無線傳輸技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：無線傳輸技術(shù)論文范文

本文以常用的車載物流過程為研究對象，在貨柜中部署傳感器節(jié)點，來實時監(jiān)測貨物運輸過程的相關(guān)環(huán)境參數(shù)，WSN中的匯聚節(jié)點通過藍牙傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)傳給作為網(wǎng)關(guān)的智能手機，智能手機通過GPS衛(wèi)星定位將位置信息加入到參數(shù)數(shù)據(jù)中，再通過移動通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)中。本論文研究主體為車載部分，其架構(gòu)如圖2所示。

1.1傳感器節(jié)點的設(shè)計本系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點的主要任務(wù)是實時監(jiān)測相關(guān)環(huán)境參數(shù)，并對其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進行存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，使數(shù)據(jù)通過WSN傳輸?shù)絽R聚節(jié)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(jié)約的設(shè)計方案。如圖3所示，傳感器節(jié)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(zé)對所需參數(shù)進行采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換。處理器模塊負責(zé)控制整個傳感器節(jié)點的操作，存儲和處理傳感器模塊采集的以及射頻模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。射頻模塊負責(zé)與其他節(jié)點之間的通信，對數(shù)據(jù)進行發(fā)送或接收。電源模塊負責(zé)為整個節(jié)點提供運行所需的能量，是決定節(jié)點壽命的關(guān)鍵因素之一。電路則包括聲光電路、復(fù)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(jié)點的核心部分，本設(shè)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(tài)工作，非常適合應(yīng)用在對功耗控制要求甚高的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。該處理器同時擁有較強的處理能力和較豐富的片內(nèi)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(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和6個8位并行接口。（2）射頻模塊。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實際應(yīng)用中，傳感器節(jié)點既需要發(fā)射又需要接收數(shù)據(jù)，因此本設(shè)計方案中的射頻模塊采用收發(fā)一體的無線收發(fā)機。射頻模塊采用Chipcon公司推出的無線收發(fā)芯片CC2420，它的工作電壓位于2.1~3.6V之間，收發(fā)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(shè)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(xié)議；采用O-QPSK調(diào)制方式，抗鄰道干擾能力強；128B接收和128B發(fā)射用的數(shù)據(jù)緩存空間，數(shù)據(jù)傳輸速率高達250kb-ps。（3）傳感器模塊。傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)采集部分根據(jù)實際需要選擇相應(yīng)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(biāo)定的數(shù)字信號[3]。其工作溫度范圍在-40℃-123.8℃之間，其在-20℃-70℃范圍內(nèi)，溫度測量精度在±1℃以內(nèi)；濕度范圍在0%-100%之間，在10%-90%范圍內(nèi)，濕度測量精度在±2%以內(nèi)。

1.2匯聚節(jié)點的設(shè)計在本系統(tǒng)中，匯聚節(jié)點的主要任務(wù)是接收傳感器節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)，進行存儲和處理后傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點處，同時，接收來自網(wǎng)關(guān)節(jié)點的信息，向傳感器節(jié)點監(jiān)測任務(wù)。匯聚節(jié)點是連接WSN和外部網(wǎng)絡(luò)的接口，實現(xiàn)兩種協(xié)議間的轉(zhuǎn)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(jié)點匹配，匯聚節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)與傳感器節(jié)點基本相似，如圖4所示，匯聚節(jié)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(jié)點的核心部分，主要負責(zé)控制整個匯聚節(jié)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(shù)據(jù)，再將處理結(jié)果交給射頻模塊或者藍牙通信模塊發(fā)送出去。本設(shè)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(tài)工作，但其擁有更強的處理能力和更豐富的片內(nèi)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(huán)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(shù)據(jù)丟失，因此匯聚節(jié)點需要存儲一些重要的數(shù)據(jù)。本設(shè)計方案中，匯聚節(jié)點的外部存儲器芯片選用由Mi-crochip公司生產(chǎn)的24AA64，工作電壓低至1.8V，它采用低功耗CMOS技術(shù)，工作時電流僅為1mA，而且可以在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作。由于匯聚節(jié)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(shù)可達到百萬次，因此一塊芯片即可滿足本系統(tǒng)的存儲要求。（3）藍牙通信模塊。本系統(tǒng)采用智能手機作為后臺系統(tǒng)和WSN之間的網(wǎng)關(guān)，來實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。為了使匯聚節(jié)點與智能手機能夠進行通信，采用藍牙通信協(xié)議。而在匯聚節(jié)點使用藍牙通信方式需要增加一個藍牙通信模塊。本設(shè)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(wǎng)關(guān)節(jié)點的設(shè)計本系統(tǒng)要求在后臺系統(tǒng)和WSN部署點間進行雙向通信，為了實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)傳輸功能，有兩種方案，一是匯聚節(jié)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(tǒng)和匯聚節(jié)點之間的網(wǎng)關(guān)。方案一對匯聚節(jié)點的要求進一步提高，不僅處理過程更加復(fù)雜，其能量消耗也大大提高；另一方面要實現(xiàn)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(yōu)勢明顯，采用智能手機可以進行各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，進行大量數(shù)據(jù)的存儲，使用移動通信網(wǎng)絡(luò)與后臺系統(tǒng)進行通信，使用內(nèi)置的GPS定位功能，后臺用戶可以在緊急事件發(fā)生時直接聯(lián)系貨車司機等。因此，本系統(tǒng)采用智能手機作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點。本設(shè)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(wǎng)絡(luò)，可以方便地使用移動網(wǎng)絡(luò)與后臺系統(tǒng)進行通信；其具有GPS定位功能，可以實現(xiàn)貨車定位；具有藍牙通信功能，可與匯聚節(jié)點間采用藍牙通信；使用An-droid4.0操作系統(tǒng)，擁有豐富的開源資源，方便軟件的設(shè)計。

2系統(tǒng)軟件部分設(shè)計

本系統(tǒng)使用WSN中的傳感器節(jié)點檢測物流過程中相關(guān)環(huán)境參數(shù)并發(fā)送到匯聚節(jié)點處，由其將數(shù)據(jù)通過藍牙連接傳輸?shù)街悄苁謾C，智能手機通過移動通信網(wǎng)絡(luò)將加入GPS信息的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器。系統(tǒng)各部分的工作任務(wù)不一，硬件條件也有很大差別，因此系統(tǒng)的軟件設(shè)計也十分關(guān)鍵。

2.1傳感器節(jié)點程序設(shè)計傳感器節(jié)點主要承擔(dān)數(shù)據(jù)采集和發(fā)送的工作，由于其能量及處理資源有限，因此需要采取節(jié)能和減少數(shù)據(jù)處理的設(shè)計方案。本設(shè)計方案中，傳感器節(jié)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(shè)置）未到或者沒有收到匯聚節(jié)點命令時節(jié)點處于休眠狀態(tài)；當(dāng)?shù)却龝r間一到或者收到命令時，立刻開始工作，進行采集數(shù)據(jù)并發(fā)送，或者根據(jù)命令完成相應(yīng)操作，完成后又進入休眠狀態(tài)，等待下一次激活，其程序流程如圖5所示。

2.2匯聚節(jié)點程序設(shè)計匯聚節(jié)點的主要任務(wù)是接收傳感器節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)，處理后通過藍牙傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點處，同時接收來自網(wǎng)關(guān)的命令，完成相應(yīng)的操作。相比于傳感器節(jié)點，匯聚節(jié)點的工作更加復(fù)雜，而且其能量和處理資源也不多，因此采取與傳感器節(jié)點相似的節(jié)能設(shè)計方案，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作交予網(wǎng)關(guān)節(jié)點，其程序流程如圖6所示。

2.3智能手機APP設(shè)計智能手機作為本系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，承擔(dān)協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理等復(fù)雜工作，因此開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用程序（Applica-tionProgram，簡稱APP）來實現(xiàn)上述功能，其流程圖如圖7所示。該APP實現(xiàn)對智能手機內(nèi)部藍牙模塊的調(diào)用，通過藍牙連接與匯聚節(jié)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(shù)據(jù)中，再通過移動通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)；接收后臺系統(tǒng)的命令，完成相應(yīng)的操作；同時通過智能手機對應(yīng)的界面提供數(shù)據(jù)顯示、告警提醒以及日志功能。

3結(jié)語

第2篇：無線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：UML，建模，檢測系統(tǒng)，實時系統(tǒng)

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(tài)調(diào)試是列車調(diào)試過程中的重要環(huán)節(jié)，動態(tài)調(diào)試主要檢測地鐵車輛的牽引、動力、制動系統(tǒng)[1]。而現(xiàn)有的地鐵動態(tài)調(diào)試測試手段主要是基于列車本身牽引網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自帶測試軟件，即利用列車通信網(wǎng)絡(luò)中的列車診斷系統(tǒng)接收列車子系統(tǒng)（包括微機控制與非微機控制系統(tǒng)）的狀態(tài)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(zhǔn)確性無法衡量。為此開發(fā)地鐵動態(tài)試驗性能檢測及數(shù)據(jù)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(tài)檢測系統(tǒng)建模

地鐵動態(tài)試驗性能檢測及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)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(shù)據(jù)發(fā)送給由筆記本電腦和系統(tǒng)控制軟件構(gòu)成的系統(tǒng)控制終端，系統(tǒng)分析軟件根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進行牽引加速度、制動距離、制動減速度、沖擊率、靜態(tài)制動響應(yīng)時間等狀態(tài)量的計算，然后進行數(shù)據(jù)分析，由此完成對車輛運行狀態(tài)的監(jiān)測。

2.1用例模型

用例是模型中結(jié)構(gòu)實體的指定功能，它描述了系統(tǒng)的功能需求，將系統(tǒng)看作黑盒，從外部執(zhí)行者的角度來理解系統(tǒng)[3]。繪制用例圖的第一步是確定系統(tǒng)的參與者。分析可知，系統(tǒng)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(zé)對地鐵運行狀態(tài)進行檢測，包括速度、加速度、溫度、壓力的檢測，得出檢測結(jié)果后，在系統(tǒng)初步分析結(jié)果的基礎(chǔ)上做出檢測報告。管理人員負責(zé)進行用戶管理和設(shè)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(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的目的和任務(wù)，建立系統(tǒng)的用例圖如圖1所示。

系統(tǒng)中的關(guān)鍵用例有：

（1） 自檢模塊

系統(tǒng)啟動時首先進行系統(tǒng)自檢以確認(rèn)檢測設(shè)備是否有效，自檢包括：測試數(shù)據(jù)采集命令、數(shù)據(jù)分析命令、數(shù)據(jù)導(dǎo)出命令能否正確輸出，測試DMI（即人機界面，在本系統(tǒng)即為筆記本電腦）顯示等。系統(tǒng)自檢完成后能夠在DMI上顯示自檢結(jié)果。

（2） 數(shù)據(jù)采集

根據(jù)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(shè)備的電壓或者電流信號進行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，然后將該信號送到FIFO中。當(dāng)FIFO中存放的數(shù)據(jù)到了一定數(shù)目時，由ARM7從FIFO中讀出，從而達到利用各傳感器對相應(yīng)的特征量進行測量的目的。

（3） 數(shù)據(jù)傳輸

監(jiān)控或控制設(shè)備無線網(wǎng)絡(luò)通信，目前主要采用IEEE802.11 a/b/g WLAN或者Zigbee技術(shù)。鑒于Zigbee是一種低耗、低成本且能滿足要求的無線串行網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，本系統(tǒng)采用Zigbee無線傳輸技術(shù)，以CC1110無線soc為核心的無線通信裝置進行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)后以無線方式將采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集接入點（AP），然后數(shù)據(jù)采集接入點通過串行方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)監(jiān)測終端。

（4） 數(shù)據(jù)導(dǎo)出

將傳感器檢測到的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，數(shù)據(jù)保存為通用格式，可以用EXCEL等第三方軟件打開，方便數(shù)據(jù)分析階段進行圖表分析。

（5） 數(shù)據(jù)分析

對接收到的檢測數(shù)據(jù)進行計算，根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的監(jiān)測數(shù)據(jù)閾值，對比采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，做出初步的分析判斷，并可根據(jù)需要在數(shù)據(jù)導(dǎo)入EXCEL等第三方軟件后進行圖表分析。MATLAB在圖像處理領(lǐng)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(fā)可視化界面，數(shù)據(jù)讀取等，用于檢測設(shè)備測試結(jié)果分析界面的搭建[4][5]。在獲取檢測設(shè)備測試的數(shù)據(jù)之后，需要進行結(jié)果的分析與評估時，在C#主程序里通過匿名管道調(diào)用MATLAB可執(zhí)行程序來對數(shù)據(jù)進行分析和評估。

（6） 數(shù)據(jù)庫

對檢測的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析過程產(chǎn)生的圖表行儲存；對測試特征量的閥值進行設(shè)定；對用戶進行管理等。

2.2類圖分析

類圖反映了系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。類圖不僅定義系統(tǒng)中的類，還表示類之間的聯(lián)系，如關(guān)聯(lián)、依賴、聚合等，同時也包括類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（類的屬性和操作）。

檢測系統(tǒng)提供顯示和操作界面DMI，檢測員通過對系統(tǒng)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(nèi)容包括：

1） 數(shù)據(jù)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(fā)送給控制終端并顯示出來。

2） 數(shù)據(jù)分析的啟動與停止：包括將采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到EXCEL等第三方軟件，并做圖表分析。

2.顯示的內(nèi)容包括：

1） 采集數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示：速度、加速度、溫度、壓力的分析圖表顯示。

4） 設(shè)備狀態(tài)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(dāng)前完成的工作以及用例實例或?qū)ο笾械幕顒覽6]，為了更詳細地描述用戶使用系統(tǒng)的工作過程，我們給出本系統(tǒng)的用戶活動圖。檢測過程建模的主要業(yè)務(wù)有登錄、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)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(tǒng)；

檢測人員發(fā)出數(shù)據(jù)采集指令，傳感器進行數(shù)據(jù)采集；

無線傳輸裝置將傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制終端進行存儲；

控制終端對數(shù)據(jù)進行計算，并作圖表分析；

檢測人員根據(jù)分析結(jié)果整理出檢測報告；

檢測人員也可再次登陸系統(tǒng)查看上次檢測結(jié)果。

2.4檢測過程序列圖

為防止活動圖變得過于復(fù)雜，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)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(xiàn)在使用交互圖[7]。序列圖顯示對象之間的動態(tài)合作關(guān)系，它強調(diào)對象之間消息發(fā)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(jīng)詳細表達清楚的內(nèi)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(jié)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(tài)檢測系統(tǒng)的模型，研究表明，為地鐵運行狀態(tài)檢測系統(tǒng)構(gòu)建UML 模型，能夠規(guī)范系統(tǒng)開發(fā)流程、優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)、提高系統(tǒng)開發(fā)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(tài)檢測系統(tǒng)的開發(fā)提供了依據(jù)。

參考文獻

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第3篇：無線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞 單片機；無線傳感器；WiFi

中圖分類號TP212 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）45-0213-02

1 基于WiFi的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)是指將傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸、儲存、處理與分析技術(shù)集成的現(xiàn)代信息技術(shù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量分布式傳感器節(jié)點組成的面向任務(wù)型的自組織網(wǎng)絡(luò)，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(wǎng)絡(luò)

WiFi（Wireless Fidelity）是類似Zigbee的一種WLAN的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百米范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。

事實上WiFi是比Zigbee更早出現(xiàn)的一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)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(fā)展。但是近年來這一缺點利用休眠-喚醒或是能量捕獲技術(shù)得到了有效解決，所以基于WiFi技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)正在重新快速發(fā)展起來。

2 基于WiFi的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建主要是指無線網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點的構(gòu)建，傳感器部分主要負責(zé)信息的采集并將其他信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⑺徒o微控制器；微控制器需要接受傳感器的信號并進行相應(yīng)的處理；射頻模塊負責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)，電源模塊則為系統(tǒng)的工作提供穩(wěn)定可靠的能源。

基于單片機的無線傳感器產(chǎn)品最大特點即是將微處理模塊和RF收發(fā)模塊集成，一般可通過內(nèi)部的單片機實現(xiàn)無線射頻傳輸。比如GainSpan公司的GS1010芯片，它內(nèi)部集成了兩塊ARM，其中一片用于數(shù)據(jù)處理，另外一片用于無線傳輸。GS1010 的APP CPU 對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，隨后再將數(shù)據(jù)進行打包，再通過WLAN CPU 將數(shù)據(jù)打包成符合IEEE802.11 協(xié)議的數(shù)據(jù)無線發(fā)送出去；接收端用符合IEEE802.11b/g 協(xié)議的接入點接收無線載波發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。

3 基于單片機技術(shù)的WiFi產(chǎn)品

嵌入式WiFi產(chǎn)品形式各異，基于單片機設(shè)計的WiFi無線產(chǎn)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(chǎn)品進行介紹，并對部分產(chǎn)品進行性能測試。

3.1 GS1010芯片簡介

3.1.1 GS1010結(jié)構(gòu)

GS1010是一個高度集成、超低功耗WiFi無線片上系統(tǒng)，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(shè)。

3.1.2 產(chǎn)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(nèi)，極大的節(jié)約了PCB的面積；

2）極低功耗：采用休眠-喚醒技術(shù)極大降低了傳輸功耗；

3）高傳輸速率：數(shù)據(jù)最高傳輸速率可達11Mbps；

4）開發(fā)簡單：使得從有線到無線的技術(shù)過渡中，將不再需要重新學(xué)習(xí)和熟悉ARM單片機的結(jié)構(gòu)/指令系統(tǒng)/編譯開發(fā)工具和實時操作系統(tǒng)。

3.1.3 GEPS

GS1010所特有的開發(fā)環(huán)境GEPS使得第三方公司或是用戶能夠更加系統(tǒng)地開發(fā)自己需要實現(xiàn)的功能，為了幫助客戶縮短開 發(fā)周期， GainSpan還提供了一整套包括SDK、評估平臺、開發(fā)平臺在內(nèi)的軟硬件工具。其軟件棧包括了各種I/O驅(qū)動和WLAN固件、RTOS、網(wǎng)絡(luò)棧、系統(tǒng)服務(wù)、WLAN和I/O服務(wù)模塊、各種應(yīng)用編程接口以及應(yīng)用軟件。GS1010的SDK能夠幫助工程師節(jié)省大量的時間。 而硬件開發(fā)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(yù)留了客戶自選的傳感器接口和調(diào)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(fā)語言WiFi-IT! Basic，這一開發(fā)語言是基于其他基礎(chǔ)語言而專門為無線通訊設(shè)計的。另外與之配套的開發(fā)環(huán)境IDE類似于其他普通單片機的開發(fā)環(huán)境，安裝過程簡單，用戶自己可通過創(chuàng)建工程、編寫代碼、編譯程序和下載調(diào)試程序等過程完成軟件的設(shè)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(chǔ)上開發(fā)的功能比較具有針對性的產(chǎn)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(huán)境溫度，用戶需要做的即是將溫度傳感器輸出的信號數(shù)字化后送入DIN1中，通過本產(chǎn)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(xiàn)測試。

本產(chǎn)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(nèi)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(fā)這一功能。被產(chǎn)品適用對象較為固定，一般不適合欲重新開發(fā)更多功能的研發(fā)者使用，主要適用于如檢測某幾個特定環(huán)境中的溫度變化等比較直觀的信息。

4 WSN802G測溫系統(tǒng)測試

本設(shè)計購買RFM公司的WSN802G芯片，自行設(shè)計出一套環(huán)境測溫系統(tǒng)，本系統(tǒng)利用溫度傳感器測量溫度，傳輸給WSN802G芯片，經(jīng)過處理再無線傳輸至上位機系統(tǒng)。上位機我們是用支持WiFi無線傳輸?shù)腜C機實現(xiàn)的，只要加入無線路由器，動態(tài)地給下位機和上位機配置好IP地址，即可實現(xiàn)二者之間的通訊。

我們將傳感器置于室溫下，測量系統(tǒng)和PC機距離10m左右時得到測試結(jié)果如下圖所示：

進一步將測試距離增大，或者是經(jīng)過障礙物，在產(chǎn)品給定條件下測試結(jié)果仍然比較精確。

5結(jié)論及展望

伴隨著關(guān)于WiFi技術(shù)的一些問題的解解決，基于WiFi的嵌入式微處理器片上系統(tǒng)今年來發(fā)展蒸蒸日上，本文在分析構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)要點之上，詳細介紹了幾款國外應(yīng)用較為廣泛具有代表性的產(chǎn)品，對比了各類產(chǎn)品要點，并對部分產(chǎn)品進行了性能測試，能夠為開發(fā)者開發(fā)新產(chǎn)品提供一定的依據(jù)。

參考文獻

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[4]/.

第4篇：無線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞 MSP430 無人看護系統(tǒng) 設(shè)計 分析

1 引言

隨著人們對健康的重視，家庭保健工程（HHCE）開始興起。美、日及北約國家的衛(wèi)生保健計劃都把它列為重要一項，它提倡的是一種“在家就醫(yī)，自我保健，遠程診斷[1]”的理念，把高科技與醫(yī)療結(jié)合起來。HHCE的出現(xiàn)符合21世紀(jì)的社會老齡化、醫(yī)療費用日益高漲以及人們生活健康質(zhì)量高要求的趨勢，同時可以實現(xiàn)醫(yī)療資源共享，并能提高邊遠地區(qū)的醫(yī)療水平，因此具有特別旺盛的生命力。

目前應(yīng)用于家庭的監(jiān)護系統(tǒng)存在許多問題，如功能比較單一、價格比較昂貴、用戶操作不便、儀器不能獨立于系統(tǒng)應(yīng)用、智能化程度比較低等。而家庭監(jiān)護儀器的發(fā)展趨勢是體積小、功能齊全、無創(chuàng)檢測、無線檢測、無線傳輸[2]、智能化和遠距監(jiān)測[3]等。

為了滿足社會的需求，本論文應(yīng)用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，整合家用計算機資源，利用微處理器平臺，設(shè)計開發(fā)一套可通過無線進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋憬菔竭h程心電監(jiān)護儀器的硬件平臺。

2 系統(tǒng)總體分析與設(shè)計

2.1系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)分為心率采集、無線傳輸、串口通信、軟件數(shù)據(jù)處理。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示：

圖2.1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖如下：

圖2.2 數(shù)據(jù)流圖

2.2系統(tǒng)主控系統(tǒng)的選擇

在系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如何選取性價比最高的控制體系至關(guān)重要?？刂葡到y(tǒng)的種類很多，根據(jù)不同的應(yīng)用場所和采用芯片的不同可以分為工控機控制、可編程控制器（PLc）控制、單片機控制等。

單片機[4]是把微型計算機主要部件都集成在一塊芯片上，故可以把單片機看成是一個不帶外部設(shè)備的微計算機。單片機介于工業(yè)控制計算機和可編程控制器之間，它有較強的控制能力、低廉的成本。

而在眾多單片機中，MSP430 系列單片機[5]是一個 16 位的單片機，采用了精簡指令集結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式、簡潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令；有較高的處理速度，在 8MHz 晶體驅(qū)動下指令周期為 125 ns ，這些保證了MSP430強大的處理能力。MSP430 還有如下特點：超低功耗；系統(tǒng)工作穩(wěn)定；豐富的片上模塊，它們分別是看門狗、模擬比較器 A 、定時器 A、定時器 B、串口 0 、 1、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、 10 位 /12 位 ADC 、 I 2 C 總線直接數(shù)據(jù)存取、端口 O、端口 1～6、基本定時器等的一些模塊；方便高效的開發(fā)環(huán)境，可用仿真器下載程序到FLASH內(nèi)，進行調(diào)試控制?；贛SP430功能更完善，技術(shù)新穎，本人擬定以C8051F340作為系統(tǒng)控制器。

3 心率采集模塊

3.1心率信號采集方案選擇

3.1.1 心率信號采集方案選取

心率信號采集有兩個方案如下：

方案一：可通過體表電位提取心電信號。體心率信號是一種弱電信號，信噪比低。一般正常的心電信號頻率范圍為0.05-100 Hz，而90%的心電信號（ECG）頻譜能量集中在0.25-35 Hz之間。然而，采集這種電信號時，會受到各種噪聲的干擾。眾所周知噪聲干擾的消除和控制比較困難，而且不穩(wěn)定，實施起來比較困難。

方案二：通過血液透析度間接來反映人體心率信號。人體心臟的每次跳動都會引起血液透析度的規(guī)律性、周期性變化，只要選擇適當(dāng)傳感器就可以很方便的得到人體心率信號。實施起來比較容易，干擾控制比較容易。其提取的信號特點如下：

（1）微弱性：提取的心率信號都存在，信號的微弱性，需放大。

（2）不穩(wěn)定性：人體的新陳代謝，呼吸系統(tǒng)等系統(tǒng)是在不停的進行著，因此，提取的心率信號動態(tài)變化的。

（3）不存在隨機性，提取的心率信號通過血液的透析度來反映的，是客觀的。

綜上所述，比較兩方案的優(yōu)缺點，考慮到干擾控制的容易性，信號的穩(wěn)定性、難易性，以及獲取設(shè)備的成本，方案二更加合適。

針對方案二，檢測人體血液的透析度決定了選材的要求：一定的穿透性，一定的抗干擾性，無害性，易接收性。血液的透析度的改變會使光對血液的折射率發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，從光的角度出發(fā)來選擇信號發(fā)射器。

紅外線[6]是一種人眼不可見的光波，是由物質(zhì)內(nèi)部的分子、原子的運動所產(chǎn)生的電磁輻射。

（1）紅外光有如下的特點：頻率高，波長短，所發(fā)射的能量集中；

（2）紅外線是人的肉眼看不見的光線，保密性強，選它作為信息載體，裝置工作時不存在視覺污染，對人體沒有傷害；

（3）傳播范圍不受限制，不存在頻率干擾的問題，與無線電波方式相比，不必就頻譜問題向有關(guān)部門進行申請和登記，易于實施；

（4）具有良好的指向性，當(dāng)傳送設(shè)備和紅外接收端口排成直線，左右偏差不超過15度的時候，紅外裝置運行效果最好；

（5）紅外線不能穿過或繞過人和物體，在數(shù)據(jù)傳輸時，不能阻斷光路；

（6）目前產(chǎn)生和接收紅外信號的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，元件體積小，成本低；

（7）空間傳播時的衰減系數(shù)小，可保證信號的有效轉(zhuǎn)送；

（8）制作簡單、易于產(chǎn)生和調(diào)制等優(yōu)勢。

因此，選用紅外線做信號發(fā)射器。

對應(yīng)的紅外接收裝置是TCRT5000的紅外接收頭，這個型號的紅外接收頭有如下特點：寬電壓適應(yīng)、低功耗、高靈敏度、優(yōu)良的抗干擾性。主要應(yīng)用在家用電器、玩具等紅外遙控接收。

此紅外接收頭定向性很好，近乎直線檢測，并且能在18米仍然能很好的接收紅外信號，非常的符合本系統(tǒng)的設(shè)計要求。

3.1.2 心率信號放大、濾波及電路設(shè)計

放大、濾波電路是把傳感器檢測到的微弱電信號進行放大、濾波，最后輸出反映心跳頻率的有規(guī)律波形。

傳感器送來的信號幅度只有2～5毫伏，為了有效的識別波，該信號要放大到2～3.3V。因此放大倍數(shù)設(shè)計在1250倍左右，經(jīng)過兩級放大、反相后的波形是跟輸入波形同相，且放大了的波形。放大后的波形是一個交流信號。

心率信號被放大的同時，里面摻雜的雜波信號也要被放大，所以要在心率信號放大之前，將摻雜在心率信號中的雜波盡可能地濾去。

3.2 心率信號判斷及數(shù)據(jù)處理

心率信號分析處理

我們選擇的MSP430芯片的特點是自帶ADC12，稱AD轉(zhuǎn)換。AD轉(zhuǎn)換就是模數(shù)轉(zhuǎn)換，顧名思義，就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。

MSP430可以對P6口傳輸進來的模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模型信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。

心率信號即電壓信號，通過MSP430單片機每隔0.01s對心率信號踩點并進行AD轉(zhuǎn)換，把模擬電壓值轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號值，

通過AD轉(zhuǎn)換，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以后，接下來就是對上圖所示的一連串?dāng)?shù)據(jù)的處理來判斷心跳。

4 無線傳輸模塊

4.1 無線傳輸方案選擇

目前，實現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸[7]技術(shù)主要包括激光技術(shù)，紅外線技術(shù)，藍牙技術(shù)，無線射頻技術(shù)。

鑒于成本，性能，傳輸?shù)姆秶鹊目紤]，采用無線射頻技術(shù)實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸比較適合當(dāng)前系統(tǒng)的開發(fā)。針對這一方案，NRF905比較適合該方案的實施。nRF905片內(nèi)集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器功率放大器等模塊，不需外加聲表濾波器，自動處理字頭和CRC（循環(huán)冗余碼校驗），曼徹斯特編碼/解碼由片內(nèi)硬件完成，無需用戶對數(shù)據(jù)進行曼徹斯特編碼，因此使用非常方便，nRF905有兩種工作模式和兩種節(jié)能模式。兩種工作模式分別是ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM發(fā)送模式，兩種節(jié)能模式分別是關(guān)機模式和空閑模式，易于實現(xiàn)節(jié)能。

4.2 無線傳輸各版塊數(shù)據(jù)往來規(guī)則

心率發(fā)送版塊只負責(zé)心率數(shù)據(jù)的發(fā)送，每當(dāng)經(jīng)過心率判斷，算出心率后就進行數(shù)據(jù)的發(fā)送。本版塊的信息發(fā)送跟基站轉(zhuǎn)發(fā)與主機接收這兩個版塊沒有因果聯(lián)系。

基站轉(zhuǎn)發(fā)模塊是一直在接收心率發(fā)送版塊發(fā)來的心率數(shù)據(jù)的，但它的數(shù)據(jù)發(fā)送是有條件的，要收到主機接收版塊發(fā)送給它的詢問信息時才能將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機接收版塊。這樣就保證了數(shù)據(jù)的不碰撞，避免了數(shù)據(jù)的重復(fù)發(fā)送[8][9]。

5 展望

目前，面向家庭、個人的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)成為遠程醫(yī)療領(lǐng)域的熱點，無線、移動和便捷式將成為遠程醫(yī)療發(fā)展的必然趨勢。微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多功能化、低成本和高可靠性的監(jiān)護終端具有廣闊的市場前景。開發(fā)出一套實用的無線心電監(jiān)護系統(tǒng)，可解決我國大量老齡人口和心血管病患者的健康護理問題；可減少醫(yī)療費用，減輕病人和醫(yī)護人員及醫(yī)院的負擔(dān)；可提高心血管病患者的生活質(zhì)量，使患者更加獨立地生活在自己熟悉的環(huán)境中；實現(xiàn)醫(yī)患雙向信息傳遞，提供及時醫(yī)療服務(wù)，可大大降低心臟病的死亡率，對心臟病的早期診斷，更是具有十分重要的臨床意義。

隨著存儲技術(shù)和移動通信技術(shù)的發(fā)展，無線心電監(jiān)護系統(tǒng)的條件已經(jīng)日趨成熟，也越來越普遍化，國內(nèi)外各大數(shù)字醫(yī)療設(shè)備公司也紛紛看好這個市場，都積極地投入到了這個課題的開發(fā)中。因此該領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿艽蟆?/p>

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第5篇：無線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞 CCD 寬度測量 藍牙4.0 非接觸測量

中圖分類號：TB96 文獻標(biāo)識碼：A

Width Measurement System Design Based on Array CCD

LI Sha

（School of Physics and Mechanical and Electrical Engineering， Hubei University of Education， Wuhan， Hubei 430205）

Abstract Proposed width of the non-contact measurement system based on CCD array， introduced the measurement principle and hardware of the system components， the use of Bluetooth 4.0 technology for wireless transmission of acquired signals to the computer. Experiment with different widths of steel were measured， the results show that the system measurement error is small， the effect is good， has some practical value.

Key words CCD； width measurement； Bluetooth 4.0； non-contact measurement

0 引言

CCD（Charge Coupled Device），電荷耦合器件，是貝爾實驗室在20世紀(jì)60年代末期發(fā)明的圖像傳感器。由于其在檢測方面的獨特空間特性和結(jié)構(gòu)特性，CCD自問世以來便廣泛應(yīng)用于光電檢測領(lǐng)域，尤其在工業(yè)在線檢測領(lǐng)域具有不可替代的地位。與傳統(tǒng)的機械式、電磁式、光學(xué)式檢測技術(shù)相比，基于CCD傳感器的非接觸式檢測技術(shù)在尺寸檢測的智能化和自動化方面體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。文獻[1]提出一種基于面陣 CCD 和激光輔助的測寬系統(tǒng)用于在線測量鋼板寬度。文獻[2]采用兩個面陣CCD的圖像拼接方法實現(xiàn)對 130mm的大尺寸軸徑的高精度測量，并就圖像拼接時需要注意的問題進行了說明。文獻[3]介紹了一種基于面陣CCD的振動非接觸測量系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)參數(shù)的確定方法和系統(tǒng)所采集的序列運動圖像的處理方法進行了分析。本文介紹一種基于面陣CCD的寬度測量系統(tǒng)，并運用藍牙4.0技術(shù)實現(xiàn)圖像信息的傳輸。藍牙4.0整合包括傳統(tǒng)藍牙技術(shù)、藍牙低耗能技術(shù)和藍牙高速技術(shù)，低功耗是藍牙4.0的突出特點，使其在短距無線應(yīng)用和便攜式操作控制方面具有優(yōu)勢。

1 硬件系統(tǒng)組成

基于面陣CCD的非接觸測量系統(tǒng)的硬件部分由面陣 CCD、傳感器固定附件、圖像采集模塊以及計算機組成，如圖1所示。CCD將被測物體成象后的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，圖像采集模塊則進行模數(shù)轉(zhuǎn)換獲得相應(yīng)的數(shù)字信號，運用藍牙4.0技術(shù)實現(xiàn)信號的無線傳輸，通過計算機上的圖像處理軟件對獲取的圖像進行處理、提取，最終將計算的測量結(jié)果輸出。

1.1 CCD圖像傳感器

CCD圖像傳感器將光學(xué)信號直接轉(zhuǎn)換為對應(yīng)大小的模擬電流信號，再經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換從而實現(xiàn)圖像的獲取、存儲、傳輸和處理。根據(jù)感光單元的排列方式不同，CCD可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類。前者價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單，適用于一維動態(tài)目標(biāo)的測量，但在獲取二維圖像時需配以運動掃描，獲取時間長且測量效率低，不適于高精度的平面曲線輪廓檢測；后者則應(yīng)用面較廣，可以獲取二維圖像信息，測量圖像直觀，適合測量面積、尺寸、位置、形狀甚至溫度等信息。面陣CCD圖像傳感器是感光單元有序排列成二維網(wǎng)狀的傳感器，因其具備自掃描特性，能夠把光學(xué)圖像變換成按空間域分布的離散電壓信號，再通過計算機系統(tǒng)進行處理，就可以完全實現(xiàn)高精度、高分辨率檢測。①

圖1 測量系統(tǒng)框圖

圖2 CCD檢測原理

用面陣CCD的非接觸測量物體寬度的原理如圖2所示，光源發(fā)出的均勻光線照在被測物體上，其寬度信號通過成象物鏡成象在面陣CCD的光敏面上，CCD再將光信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬電信號。

1.2 藍牙4.0

藍牙無線技術(shù)是使用范圍最廣泛的全球短距離無線標(biāo)準(zhǔn)之一，藍牙4.0包括了傳統(tǒng)藍牙、高速藍牙和低功耗藍牙三種藍牙技術(shù)。②③低功耗技術(shù)（Low Energy）是藍牙4.0的核心，其最大的特點是運行功耗和待機功耗極低，只需一粒紐扣電池便可使藍牙低功耗設(shè)備連續(xù)工作達數(shù)年之久，這種技術(shù)即為藍牙4.0BLE。測量系統(tǒng)中，由CCD獲取的模擬電信號經(jīng)圖像采集模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，采用藍牙4.0技術(shù)傳輸至計算機端進行相應(yīng)的處理。藍牙無線傳輸技術(shù)可以實現(xiàn)非接觸測量系統(tǒng)的便攜式操作和戶外應(yīng)用。藍牙4.0BLE不僅有低功耗特點，還具有高可靠性、高安全性、低成本、快速啟動、瞬間連接的特點，其有效的傳輸距離較傳統(tǒng)藍牙有極大提高，可達60～100m。這些保證了測量系統(tǒng)的無線傳輸?shù)目煽亢透咝?，也大大提高了戶外非接觸測量的應(yīng)用范圍。

表1 鋼板寬度測量記錄

2 測量實驗

為了檢測系統(tǒng)的測量效果，實驗選取10塊不同寬度的鋼板進行測量，選用激光光源照在被測鋼板上，測量結(jié)果見表1。數(shù)據(jù)顯示10次測量的誤差8在0.1mm以內(nèi)，10次測量誤差的平均值為0.08743mm，測量效果是理想的。測量誤差主要是因為系統(tǒng)中存在光學(xué)系統(tǒng)造成的誤差、環(huán)境誤差、設(shè)備誤差等。

3 結(jié)語

本文介紹了一種簡單易行的非接觸式寬度測量系統(tǒng)，利用面陣CCD攝像機獲取被測物體的圖像，接著經(jīng)圖像采集模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過藍牙無線傳輸技術(shù)傳送至計算機，再經(jīng)圖像處理獲得寬度值。實驗對10塊不同的鋼板進行測量，測量誤差較小，效果理想，證明了本系統(tǒng)是可行的。

基金項目：湖北省教育廳科學(xué)研究計劃資助項目（Q20133006）

注釋

① 郭偉.基于面陣CCD的鋼板幾何尺寸測量系統(tǒng)的研究[D].太原科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2013.

② 歐陽駿，陳子龍，黃寧淋.藍牙4.0BLE開發(fā)完全手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.4.

③ 張德龍.基于藍牙 4.0 的無線扭矩測量分析[J].電子測試，2013.15：79-80，62.

參考文獻

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第6篇：無線傳輸技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】野生動物監(jiān)測 無線圖像傳感器 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù) 可靠傳輸 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

1 引言

野生動物監(jiān)測是保護珍貴瀕危野生動物，可持續(xù)利用野生動物資源的重要環(huán)節(jié)[1，2]。為克服人工野生動物監(jiān)測費時費力的缺點，衛(wèi)星監(jiān)測、“3S”技術(shù)和無線電項圈等技術(shù)開始應(yīng)用于野生動物調(diào)查[3-5]。但這些監(jiān)測方式在準(zhǔn)確性和實時性等方面存在不足。例如，衛(wèi)星監(jiān)測周期長，難以監(jiān)測局部信息。紅外相機捕獲野生動物圖像，省時省力，費用低，已成為野生動物調(diào)查的利器[6-8]。但如何將圖像實時傳輸給研究者和管理決策部門，成為野生動物相機監(jiān)測面臨的重要問題。

無線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以低功耗、低成本等特點受到研究人員廣泛關(guān)注，在農(nóng)業(yè)、環(huán)境和工業(yè)監(jiān)測等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用[9-，11]。無線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)可以克服野生動物相機監(jiān)測數(shù)據(jù)無法及時傳輸?shù)葐栴}。

目前，無線圖像傳感器技術(shù)在實際的野生動物監(jiān)測尚不多見。Vladimir Dyo等人[12]采用RFID-WSN實現(xiàn)了獾的位置監(jiān)測，但無法實現(xiàn)野生動物圖像監(jiān)測。Ravi Bagree等人采用無線傳感器技術(shù)設(shè)計了TigerCENSE節(jié)點實現(xiàn)了老虎的監(jiān)測[13]，但僅在動物園進行相關(guān)實驗測試，沒有在森林環(huán)境中運行。Garcia-Sanchez等人利用Imote節(jié)點開發(fā)了感興趣區(qū)域移動目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)[14]，實現(xiàn)了經(jīng)過公路通道的野生動物的跟蹤，但監(jiān)測范圍有限。另外，上述設(shè)計都沒有對監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠傳輸問題進行討論。

論文針對野生動物監(jiān)測數(shù)據(jù)無法及時傳輸給研究者的問題，對現(xiàn)有野生動物監(jiān)測系統(tǒng)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)充分研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于無線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)的野生動物監(jiān)測系統(tǒng)，并且為適應(yīng)野生動物監(jiān)測，在ZigBee協(xié)議應(yīng)用層設(shè)計數(shù)據(jù)重傳機制，實現(xiàn)了野生動物圖像數(shù)據(jù)可靠傳輸。

2 基于無線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)的野生動物監(jiān)測系統(tǒng)

2.1 監(jiān)測系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由無線圖像傳感器終端節(jié)點、匯聚節(jié)點、本地數(shù)據(jù)監(jiān)測中心和遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測中心等構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖像傳感器節(jié)點和路由節(jié)點部署在野生動物監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，以自組織的方式構(gòu)成無線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)，野生動物進入監(jiān)測視野時，觸發(fā)相機拍照，將采集到的圖像以及溫濕度等信息以多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送到匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點負責(zé)接收和融合網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的信息，并通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜乇O(jiān)測中心，監(jiān)測中心軟件對接收的數(shù)據(jù)進行分析、處理、存儲和圖形化顯示，實現(xiàn)了野生動物圖像及生存環(huán)境實時在線監(jiān)測。本地監(jiān)測中心可以根據(jù)實際需要將獲取信息上傳網(wǎng)絡(luò)，有關(guān)研究人員和部門可以及時獲取數(shù)據(jù)，從而詳細掌握野生動物生存狀態(tài)等信息。

2.2 無線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點硬件設(shè)計

2.2.1 無線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像采集節(jié)點硬件設(shè)計

無線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像采集節(jié)點負責(zé)野生動物圖像采集、溫室度等信息采集以及數(shù)據(jù)的無線傳輸。它由處理模塊、溫濕度傳感器模塊、圖像采集模塊、無線通訊模塊、存儲模塊和電源模塊等組成。圖像硬件節(jié)點結(jié)構(gòu)圖和實物如圖2、3所示。

處理器模塊以ST公司的STM32F103VET6微控制器為核心，該控制器是以ARM Cortex-M3為內(nèi)核，工作頻率最高72 MHz，具有多種標(biāo)準(zhǔn)和通信接口（I2C、SPI、SDIO、USART）。帶有靈活的靜態(tài)存儲器控制器，支持 SD卡，方便數(shù)據(jù)存儲。

無線傳輸模塊采用XBee-PRO 900HP，它和單片機通過串口或SPI接口連接，并通過API協(xié)議通訊。該模塊采用了Digimesh的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可自組織成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

圖像采集模塊由CMOS圖像感光元器件OV775和緩存芯片ALB422B組成，利用SCCB總線協(xié)議配置攝像頭不同格式輸出、分辨率調(diào)整、亮度和增益等。

SL620人體感應(yīng)模塊是基于紅外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品，靈敏度高，感應(yīng)距離在0-20m，可靠性強，超低電壓工作模式。

2.2.2 無線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點硬件設(shè)計

無線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點負責(zé)匯聚野生動物圖像信息，以及通過以太網(wǎng)傳輸?shù)奖镜毓芾碇行幕蛘咄ㄟ^3G網(wǎng)絡(luò)上傳服務(wù)器。匯聚節(jié)點在終端節(jié)點的基礎(chǔ)上增加了以太網(wǎng)模塊和3G無線路由器模塊，其結(jié)構(gòu)圖和實物圖分別如圖4、5所示。

匯聚節(jié)點的以太網(wǎng)模塊選取了WIZnet公司的W5500，其內(nèi)部集成全硬件TCP/IP協(xié)議棧，具有簡單快速、可靠性高、安全性好等顯著優(yōu)勢。W5500 提供了 SPI作為外設(shè)主機接口，使得微控制器接入以太網(wǎng)方案的硬件設(shè)計更為簡捷和高效。

3G模塊選用W3100系列 3G路由器，其內(nèi)置無線通信模塊，通過交換機可實現(xiàn)PC機和匯聚節(jié)點共同連接到Internet上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程傳輸。

3 野生動物監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠傳輸研究

確認(rèn)機制是ZigBee協(xié)議MAC層保證數(shù)據(jù)可靠性傳輸?shù)挠行Р呗?。匯聚節(jié)點接收終端節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包后，發(fā)送ACK應(yīng)答，但森林環(huán)境中，由于無線信道不穩(wěn)定或者信號衰減，ACK應(yīng)答容易被湮沒；當(dāng)終端節(jié)點無法正常接收ACK應(yīng)答時會重復(fù)發(fā)送該數(shù)據(jù)包，直到收到ACK應(yīng)答或達到最大重傳次數(shù)閾值。另外，森林環(huán)境下，數(shù)據(jù)包丟率高也是無法回避。

BMP圖片文件頭和位圖信息頭包含文件類型、文件大小和位圖尺寸等重要信息，這些數(shù)據(jù)一旦丟失，圖片將無法還原。而BMP圖片位圖數(shù)據(jù)少量丟失對圖片還原不會造成致命傷害。為使野生動物圖像數(shù)據(jù)可靠性傳輸與速度相結(jié)合，本文在應(yīng)用層設(shè)計了重傳機制，流程圖如圖6所示。

為每一個數(shù)據(jù)包進行ID標(biāo)號，對于文件頭和文件尾包進行無限次的重傳，直到匯聚節(jié)點正確接收到數(shù)據(jù)。而對位圖數(shù)據(jù)設(shè)定重傳閾值，當(dāng)數(shù)據(jù)包無法正確接收后進行重傳，但當(dāng)重傳次數(shù)達到設(shè)定的重傳閾值后，舍棄這個數(shù)據(jù)包，進行下一包數(shù)據(jù)發(fā)送。等到整個結(jié)束包發(fā)送完畢后讀取匯聚節(jié)點未正確接收數(shù)據(jù)包ID，根據(jù)ID標(biāo)號對舍棄數(shù)據(jù)包重新發(fā)送。另外，設(shè)定ID標(biāo)號，也可以避免匯聚節(jié)點數(shù)據(jù)重復(fù)接收。

4 實驗測試

利用本文設(shè)計的系統(tǒng)，對圖像數(shù)據(jù)丟包率進行了測試。通過圖像數(shù)據(jù)丟包率測試驗證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

試驗時，在內(nèi)蒙古賽罕烏拉自然保護區(qū)選取野生動物經(jīng)常出沒的區(qū)域；設(shè)置天線距離地面高度為1.5m，節(jié)點以最大發(fā)射功率（24dBm）發(fā)送數(shù)據(jù)，固定匯聚節(jié)點于野生動物監(jiān)測區(qū)域中心位置，將野生動物監(jiān)測節(jié)點分別放置于與匯聚節(jié)點相距100m、150m、200m和250m的樹林下。采用休眠喚醒機制降低網(wǎng)絡(luò)能量消耗，當(dāng)野生動物進入監(jiān)測視野范圍時，啟動設(shè)備，抓取圖片，進行無線傳輸。終端節(jié)點實驗圖和網(wǎng)絡(luò)丟包率實驗結(jié)果分別如圖7、8所示。

由實驗結(jié)果可以看出，隨著距離增大，圖像數(shù)據(jù)包丟包率也不斷增大。在有應(yīng)用層數(shù)據(jù)重傳網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的節(jié)點丟包率明顯減少，在100m、150m、200m、250m丟包率分e為0.64%、0.94%、1.46%、1.83%。

5 結(jié)論

為有效監(jiān)測野生動物，本文設(shè)計了基于無線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)的野生動物監(jiān)測系統(tǒng)。首先設(shè)計了以STM32F103VE為核心、以Xbee Pro為無線傳輸模塊的終端節(jié)點硬件電路。然后，在終端節(jié)點的基礎(chǔ)上增加了以太網(wǎng)模塊和3G路由模塊形成了匯聚節(jié)點。為解決林區(qū)環(huán)境中由于無線信道不穩(wěn)定引起的匯聚節(jié)點丟包和數(shù)據(jù)重復(fù)接收問題，設(shè)計了數(shù)據(jù)重傳網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。試驗證明，系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)監(jiān)測區(qū)域野生動物的圖像監(jiān)測和無線傳輸，而且有效減少了圖像數(shù)據(jù)傳輸中的丟包率。為野生動物監(jiān)測提供了一種有效的解決方案。后續(xù)工作將在系統(tǒng)的能耗和節(jié)點故障監(jiān)測方面做進一步研究。

參考文獻

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第7篇：無線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞 交通事故隱患檢測自動報警裝置；道路交通事故；單片機

中圖分類號U12 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）48-0170-02

1研究背景

目前，雖然交警部門可通過監(jiān)控實時掌握交通事故現(xiàn)場狀況，但根據(jù)對北京交通控制中心調(diào)查發(fā)現(xiàn)[1]，雖然北京的數(shù)字監(jiān)控點有400多個，但大屏幕上一次只能顯示48個，需要人工不斷地切換，很多事情報告還是依賴“122接處警”系統(tǒng)，然后通過調(diào)出數(shù)字監(jiān)控核實，確定之后安置警力去解決。如果采用隱患檢測自動報警裝置，可提前將汽車出現(xiàn)的非正常運行狀態(tài)反饋到監(jiān)控中心。國外研究表明，自動切換監(jiān)控屏幕進行可能發(fā)生事件車輛的重點監(jiān)控能夠減少事件持續(xù)時間5min~8min。因此設(shè)計自動報警裝置，讓大屏幕進行自動切換屏幕和監(jiān)控，具有重要價值。

2本文設(shè)計思路

事故隱患檢測自動報警裝置安裝在汽車發(fā)動機和汽車車頭處，根據(jù)已知汽車制動加速度和紅外線測速模塊所測得的汽車行駛速度計算出安全距離，再通過超聲波測距模塊檢測出本汽車與前方汽車的距離，若小于安全距離時，自動報警。

報警裝置設(shè)計思路及結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

3安全距離的確定[2]

1）駕駛員反應(yīng)時間經(jīng)過的距離,t1為反應(yīng)時間，取為0.3s；

2）制動器作用時間t2經(jīng)過的距離；

3）持續(xù)制動時間t3經(jīng)過的距離,為附著系數(shù)，本文取為0.8；

4）汽車的安全距離:。

4測距模塊設(shè)計

系統(tǒng)主要由單片機[3]系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路三部分組成。采用AT89S52來實現(xiàn)對紅外接收芯片和超聲波轉(zhuǎn)換模塊的控制。

4.1超聲波測距原理[3]

單片機用P1.0端口輸出超聲波轉(zhuǎn)化器所需的40KHz方波信號，利用外中斷0口檢測超聲波接受電路輸出的返回信號。顯示電路采用簡單實用的4位共陽LED數(shù)碼管，段碼用74LS244驅(qū)動，位碼用PNP三極管驅(qū)動。超聲波測距原理框圖：

4.2超聲波發(fā)送和接受電路設(shè)計

壓電超聲波轉(zhuǎn)換器的功能是利用壓電晶體諧振工作。內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，這時它就是一超聲波發(fā)生器；如沒加電壓，當(dāng)共振板接受到超聲波時，這時它就成為超聲波接受轉(zhuǎn)換器。

超聲波接收器的電路采用集成電路CX20106A，這是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接收器。考慮到紅外遙控常用的載波頻率38KHz與測距超聲波頻率40KHz較為接近，可以利用它作為超聲波檢測電路。

4.3軟件設(shè)計

如圖4所示，首先對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時器T0工作模式為16位的定時計數(shù)器模式，置位總中斷允許位EA并給顯示端P0和P2清0。然后送出一個超聲波脈沖，延遲0.1ms后，打開外中斷0接收返回的超聲波信號。當(dāng)主程序檢測到接收成功的標(biāo)志位后，將計數(shù)器T0中的數(shù)按下式計算即可測得被測物體與測距儀之間的距離。

5轉(zhuǎn)速測量模塊設(shè)計

測量轉(zhuǎn)速的模塊由信號預(yù)處理電路、單片機STC89C52、系統(tǒng)化LED顯示模塊、串口數(shù)據(jù)存儲電路和系統(tǒng)軟件組成。

5.1信號調(diào)理電路設(shè)計[4]

光電傳感器首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。論文選用紅外光二極管做系統(tǒng)測量的光源。本設(shè)計采用高性能集成四運放LM324來進行光電信號調(diào)理電路設(shè)計。為了達到預(yù)定效果，對系統(tǒng)運動MULTISIM 8進行模擬仿真，并利用模擬仿真結(jié)果對有關(guān)元器件進行參數(shù)設(shè)定。如圖5所示是模擬仿真圖及其仿真結(jié)果。

5.2單片機

圖6是AT 89S52單片機引腳分布和最小系統(tǒng)圖。單片機的引腳除了電源、復(fù)位、時鐘接入、用戶I/O口外，其余管腳是為實現(xiàn)系統(tǒng)擴展而設(shè)置的。

5.3無線傳輸模塊設(shè)計

如圖7顯示的是用于無線傳輸?shù)臄U展示意圖，將單片機所有引腳引出，便于進行無線傳輸模塊的擴展。

6結(jié)論

本文進行了道路交通事故隱患檢測自動報警裝置的設(shè)計。該設(shè)計將時時檢測汽車的行駛速度和汽車與前方汽車的距離，當(dāng)其與前方小車距離小于單片機計算所得的安全距離時，會自動通過GSM模塊報警提醒駕駛員注意并且將報警信息傳遞給指揮中心。

參考文獻

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[2]葉瑋瑋.高速公路上汽車行駛的安全距離研究[J].技術(shù)物理教學(xué).

第8篇：無線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：人體參數(shù)，無線監(jiān)測GSM網(wǎng)絡(luò)

 

1概述人口老齡化已成為世界范圍內(nèi)的社會問題，是社會發(fā)展的必然階段。老人護理消耗大量的人力、物力，同時家屬等護理人員對表征老人健康的一些生理參數(shù)如血壓、脈搏、體溫等專業(yè)知識知曉率低，不利于健康狀況異常的及時發(fā)現(xiàn)和處理，容易引起意外事故的發(fā)生或病情的惡化。傳統(tǒng)的監(jiān)護儀器體積通常比較大，而且價格昂貴，主要應(yīng)用于醫(yī)院等專業(yè)場所，大部分沒有無線傳輸功能，不能在醫(yī)院以外的地方，如家庭、野外等環(huán)境下使用。本文設(shè)計了一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)（移動電話網(wǎng)絡(luò)）的人體健康狀況無線實時監(jiān)測儀器，類似隨身聽，實現(xiàn)對表征人體健康狀況的生理參數(shù)（體溫、血壓等）的實時檢測，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時進行現(xiàn)場報警，并以短信的形式將異常信息發(fā)送護理人員及家屬，甚至可以發(fā)送給醫(yī)生或醫(yī)院等醫(yī)療機構(gòu)，對老人異常狀況及時做出處理。

2硬件電路設(shè)計2.1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

本設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖見圖1所示。主要由單片機、語音電路、LCD顯示電路、鍵盤、血壓檢測、脈搏檢測、體溫檢測、GSM通信模塊組成。圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2.2無線網(wǎng)絡(luò)

GSM通信模塊選用德國西門子公司的TC35i，具體結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。TC35i模塊采用40引腳的ZIF連接形式和應(yīng)用處理器連接。通過ZIF 連接器提供了應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)、語音信號和電源線。共有40個管腳，通過一個ZIF（Zero Insertion Force）連接器引出。

圖2：TC35i模塊結(jié)構(gòu)示意圖

TC35i 模塊通過ZIF 連接器提供給用戶4 個應(yīng)用接口:電源接口（1-10）、串行接口（18、19）、兩路音頻傳輸接口、SIM卡接口（24-29）。而在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中通常用到其中的3個接口, 即: 電源接口、串行接口、SIM卡接口。免費論文參考網(wǎng)。模塊與單片機的接口電路如圖3所示。

圖3TC35i模塊與單片機的連接電路

2.3 體溫檢測

體溫檢測選擇Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20, 它是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器, 3引腳封裝, 可以大大節(jié)省系統(tǒng)資源。免費論文參考網(wǎng)。DS18B20與單片機的硬件連接如圖4所示。

圖4 DS18B20引腳圖圖5 ：血壓及脈搏檢測示意圖

2.4 血壓及脈搏檢測

血壓、脈搏的電子檢測技術(shù)已經(jīng)比較成熟，本設(shè)計直接從電子式血壓計取測量結(jié)果，檢測方案見圖5，由送顯示的數(shù)據(jù)引出發(fā)送到MCU。該方案測量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、專業(yè)，減少由于測量方法等原因造成的誤差，提高系統(tǒng)可靠性，同時又能夠節(jié)省開發(fā)周期。

3軟件設(shè)計3.1 系統(tǒng)整體軟件設(shè)計

系統(tǒng)整體軟件流程圖如圖6所示。其中測量部分由無線收發(fā)子程序、溫度檢測子程序、血壓脈搏數(shù)據(jù)處理子程序等組成。

圖6 系統(tǒng)軟件流程圖

3.2 通信軟件設(shè)計

（1）AT指令簡介

AT即Attention，AT指令集是從終端設(shè)備或數(shù)據(jù)終端向終端適配器或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備發(fā)送的。用戶可以通過AT指令進行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制?？刂破魍ㄟ^AT 指令控制TC35i模塊, 本設(shè)計的短消息格式就是這種格式。

（2）基于單片機的短消息發(fā)送程序設(shè)計

指令內(nèi)容均為ASCII碼，短消息的中文編碼方式為UNICODE碼。所以單片機通過AT指令控制TC35i模塊時，發(fā)送的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過代碼轉(zhuǎn)換。由于漢字?jǐn)?shù)量眾多，單片機資源有限，所以必須把短信內(nèi)容中涉及到的漢字的UNICODE碼放入單片機存儲器內(nèi)部。免費論文參考網(wǎng)。短信發(fā)送子程序的流程圖見圖7所示。

圖7 TC35i數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖

4 結(jié)束語本系統(tǒng)是為全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競賽參賽作品，樣機已研制成功，運行穩(wěn)定可靠，獲得了河南省三等獎的好成績。

參考文獻：

【1】 昭彰奎，GSM 數(shù)字移動通信應(yīng)用系統(tǒng)，北京: 國防工業(yè)出版社, 20011

【2】 朱步樓，人口老齡化問題及其對策研究[ J] .人口與計劃生育, 2005, (7)

【3】SIEMENS，AT Commands for GPRS，[ Z]120001

【4】SIEMENS，TC35 / TC37 Hardware Interface Description ，Version: 04.00

【5】周嶸，家庭GSM短消息遙控監(jiān)測裝ZP，中國專利，ZL02217548.2，2002.05.17

第9篇：無線傳輸技術(shù)論文范文

1.1現(xiàn)場總線技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)場總線技術(shù)是電子技術(shù)、儀表技術(shù)以及計算機計算等多項技術(shù)融合的成果,能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場儀表與控制設(shè)備間的全數(shù)字化和雙向多變量數(shù)字通信,為整個監(jiān)控系統(tǒng)的全數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。

1.2無線傳感器技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著無線傳感技術(shù)的發(fā)展,無線傳輸?shù)乃俾室苍诓粩嗵岣摺Ｔ跓o線傳輸方式中比較有代表性的是ZigBee技術(shù),它的傳輸速率為10～250kb/s,用于溫度和濕度等數(shù)據(jù)的傳輸,其工作狀態(tài)下的功耗為30MW,所以其成本較低,并且能夠在10m～75m范圍間進行信息的傳遞。ZigBee技術(shù)是未來無線通信技術(shù)的主流,而且支持ZigBee的設(shè)備的價格也會越來越低。其應(yīng)用范圍包括對危險化學(xué)品成分的檢測以及火警的早期檢測和預(yù)報等等。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以準(zhǔn)確的監(jiān)測病人的血壓、心跳以及體溫等,減少醫(yī)生的勞動工作量。另外該技術(shù)還可以用于家庭安全系統(tǒng)的構(gòu)建,避免了紅外裝置受角度影響的限制。

1.3PLC技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC分為固定式和組合式兩種不同的類型,但是其基本結(jié)構(gòu)式相同的,一般是由CPU、存儲器和I/O輸出設(shè)備等組成。采用PLC技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)可以用于隧道交通信號燈的控制,以及檢測電流模擬信號。一般風(fēng)機控制柜上的軟啟動器也是采用PLC進行控制的,通過配置開關(guān)量來控制風(fēng)機的啟動、停止和轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。

2監(jiān)控系統(tǒng)硬件的設(shè)計

監(jiān)控系統(tǒng)中需要采集的數(shù)據(jù)量非常大,要求設(shè)計的系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)處理能力,所以我們選用DSP處理器。為了簡化監(jiān)控系統(tǒng)對的額結(jié)構(gòu),提高其運行可靠性,設(shè)計中決定采用集成的視頻處理芯片,該類型的芯片將信號的預(yù)處理、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換和時鐘發(fā)生器都功能集中在一起,在將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程中避免了系統(tǒng)對分立元件的要求,也節(jié)省了設(shè)計成本。另外,采用集成視頻處理信號只需要在新器件中加載新的寄存器初值就可以方便的改變原有電路的特性,避免了元件更換和調(diào)節(jié)過程中的不便,也減少了系統(tǒng)開發(fā)的時間。這次設(shè)計我們采用的是飛利浦公司生產(chǎn)的SAA7113視頻處理芯片。

2.1系統(tǒng)主控芯片的設(shè)計

這次設(shè)計中系統(tǒng)采用了DSP處理器,它采用改進的哈佛機構(gòu),能夠同時訪問指令和數(shù)據(jù);并且具有獨立的DMA控制器,能夠在不影響DSP處理速度的情況下完成數(shù)據(jù)的高速傳輸。目前,國內(nèi)應(yīng)用較多的是T1公司生產(chǎn)的TMS320C54x系列,其價格低,功耗小。這次設(shè)計中我們也采用該系列的產(chǎn)品其型號為TMS320VC5402。它具有40個邏輯運算單位,內(nèi)含兩個累加器和一個40位的桶形移位器。C5402內(nèi)部還有ROM單元,可以用來存儲程序或者數(shù)據(jù),另外還有一個緩沖串行口和8位的HPI接口,兩個16位定時器、一個六通道DMA控制器和一個PLL時鐘發(fā)生器。

2.2電源設(shè)計

監(jiān)控系統(tǒng)中TMS320VC5402芯片要求輸入輸出的電壓為3.2V,但是內(nèi)核電壓只有1.5V,所以系統(tǒng)設(shè)計中其他芯片的接口電壓要能夠兼容3.3V,電源的設(shè)計要特別考慮功率的影響。本次設(shè)計中電源采用雙電壓供電,這時只需要考慮上電順序的問題。主控芯片對上電順序的要求是電源的核電壓應(yīng)比I/O口先供電,斷開時要晚于I/O口,且要Vd先上電,上電時要保證整個系統(tǒng)的上電過程必須在25ms內(nèi)完成。這時因為Vc先于Vd上電時對芯片本身沒有損害,只是芯片周邊的輸入和輸出變?yōu)闊o效,反之會對芯片的驅(qū)動和緩沖造成沖擊,從而損壞芯片。所以在這次設(shè)計中我們選擇的是T1公司生產(chǎn)的TPS767D318,該電源的輸出為3.3V和1.8V的雙路輸出,保證了系統(tǒng)對功率和上電次序的要求。

2.3復(fù)位電路設(shè)計

DSP系統(tǒng)運行時時鐘頻率較高,在運行過程中經(jīng)常發(fā)生干擾和擾的現(xiàn)象,嚴(yán)重時還會造成死機。所以在這次設(shè)計過程中我們還加入了復(fù)位電路,以確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。其原理是給監(jiān)視線提供一個高低電平發(fā)生變化的信號,在規(guī)定時間內(nèi)如果沒有出現(xiàn)信號的變化,復(fù)位電路就會對系統(tǒng)進行復(fù)位操作,反之,則繼續(xù)運行。這次設(shè)計中我們采用的是MAXIM公司的MAX706T監(jiān)控電路,能夠滿足3V電源系統(tǒng)和5V電源系統(tǒng)的供電需要。

3結(jié)語