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無線局域網(wǎng)論文精選(九篇)

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無線局域網(wǎng)論文

第1篇:無線局域網(wǎng)論文范文

關(guān)鍵詞:nRF9E5;無線局域網(wǎng)絡(luò);通訊協(xié)議;無線監(jiān)測

當(dāng)今,無線技術(shù)正快速應(yīng)用于許多產(chǎn)品之中,與有線技術(shù)相比,無線技術(shù)主要具有成本低、攜帶方便、省去布線煩惱等優(yōu)點。特別適用于工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線RS485/232數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等。本文給出了一種用于監(jiān)測有毒氣體的無線局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案設(shè)計方案。

1系統(tǒng)的功能及組成

在石華工業(yè)中,為了有效監(jiān)測空氣中H2S、CL2等有毒氣體的濃度,把隱患消滅于萌芽狀態(tài),通常需要設(shè)計許多無線網(wǎng)絡(luò)檢測系統(tǒng)。圖1所示就是一種多任務(wù)無線通訊局域網(wǎng)示意圖。該系統(tǒng)是由一臺中央監(jiān)控設(shè)備CMS(centermoniteringsystem)和多臺遠(yuǎn)程終端節(jié)點RTN(remoteterminalnodes)組成的多任務(wù)無線通信網(wǎng)絡(luò)。其中的中央監(jiān)控設(shè)備CMS主要由無線收發(fā)模塊Nrf9e5、報警裝置和上位機組成,能夠接收遠(yuǎn)程各節(jié)點信息,監(jiān)控節(jié)點運行情況,并能根據(jù)上位機要求發(fā)送命令字到指定節(jié)點。各節(jié)點RTN主要由有毒氣體傳感部分和無線接收模塊Nrf9e5組成,能夠采樣并發(fā)送數(shù)據(jù)到CMS,接收并執(zhí)行CMS發(fā)送來的指令,并且可作為中轉(zhuǎn)站間接傳輸數(shù)據(jù)。

在CMS工作信號覆蓋范圍內(nèi),各節(jié)點和CMS直接通訊,如圖中RTN100、RTN200和CMS之間可以直接通訊。在CMS工作信號覆蓋范圍外,各遠(yuǎn)程終端節(jié)點其上級相應(yīng)節(jié)點和CMS間接通訊,如圖中RTN121、RTN122依次通過RTN120、RTN100和CMS來進(jìn)行間接通訊。采用這種方法,可將系統(tǒng)擴展成一個非常大的無線居域網(wǎng)絡(luò)。

2硬件設(shè)計

2.1硬件電路連接

中央監(jiān)控設(shè)備(CMS)電路主要包括監(jiān)控計算機、接收模塊nRF9E5及報菟裝置,具體電路如圖2所示。圖中,把nRF9E5的P0.1、P0.2口配置成SCI模式,外接MAX232轉(zhuǎn)換電路,和上位機進(jìn)行串行通訊;P0.3配置成普通端口,外接報警裝置。

該系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程終端節(jié)點(RTN)電路主要由射頻模塊nRF9E5和氣體變送器GT-130/H2S-1組成。ADC模塊選用內(nèi)部參考電壓,氣體傳感裝置能夠輸出4~20mA電流,經(jīng)75Ω電阻轉(zhuǎn)換為0.3~1.5V電壓信號,來作為ADC模擬量輸入信號。電路連接和圖2基本相似,區(qū)別是斷開圖2中的P0.1-P0.3端口,將變送器輸出端和nRF9E5的AIN0引腳相連接。

2.2無線收發(fā)模塊nRF9E5

nRF9E5是挪威Nordic公司的產(chǎn)品。該芯片采用+3VDC供電,面積為5mm×5mm,共有32個外部引腳,包括UART和SPI等功能。內(nèi)部集成了nRF9E5射頻模塊、8051微控制器及A/D轉(zhuǎn)換模塊,具有433/868/915MHz三波段載波頻率。采用GFSK調(diào)制,抗擾能力強;支持多點通訊,數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)0.1Mbps。具有特有的ShockBurst信號發(fā)射模式和發(fā)射信號載波監(jiān)測功能,可有效降低功耗電流、避免數(shù)據(jù)沖突。內(nèi)部寄存器為用戶提供了基礎(chǔ)的通訊協(xié)議,便于用戶擴展,縮短了開發(fā)周期。電路連接極為簡單,只需要一個晶體管和一個電阻,nRF9E5輸出端ANT1、ANT2外接50Ω單天線終端裝置,信號有效發(fā)射距離無遮擋時可達(dá)800m以上,有建筑物等遮擋時可達(dá)350m左右。

3軟件設(shè)計

3.1通訊協(xié)議

CMS可與在其信號覆蓋范圍內(nèi)的RINT進(jìn)行直接通訊,在其工作信號覆蓋范圍之外的RIN通過其它節(jié)點轉(zhuǎn)載信號實現(xiàn)與CMS的間接通訊。同時,CMS能夠根據(jù)接收的數(shù)據(jù)內(nèi)容判斷信號來自哪一個RTN節(jié)點。為此,需把系統(tǒng)通訊協(xié)議設(shè)置為下列格式:

Prea-mbleAddPayloadCRC

JidMidYidXData

Preamble為引導(dǎo)字節(jié);Add為接收機地址;Payload為有效加載數(shù)據(jù)(包括接收機識別碼Jid、目的機識別碼Mid、源信號機識別碼Yid及Data字:狀態(tài)字X=1時Data為命令字,X=0時Data為濃度數(shù)據(jù));CRC為校驗碼。

nRF9E5處于發(fā)射模式時,Add和Payload由微控制器按順序送入射頻模塊nRF9E5,Preamble和CRC由nRF9E5自動加載。接收模塊時,nRF9E5先接收一數(shù)據(jù)包,分別驗證Preamble、Add和CRC正確后,再將Payload數(shù)據(jù)送入微控制器處理;當(dāng)接收機微處理器判斷Payload中的Payload中的Jid和本機識別碼號一致時,繼續(xù)處理后繼數(shù)據(jù),否則放棄該數(shù)據(jù)包。

要實現(xiàn)上述數(shù)據(jù)通訊功能,需進(jìn)行nRF9E5初始化配置和用戶程序設(shè)計。

3.2nRF9E5子系統(tǒng)初始化配置

在nRF9E5模塊中,特殊寄存器RF-Register包含10個字節(jié),其配置字內(nèi)容可決定射頻模塊nRF9E5的工作特性,表1列出本設(shè)計殊寄存器RF-Register需要配置的基本參數(shù)(文中未述及的參選用默認(rèn)值)。

表1RF-Register寄存器部分字節(jié)配置說明

名稱設(shè)定值(二進(jìn)制)說明

CH-NO001110101載波頻率為868.2MHz

HRFEQ-PLL1設(shè)定PLL工作模式

PA-PWR11輸出功率為10dBm

RX-PW001接收地址字長為1byte

RX-PW00100000接收有效字節(jié)長度8bytes

TX-PW00100000發(fā)射有效字節(jié)長度8bytes

PX-ADDRESS11100111接收地址名0xE7h

UP-CLK-EN0外部時鐘禁止

XOF011晶體振蕩器16MHz頻率

CRC-EN1使能CRC校驗功能

CRC-MODE0使用8位CRC校驗碼

系統(tǒng)通訊時,各模塊處于正常接收狀態(tài):收發(fā)使能位TRX-CE=1且方式選擇位TX-EN=0。在運行過程中,可由用戶編程修改TX-EN=1使各字節(jié)工作于發(fā)射狀態(tài)。

本系統(tǒng)設(shè)定CMS和所有RTN的地址ADD均為0xE7h,這樣,系統(tǒng)內(nèi)CMS和所有RTN之間可以互相通訊,從而避免了其它系統(tǒng)的干擾。各節(jié)點識別碼長度根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點級數(shù)和容量配置,繼承關(guān)系分配地址;通訊時,通過對目的機代碼Mid和接收機代碼Jid的比較和識別,不斷修改接收機代碼Jid,直至Jid=Mid為止,實現(xiàn)節(jié)點間的自動雙向?qū)ぶ贰R詧D1中系統(tǒng)3級路徑為例,所有模塊識別碼長度均配置為12位,CMS識別碼配置為0x000h。各節(jié)點識別碼按照上下級路徑。繼承關(guān)系分配地址:第一級節(jié)點識別碼以高四位區(qū)分,其余位均為0,如節(jié)點0x100h與0x200h;第二級節(jié)點識別碼高四位繼承其上一級節(jié)點高四位識別碼,以中間四位區(qū)分,如RTN100的下級節(jié)點0x110h與0x120h;第三級節(jié)點繼承其上一級節(jié)點的前八位識別碼,以低四位區(qū)分,如0x120h的下級節(jié)點0x121h與0x122h。通訊時,即按照這種上下級路徑關(guān)系傳輸數(shù)據(jù)。采用上述方法,三級路徑最大可以配置四千多個節(jié)點,能組成一個比較大的無線局域網(wǎng)絡(luò)。

4微處理器用戶程序

該系統(tǒng)的處理器用戶程序包括CMS用戶程序和RTN用戶程序,而它們又分別包括主程序和中斷子程序兩部分。

4.1CMS用戶程序

a.CMS主程序

(1)當(dāng)Flagi=1時,CMS對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和排序記錄,并在氣體深度超標(biāo)時,使報菟輸出端P0.3=1;最后將Flagi清0。

(2)當(dāng)Sleep=1時,由CMS發(fā)送命令字(X=1)到指定節(jié)點,最后將Sleep清0。

此時,Mid為目的機識別碼,Yid=0x000h,接收機識別碼Jid可由CPU根據(jù)Mid高四位自動產(chǎn)生。

b.CMS中斷子程序

(1)串行通信口接收計算機命令信號,置Sleep=1。中斷優(yōu)先級為最高。

(2)RD1=1時中斷CPU,接收某節(jié)點RTNi信號,置標(biāo)志字Flagi=1。中斷優(yōu)無級為次高。

(3)用定時器2監(jiān)控各節(jié)點通訊記錄:若在定時器2的一個定時周期T2內(nèi)判斷出某節(jié)點一直沒有發(fā)送信號,則會記錄相應(yīng)警告信息,直至手動清除。其中,T2為系統(tǒng)中各節(jié)點和CMS通訊一次的最大遲滯時間,中斷優(yōu)先級為次低。

(4)定時器1定時中斷CPU,將內(nèi)存數(shù)據(jù)送上位計算機顯示處理,中斷優(yōu)先級為最低。

4.2RTN用戶程序

a.RTN主程序

當(dāng)Flagi=1時,CPU對Payload作如下處理后,最后將Flagi清0。

圖2

(1)若接收的數(shù)據(jù)包中,Mid=0x000h,Yid為RTNj識別碼,則數(shù)據(jù)來自下級節(jié)點RTNj,需凈數(shù)據(jù)繼續(xù)向CMS方向轉(zhuǎn)發(fā)。

在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包中,Jid內(nèi)容由CPU對本機識別碼的四位識別位清0獲得,其它數(shù)據(jù)不變。

(2)若接收的數(shù)據(jù)包中,Mid為下級節(jié)點識別碼,Yid=0x000h,則數(shù)據(jù)來自CMS,需將數(shù)據(jù)繼續(xù)向下級路徑轉(zhuǎn)發(fā)。

在此轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包中,Jid內(nèi)容由CPU將本機識別碼和目的機識別碼比較獲得。

(3)若接收機的數(shù)據(jù)包中,Mid為本機識別碼,判斷X=1時執(zhí)行命令字,作相應(yīng)處理。

b.RTN中斷子程序

(1)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志EOC=1時產(chǎn)生中斷,提醒CPU將Add、Jid、Mid、Yid、X=0和氣體濃度Data依次送入nRF905模塊,準(zhǔn)備發(fā)射。最后將EOC清0,并重新啟動ADC轉(zhuǎn)換器。中斷優(yōu)先級為低。

(2)在RTNi中,RD1=1時產(chǎn)生中斷,CPU讀取nRF9E5的數(shù)據(jù),若Payload中Jid為本節(jié)點識別碼,存儲數(shù)據(jù)并置Flagi=1;否則將Payload丟棄,F(xiàn)lagi不變。中斷優(yōu)先級為高。

此時,Add=0xFFh,Mid=0x000h,Yid為本機識別碼。Jid內(nèi)容由CPU對本機識別碼的四位識別位置0獲得。

第2篇:無線局域網(wǎng)論文范文

關(guān)鍵詞:第三代移動通信;TD-SCDMA,關(guān)鍵技術(shù);HSPA;WI-MAX;MPLS;技術(shù)融合

一、TD-SCDMA簡要介紹

TD-SCDMA是中國提出的時分雙工模式的第三代移動通信技術(shù)。TD-SCDMA采用智能天線、同步CDMA技術(shù)、多用戶聯(lián)合檢測技術(shù)、動態(tài)信道分配技術(shù)、軟件無線電、接力切換等一系列高新技術(shù),具有高頻譜利用率、低成本、上下行不對稱信道可適用于不對稱業(yè)務(wù)等特點。

中國移動2007年在全國選取8個城市建立TD的試驗網(wǎng),2008年奧運期間得到試用,在此之前和奧運期間都存在一個明顯的問題:高掉話率。GSM網(wǎng)絡(luò)由建立到成熟經(jīng)歷了一個漫長的過程,TD一個剛剛應(yīng)用的技術(shù)也一定需要一段過渡時間來慢慢成熟。2009年中移動全面在二級城市展開TD建設(shè),并著手LTE即第四代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)做出預(yù)測及初步部署。

二、3G發(fā)展預(yù)測

(一)3G與無線局域網(wǎng)高速傳輸技術(shù)融合互補趨勢

隨著無線技術(shù)在各個領(lǐng)域的發(fā)展,新的技術(shù)和應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。尤其在移動通信領(lǐng)域,除3G技術(shù)外,比較引人注目的還有幾種技術(shù)WLAN、WiMax,以及Bluetooth。在此背景下,已經(jīng)有人提出以下幾個問題:3G會受到2.5G與WLAN的聯(lián)合夾擊?WiMax會是3G的掘墓者?而Bluetooth在這種關(guān)系中又處于何種地位?這幾種技術(shù)彼此之間有什么關(guān)系?

實際上3G、Bluetooth、WLAN、WiMax這幾種技術(shù)在本質(zhì)上存在互補性,盡管它們之間在邊緣上是競爭的,從圖2.2-1無線接入全球標(biāo)準(zhǔn)中可以看出這幾種技術(shù)各自的定位。Bluetooth主要定位于最后10m的接入,即個人區(qū)域(PAN,PersonalAreaNetwork);WLAN主要定位于最后100m的接入,即局域網(wǎng)(LAN,LocalAreaNetwork);WiMax遵循802.16標(biāo)準(zhǔn),主要是定位于城域網(wǎng)(MAN,MetropolitanAreaNetwork)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn);而3G是定位于廣域網(wǎng)(WAN,WideAreaNetwork)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。

其他幾種技術(shù)在本文不加詳述,這里主要來談?wù)刉iMax技術(shù)與3G的關(guān)系。經(jīng)過對兩者仔細(xì)地分析,我們會發(fā)現(xiàn)普遍流傳的一種預(yù)言,即WiMax將成為3G的殺手,是一個錯誤的定論。3G網(wǎng)絡(luò)的核心功能是提供移動電話服務(wù),也可以用來傳輸數(shù)據(jù);WiMax的標(biāo)準(zhǔn)是高速率的數(shù)據(jù)傳輸,語音質(zhì)量并不是其關(guān)鍵要求。因此這兩種技術(shù)各自的任務(wù)和目標(biāo)都不相同。WiMax的著眼點是實現(xiàn)寬帶無線化,而3G則更多地傾向于實現(xiàn)無線寬帶化。兩者從根本上說完全可以技術(shù)互補,并不存在誰是誰的殺手。

實際上,如果運營商選擇WiMax,更多的用于接入層上,可以更加迅速的占領(lǐng)移動高速無線接入市場。WiMax最初的市場定位也是最后一公里的接入,這樣就省去很多基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運營維護(hù),從而與3G運營商實現(xiàn)技術(shù)資源互補達(dá)到雙贏。一再強調(diào)事實上競爭力不在一個層面上的WiMax和3G技術(shù)是互相競爭對立,這樣是盲目而不客觀的。

作為分別著眼于MAN與WAN兩個層面分明的領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù),WiMax與3G并非冤家對頭,而是總體網(wǎng)絡(luò)框架中優(yōu)勢互補的有機組成部分。

(二)國內(nèi)的通信產(chǎn)業(yè)演進(jìn)方向的預(yù)測

目前國內(nèi)重組后的三大運營商都著手于網(wǎng)絡(luò)向3G演進(jìn)的工作。中移動于2008年啟動28個城市的TD試驗網(wǎng),另外把原電信的兩個城市的TD試驗網(wǎng)也接手。2009年中移動在全網(wǎng)一二線主要城市全面展開TD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。電信更是在2008年9月份開始在很多城市開展無線局域網(wǎng)的應(yīng)用和試商用。網(wǎng)通也于2008年開始著手占用3G資源頻率的小靈通全面退網(wǎng)工作。

為了徹底解決運營商基礎(chǔ)設(shè)施重復(fù)建設(shè)問題,廣東移動內(nèi)部人士稱,國家正考慮組建一家“國”字頭企業(yè),運營全國網(wǎng)絡(luò),而移動、聯(lián)通、電信則向該公司租賃網(wǎng)絡(luò)。以后所有的運營商都得租國資委下面一個骨干網(wǎng)絡(luò)公司的網(wǎng)絡(luò)資源,包括基站光纖等。暫不說消息的可靠性,但租憑網(wǎng)絡(luò)在國外非常盛行,而此時針對重復(fù)性建設(shè)的問題提出這個建議看見也并非空穴來風(fēng)。此前,工業(yè)和信息化部聯(lián)合國資委《關(guān)于推進(jìn)電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享的緊急通知》(以下簡稱“通知”),要求電信運營商實行基礎(chǔ)設(shè)施共建共享。工信部更制定了嚴(yán)厲的共享共建考核制度,還將成立專門領(lǐng)導(dǎo)小組,要求運營商“不折不扣地堅決執(zhí)行”。采取網(wǎng)絡(luò)一家接管,運營商租賃,一方面可以徹底杜絕電信設(shè)施重復(fù)建設(shè)。同時,由于WTO條款原因,外資紛紛入股電信商,原目前聯(lián)通第二大股東即是外資,采取上述制度有利于國家安全,因為骨干網(wǎng)絡(luò)被外資介入顯然不是件好事情。其實,網(wǎng)絡(luò)租憑在中國電信行業(yè)已經(jīng)有了先例,比如,鐵通網(wǎng)絡(luò)出口原則上由總部統(tǒng)一租用電信的,但是個別省也有私下租的。此前電信也租賃了原聯(lián)通的C網(wǎng)運營。

縱觀國內(nèi)通信產(chǎn)業(yè)全局從運營商到用戶都在期待3G網(wǎng)絡(luò)的早日鋪設(shè)調(diào)測完畢,國家也在先期通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營方面汲取了寶貴的經(jīng)驗和教訓(xùn),一切都為了3G順利實現(xiàn)打下了良好的鋪墊和堅實地支撐,相信以個人通信為目標(biāo)的3G離我們已經(jīng)越來越近。

(三)移動通信咨詢設(shè)計行業(yè)的簡單展望和預(yù)測

隨著技術(shù)變革的加大,技術(shù)復(fù)雜度的加深,對從事設(shè)計咨詢行業(yè)人員的素質(zhì)要求會越來越高,專業(yè)化和綜合化人才兩極發(fā)展需求逐漸增強,傳統(tǒng)的核心網(wǎng)專業(yè)、數(shù)據(jù)專業(yè)、傳輸設(shè)備專業(yè)、傳輸線路專業(yè)、基站設(shè)備專業(yè)、基站電源專業(yè)等劃分將打破模糊界限,各專業(yè)融合逐漸體現(xiàn)。各專業(yè)配合的重要性日益加強,重復(fù)型、勞動密集型轉(zhuǎn)向集團(tuán)協(xié)同作業(yè)和技術(shù)型作業(yè)轉(zhuǎn)換,與此同時將會衍生新的更加細(xì)化的專業(yè)劃分。具體的運行模式目前正處于醞釀期,一旦形成適用的高效的運轉(zhuǎn)模式,將會在行業(yè)內(nèi)迅速復(fù)制?,F(xiàn)有的管理模式將逐漸演變,而項目負(fù)責(zé)人的作用和權(quán)限將會在設(shè)計人員素質(zhì)達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)和具備相應(yīng)資質(zhì)后得到極大的提升。

對此,我們從事設(shè)計咨詢的人員要看清大勢所趨,抓緊時間選取自己的發(fā)展方向,有意識培養(yǎng)自己的專業(yè)方向能力和項目總體管理能力,為即將到來的機遇做好充分準(zhǔn)備。

機會是留給做準(zhǔn)備的人,這句話既做為本小節(jié)的結(jié),也用以作為本文的尾。

最后祝愿我們的行業(yè)蓬勃發(fā)展的同時,通信人特別是從事咨詢設(shè)計的通信人水平節(jié)節(jié)攀升,抓住歷史的機遇展現(xiàn)自我的風(fēng)采。祝愿我國的通信產(chǎn)業(yè)蒸蒸日上,繼續(xù)為我國的經(jīng)濟建設(shè)和人民生活做出更多的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn):

[1]李世鶴.TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn).北京:人民郵電出版社.2003

[2]廣東杰賽通信規(guī)劃設(shè)計院.TD-SCDMA規(guī)劃設(shè)計手冊.北京:人民郵電出版社,2007