無線通信技術(shù)的單片機通信系統(tǒng)設(shè)計

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摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與普及，無線通信領(lǐng)域迎來了新的發(fā)展契機。本文以無線通信技術(shù)的單片機通信系統(tǒng)為研究對象，將無線技術(shù)與通信系統(tǒng)的概況作為研究切入點，從數(shù)據(jù)傳輸方案、數(shù)傳電臺、系統(tǒng)接口、軟件系統(tǒng)設(shè)置等方面對無線通信技術(shù)的單片機通信系統(tǒng)設(shè)計分析做詳細闡釋。

關(guān)鍵詞：無線技術(shù)；單片機；通信系統(tǒng)

0引言

與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，無線通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速度得到顯著提升，并憑借這一優(yōu)勢與單片機通信系統(tǒng)充分結(jié)合，強化了無線通信技術(shù)的綜合辦公效率。隨著單片機通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，無線通信技術(shù)在實踐中不斷完善自身，逐漸成為各項活動中不可替代的技術(shù)系統(tǒng)。

1無線通信技術(shù)與單片機通信系統(tǒng)概況

無線通信技術(shù)是通過使用電磁波，借助其信號傳輸功能，加快無線通信技術(shù)的傳播速度，突破時間、地點對信息傳播的限制，實現(xiàn)信息高速運轉(zhuǎn)的傳播方式。無線通信技術(shù)主要分為衛(wèi)星傳輸和微波傳輸兩種，衛(wèi)星傳輸是將衛(wèi)星通信站作為信息的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，通過增加衛(wèi)星通信站的數(shù)量提升無線通信技術(shù)的覆蓋面及信息延伸的廣度。微波傳輸適用于傳輸內(nèi)容較多的通信系統(tǒng)中，其對信息的發(fā)射頻率較快，傳輸范圍較廣。兩種傳播方式是在現(xiàn)有空間內(nèi)對信息進行傳播，實現(xiàn)信息共享，同時降低其他因素對信息傳播過程的影響，一定程度上推動了地區(qū)與行業(yè)之間的聯(lián)系。單片機通信系統(tǒng)是以單片機為系統(tǒng)處理核心，將集成電路芯片作為信息傳輸輔助設(shè)備，協(xié)調(diào)設(shè)備運轉(zhuǎn)方式，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的高速運轉(zhuǎn)。單片機通信系統(tǒng)的運行原理是將集成電路中心轉(zhuǎn)換成中央數(shù)據(jù)處理器，并匹配與之相符的信息儲存設(shè)備，利用電路的驅(qū)動模擬轉(zhuǎn)換器，對所傳輸信息進行科學(xué)的規(guī)劃分析整理，確保數(shù)據(jù)信息的利用最佳化，從而提升單片機通信系統(tǒng)的整體運行效率[1]。單片機通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式，在數(shù)據(jù)傳送過程中對其類型與作用進行詳細的規(guī)劃，提升了數(shù)據(jù)利用的準(zhǔn)確度，一定程度上強化了單片機通信系統(tǒng)的科學(xué)性。

2無線通信技術(shù)的單片機通信系統(tǒng)設(shè)計分析

2.1數(shù)據(jù)傳輸方案

現(xiàn)階段單片機通信系統(tǒng)在運行過程中，需要憑借無線通信技術(shù)輔助系統(tǒng)的正常運行，同時借助科學(xué)的監(jiān)測系統(tǒng)提升通信系統(tǒng)的整體科學(xué)性，為相關(guān)工作的平穩(wěn)運行提供堅實的基礎(chǔ)。在具體的系統(tǒng)運行中，監(jiān)測設(shè)備要對數(shù)據(jù)運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)主要類型和運用方向、系統(tǒng)存在隱患做詳細的報告分析。其中機車是整項系統(tǒng)運行的依據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸分析過程中，機車會對系統(tǒng)運行狀態(tài)及產(chǎn)生的各項信息加以記錄，確保下載工作順利完成后將所記錄的信息傳送至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中。由于單片機通信系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)較大，工作過程繁瑣復(fù)雜，因此要匹配能夠滿足機車工作的儲存管理系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)信息提供穩(wěn)定的儲存空間，提升儲存工作的準(zhǔn)確性。在選擇數(shù)據(jù)傳輸方案時，要將儲存設(shè)備的工作能力劃入方案選擇的范圍內(nèi)，儲存設(shè)備要具有較大的信息儲備空間，同時部分傳輸工作允許人工操作同時進行。但是隨著人工操作的滲入，數(shù)據(jù)系統(tǒng)的規(guī)范化遭到不同程度的降低，因此在選擇數(shù)據(jù)傳輸方案時，要充分了解數(shù)據(jù)系統(tǒng)的傳輸特點，全面掌握系統(tǒng)的運行概況，實現(xiàn)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)與人工操作的完美結(jié)合，最大限度提升數(shù)據(jù)系統(tǒng)的傳輸效率。

2.2軟件設(shè)計

軟件設(shè)計環(huán)節(jié)是無線通信技術(shù)在單片機通信系統(tǒng)的集中體現(xiàn)，這一環(huán)節(jié)主要是對軟件整體運行程序及系統(tǒng)格式的預(yù)設(shè)。在具體的軟件運行程序中，單片機系統(tǒng)通過對無線通信技術(shù)的合理運用，在數(shù)據(jù)傳輸中心發(fā)出通信請求信號，依照具體的操作流程，完成數(shù)據(jù)信息的傳送與接收。如具體的系統(tǒng)運行中，數(shù)據(jù)中心發(fā)出請求信號，但是沒有得到及時的回應(yīng)，根據(jù)工作流程要對系統(tǒng)進行后期的補救維護。與傳統(tǒng)的軟件格式不同，無線通信技術(shù)憑借新型的數(shù)據(jù)傳播手段，打造精細化的軟件運行格式，提升了軟件運行效率。軟件設(shè)計工作之前要對軟件的類型及研發(fā)方向做詳細的調(diào)研，計劃無線通信技術(shù)的使用方案，通過設(shè)計科學(xué)的單片機通信系統(tǒng)，提升軟件運行的流暢度及信息傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)度。不僅如此，如系統(tǒng)需運行規(guī)模較大的數(shù)據(jù)信息，與其相對應(yīng)的機車數(shù)量會隨之增加，為地面信息與系統(tǒng)數(shù)據(jù)的對接提供穩(wěn)定的對接環(huán)境。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)信號收發(fā)遲緩的現(xiàn)象，要及時對軟件內(nèi)部系統(tǒng)格式進行調(diào)整，優(yōu)化整體的操作流程，確保各運行環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)對接。以鐵路部門為例，由于其運輸工作的特殊性，機車在完成數(shù)據(jù)傳輸時要及時與地面系統(tǒng)對接，地面系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)的傳輸情況建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈，如機車與地面數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)射請求時沒有得到及時的回復(fù)，或?qū)有畔⒊霈F(xiàn)錯誤，要立即對車載微機設(shè)備采取相關(guān)維修工作。

2.3數(shù)傳電臺

在單片機通信系統(tǒng)中運用無線通信技術(shù)時，要匹配與之相符的硬件設(shè)施，其中數(shù)傳電臺是硬件設(shè)施之一。數(shù)傳電臺是以無線通信技術(shù)為核心的新型硬件設(shè)備，其主要功能是提升通信過程的穩(wěn)定性，強化數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的質(zhì)量，一定程度上實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的高智能運行。數(shù)傳電臺的運行工作可分為四種運行類型，以調(diào)頻數(shù)據(jù)、RF、普通、雙向四種傳輸類型為主，并且在具體的運行中，四種傳輸方法可進行無限制互換，系統(tǒng)會根據(jù)數(shù)據(jù)信息的不同，智能選擇最優(yōu)傳輸方案，提升系統(tǒng)的運作效率，為數(shù)據(jù)信息提供安全的輸送空間。數(shù)傳電臺通過改變傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)運行規(guī)律，滿足數(shù)據(jù)信息的多角度傳播，信息的傳送與接收工作得到不同程度的優(yōu)化，降低因傳輸方法使用不當(dāng)造成的數(shù)據(jù)信息受損等現(xiàn)象，維護系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的全方位共享[2]。

2.4系統(tǒng)接口

系統(tǒng)接口指的是車載微機與數(shù)傳電臺的對接，在傳統(tǒng)的對接工作中經(jīng)常出現(xiàn)對接失誤等問題，單片機通信系統(tǒng)通過科學(xué)開發(fā)無線通信技術(shù)，有效解決這一問題，減少了對接工作中的失誤現(xiàn)象，提升了數(shù)據(jù)對接效率。具體的對接工作中，通過合理利用中斷源等系統(tǒng)，提升對接工作的準(zhǔn)確性，靈活運用數(shù)據(jù)的對接方法，規(guī)劃接口的工作時間，降低接口的數(shù)據(jù)處理壓力。以網(wǎng)絡(luò)連接為例，如以太網(wǎng)是運行主環(huán)境，則其標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成為同部、分隔、目的、源址等環(huán)節(jié)，如數(shù)據(jù)段在46-1500以內(nèi)，其整體長度呈不確定性，如數(shù)據(jù)段超出這一范圍，其長度為定值。傳輸包的總體長度范圍應(yīng)控制在60-1514之間，原址等長度要小于14，如數(shù)據(jù)大小超出1500，要根據(jù)其整體特點做科學(xué)的拆分工作，確保數(shù)據(jù)規(guī)格在標(biāo)準(zhǔn)的長度范圍內(nèi)?，F(xiàn)階段的存儲系統(tǒng)主要是RAM，其存儲方式是以頁為標(biāo)準(zhǔn)，每頁標(biāo)準(zhǔn)是256type，將CURR或BNRY作為系統(tǒng)的寄存器，在具體的數(shù)據(jù)運行中，以CURR或BNRY的工作狀態(tài)判斷有無接收和發(fā)送信息，如出現(xiàn)接收信號，則利用DMA稅的方法獲取數(shù)據(jù)包的1-18項字節(jié)，判定數(shù)據(jù)包的實效性。與此同時，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確傳送，要將部分?jǐn)?shù)據(jù)存于RAM之外的存儲設(shè)備中，依照科學(xué)的處理方法設(shè)置規(guī)范的格式，將其發(fā)送至指定的接收區(qū)域?，F(xiàn)階段的數(shù)據(jù)傳送接口類型具有一定的相似性，網(wǎng)絡(luò)連接具有一定的代表性，在具體的數(shù)據(jù)對接工作中要嚴(yán)格按照規(guī)范指令進行，科學(xué)對待超出范圍的數(shù)據(jù)包，維護數(shù)據(jù)的完整度。不僅如此，當(dāng)系統(tǒng)面臨規(guī)模較大的數(shù)據(jù)工作時，要合理分配收發(fā)工作，降低對接環(huán)節(jié)的工作壓力，提升數(shù)據(jù)接口的工作效率。

2.5軟件系統(tǒng)設(shè)置

軟件系統(tǒng)設(shè)置包括程序工作環(huán)節(jié)、單片機應(yīng)用方法及接收工作的制定。設(shè)置程序工作流程是依靠人工操作，控制通信傳輸?shù)乳_關(guān)，數(shù)據(jù)信息經(jīng)過車載微機的傳送，與地面的信息系統(tǒng)進行連接，各相關(guān)系統(tǒng)開始進入數(shù)據(jù)傳送預(yù)備狀態(tài)，通過確認(rèn)收發(fā)信號的準(zhǔn)確度，開始進行數(shù)據(jù)的收發(fā)傳送工作，如人工信號發(fā)射超過3次沒有得到及時的回應(yīng)，則數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)自動進入維護狀態(tài)。隨著現(xiàn)階段移動網(wǎng)絡(luò)、短波、衛(wèi)星、微波等通信方式的發(fā)展，無線通信技術(shù)和單片機通信系統(tǒng)都可憑借各類通信方式控制范圍的擴大發(fā)揮其自身優(yōu)勢。無線通信設(shè)備在單片機通信系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，有效降低系統(tǒng)內(nèi)部意外情況的發(fā)生，一定程度上提升了系統(tǒng)的安全性。以單片機警報系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)的預(yù)警系統(tǒng)存在嚴(yán)重的滯后性，通過開發(fā)無線通信技術(shù)，提高了系統(tǒng)內(nèi)部警報環(huán)節(jié)的工作效率，實現(xiàn)了及時發(fā)現(xiàn)及時預(yù)警，強化系統(tǒng)的整體反應(yīng)能力。接收程序的設(shè)計要提前做好相應(yīng)的控制區(qū)間，控制字要制定嚴(yán)格的區(qū)間范圍，利用時鐘的相關(guān)功能，在數(shù)據(jù)中穿插以16位為基礎(chǔ)的緩沖器，如系統(tǒng)中出現(xiàn)數(shù)據(jù)連入請求，系統(tǒng)內(nèi)部格式和VDI會對數(shù)據(jù)相關(guān)信息進行識別，同時向緩沖器輸入數(shù)據(jù)信息，開啟數(shù)據(jù)傳輸工作。如接受數(shù)據(jù)時以幀為單位，并采用FIFO模式，輸入寄存器中的數(shù)據(jù)前兩位字符會分別被輸出，其后續(xù)數(shù)據(jù)具有一定的實用性，因此在數(shù)據(jù)的接受與讀取中，可將數(shù)據(jù)的前兩位字符自動刪去，提升數(shù)據(jù)的整體應(yīng)用率[3]。但是如果數(shù)據(jù)中的第三位字符仍屬于標(biāo)志位，則繼續(xù)重復(fù)上一工作，舍去前兩位字符，對數(shù)據(jù)判斷完畢后進入系統(tǒng)的接收程序?？茖W(xué)設(shè)置軟件系統(tǒng)中的工作環(huán)節(jié)，針對不同數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的收發(fā)流程，最大限度提升數(shù)據(jù)的應(yīng)用空間。與此同時，靈活的警報系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)單片機系統(tǒng)中安全隱患，通過快速分析隱患類型，制定最優(yōu)解決方案，確保信息收發(fā)環(huán)境的安全度，為虛線通信技術(shù)的使用奠定穩(wěn)定基礎(chǔ)。

3結(jié)語

綜上所述，無線通信技術(shù)對單片機通信系統(tǒng)具有一定的積極作用，為其發(fā)展提供了強大的技術(shù)支撐。因此，在單片機通信系統(tǒng)的發(fā)展過程中要加大對無線通信技術(shù)的研發(fā)力度，不斷優(yōu)化信息傳輸系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)運行狀態(tài)，為單片機數(shù)據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]鄒超然.分析基于單片機的嵌入式多節(jié)點網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（16）：93-94.

[2]劉璐，袁戰(zhàn)軍，郭靜.基于Labview的計算機與單片機的通信設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子設(shè)計工程，2018，26（23）：7-10，15.

[3]馮婷婷.基于單片機的嵌入式多節(jié)點網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計研究[J].電子世界，2018（17）：173，175.

作者：張崇武 李厥瑾 單位：山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院