
支持設備建立短距離通信，一般＜10m，配合相應的設備建立無線信息交換。藍牙技術能有效建立數據和語言接入點，并且替代傳統的電線電纜，最大化提升固定中心信息傳遞的效率。具體技術參數如表1所示。
1.2IEEE802.11
IEEE802.11是實現無線網絡設備互聯的基礎公約類局域網標準。其中規定由DSSS、FHSS以及紅外技術構成基礎物理層，基礎頻段主要分為2.4GHz頻段和5GHz頻段。在技術應用過程中，會將RC4加密算法作為安全基礎，配合有限的密鑰管理，吞吐量為11Mb/s和54Mb/s。相較于藍牙技術，IEEE802.11的應用范圍擴大到室內100m范圍、室外300m范圍[1]。其最大的優勢就在于無需進行布線處理，有較高的靈活性和便捷性，加之產品的應用范圍廣泛，對應的成本價格適中，因此具有一定的推廣價值。
1.3ZigBee技術
近幾年，作為低距離和低能耗的代表，ZigBee技術受到了廣泛關注，將其應用在自動化控制技術、傳感技術以及監控平臺中能大大提升地理定位的合理性與及時性，技術支持的結構主要分為數據鏈路層、網絡層以及應用編程接口，匹配市場和測試需求建立相應的技術模式。
1.4紅外技術
紅外技術是一種基于紅外線建立的點對點通信技術方案，能被廣泛應用在小型移動設備中，最大的優勢就在于應用人員無需建立頻率使用權的申請機制，配合紅外通信模式就能滿足數據傳輸要求，更適宜應用在文件信息量較大與多媒體數據傳輸方面[2]。
2短距離無線通信技術應用方案
在應用短距離無線通信技術建立對應運行系統的過程中，為了滿足無線數據傳輸系統的基本需求，就要匹配無線通信任務建立相應的模塊。本文以某企業井下作業使用短距離無線通信技術建立考勤定位管理為例，要結合模塊應用需求設置對應的物理層、數據鏈路層以及應用層，在滿足數據匯總的同時，還能有效發揮技術優勢，提高數據傳輸和數據發送的時效性。
2.1整體框架
在設計工作中，要保證人員的相關信息都能借助標簽處理邏輯框架（圖1）完成信息的上傳，匯總到監控主機。在通信過程中，標簽并不是單一化的信息接收和發送，而是要結合數據應用要求配合輸入/輸出匹配網絡建立復位模式，并結合微控制器完成nRF2401A振蕩回路的處理。另外在實際作業中分析了無線電波不同頻段衰減數據。其中，頻率為150MHz，衰減為113dB/km；頻率為47MHz，衰減為9.8dB/km；頻率為900MHz，衰減為2dB/km；頻率為1700MHz，衰減為1.6dB/km；頻率為4000MHz，衰減為0.7dB/km。結合數據值可知，以數據來看頻段越高衰減越小[3]。分析無線傳輸距離，保證綜合設計框架的合理性時使用的公式為：式中，C為信道容量；B為信道寬帶；S為信號功率；N為噪聲功率。
2.2軟件設計
在軟件設計工作中，要匹配不同的收發模式，結合數據低速送入后完成高速發射處理，能在節能的基礎上滿足發射應用要求和規范。本文將ShockBurstTM作為收發模式的代表，在基礎模式應用基礎上，按照自動處理字頭和校驗碼分析的方式，保證數據鏈路層能滿足命令數據幀的應用規范[4]。
2.2.1讀卡器的工作流程首先數據讀取進行初始化設置，收到上位機的實時性指令，且指令長度在3字節以上，其次進行集中的校驗分析，若是出現校驗錯誤或者是地址錯誤則重新校驗數據，再次讀取數據和標簽，最后向上位機發送獲取的基礎數據。在整個應用流程中，單片機配合雙通道接收模塊就能維持綜合數據處理效果，確保頻率設定參數的合理性和規范性。單片機在USART查詢時就能了解串行數據，若是顯示0則繼續等待，若是顯示1則表示上位機系統已經接收信息并且將指令傳輸到對應單片機上。只有保證發射對應的命令字或者是數據，才能滿足標簽響應要求[5]。
2.2.2標簽程序基本流程在標簽應用過程中，初始化單片機和單通道模擬發射模式形成配合機制，有效進行頻率處理，具體流程如下。（1）初始化設置；（2）定時器延時設置；（3）時間到則進行單片機退出休眠處理，時間未到，則向讀卡器發送對應的數據請求，獲取讀卡器的相應命令；（4）在獲取命令后，分析命令字的情況。若是有按鍵要求，則尋找上位機，不成功則指示燈不停閃爍，成功則響應上位機指令后指示燈閃爍并在30s停止。若是收到廣播指令或者是單片機命令指令，則相對應的數據信息情況要按照30s接線方式完成工作；（5）進行電量的實時性檢測分析；（6）完成收發模式的轉換，單片機進入休眠狀態。綜上所述，在軟件系統設計的過程中，要結合單片機平臺的特點，發揮短距離無線通信技術的優勢，提高無線數據傳輸系統運行的可靠性，并對讀卡器和標簽等功能模塊進行程序化的設計處理，維持綜合應用效果[6]。
2.3硬件設計
在數據傳輸系統中，利用單片機控制程序設計環節提高信息處理效果。鑒于要維持特殊場合應用的可靠性標準，且滿足低能耗的具體要求，在軟件設計方面，要落實相匹配的選型工作。將功耗參數、發射功率參數、接收靈敏度以及芯片成本等作為選擇依據，最終選取nRF2401A芯片。其由頻率合成器、功率從放大器以及晶振等共同組成，工作速率為1Mb/s。無線收發芯片基于Chipon’sSmartRF技術，實現射頻發射、射頻接收以及FSK調制解調，配置10～20個頻點，才能更好地完成校準處理。綜上所述，配合硬件設計，要充分提高核心芯片的應用效果，并選取匹配的電路設計模式，完成電路原理圖的分析，保證對應工序的最優化，發揮短距離無線通信技術的應用效果[7-10]。
3短距離無線通信技術應用功能測試
在完成相應模塊分析工作后，就要結合技術要求和匹配的應用處理方案進行功能測試，確保能搭建更加合理的無線數據傳輸系統，從而維持通信的可靠性。
3.1功能測試
結合系統功能的設計目標，測試標簽讀取功能和群呼標簽功能。
3.1.1標簽數據功能測試選取19個標簽，完成卡號輸入，按照16進制數完成標識數據的初步處理，并且保證相應的數據可以被讀卡器予以讀取分析。然后將對應的標簽放入讀卡器射頻技術應用范圍內，自動完成卡號無線傳輸，并集中歸納在總線上完成數據的保存，在完成緩沖區管理后等待上位機指令信息（圖2）。結合數據可知，無線數據傳輸系統的基礎通信和功能應用模式合理，并且大大減少了標簽之間的數據碰撞概率，能利用再次接收完成碰撞數據的回收。
3.1.2讀卡器群呼功能測試發送群呼指令，結合指示燈閃爍情況進行控制，30s后自動停止，轉變為正常運行狀態，說明群呼功能有效。
3.2距離測試
在室內和室外進行了通信測試對比分析。室內測試的距離為30m時，傳輸15次，成功15次；測試距離為50m時，傳輸15次，成功15次；測試距離為80m時，傳輸15次，成功15次。室外測試的距離為30m時，傳輸15次，成功15次；測試距離為70m時，傳輸15次，成功13次；測試距離為100m時，傳輸15次，成功7次。結合相關數據可知，相較于室外，室內的成功率更高，因此數據傳輸設備在室內完成數據傳輸更加可靠和有效。主要是因為室外存在輻射效應和多徑效應等，都會在一定程度上影響其傳輸效果[8]。
關鍵詞：無線通信；遠距離；短距離
中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)05-1062-03
Introduction to Wireless Communication Technology Used
CHEN Gao-feng
（Yangling Vocational & Technical College ,Yangling 712100, China）
Abstract: With the continuous progress and development，communication and exchange of work and life has become a very important，wireless communications technology with its low cost, scalable, easy to use and other advantages, and in recent years has been considerable development and a wide range of applications. In this paper, both distance and close-introduced the popular wireless communication tech? nology.
Key words: wireless communication; long distance; short distance
無線通信(Wireless communication)是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式，近些年，在信息通信領域中，發展最快、應用最廣的就是無線通信技術。無線通信技術自身有很多優點，成本較低，無線通信技術不必建立物理線路，更不用大量的人力去鋪設電纜，而且無線通信技術不受工業環境的限制，對抗環境的變化能力較強，故障診斷也較為容易，相對于傳統的有線通信的設置與維修，無線網絡的維修可以通過遠程診斷完成，更加便捷；擴展性強，當網絡需要擴展時，無線通信不需要擴展布線；靈活性強，無線網絡不受環境、地形等限制，而且在使用環境發生變化時，無線網絡只需要做很少的調整，就能適應新環境的要求。
1常用的遠距離無線通信技術
目前偏遠地區廣泛應用的無線通訊技術主要有GPRS/CDMA、數傳電臺、擴頻微波、無線網橋及衛星通信、短波通信技術等。它主要使用在較為偏遠或不宜鋪設線路的地區，如：煤礦、海上、有污染或環境較為惡劣地區等。
1.1 GPRS/CDMA無線通信技術
GPRS(通用無線分組業務)是由中國移動開發運營的一種基于GSM通信系統的無線分組交換技術，是介于第二代和第三代之間的技術，通常稱為2.5G。它是利用“包交換”概念發展的一種無線傳輸方式。包交換就將數據封裝成許多獨立的包，再將這些包一個一個傳送出去，形式上有點類似寄包裹，其優勢在于有資料需要傳送時才會占用頻寬，而且是以資料量計價，有效的提高網絡的利用率。GPRS網絡同時支持電路型數據和分組交換數據，從而GPRS網絡能夠方便的和因特網互相連接，相比原來的GSM網絡的電路交換數據傳送方式，GPRS的分組交換技術具有實時在線、按量計費、高速傳輸等優點[1]。
CDMA是碼分多址的英文縮寫(Code Division Multiple Access)，是由中國電信運行的一種基于碼分技術和多址技術的新的無線通信系統，其原理基于擴頻技術。其最早是由于軍事上對高質量無線通訊技術的需要而開發設計。CDMA在數據傳送過程中，將數據用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使數據信號的帶寬被擴展，然后經載波調制將數據發送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼，進行相反過程的處理，把寬帶信號換成原信息數據的窄帶信號從而進行解擴，以實現數據傳輸。其特點是抗干擾能力強、抗衰落能力強、信號隱蔽性強、抗截獲的能力強、可以多用戶同時接收發送。
1.2數傳電臺通信
數傳電臺是數字式無線數據傳輸電臺的簡稱。它是采用數字信號處理、數字調制解調、具有前向糾錯、均衡軟判決等功能的一種無線數據傳輸電臺。數傳電臺的工作頻率大多使用220～240 MHz或400～470 MHz頻段，具有數話兼容、數據傳輸實時性好、專用數據傳輸通道、一次投資、沒有運行使用費、適用于惡劣環境、穩定性好等優點。數傳電臺的有效覆蓋半徑約有幾十公里，可以覆蓋一個城市或一定的區域[2]。數傳電臺通常提供標準的RS-232數據接口，可直接與計算機、數據采集器、RTU、PLC、數據終端、GPS接收機、數碼相機等連接。傳輸速率從9600到19200 bps，誤碼低于10-6(-110 dBm時)，可工作于單工、半雙工、時分雙工TDD、全 雙工方式。無線數傳電臺是通信行業發展較早的通信方式，也是比較成熟的一項無線通信技術，已經在各行業取得廣泛的應用，在航空航天、鐵路、電力、石油、氣象、地震等各個行業均有應用，在遙控、遙測、搖信、遙感等SCADA領域也取得了長足的進步和發展。
1.3擴頻微波通信
擴頻通信，即擴展頻譜通信技術（Spread Spectrum Communication）是指其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身帶寬的一種通信技術。最早始用于軍事通信。它傳輸的基本原理是將所傳輸的信息用偽隨機碼序列(擴頻碼)進行調制，偽隨機碼的速率遠大于傳送信息的速率，這時發送信號所占據帶寬遠大于信息本身所需的帶寬實現了頻譜擴展，同時發射到空間的無線電功率譜密度也有大幅度的降低。在接收端則采用相同的擴頻碼進行相關解調并恢復信息數據。其主要特點是：抗噪聲能力極強；抗干擾能力極強；抗衰落能力強；抗多徑干擾能力強；易于多媒體通信組網；具有良好的安全通信能力；不干擾同類的其他系統等，同時具有傳輸距離遠、覆蓋面廣等特點，特別適合野外聯網應用[3]。
1.4無線網橋
無線網橋是無線射頻技術和傳統的有線網橋技術相結合的產物。無線網橋是為使用無線(微波)進行遠距離數據傳輸的點對點網間互聯而設計。它是一種在鏈路層實現LAN互聯的存儲轉發設備，可用于固定數字設備與其他固定數字設備之間的遠距離(可達50km)、高速(可達百Mbps)無線組網。擴頻微波和無線網橋技術都可以用來傳輸對帶寬要求相當高的視頻監控等大數據量信號傳輸業務。
1.5衛星通信
衛星通信（satellite communication）是指利用人造地球衛星作為中繼站來轉發無線電信號，從而實現在多個地面站之間進行通信的一種技術，它是地面微波通信的繼承和發展。衛星通信系統通常由二部分組成，分別是衛星端、地面端。衛星端在空中，主要用于將地面站發送的信號放大再轉發給其它地面站。地面站主要用于對衛星的控制、跟蹤以及實現地面通信系統接入衛星通信系統。衛星可分為同步衛星和非同步衛星，同步衛星在空中的運行方向和周期與地球的自轉方向及周期相同，從地面的任何位置看，該衛星都是“靜止”不動的；非同步衛星的運行周期大于或小于地球的運行周期，其軌道高度、傾角、形狀都可根據需要調整。衛星通信的的特點是：覆蓋范圍廣、工作頻帶寬、通信質量好、不受地理條件限制、成本與通信距離無關等，其主要用在國際通信、國內通信、軍事通信、移動通信和廣播電視等領域，衛星通信的主要缺點是通信具有一定的延遲，比如打衛星電話時，不能立即聽到對方回話，主要原因是衛星通信的傳輸距離較長，無線電波在空中傳輸是有一定延遲的[4]。
1.6短波通信
按照國際無線電咨詢委員會的劃分，短波是指波長在l00m~l0m，頻率為3MHz~30MHz的電磁波。短波通信是指利用短波進行的無線電通信，又稱高頻(HF)通信。短波通信可分為地波傳播和天波傳播。地波傳播的衰耗隨工作頻率的升高而遞增，在同樣的地面條件下，頻率越高，衰耗越大。利用地波只適用于近距離通信，其工作頻率一般選在5MHz以下。地波傳播受天氣影響小，比較穩定，信道參數基本不隨時間變化，故信道可視為恒參信道。天波傳播是無線電波經電離層反射來進行遠距離通信的方式，傾斜投射的電磁波經電離層反射后，可以傳到幾千千米外的地面。天波的傳播損耗比地波小得多，經地面與電離層之間多次反射之后，可以達到極遠的地方，因此，利用天波可以進行環球通信。天波傳播因受電離層變化和多徑傳播的嚴重影響極不穩定，其信道參數隨時間而急劇變化，因此稱為變參信道。短波通信的特點是：建設維護費用低、周期短、設備簡單、電路調度容易、抗毀能力強、頻段窄，通信容量小、天波信道信號傳輸穩定性差等。長期以來，廣泛用于政府、軍事、外交、氣象、商業等部門，用以傳送電報、電話、傳真、低速數據和圖像、語音廣播等信息[5]。
2常見短距離無線通信技術
短距離無線通信技術是指通信雙方通過無線電波傳輸數據，并且傳輸距離在較近的范圍內，其應用范圍非常廣泛[6]。近年來，應用較為廣泛及具有較好發展前景的短距離無線通信標準有：Zig-Bee、藍牙（Bluetooth）、無線寬帶(Wi-Fi)、超寬帶（UWB）和近場通信（NFC）。
2.1 Zig-Bee
Zig-bee是基于IEEE802.15.4標準而建立的一種短距離、低功耗的無線通信技術。Zig-bee來源于蜜蜂群的通信方式，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的來與同伴確定食物源的方向、位置和距離等信息，從而構成了蜂群的通信網絡。其特點是距離近，其通常傳輸距離是10-100米；低功耗，在低耗電待機模式下，2節5號干電池可支持1個終端工作6～24個月，甚至更長；其成本，Zig-Bee免協議費，芯片價格便宜；低速率，Zig-bee通常工作在20～250 kbps的較低速率；短時延，Zig-bee的響應速度較快等。主要適用于家庭和樓宇控制、工業現場自動化控制、農業信息收集與控制、公共場所信息檢測與控制、智能型標簽等領域，可以嵌入各種設備。
2.2藍牙（Bluetooth）
藍牙（Bluetooth）是在1998年5月由東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞等公司共同提出的一種近距離無線數據通訊技術標準。它能夠在10米的半徑范圍內實現點對點或一點對多點的無線數據和聲音傳輸，其數據傳輸帶寬可達1Mbps。通訊介質為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波。藍牙技術可以廣泛應用于局域網絡中各類數據及語音設備，如PC、撥號網絡、筆記本電腦、打印機、傳真機、數碼相機、移動電話和高品質耳機等，藍牙的無線通訊方式將上述設備連成一個微微網，多個微微網之間也可以實現互連接，從而實現各類設備之間隨時隨地進行通信。藍牙技術被廣泛應用于無線辦公環境、汽車工業、信息家電、醫療設備以及學校教育和工廠自動控制等領域[7]，藍牙目前存在的主要問題是芯片大小和價格較高；抗干擾能力較弱。
2.3無線寬帶(Wi-Fi)
Wi-Fi誕生于1999年，它是一種基于802.11協議的無線局域網接入技術。Wi-Fi技術突出的優勢在于它有較廣的局域網覆蓋范圍，其覆蓋半徑可達100米左右，相比于藍牙技術，Wi-Fi覆蓋范圍較廣；傳輸速度非常快，其傳輸速度可以達到11mbps(802.11b)或者54mbps(802.11a)，適合高速數據傳輸的業務；無須布線，可以不受布線條件的限制，非常適合移動辦公用戶的需要。在一些人員密集的地方，比如火車站、汽車站、商場、機場、圖書館、校園等地方設置“熱點”，可以通過高速線路將因特網接入上述場所。用戶只需要將支持無線網絡的終端設備該區域內，即可高速接入因特網[8]；健康安全，具有WiFi功能的產品發射功率不超過100毫瓦，實際發射功率約60～70毫瓦，與手機、手持式對講機等通訊設備相比，WiFi產品的輻射更小。
2.4超寬帶（UWB）
UWB（Ultra Wideband）是一種無載波通信技術，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據，其傳輸距離通常在10m以內，使用1GHz以上帶寬，通信速度可以達到幾百Mbit/s以上，UWB的工作頻段范圍從3.1GHz到10.6 GHz，最小工作頻寬為500MHz。其主要特點是：傳輸速率高；發射功率低，功耗小；保密性強；UWB通信采用調時序列，能夠抗多徑衰落；UWB所需要的射頻和微波器件很少，可以減小系統的復雜性。由于UWB系統占用的帶寬很高，UWB系統可能會干擾現有其他無線通信系統。UWB主要應用在高分辨率、較小范圍、能夠穿透墻壁、地面等障礙物的雷達和圖像系統中。軍事部門利用UWB技術已經開發出了高分辨率的雷達。據相關報道，一些具有特殊功能的UWB收發器已經被開發出來，用在了能夠看穿地面、墻壁、身體等障礙物的雷達和圖像裝置，這種裝置可以用來檢查樓房、橋梁、道路等工程的混凝土和瀝青結構中的缺陷，以及定位地下電纜及其它管線的故障位置，也可用于疾病診斷。另外，在救援、治安防范、消防及醫療、醫學圖像處理等領域都大有用途[7]。
2.5 NFC
NFC（Near Field Communication）是一種新的近距離無線通信技術，由飛利浦、索尼和諾基亞等公司共同開發，其工作頻率為13.56 MHz，由13.56 MHz的射頻識別（RFID）技術發展而來，它與目前廣為流行的非接觸智能卡ISO14443所采用的頻率相同，這就為所有的消費類電子產品提供了一種方便的通訊方式。NFC采用幅移鍵控（ASK）調制方式，其數據傳輸速率一般為106 kbit/s、212 kbit/s和424 kbit/s三種。NFC的主要優勢是：距離近、帶寬高、能耗低，與非接觸智能卡技術兼容，其在門禁、公交、手機支付等領域有著廣闊的應用價值。NFC的應用情境基本可以分為以下五類：（1）接觸-通過，主要應用在會議入場、交通關卡、門禁控制、和賽事門票等方面；（2）接觸-確認/支付，主要應用在手機錢包、移動和公交付費等方面；（3）接觸-連接，這種應用可以實現2個具有NFC功能的設備實現數據的點對點傳輸；（4）接觸-瀏覽，用戶可以通過NFC手機了解和使用系統所能提供的功能和服務；（5）下載-接觸，通過具有NFC功能的終端設備，使用GPRS\CDMA網絡接收或下載相關信息，用于門禁或支付等功能。
3結論
無線通信以其成本低、擴展便利、移動靈活、使用方便等優勢，在近幾年得到了飛速的發展，我們可以根據使用的環境、條件、技術要求及方便性等選擇使用合適的無線通信技術，使其為我們的工作、生活帶來更多的便利。
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