时间：2023-05-30 10:46:08
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇无线数据传输，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：单片机 ATmega16 nRF905无线传输 远程控制
中图分类号：TN919.6 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)07-0025-01
在工业控制中经常遇到需要构建由一台设备异地控制多台设备的控制系统。在传统的控制系统中，这些控制信号的传输一般由多条控制线或构建相应的控制网络（485、ModbModbus等）完成。这些都需要敷设相应的控制电缆，当现场条件受限时，敷设控制电缆的成本就会很高。本文阐述用无线数传模块实现送风机与8台异地排风机的控制。
1、系统构成
本系统有两个独立的控制器、两个无线数据传输模块构成。分别设置于送风控制柜和排风控制柜内。控制方式采用主从机控制方式，送风控制柜端为主机，排风机端为从机。主机端负责发送指令和接收显示排风机工作状态，从机段负责执行指令（控制排风机工作状态）及反馈排风机工作状态。指令传送采取定时与及时相结合的方式。当主机端有新的控制指令产生式立即将相应的指令传送到从机段。如果在指定时间（1S）后没有新的指令产生，则将原有指令重复发生。
1.1 控制器构成
控制器采用AVR系列单片机ATmega16为核心，辅以相应的输入、输出模块构成。见图1。
输入为12路，全部用PC817隔离，输入电路见图2。
输出全部为继电器输出，输出继电器与ATmega16之间也采用PC817隔离，以提高系统的抗干扰性能。
输入与输出公用一组12V电源，ATmega16单独使用一组电源。
控制器设置两个串行数据接口，一个用于与无线传送模块nF905连接，另一个用于与PC机连接（调试控制器用）。
为提高系统稳定性控制器采用了看门狗专用电路MAX706。
1.2 数传模块
现行市场上无线数传模块种类很多，由于其技术较为成熟，产品性能多比较稳定。无线数传产品也较为成熟，应用也非常广泛。例如无线抄表、工业遥控、遥测、自动化数据采集系统、楼宇自动化、安防、机房设备无线监控、门禁系统、POS系统、无线键盘、鼠标、交通，井下定位、报警等。本文所采用的数传模块为VW3201A，该模块的参数设置如下：中心频率：433MHz；串口缓冲区大小：50；Time Out :5字节间隔；串口速率:9600bps；数据格式：8N1；工作通道号：0；发射功率;+20db；无线通讯速率9600bps；工作模式：透明。
2、控制过程
主从机控制器采用相同的控制器，均为12路输入12路输出。主机四路输入用于采集送风机工作状态，8路作为启动开关与远程端8台排风机相对应。8路输出用于显示从机8台风机工作状态，一路用于通信故障报警。当系统出现通信故障时输出报警信号。从机端控制器的8路输入用于采集排风机输出端风压，以此判定排风机工作正常与否；一路输入用于远控、就地切换。8路输出用于控制8台排风机，一路输出用于通信故障报警。
主机上电复位后，采集输入端和输出端信息，经过运算整理后将收集的信息及相应的数据头和校验码传送给主机端数传模块，由数传模块将信息发送出去。从机端接收到主机发送的数据后，经校验数据正确后传送给从机控制器，控制器对数据头及CRC校验后，如果数据正确则发出相应指令，控制排风机。同时将从机端输入、输出状态信息通过输出模块发射给主机，主机收到数据后显示相应信息。
3、数据传输与抗干扰处理
系统的抗干扰除了在硬件设计时采用一系列的抗干扰措施外，软件设计时为提高系统数据传输的准确率，增强系统抗干扰能力也采取了一系列措施。首先在数据帧的构成上，增加了固定数据头，确保接收数据起始位的正确。一帧数据由7个字节构成，数据头两个字节（0XAA 0XBB）、输入状态信息两个字节、输出状态信息（含报警信息）两个字节、CRC校验码一个字节。
主从机传输数据的帧格式是相同的，实际传输的有效数据位控制器输入、输出端状态信息和通信错误报警信息。其余字节为校验信息。
关键词: ZigBee技术;无线数据;无线传感器;传输系统
1 ZigBee技术简介
1.1 ZigBee概论
ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。它是一种高可靠的无线数传网络,期数传模块类似于移动网络基站,通讯距离可以无限扩展。
1.2 ZigBee技术特点
1.2.1 低功耗。在正常运行模式下,由于ZigBee技术传送的传输速率低,数据量不大,因此信号收发耗时很短;在非运行模式下,ZigBee节点处于睡眠状态,普通情况下两节五号干电池可以维持长达6个月到2年左右的使用时间。
1.2.2 可靠性。使用了免碰撞机制和重发机制,同时预留了专用时隙满足需要固定带宽的通信业务,避免了数据传输时竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息,建立了可靠的通信模式。
1.2.3 时延短。唤醒休眠状态和通信时延的时延都很短,适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。
1.2.4 成本低。ZigBee模块的初始成本在6美元左右,而且还在降价,ZigBee协议是免专利费的,所以ZigBee技术成本低。
1.2.5 网络容量大。ZigBee可采用星状、串状和网状等网络结构,Zigbee是一个由可多到65000个无线数据传输模块组成的一个无线数据传输网络平台,在整个网络范围内,每一个Zigbee无线数据传输模块之间可以相互通信。
1.2.6 安全性。采用了AES-128的加密算法。
1.3 其他几种短距离无线技术
目前,短距离无线通信技术还有蓝牙、红外IrDA、无线局域网802.1l(Wi-Fi)、短距通信(NFC)n1等。不同的无线通信技术有不同的特点,或能满足耗电量、传输速度、距离的特殊要求;或能扩充系统的功能;或符合某些单一应用的特殊要求等。根据它们的点被分别应用在各个不同的领域。
2 无线数据传输系统结构设计
2.1 整体设计方案
基于ZigBee技术设计的无线传感器网络有覆盖范围广的特点,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。这种多节点的特征可以使众多传感器的协同合作进行高质量的传感,从而组成一个容错性急哦啊好的的数据传输采集系统。
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、编码成为数字信号后存人数据存储器,然后通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。基于嵌入式系统的ZigBee基站节点完成处理各个传感器节点接收到的数据信息和外界的无线通信。
系统采用部分网状(Partial Mesh)拓扑结构,使每个节点的范围被成倍地扩大。大部分短距离无线技术最大范围一般为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,数据传输的时,将要传输的数据放在一个数据包里,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,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。如果遇到信号通道阻塞、节点破坏、节点电池没电等问题,一条路径传输失败,信号还可以找到其他的替代路径。
2.2 ZigBee无线传感器节点
系统中有相当大数量的自给供电的ZigBee无线传感器节点,ZigBee无线传感器节点的功能是采集需要的数据,与其他节点及外界进行通信,并且将数据发送到各传感器节点组成的通信基站。ZigBee无线传感器节点主要由传感器模块、ZigBee 收发模块、微处理器模块、存储模块和电源管理模块五部分模块组成。
电源管理模块主要负责功耗管理和供电功能;传感器模块负责覆盖区域内信息的采集和数据转换;MCU模块负责控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定位、功耗管理、任务管理等;ZigBee收发模块负责与其他节点进行无线通信,交换控制消息和收发采集数据;存储模块负责存储采集到的数据。
系统中ZigBee节点是由微控制单元(MCU)和RF收发器组成的,其中RF收发器芯片设计了SPI接口与MCU通讯,MCU则连接键盘、显示等人机交互界面、传感器、控制器等。系统的ZigBee节点选择使用16位微处理器MSP430F149,MSP430F149处理器自身具有A/D功能,从传感器得到的模拟信号可以直接送到MSP430F149进行模数转换。RF收发器则选择CC2420,因为CC2420性能稳定且功耗极低,支持硬件的加密、CRC校验。
2.3 ZigBee基站节点
ZigBee基站节点硬件部分主要由传感器模块、ZigBee收发模块、ARM模块、存储模块(NAND Flash,64MB-1GB可选)和电源管理模块组成。它主要完成处理各个传感器节点接收到的数据信息和外界的无线通信,并将数据汇总发送到PC机、服务器、局域网或网络终端。
【关键词】单杆；转换精度；RS-485
引言
单杆控制系统广泛应用于各种场合，尤其是在某些特定的坏境中。例如，光电经纬仪，通过单杆系统对经纬仪的方位角和俯仰角的控制，来实现对光电经纬仪的控制等[1]；单杆用来实现对处于生化试验或放射环境中的平台的远程控制,降低了操作的危险性[2]；在我国靶场跟踪测量装置设备中，由于受到各类条件的限制，必须借助于单杆跟踪手段，才能全程、稳定地跟踪目标[3]。目前使用的单杆控制系统多采用8位或10位的采样精度，难以满足高精度应用场合[2][4]；其采用的通讯接口多为RS-232或RS-422，传输距离相对较短。本文构建的基于单片机的单杆数据采集及远程无线数据传输系统,采用了MC9S12XS128单片机内置的A/D转换模块，达到了12位的数据转换精度；同时改进了目前常规通讯接口方式[2]，提高了抗干扰能力、增大了传输距离。
1系统硬件设计
本系统主要包括以下三个部分：数据采集模块、MC9S12XS128微控制器模块、无线传输模块。系统总体设计结构如图1所示。首先通过传感器采集单杆的方位和俯仰信息，再通过MC9S12XS128的A/D转换模块将获得的模拟信号转换成数字信号，然后通过微处理器MC9S12XS128的SCI模块与无线传输模块进行异步通信，最后由上位机接收，完成单杆数据的远程无线传输全过程。进行两路数据采集。当单杆在任意方向发生细微位移时，这两组电位计电阻值将发生相应变化，电阻变化量经过电桥便可以转换成模拟电量。通过电压表可测得，采集到的电压数值范围在，满足MC9S12XS128单片机A/D模块输入模拟电压的范围，直接通过单片机的模拟输入引脚AN14和AN15送入A/D模块内进行模数转换。1.2无线传输模块设计目前的单杆控制系统采用的无线接口主要有RS-232和RS-485两种形式。二者的部分特征参数详见表1[5]。经对比发现采用RS-485接口传输，信号能量衰减较小，传输距离比较远，抗干扰能力较强，适合信号的远程传输。JZ873数传模块窄带抗干扰性强，接收灵敏度高，视距可靠传输距离可达2000m，采用GFSK调制方式，载频433MHz，在远程无线传输中具有独特的优势。同时自带RS-485通用接口，符合系统的设计要求。
2系统软件设计
单杆数据采集及远程无线传输的主程序的流程如图2所示。其中，Init_port()：定义I/O端口；Init_SCI():设置接收和发送的波特率、起始位、数据位、停止位和奇偶校验位；Init_ATD():设置AD转换位数、次数、通道数、对齐方式；for(;;):死循环，通过语句while(!(ATD0STAT0&0x80))不断查询状态寄存器，当有转换完成时将数据发送出去，之后再进入while语句查询状态寄存器，循环往复。
3实验测试数据
为了测试系统的传输性能，分别进行了无障碍传输和有障碍传输两组实验。其中无障碍传输的发送端和接收端位于公园湖面的两岸，尽可能降低了信号扰的几率；有障碍传输的试验地点则位于市区的步行街道。测试数据如表2、表3所示。实验结果表明，本文设计的系统在无障碍传输时成功率最高可达98.38%，在有障碍传输时成功率有所下降，这主要是由电磁干扰和电源电压稳定性差导致的。
4结论
单杆数据采集及远程无线数据传输系统的采样精度为12位，理论误差为0.024%，与以往系统相比，提高了数据采集的精度。在实际远程数据传输测试时，数据传输成功率最高可达98.38%，保证了本文设计的系统能够在一定误差范围内高速、稳定地将单杆控制信息发送至上位机，可以用于相关方面的远程控制。
参考文献
[1]李一芒,何昕,魏仲慧等.光电经纬仪单杆数据采集系统设计与实现[J].仪表技术与传感器,2011(6):14-16.
[2]陈健,高慧斌,郭劲,陈贺新.数字化单杆控制系统设计[J].光学精密工程,2013,21(11):2844-2851.
[3]金英奎,谭广通.基于VB6.0单杆跟踪模拟训练软件的设计[J].科技信息,2009(23):827-828
[4]肖文礼.单杆数据采集专用系统的软硬件设计[J].光学精密工程,1996,4(3):62-67.
关键词：位置定位；无线传输；智能公共交通
中图分类号：TP3 文献标志码：A
自改革开放以来，中国的经济建设取得了举世瞩目的成就，中国的城市化进程进入高速发展的跑道上，但城市化发展中的困境随之而来，以上海为例，2010年11月上海市常驻人口23019148人[1]，平均上班花费时间48分钟[2]，出行已然成为生活中重要的一部分。随着城市化进程的高速发展，城市人口持续增多，公共交通运营车辆逐年增加，单纯依靠追加公共交通基础设施建设已经不能满足城市交通发展的需要，针对这一问题，提出了基于位置定位和无线数据传输技术的公共交通系统，通过运营车辆位置定位技术实现公共交通路况的数字化、通过无线传输技术实现信息传递的便捷化、通过联网终端获取出行信息的多样化的方式来构建交通信息网。
1 设计
基于位置定位和无线数据传输技术的智能公共交通系统，从功能角度主要由采集终端、数据中心和受众终端三大部分构成。
简要的说，采集终端将公共交通车辆的位置、速度等数据通过互联网发往数据中心；数据中心在智能调度策略的干预下形成调度信息，反馈到车辆的车载终端，指导车辆有序运营；同时，数据中心生成公共交通信息，通过互联网，最终到达客显终端，提供出行参考。
1.1 采集终端
基于位置定位和无线数据传输技术的智能公共交通系统的采集终端安装在运营的公共交通车辆上，采集终端是智能公共交通系统信息的来源，主要包含定位模块、无线通讯模块。
定位模块的主要功能是持续不断的产生车辆位置、速度信息，是系统最重要的位置数据来源。定位模块选用美国的全球定位系统（GPS -- Global Positioning System），其主要优点是：定位精度高，技术成熟，生产厂家众多，产品价格低廉。也可以选用中国的“北斗星”、欧洲的“伽利略” （Galileo Positioning System）、俄罗斯的“格洛纳斯”（GLONASS -- Global Navigation Satellite System），还可以选用移动、联通、电信的移动基站实现位置定位（LBS -- Location Based Services）。
无线通讯模块的主要功能是实现无线传输数据，是连接公共交通车辆与数据中心的一条数据通道。无线通讯模块将车辆行车信息持续不断的发送到数据中心并接收调度信息，无线通讯模块还可以一并传输公共交通卡交易数据、自动报站数据、车辆探头产生的监控视频，以及供车辆媒体屏上播放的视频等数据。无线通讯模块选用中国电信的CDMA2000-EVDO，其主要优点是：网络覆盖广、 软切换技术使得在移动使用时网络稳定。也可以选用中国联通的WCDMA、中国移动的TD-SCDMA。因为有多媒体数据传输，所以选用了3G通讯技术。
其它可选模块包括智能卡收费模块、自动报站模块、摄像监控模块、媒体播放模块等众多车载模块。
1.2 数据中心
基于位置定位和无线数据传输技术的智能公共交通系统的数据中心由通讯系统、存储系统、智能调度策略、客流优化系统、居民出行诱导系统、安全监控和报警系统、公共交通卡系统、地理信息系统等若干子系统组成。
通讯系统接收车载终端发来的数据有车辆行车数据、公共交通卡交易数据、监控视频数据。通讯系统在接收到信息后，按信息的类别分类处理入库，供各子系统使用。
通讯系统发送调度信息到车载终端，指导公交交通车辆有序运营；通讯系统发送车辆行车信息到电子站牌，提示乘客车辆到达车站的预计时间；通讯系统通过互联网、电视、电台、手机短信平台交通信息，推荐出行路线。
1.3 受众终端
基于位置定位和无线数据传输技术的智能公共交通系统的受众终端是将信息呈现给接收人使用的电子设备。受众终端包括车载显示终端（报站显示屏、媒体显示屏）、公交电子站牌、车站调度显示牌，智能手机、平板电脑等。
受众终端信息包括面向车辆驾驶员的实时路况播报、客流播报、建议行车速度的调度信息，也包括面向乘客的车辆计划发车时间、预计到站时间等交通信息。如公共交通电子站牌，显示车辆预计到站时间等信息，供乘客候车参考。如智能公共交通APP，通过智能手机、平板电脑等智能终端设备随时随地查询公共交通车辆的计划发车或预计到站信息。
2 总结
基于位置定位和无线数据传输技术的智能公共交通系统通常包含智能调度、车载监控、报警求助、自动报站、多功能站台、客流诱导、智能卡收费等若干子系统，是定位技术、无线通信技术、智能卡快速收费技术、智能决策支持技术等众多技术的综合运用，提供公共交通车辆的定位、线路跟踪、到站预测、电子站牌信息等功能，对区域内公共交通车辆进行统一组织和调度，运力资源在更大的范围内的动态优化配置，降低公共交通运营成本，提高调度应变能力和乘客服务水平，实现公共交通车辆运营的信息化、公共交通车辆运营调度的智能化、公共交通车辆运行的可视化、公共交通车辆乘车付费的快速化、以及实现面向公众提供完善的公共交通信息服务系统。
基于位置定位和无线数据传输技术的智能公共交通是建设城市智能交通信息网、数字城市、智慧城市的重要一环，建设智能公共交通系统能有效的提高公共交通车辆的营运效率，节省乘客的出行时间，提高公共交通服务水平，帮助政府部门合理的规划交通设施建设和资源投放。基于位置定位和无线数据传输技术的智能公共交通系统有实际的应用价值、良好的社会效益，投资方在媒体屏上投放广告获取收益，有较好的经济投资价值，符合我国进行城市化公共交通发展的实际需求。
参考文献：
[1] 2010年第六次全国人口普查主要数据公报.中华人民共和国国家统计局，2011.
[2] 牛文元.中国新型城市化报告2010.科学出版社.2010-06.
[3] 邵贝贝.嵌入式实时操作系统 μC/OS-II[M].第2版.北京：北京航空航天大学出版社，2002.
[4] Computer Networks （Fifth Edition）， Andrew S. Tanenbaum， David J. Wetherall， Prentice Hal， October 7， 2010.
[5] 孙彦景，王梦龙，王迎.基于μC/OS-II智能公交系统终端设计与实现，计算机工程与设计.2012，33（12）：4509-4513.
《光通信技术杂志》2014年第六期
1远程维护模块硬件设计
1.1光传输设备远程维护模块硬件系统的组成光传输设备远程维护模块硬件系统主要由设备CPU、设备存储器（ROM）、各类业务配置管理模块、FPGA数据处理模块、告警收集模块、性能统计模块、无线数据处理模块和无线传输收/发模块组成。其中，设备CPU运行各种管理通信协议及嵌入式系统，并负责所有业务的配置管理和运行数据管理。设备存储器（ROM）完成设备运行过程中重要数据和历史数据的存储。FPGA数据处理模块主要对设备告警信息和性能信息进行处理，并将处理后的数据传递给无线传输数据处理模块。告警收集模块主要完成整个光传输设备的业务告警信息收集和处理，并为FPGA数据处理模块提供光传输设备告警数据。性能收集模块主要完成整个光传输设备的硬件性能信息的收集，通过软件配置来选取需要统计的性能信息，并将处理后的性能数据传递给FPGA数据处理模块。无线数据处理模块功能主要有两部分，其一，对光传输设备的故障告警信息和性能信息按无线数据传输协议要求进行封装处理，为数据的无线传输做准备；其二，对无线传输接收到的配置管理指令进行SNMP协议指令的转换，使得嵌入式系统通过转换后的SNMP协议对光传输设备进行配置。无线传输收/发模块主要完成光传输设备主动上报数据的传递和远程维护配置管理指令的接收。光传输设备远程维护模块的硬件系统组成如图2所示。
1.2远程维护模块硬件系统工作原理基于GPRS的光传输设备远程维护模块采用主动推送的方式上报设备故障告警，设备告警收集模块和性能收集模块通过SNMP协议不断收集设备的告警信息和硬件性能信息，FPGA数据处理模块通过设备配置条件对告警收集模块和性能收集模块收集的数据进行处理并及时传递给无线传输数据处理模块；无线数据处理模块按无线数据传输协议对收到的设备告警和性能信息进行协议封装并将处理后的数据传送给无线传输收/发模块；无线传输收/发模块将封装后的告警信息和性能信息传送到GPRS无线网络。远程维护模块硬件系统不仅具备告警和性能的主动上报功能，还具备设备故障排查和配置管理功能。远程维护软件系统在设备告警发生后，会通过告警信息对远程的受控设备进行故障排查。无线传输接/收模块收到配置管理指令后，将其传递给无线传输数据处理模块；无线传输数据处理模块根据无线数据传输协议对收到的配置管理指令进行解析，并将配置管理指令转换为嵌入式系统识别的SNMP配置指令；SNMP配置指令通过设备CPU运行的嵌入式系统完成对设备相关业务的配置，实现故障的排查和排除。
1.3无线数据传输协议的设计由于无线传输链路资源很宝贵，采用GPRS网络传输过程中会产生流量费用，这要求无线数据传输协议对传输数据进行更简洁的处理和封装，使得有限的带宽传输尽可能多的数据。在基于GPRS的光传输设备远程维护模块的设计过程中，无线数据传输协议主要完成两个方向的数据交互，告警信息和性能统计信息的主动推送和软件系统配置管理指令的传输。为了确保无线带宽的有效利用，需要对无线数据传输进行深层次的封装。无线传输部分采用的是标准的以太网协议，在传输过程中为了尽最大可能节约带宽，主要对以太网传输内容进行改进，具体设计如下：①告警信息和性能统计信息无线数据传输帧结构设计。定义第一个字节为包类型标志(信息包或配置包)；定义第二个字节为数据类型标志(告警信息或性能信息)；第三和第四个字节为信息编号（该编号可以参照告警和性能信息对照表查看告警和性能的具体信息）；其它字节预留做扩展使用。②软件配置管理指令无线数据传输帧结构设计。定义第一个字节为包类型标志(信息包或配置包)；定义第二和第三个字节为配置管理编号（该编号可以参照配置管理信息对照表查看配置管理的具体信息）；其它字节预留做扩展使用。以上提到的两种对照表主要是通过简单字节的方式来解决无线传输过程中信息量过大的问题。通过对照表可以保持嵌入式系统和软件系统信息模型的统一，很好地压缩了无线传输的信息量。
2远程维护模块软件系统设计
2.1远程维护模块软件系统组成基于GPRS的光传输设备远程维护模块的软件系统由无线传输收/发模块、无线传输数据处理模块、SN-MP配置管理模块、告警信息处理模块、各类业务配置模块、性能统计处理模块和图形化界面显示模块组成。其中无线传输收/发模块负责接收GPRS无线网络传输的告警信息和性能统计数据，并具备将远程维护模块软件系统配置管理指令发送出去；无线传输数据处理模块主要负责按无线数据传输协议解析通过无线网络传输的数据，并负责按无线数据传输协议封装SNMP配置管理模块传递的配置管理指令；告警信息处理模块主要完成告警信息的分类和图形化数据处理，并根据图形化界面的显示模型提供各类接口函数；SNMP配置管理模块负责将配置管理指令转换成SNMP指令交由无线传输数据处理模块；各类业务配置模块主要负责按业务类别提供业务配置接口；性能统计处理模块主要完成性能数据的分类和图形化数据处理，并根据图形化界面的显示模型提供各类接口函数；图形化界面显示模块主要负责监控设备的状态、性能和告警显示，并提供设备的各类业务配置界面供值守人员进行故障定位和排除。远程维护模块软件系统组成如图3所示。
2.2远程维护模块软件系统工作原理远程维护模块软件系统工作原理由接收被控设备信息和配置管理指令的发送两部分组成，具体工作原理如下：①被监控设备的告警信息和性能统计信息经过无线网络传输后，由无线传输收/发模块接收；无线传输数据处理模块按无线数据传输协议对接收到的无线数据包进行解析，并将解析后的数据传递到告警信息处理模块和性能统计处理模块；告警信息处理模块对收到的告警信息进行分类处理，并根据软件系统定义的告警表现形式进行数据处理，形成可以通过图形化界面显示模块显示的数据；性能统计处理模块对收到的性能统计信息进行分类处理，并根据软件系统定义的性能预警机制对性能统计信息进行数据处理，形成可以通过图形化界面显示模块显示的数据；图形化界面显示模块将被监控设备的告警信息和性能信息按远程维护模块软件系统定义的图形显示方式进行显示和预警。②值守人员通过图形化界面显示模块提供的告警信息判断被监控设备可能出现的故障，并调用各类业务配置模块提供的配置管理功能对被监控设备进行配置；各类业务配置管理模块将图形化配置指令传递给SNMP配置管理模块，由该模块将图形化配置指令转换为SNMP协议指令；无线传输数据处理模块将SNMP配置管理模块处理后的数据进行无线数据传输协议的转换，将SNMP配置指令数据进行协议封装，由无线传输收/发模块发送到被监控设备，完成设备故障的定位和排除。
3结束语
随着光传输网络的广泛应用，光传输设备的远程维护也越来越受到用户的重视，光传输设备由于布设的地理位置偏远使得维护成本急剧增加，本文提出的基于GPRS的光传输设备远程维护模块不仅降低了光传输设备的维护成本，而且能快速精确地对故障进行定位和排除，确保光传输设备的正常运行。在光传输设备出现故障后，设备远程维护模块通过GPRS无线网络提示位于监控中心基站的值守人员，通过传回的告警信息和性能统计信息定位故障。对于非硬件故障，可以通过远程维护软件系统配置管理模块直接排除；对于硬件故障可以启用备用通信设备，在确保业务正常传输的情况下，为维护人员提供准确的故障定位信息，及时对故障模块进行更换。
作者：陈艳李志远单位：桂林航天工业学院信息工程系
关键词： 蓝牙模块； BT1800?1； 无线传输； 通信协议
中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）09?0026?02
0 引 言
目前，蓝牙技术越来越成熟，被广泛应用于各种工业现场的无线数据传输系统之中[1?2]。在压缩天然气（CNG）加气站工业现场基本都是采用RS 485的组网方式进行数据传输，该方式存在现场布线等工程施工，特别是对于旧站改造的情况，这些施工就要影响CNG加气站的正常营业。而基于蓝牙无线传输方式，完全可以避免这种情况发生，可降低成本，提高系统的可靠性[1?2]。
1 BT1800?1远距离蓝牙模块及其应用
1.1 BT1800?1远距离蓝牙模块简介
采用世界领先的蓝牙芯片供应商CSR的BlueCore4?Ext芯片，完全兼容蓝牙2.0规范[3]，支持数据和语音传输，最高可支持3M调制模式。语音接口支持PCM协议。BC04Class1模块完全的引脚定义，高灵敏性接收，低成本，体积小巧，低功耗，适用于蓝牙的长距离传输。可视及对等条件下传输距离可达1 800 m，板载微型天线接口，可直接外接2.4 GHz天线[4?5]。
1.2 BT1800?1远距离蓝牙模块的技术特征
可视、无障碍、对等传输距离：1 800～190 m；可外部设置串口传输波特率；可外部设置主从工作模式；指示灯显示工作状态；工作频段：2.40～2.48 GHz；蓝牙规范：v2.0 Compliant+EDR；EDRV 2.0，最高可支持3M调制模式；支持软件升级；支持7个从设备；低电压电源：2.7～3.6 V；正常供给电压：（3.3±0.1）V；内置8 Mb FLASH；支持低耗模式：Park，Sniff，Hold和Deep Sleep；工业级设计尺寸：25.2 mm×15.5 mm×2 mm。
2 BT1800?1远距离蓝牙模块在无线数据传输 系统中的应用
2.1 系统组成
BT1800?1远距离蓝牙串口模块作为一种电缆替代方案，实现串口信号与蓝牙信号之间的转换，从而实现设备间的远距离蓝牙数据传输。蓝牙串口模块有主、从之分。运用蓝牙串口模块进行数据传输时，主从模块必须配套使用，且主从波特率必须设置相同。硬件电路连接正确并加电启动后，主从模块会各自根据外部配置自动设置波特率及工作模式，并建立连接，之后，用户设备就可以像使用普通串口[6]一样使用蓝牙串口模块。
在CNG加气站上主要应用该模块实现CNG加气机与计算机之间进行数据传输，系统在每支加气枪的控制系统中采用两个BT1800?1模块，其中，一个模块在加气机端（即单片机端）用作从模块，而在计算机端用作主模块，其系统框图如图1所示。
2.2 数据传输系统的设计及与BT1800?1的接口
各个数据传输系统采用新华龙的C8051F020单片机[6]为核心，BT1800?1模块与单片机连接的应用电路图接口如图2所示。
从图2中可以看出，系统仅需将模块的1脚与单片机串口接收引脚相连接，2脚与单片机串口发送引脚相连接，24脚与单片机的外部中断引脚相连接。BT1800?1模块在数据传输系统中被当成一个串口来操作使用，就非常方便。
2.3 其他注意事项
在使用BT1800?1模块时，需要注意以下事项：
（1）关于无线蓝牙的使用环境，无线信号包括蓝牙应用都受周围环境的影响很大，如树木、金属等障碍物会对无线信号有一定的吸收，从而在实际应用中，数据传输的距离受一定的影响。
（2）模块串口电平是3.3 V，如果和5 V电平系统连接需要增加电平转换芯片。
（3）由于蓝牙模块都要配套现有的系统，放置在外壳中。由于金属外壳对无线射频信号是有屏蔽作用的。所以建议不要安装在金属外壳中。
（4）PCB布板：由于金属会削弱天线的功能，建议在给模块布板的时候，模块天线下面不要铺地和走线，若能挖空更好。
（5）电脑蓝牙驱动问题，对于从模式情况下，电脑上使用蓝牙适配器，通用的有WIDCOMM IVT Windows自带的驱动。推荐采用Windows自带的驱动。
3 软件设计及通信协议
由于BT1800?1模块在数据传输系统被透明成串口，编写通信程序时就按照串口操作即可。系统中就应注意设置串口相关参数，考虑到无线传输的特殊，串口波特一般不要设置太大，经过试验发现，波特率采用9 600 b/s就比较合适。
由于供电电源、噪声以及传输路径等因素的影响，传输的数据容易受到外界干扰。为了正确、快速地发送和接收数据，需要一份简单且能够检错的通信协议，通过选用合适的差错控制方法和检错编码方法[2]可以实现，系统采用检错重发法（ARQ）的差错控制方法，数据异或校验的编码方式。
无线通信协议中必须有握手信号。通过实验发现，在0FFH后接00H在干扰信号中很少出现。为了提高有效信号接收率，收发送数据的握手信号均为0FFH，0FFH，00H。同时，为了增加信号的信息量，在协议包增加了命令单元、数据单元、异或校验单元、数据结束单元。因此，1个协议包中包含以下内容：0FFH，0FFH，00H，命令单元、数据单元、异或校验码、数据结束单元。命令单元包含发送模块地址、接收模块地址、数据类型、控制信号等信息。
在主程序中进行了相应的设置后，串行中断程序流程图如图3所示。
4 结 语
经过现场试验，系统的工作稳定性和可靠性都能满足现场要求，而且，采用这种方案可以减少现场布线施工以及具备良好的技术性能，具有广泛的应用前景和推广价值。
参考文献
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关键词 泵房设计；水箱水位；报警系统
中图分类号TU99 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）72-0114-02
1 系统背景及设计目标
一般为节约用地都将泵房设计在地下，但水箱跑水导致水淹泵房和设备，造成不必要的损失，屡见不鲜。齐齐哈尔医学院消防水池和生活水池位于一号楼地下负二层，水箱进水由水位浮球阀控制，医学院为防止水箱进水浮球机械疲劳，造成重大损失需要把水位信号传到六号楼消防控制室和保安监控室。
本方案的通过对水箱水位自动检测和无线传输设备，达到以下设计目标：1）设备自成系统，除了电源以外，无需额外的硬件设备支持，检测数据通过串口直接输出；2）安装、维护简单；3）系统自带网络配置软件，操作简便。
本系统完成水位检测，并将水位传感器的数据通过无线网络的方式传输回消防监控中心。这样就不需要像传统的数据采集方式那样，进行长距离施工、布线，才能够将数据传输回控制中心，减少了安装和维护上的困难。
2 系统的组成
本系统由系统电源、水位传感器、数据采集控制设备、无线数据传输发送终端、无线数据接收终端组成。其中前四个部分构成前端采集设备，安装在水位采集现场，系统电源为整机提供稳定可靠的电源；水位传感器完成水位的检测；数据采集控制系统完成对水位传感器输出RS485?信号进行采集、分析，另外完成对无线模块、硬复位系统的控制；无线终端完成数据的网络传输。无线数据接收终端是一台无线终端，它通过无线网络得到前端采集设备获得的数据，并将无线数据转换成RS485?总线数据输出。
2.1 水位传感器安装
由于本检测系统是测量水箱进水口处水位，即对流动的水测量液位。传感器与放大电路均在不锈钢全密封壳体内，投入液体中的部分为全密封不锈钢结构。安装时在水中插入一根Φ45左右的钢管，然后将其投入其中防止干扰。
2.2 检测系统构成及特点
系统具有实时性：实时在线监测。采用无线网络技术的无线检测系统，将水位传感器的输出信号，通过AD?采样，转换成无线网络可以传输的数据，传输到消防监控中心，实现了对水位进行实时在线检测，真正做到了远距离遥测。
1）传感器部分
选用中美合资麦克传感器公司的?MPM4700?型智能液位变送器，该传感器的特点是：全不锈钢结构，体积小；与介质接触的材料为陶瓷，可抵抗较强的压力冲击；顶部不锈钢帽可拆除，即可防止膜片的意外损坏，又便于定期清洗，不易被堵塞。
2）无线数据传输设备
本方案中，设计了三种无线数据传输方式，它们各有优缺点，下面先对三种无线传输方式做具体说明。
（1）无线?GPRS?数据传输方式
GPRS?模块在水位检测点和电站监控机房内均需要分别安装一个GPRS?模块，它主要完成数据的远距离传输。GPRS?其实是手机连接互联网的分组交换协议，这就可以使得GPRS?设备成为一个互联网设备，便于数据传输。
（2）GSM?短信传输方式
在无线数据传输中，目前使用得非常多的是短信方式。只要用户熟悉?AT指令，则可以采用短信方式，将采集到的数据，传输到远端的一个短信接收模块上。
3）系统电源
系统电源采用外接220VAC 1A供电。系统电源模块使用隔离开关电源，首先将220AVC电源转换成12VDC的直流电源，然后再转换成各个模块需要的电源。
4）系统可维护性设计
本系统是安装在地下室二层，如果系统出了问题，需要工程人员到现场维护，既费时，又费人力、财力，所以这里设计两层保障措施，防制系统死机。第一层措施是在无线网络中增加“心跳”数据包，如果长时间未收到心跳数据包，则进行一次软复位，同时发送复位指令给前端系统的其他设备，让所有设备进行一次软复位。但是第一层是建立在前端设备未出现死机情况下，才能进行，所以还需要独立于前端设备的一种硬复位方式，当前端设备系统出现问题的时候能够操作设备完成一次复位，并重新运行。第二层措施是在前端设备上，配备一个短信模块，并由短信模块输出IO控制前端设备供电。当前端设备出现问题的时候，又远端控制中心发送多条（例如3条，为了防制误传）短信给前端设备的短信模块，短信模块收到短信之后，判断是否为复位指令，如果是则关断前端设备电源，延时数秒钟之后重新给设备上电，这样就完成一次系统复位。
5）无线数据接收终端
监控室内安装无线数据接收终端，考虑到地下信号可能较差，需要使用射频馈线将天线延伸到监控室以外。无线接收终端通过无线网络，从前端设备获得水位数据及现场其他参数；另一方面，将得到的数据通过RS485总线输出到消防监控设备，或者将水位数据转换为4mA～20mA的模拟信号输出。
2.3 三种无线数据传输方式的比较
传输距离：GPRS?和GSM?短信方式的传输距离仅受移动网络的影响，凡是有移动网络的地方，都可以采用这两种方式；无线传感器网络，可靠的传输距离为可视3km，由于水位测量点距离消防监控室距离达到2km，而且中间楼房遮挡，所以必须增加中继节点，采取接力传输的方式才能够将数据送回消防监控室，除了测量点和厂房以外，另外至少需要配置3个中继节点。
数据传输实时性：GPRS?方式，由于设备随时都在GPRS?网络中，两个GPRS设备形成点对点网络，所以可以较快的传输数据，延时一遍在10s?以内；GSM?短信方式，短信的发送与接收对于移动网络来说还是一个比较复杂的过程，发送短信一方，先要将短信发送到短信中心，短信中心再找到目的手机号，然后将短信发送给目标，中间可能收到短信阻塞、信号好坏的影响，延时从几秒到一天不等；无线传感器网络，由于是自组网，不受移动网络的影响，一旦网络建立完成，就可以较快的传输数据，一般延时在2s左右。
维护费用：GPRS?的数据是按照流量计费，一般月租5元，可以有30Mbytes的流量，基本可以满足大多数输出传输的要求，使用费较低；短信方式，没有一条数据，均需要发送一条短消息，虽然短消息的容量可以达到每条140字节，但是基本上是几个字节就需要一条短信，所以如果每分钟有5条短信的话，每月的费用是非常惊人的；无线传感器网络，由于使用自组网，且是免申请的2.4GHz?频段，使用过程中完全无费用要求。
可靠性：由于三种方式均采用国外进口器件和成熟方案，而且三种方式均已用于多次工程项目，因此可靠性、技术成熟度上都是较高的。考虑到安装维护、数据传输实时性，其中GPRS方式，在各种方式中占有一定优势，只是要承担一定的使用费用；如果使用费用是一个问题，则可以选择无线传感器网络方式，但是需要增加中继节点的安装和维护。综合考虑，建议选用GPRS方式。
2.4 GPRS?网络设置软件
选用?GPRS?方式，考虑到GPRS网络的特殊性，以及使用的灵活性，系统需要配套一个网络设置软件，对串口波特率、工作模式、DTU模式等进行相应的设置。
3 系统防雷设计
根据对无线设备的结构分析，以及雷电可能的侵入途径，设计了以下防雷解决方案。前端设备应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。当前端设备独立架设时，原则上为了防止避雷针及引下线上的暂态高电位，避雷针最好距前端设备3m～4m的距离。
关键词：WLAN；优化；实践
就目前的发展状况看，智能手机以及其他移动数字设备逐步普及，无线网络接入方式已经成为人们日常工作和生活中的重要组成部分。
1 WLAN优化的相关基本知识
所谓WLAN，即利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的数据传输网络，可以实现无线数据传输，并且依据相应的标准支持多种媒体和数据格式，是当前无线数据传输的重要实现形式之一。其协议标准主要采用IEEE 802.11x协议簇。
从结构上看，WLAN采用可以采用多种形式加以实现，从最高层开始，通常由宽带接入服务器（BRAS，Broadband Remote Access Server）将相应的数据服务引入到WLAN中，从BRAS向下通常经由汇聚交换机，将信号引入光线路终端（OLT，Optical Line Terminal）进而经由光节点（ONU，Optical Network Unit）与POE交换接相连，对于WLAN网络而言，无线访问节点（AP，Access Point）通常是与POE交换机相连，但是也存在与ONU直接相连的情况。
对于WLAN网络的优化而言，首先需要确定相应的执行标准，究竟何种情况下才需要执行优化，又应当优化到什么水平才能算合格。通常对于WLAN的优化行为从三个角度处罚，首先是覆盖状况。在这一方面，需要重点针对边缘覆盖场强和覆盖合格率进行考察，如果边缘覆盖场强低于-75dBm，就需要考虑进行优化，应当保持边缘场强起码保持在-70dBm状态，丢包率严格控制在3%以内；而对于覆盖合格率方面，通常将97%视为临界标准。其次需要考虑的是WLAN的容量，当支持关联用户数以及并发在线用户数过大的时候，就会发生用户体验下降等数据传输服务质量下降等问题，因此对于这两个方面都应当加以重视，但通常并无标准可供参考，一般多根据WLAN覆盖场所实际情况进行确定。最后一个需要注重的方面则是WLAN网络的数据传输服务质量，具体而言需要注意四个重要衡量指标，其一在于保温重转次数，通常当ACK数值大于5的时候，就应当处罚优化行为，通常将其值控制在不大于3的状态之下；第二个变量为定点下载速率，通常认为WLAN网络应当能够达到1000kbit/s的传输速率，如果速率下降到500kbit/s甚至更低，则应当马上展开优化工作；再次应当为边缘信噪比，处于WLAN区域覆盖边缘地区，容易受到其他方面的干扰，通常认为SNR值不应低于30dB，当其数值低于20dB的时候，就必须触发优化行为；最后则是认证成功率，理想状态应当为100%，如果低于90%就必须着手优化。
2 WLAN网络优化实践讨论
对于WLAN的优化工作，需要根据具体的情况作出深入细致的分析，有的放矢才能获得良好效果。在实际工作过程中，优化的重点突出在如下两个方面：
2.1 WLAN覆盖优化
覆盖作为WLAN首要的优化指标出现，其重要性不言而喻。对于无线数据传输网络而言，覆盖的状况直接关系到在相应区域内数据传输服务的可获得性以及有效性等多个方面，并且对于干扰等方面也有着至关重要的影响。
对于WLAN的覆盖问题，最为重要的方面，也是唯一的衡量准绳就是其覆盖环境的考察。重点需要考虑整个覆盖场所中各个边角区域的覆盖状况，以及建筑物中墙壁等相关建筑附属物对于WLAN信号的影响和阻碍效果。相同的空间环境下，如果内部墙壁或者阻隔不同，需要架设的AP端必然也会有所不同。例如在高校环境下，教学楼和宿舍楼的WLAN覆盖设计就会有所差异，而校园环境中的覆盖设计和购物广场的覆盖设计又会有所不同，所有这些都必须依据对覆盖环境的深入考察来确定，才能获取到良好的覆盖效果。
2.2 WLAN干扰优化
干扰是无线通信网络中的重头问题，不仅仅在WLAN中，在其他数据通信网络中同样重要。对于WLAN应用环境而言，其802.11b/g工作在2.4GHz频段，具体范围为2.4000-2.4835GHz，在这个频段内，WLAN共划分了13个子信道，每个信道带宽22MHz，但是在实际应用过程中为了避免同频干扰，只采用了1、6、11三个主要信道。信道频带较少，让WLAN更加面对着网内干扰的危机，在实际布网过程中，应当注重空间内的信号分布。由于WLAN多用于建筑物内的无线数据传输，因此不仅仅需要注重楼层内部的干扰问题，对于楼层之间的干扰也必须严加审查。除此以外，还应当对于天线功率进行控制，在WLAN环境中，信号达到天线后通常不应超过12dBm，并且STA位置信号强度应当在-50～-60dBm范围内为宜，通信到AP信号相邻时务必确保信号强度处于-80dBm强度以下范围。
3 结论
在对WLAN进行优化的过程中，需要综合多个方面的因素进行综合考量，才能有的放矢采取有针对性的优化行动，并且最终获取到良好效果。除上文中提及的主要优化注意事项以外，诸如关闭低速率应用、调整Beacon发送时间间隔等手段，也都是WLAN优化工作中的重点，相应工作人员必须深入学习，才能更好的实现WLAN的优化。
（中航工业长沙中传机械有限公司，湖南长沙410200）
摘要：为实现多轴飞行器姿态及机载视频无线传输，设计了基于Linux、无线网卡AR6003和ARM 平台的机载WiFiAP模式服务器数据接收发送端。详细介绍了多轴飞行器WiFi数据传输系统的硬件平台设计及AR6003网卡在Linux系统中的驱动移植和AP模式实现及收发数据程序设计。对设计系统进行数据传输测试，结果表明该系统在WiFi AP模式下能高效、实时传输飞行器姿态数据。该方法对多轴飞行器无线数据传输、调试具有实用工程价值。
关键词 ：WiFi；AP模式；多轴飞行器；数据传输
中图分类号：TN919.8?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）13?0027?03
收稿日期：2015?01?25
0 引言
多轴飞行器在调试和使用过程中都需要和地面控制终端进行交互。其搭载的飞控系统需要具有较高带宽的无线数据传输能力和严格的功耗要求。WiFi广泛用于无线传输，WiFi无线接入点（Access Point，AP）能为移动终端提供无缝的、高速的、透明的接入服务。本文采用ARM11嵌入Linux 3.0.1平台，集成具有内置MAC（Media Access Control）层功能的AR6003 无线网卡，实现最高带宽85 Mb/s的传输速率。搭载采用WiFi AP进行飞行姿态操控数据和视频数据的传输控制板，手机、平板电脑等移动设备可以通过WiFi信号直接访问飞控板，将数据接收后进行处理。
1 系统设计
系统设计如图1 所示，数据传输系统，根据机载飞控板采集磁力计、气压计、陀螺仪、加速度传感器、温度传感器和视频传感器信号进行处理，将处理好的数据打包再通过WiFi AP 无线传输给地面带有WiFi Client的接收终端。地面接收终端接收数据时，首先打开无线网络连接搜索周边的WiFi AP 热点，当搜索到特定机载WiFi AP名称时输入连接密码进行连接，成功后打开接收端接收来自飞控板的飞行姿态信息和视频信息。
2 硬件设计
2.1 硬件平台设计
本设计数据传输系统硬件只用考虑机载飞控板发送部分，接收终端采用手机或者便携式计算机则不需要设计。硬件平台系统如图2所示，具体实现如图3所示，要能实现Linux的装载，需要有SDIO0接口用于连接SD 卡实现程序的烧写，SDIO1 接口用于连接AR6003。由于姿态传感器采用的是I2C 传输数据，S3C6410 需要有一个I2C 接口和一个用于调试监控和数据采集的串口。
2.2 WiFi接口设计
AR6003嵌入式环境中WiFi的硬件接口如图4所示。在SDIO接口和S3C6410的SDIO接口连接时，SD_D0~SD_D3实现数据传输，SD_CLK 实现传输时钟同步。
3 系统软件设计
数据传输过程如图5所示。姿态和视频传感器采集的参数经过应用程序预处理，然后通过UDP 或者TCP 协议将数据打包。打包好的数据在操作系统和无线网络驱动作用下通过AR6003网卡对携带的数据包进行收发。
3.1 WiFi AP模式驱动实现
由于低于3.2 版本的Linux 内核源码中并没包含AR6003 的驱动代码，故使用compat?wireless把AR6003驱动代码移植到Linux 3.0.1内核中。具体步骤如下：
进入解压出来的compat?wireless?3.3?2?n 目录；执行./scripts/driver?select ath6kl；然后使用以下命令交叉编译驱动：
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
编译成功后，把compat?wireless?3.3?2?n 目录下的net/wireless/生成的cfg80211.ko 和drivers/net/wireless/ath/ath6kl/中生成的ath6kl.ko两个文件拷贝到目标板的文件系统中，同时把AR6003的firmware目录ath6k拷贝到目标板的/lib/firmware/目录中，用ln ?s /lib/firmware/ath6k/AR6003/hw2.1.1/bdata.SD32.bin /lib/firmware/th6k/AR6003/hw2.1.1/bdata.bin建立软链接。
交叉编译libnl库并安装在usr/local/arm/libnl1.1/路径下；交叉编译libssl库并安装在usr/local/arm/ssl/路径下。
下载hostapd 2.0.tar.gz，解压并修改文件夹中的makefile文件：
CC=arm?linux?gcc 制定编译器，CFLAGS+=?I/usr/local/arm/ssl/include/指定ssl的头文件路径；CFLAGS+=?I/usr/local/arm/libnl1.1/include/指定libnl的头文件路径；LIBS+=?L/usr/local/arm/ssl/lib/指定ssl的库文件路径；LIBS+=?L/usr/local/arm/libnl/lib/指定ssl的库文件路径
然后编译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
将改好的hostapd和myap.conf文件拷贝到S3C6410目标板中。
安装dhcpd 和配置dhcpd.conf，实现对试图接入AR6003AP终端的IP地址动态分配。
3.2 数据传输软件设计
当AR6003网卡启动并工作在AP模式后，并与客户端实现WiFi信号连接，操作系统调用数据传输应用程序，socket封装了TCP/IP网络的API，通过调用其相关函数实现数据的收发。开发流程如下：
首先调用socket（）函数创建socket，用setsockopt（）函数设置socket属性，用bind（）函数绑定IP 地址、端口等信息到socket，用函数listen（）监听。write（WORD *buff，WORD len）实现发送，read（WORD *buff，WORDmaxlen）实现数据接收。数据帧分为功能帧0x0传输加速度、陀螺仪、磁力计传感信息；功能帧0x01 传输气压高度、温度和姿态解算信息以及视频信号数据。功能帧0x0数据填充格式如表1所示。
4 数据传输测试
数据传输测试结果如图6 所示，其中加速度、陀螺仪、磁力计波形按照1/5衰减显示，当地面客户端搜索到机载WiFi信号后，输入连接密码成功后，多轴飞行器姿态数据便按照预定义的格式打包传入接收端，接收端按照协议对数据进行解析和处理显示。
5 结语
设计实现了工作在WiFi AP模式下的多轴飞行器无线数据传输系统。能实现多终端接收携带有飞行器实时姿态数据WiFi信号，可以方便飞行器调试，还可以通过多个WiFi AP中继后增加飞行器的远程数据传输功能。
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作者：阮一凡 黄健 张东升 单位：中国铁道科学研究院标准计量研究所 中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心
根据牵引机车功率不同，可以采用不同的编组方式，如1+1，2+2方式等。3分集接收技术在山区隧道地区，障碍物的阻挡使得无线通信质量大幅下降，分集接收技术能够减轻这种影响。在多个支路上接收相关性很小的载有同一消息的信号，然后通过合并/选取后输出，这样便可以在接收端降低无线通信信号衰落的概率。目前，较多采用的分集接收技术主要有空间分集和频率分集。空间分集是利用多副接收天线独立地接收统一信号，然后选择质量较好的信号进行输出；频率分集是通过多个频率的载波同时发送和接收同一信息，然后选择质量较好的信号输出，即利用不同的载波在衰落特性的差异，实现降低信号衰落的概率，提高无线通信传输质量。
无线同步操控通信系统我国长大重载列车的无线同步操控通信系统较多采用空间分集和频率分集相结合的分集接收技术。频率分集技术中采用的载波频率主要有800MHz、900MHz（GSMR频率）、400kHz（感应通信频率）；空间分集技术主要采用广播与接力传播相结合的方式。
不同制式通信系统800MHz通信在开阔地段和隧道内的通信效果都能满足要求，但并不能避免由于高大物体或隧道口的遮挡带来的通信质量下降，需要在特殊地段增加地面中继设备进行信号补偿，增加了系统成本。GSMR通信是铁路基于GSM制式的专用通信系统，其基站和中继设备的合理配置能够满足无线信号的覆盖要求，但投入资金很大。400kHz感应式通信是通过机车顶部的耦合天线将400kHz调制信号耦合至接触网，通过接触网传输信号，在远端的机车通过同样的耦合天线将信号接收下来，实现信息的传输，其传输距离可达到3km以上，而且并不受地形影响。我国重载铁路中应用的无线同步操控通信系统频率配置存在着800MHz+GSMR和400kHz+800MHz2种方案。无论那种方式，各个牵引机车之间的同步操控间隔时间都应被控制在一定范围之内。以图1中的编组方式为例，假设2组机车之间的间隔54节C70型车辆（约750m），由于空气制动波速约为300m/s［1］，所以此时的同步操控间隔时间应小于2.5s。
800MHz+GSMR通信系统目前，大秦铁路无线重联重载列车的通信系统采用的是800MHz+GSMR方式。每列重载列车的牵引机车分别配备了800MHz无线数据传输设备和GSMR车载通信单元。列车控制信息由主控机车的列车控制系统同时发送给本车的2套通信设备，GSMR车载通信单元通过指定信道将数据广播至地面基站，再通过GSMR地面基站管理中心、网络交换中心以及地面节点服务中心处理后，通过从控机车的指定信道同时发送至各个从控机车，各从控机车的GSMR车载单元将接收到的信息发送至本车的列车控制系统。与此同时，800MHz无线数据传输设备也会将接收到的列车控制信息通过4副全向天线在4个不同信道发送出去，守候在这4个信道的各个从控机车会收到列车控制信息，经过信号选择发送至列车控制系统。同时，各个从控机车之间也会采用接力方式进行通信。800MHz无线数据传输设备采用了4频组的频率分集技术以及多天线接收的空间分集技术，结合GSMR车载通信单元以及合理优化的无线传输时隙管理，实现了完善可靠的列车控制信息的无线传输。
400kHz+800MHz通信系统由于800MHz+GSMR方式需要较大的投入资金，来满足GSMR基础网络的建设需求，所以对年运量较低的货运专线来说，400kHz+800MHz方式更具可行性。神朔铁路重载组合列车的无线通信系统应用的是400kHz+800MHz方式。每列重载列车的牵引机车配备1套无线数据传输设备，每套设备装备2个400kHz电台和2个800MHz电台，分别设置在1个400kHz信道和2个不同的800MHz信道。主控机车的列车控制系统将列车控制信息通过3个信道同时发送，各个从控机车能够通过2个守候在不同频率的800MHz电台以及2个守候在相同频率的400kHz电台接收到信息，经过信号选择后，传送给列车控制系统。在这个过程中，各个机车之间的通信采用了广播与接力相结合方式，对无线数据的传输时隙进行了合理有效的管理，满足了实际应用中对同步操控间隔时间的要求。随着通信系统的不断发展，除了上述我国无线同步操控技术中应用的无线通信系统，还有更多可以应用于无线同步操控的通信系统，例如WLAN系统、卫星通信系统等等。
关键词：短距离无线通信；读卡器；通信协议；功能测试
引言
短距离无线通信技术的应用和推广要基于市场需求和定位，配合技术标准建立对应的技术规范模式，并配合认证机制和互通测试环节，有效提高市场对于技术方案的认可度，维护无线通信工作的综合水平。
1短距离无线通信技术概述
近几年，针对短距离无线通信技术的研究主要集中在蓝牙技术标准、IEEE802.11、红外技术标准以及ZigBee技术标准等方面。
1.1蓝牙技术
支持设备建立短距离通信，一般＜10m，配合相应的设备建立无线信息交换。蓝牙技术能有效建立数据和语言接入点，并且替代传统的电线电缆，最大化提升固定中心信息传递的效率。具体技术参数如表1所示。
1.2IEEE802.11
IEEE802.11是实现无线网络设备互联的基础公约类局域网标准。其中规定由DSSS、FHSS以及红外技术构成基础物理层，基础频段主要分为2.4GHz频段和5GHz频段。在技术应用过程中，会将RC4加密算法作为安全基础，配合有限的密钥管理，吞吐量为11Mb/s和54Mb/s。相较于蓝牙技术，IEEE802.11的应用范围扩大到室内100m范围、室外300m范围[1]。其最大的优势就在于无需进行布线处理，有较高的灵活性和便捷性，加之产品的应用范围广泛，对应的成本价格适中，因此具有一定的推广价值。
1.3ZigBee技术
近几年，作为低距离和低能耗的代表，ZigBee技术受到了广泛关注，将其应用在自动化控制技术、传感技术以及监控平台中能大大提升地理定位的合理性与及时性，技术支持的结构主要分为数据链路层、网络层以及应用编程接口，匹配市场和测试需求建立相应的技术模式。
1.4红外技术
红外技术是一种基于红外线建立的点对点通信技术方案，能被广泛应用在小型移动设备中，最大的优势就在于应用人员无需建立频率使用权的申请机制，配合红外通信模式就能满足数据传输要求，更适宜应用在文件信息量较大与多媒体数据传输方面[2]。
2短距离无线通信技术应用方案
在应用短距离无线通信技术建立对应运行系统的过程中，为了满足无线数据传输系统的基本需求，就要匹配无线通信任务建立相应的模块。本文以某企业井下作业使用短距离无线通信技术建立考勤定位管理为例，要结合模块应用需求设置对应的物理层、数据链路层以及应用层，在满足数据汇总的同时，还能有效发挥技术优势，提高数据传输和数据发送的时效性。
2.1整体框架
在设计工作中，要保证人员的相关信息都能借助标签处理逻辑框架（图1）完成信息的上传，汇总到监控主机。在通信过程中，标签并不是单一化的信息接收和发送，而是要结合数据应用要求配合输入/输出匹配网络建立复位模式，并结合微控制器完成nRF2401A振荡回路的处理。另外在实际作业中分析了无线电波不同频段衰减数据。其中，频率为150MHz，衰减为113dB/km；频率为47MHz，衰减为9.8dB/km；频率为900MHz，衰减为2dB/km；频率为1700MHz，衰减为1.6dB/km；频率为4000MHz，衰减为0.7dB/km。结合数据值可知，以数据来看频段越高衰减越小[3]。分析无线传输距离，保证综合设计框架的合理性时使用的公式为：式中，C为信道容量；B为信道宽带；S为信号功率；N为噪声功率。
2.2软件设计
在软件设计工作中，要匹配不同的收发模式，结合数据低速送入后完成高速发射处理，能在节能的基础上满足发射应用要求和规范。本文将ShockBurstTM作为收发模式的代表，在基础模式应用基础上，按照自动处理字头和校验码分析的方式，保证数据链路层能满足命令数据帧的应用规范[4]。
2.2.1读卡器的工作流程首先数据读取进行初始化设置，收到上位机的实时性指令，且指令长度在3字节以上，其次进行集中的校验分析，若是出现校验错误或者是地址错误则重新校验数据，再次读取数据和标签，最后向上位机发送获取的基础数据。在整个应用流程中，单片机配合双通道接收模块就能维持综合数据处理效果，确保频率设定参数的合理性和规范性。单片机在USART查询时就能了解串行数据，若是显示0则继续等待，若是显示1则表示上位机系统已经接收信息并且将指令传输到对应单片机上。只有保证发射对应的命令字或者是数据，才能满足标签响应要求[5]。
2.2.2标签程序基本流程在标签应用过程中，初始化单片机和单通道模拟发射模式形成配合机制，有效进行频率处理，具体流程如下。（1）初始化设置；（2）定时器延时设置；（3）时间到则进行单片机退出休眠处理，时间未到，则向读卡器发送对应的数据请求，获取读卡器的相应命令；（4）在获取命令后，分析命令字的情况。若是有按键要求，则寻找上位机，不成功则指示灯不停闪烁，成功则响应上位机指令后指示灯闪烁并在30s停止。若是收到广播指令或者是单片机命令指令，则相对应的数据信息情况要按照30s接线方式完成工作；（5）进行电量的实时性检测分析；（6）完成收发模式的转换，单片机进入休眠状态。综上所述，在软件系统设计的过程中，要结合单片机平台的特点，发挥短距离无线通信技术的优势，提高无线数据传输系统运行的可靠性，并对读卡器和标签等功能模块进行程序化的设计处理，维持综合应用效果[6]。
2.3硬件设计
在数据传输系统中，利用单片机控制程序设计环节提高信息处理效果。鉴于要维持特殊场合应用的可靠性标准，且满足低能耗的具体要求，在软件设计方面，要落实相匹配的选型工作。将功耗参数、发射功率参数、接收灵敏度以及芯片成本等作为选择依据，最终选取nRF2401A芯片。其由频率合成器、功率从放大器以及晶振等共同组成，工作速率为1Mb/s。无线收发芯片基于Chipon’sSmartRF技术，实现射频发射、射频接收以及FSK调制解调，配置10～20个频点，才能更好地完成校准处理。综上所述，配合硬件设计，要充分提高核心芯片的应用效果，并选取匹配的电路设计模式，完成电路原理图的分析，保证对应工序的最优化，发挥短距离无线通信技术的应用效果[7-10]。
3短距离无线通信技术应用功能测试
在完成相应模块分析工作后，就要结合技术要求和匹配的应用处理方案进行功能测试，确保能搭建更加合理的无线数据传输系统，从而维持通信的可靠性。
3.1功能测试
结合系统功能的设计目标，测试标签读取功能和群呼标签功能。
3.1.1标签数据功能测试选取19个标签，完成卡号输入，按照16进制数完成标识数据的初步处理，并且保证相应的数据可以被读卡器予以读取分析。然后将对应的标签放入读卡器射频技术应用范围内，自动完成卡号无线传输，并集中归纳在总线上完成数据的保存，在完成缓冲区管理后等待上位机指令信息（图2）。结合数据可知，无线数据传输系统的基础通信和功能应用模式合理，并且大大减少了标签之间的数据碰撞概率，能利用再次接收完成碰撞数据的回收。
3.1.2读卡器群呼功能测试发送群呼指令，结合指示灯闪烁情况进行控制，30s后自动停止，转变为正常运行状态，说明群呼功能有效。
3.2距离测试
在室内和室外进行了通信测试对比分析。室内测试的距离为30m时，传输15次，成功15次；测试距离为50m时，传输15次，成功15次；测试距离为80m时，传输15次，成功15次。室外测试的距离为30m时，传输15次，成功15次；测试距离为70m时，传输15次，成功13次；测试距离为100m时，传输15次，成功7次。结合相关数据可知，相较于室外，室内的成功率更高，因此数据传输设备在室内完成数据传输更加可靠和有效。主要是因为室外存在辐射效应和多径效应等，都会在一定程度上影响其传输效果[8]。
关键词：无线通信；远距离；短距离
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：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
无线通信(Wireless communication)是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年，在信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。无线通信技术自身有很多优点，成本较低，无线通信技术不必建立物理线路，更不用大量的人力去铺设电缆，而且无线通信技术不受工业环境的限制，对抗环境的变化能力较强，故障诊断也较为容易，相对于传统的有线通信的设置与维修，无线网络的维修可以通过远程诊断完成，更加便捷；扩展性强，当网络需要扩展时，无线通信不需要扩展布线；灵活性强，无线网络不受环境、地形等限制，而且在使用环境发生变化时，无线网络只需要做很少的调整，就能适应新环境的要求。
1常用的远距离无线通信技术
目前偏远地区广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。它主要使用在较为偏远或不宜铺设线路的地区，如：煤矿、海上、有污染或环境较为恶劣地区等。
1.1 GPRS/CDMA无线通信技术
GPRS(通用无线分组业务)是由中国移动开发运营的一种基于GSM通信系统的无线分组交换技术，是介于第二代和第三代之间的技术，通常称为2.5G。它是利用“包交换”概念发展的一种无线传输方式。包交换就将数据封装成许多独立的包，再将这些包一个一个传送出去，形式上有点类似寄包裹，其优势在于有资料需要传送时才会占用频宽，而且是以资料量计价，有效的提高网络的利用率。GPRS网络同时支持电路型数据和分组交换数据，从而GPRS网络能够方便的和因特网互相连接，相比原来的GSM网络的电路交换数据传送方式，GPRS的分组交换技术具有实时在线、按量计费、高速传输等优点[1]。
CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，是由中国电信运行的一种基于码分技术和多址技术的新的无线通信系统，其原理基于扩频技术。其最早是由于军事上对高质量无线通讯技术的需要而开发设计。CDMA在数据传送过程中，将数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使数据信号的带宽被扩展，然后经载波调制将数据发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，进行相反过程的处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号从而进行解扩，以实现数据传输。其特点是抗干扰能力强、抗衰落能力强、信号隐蔽性强、抗截获的能力强、可以多用户同时接收发送。
1.2数传电台通信
数传电台是数字式无线数据传输电台的简称。它是采用数字信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的一种无线数据传输电台。数传电台的工作频率大多使用220～240 MHz或400～470 MHz频段，具有数话兼容、数据传输实时性好、专用数据传输通道、一次投资、没有运行使用费、适用于恶劣环境、稳定性好等优点。数传电台的有效覆盖半径约有几十公里，可以覆盖一个城市或一定的区域[2]。数传电台通常提供标准的RS-232数据接口，可直接与计算机、数据采集器、RTU、PLC、数据终端、GPS接收机、数码相机等连接。传输速率从9600到19200 bps，误码低于10-6(-110 dBm时)，可工作于单工、半双工、时分双工TDD、全 双工方式。无线数传电台是通信行业发展较早的通信方式，也是比较成熟的一项无线通信技术，已经在各行业取得广泛的应用，在航空航天、铁路、电力、石油、气象、地震等各个行业均有应用，在遥控、遥测、摇信、遥感等SCADA领域也取得了长足的进步和发展。
1.3扩频微波通信
扩频通信，即扩展频谱通信技术（Spread Spectrum Communication）是指其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身带宽的一种通信技术。最早始用于军事通信。它传输的基本原理是将所传输的信息用伪随机码序列(扩频码)进行调制，伪随机码的速率远大于传送信息的速率，这时发送信号所占据带宽远大于信息本身所需的带宽实现了频谱扩展，同时发射到空间的无线电功率谱密度也有大幅度的降低。在接收端则采用相同的扩频码进行相关解调并恢复信息数据。其主要特点是：抗噪声能力极强；抗干扰能力极强；抗衰落能力强；抗多径干扰能力强；易于多媒体通信组网；具有良好的安全通信能力；不干扰同类的其他系统等，同时具有传输距离远、覆盖面广等特点，特别适合野外联网应用[3]。
1.4无线网桥
无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备，可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50km)、高速(可达百Mbps)无线组网。扩频微波和无线网桥技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。
1.5卫星通信
卫星通信（satellite communication）是指利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电信号，从而实现在多个地面站之间进行通信的一种技术，它是地面微波通信的继承和发展。卫星通信系统通常由二部分组成，分别是卫星端、地面端。卫星端在空中，主要用于将地面站发送的信号放大再转发给其它地面站。地面站主要用于对卫星的控制、跟踪以及实现地面通信系统接入卫星通信系统。卫星可分为同步卫星和非同步卫星，同步卫星在空中的运行方向和周期与地球的自转方向及周期相同，从地面的任何位置看，该卫星都是“静止”不动的；非同步卫星的运行周期大于或小于地球的运行周期，其轨道高度、倾角、形状都可根据需要调整。卫星通信的的特点是：覆盖范围广、工作频带宽、通信质量好、不受地理条件限制、成本与通信距离无关等，其主要用在国际通信、国内通信、军事通信、移动通信和广播电视等领域，卫星通信的主要缺点是通信具有一定的延迟，比如打卫星电话时，不能立即听到对方回话，主要原因是卫星通信的传输距离较长，无线电波在空中传输是有一定延迟的[4]。
1.6短波通信
按照国际无线电咨询委员会的划分，短波是指波长在l00m~l0m，频率为3MHz~30MHz的电磁波。短波通信是指利用短波进行的无线电通信，又称高频(HF)通信。短波通信可分为地波传播和天波传播。地波传播的衰耗随工作频率的升高而递增，在同样的地面条件下，频率越高，衰耗越大。利用地波只适用于近距离通信，其工作频率一般选在5MHz以下。地波传播受天气影响小，比较稳定，信道参数基本不随时间变化，故信道可视为恒参信道。天波传播是无线电波经电离层反射来进行远距离通信的方式，倾斜投射的电磁波经电离层反射后，可以传到几千千米外的地面。天波的传播损耗比地波小得多，经地面与电离层之间多次反射之后，可以达到极远的地方，因此，利用天波可以进行环球通信。天波传播因受电离层变化和多径传播的严重影响极不稳定，其信道参数随时间而急剧变化，因此称为变参信道。短波通信的特点是：建设维护费用低、周期短、设备简单、电路调度容易、抗毁能力强、频段窄，通信容量小、天波信道信号传输稳定性差等。长期以来，广泛用于政府、军事、外交、气象、商业等部门，用以传送电报、电话、传真、低速数据和图像、语音广播等信息[5]。
2常见短距离无线通信技术
短距离无线通信技术是指通信双方通过无线电波传输数据，并且传输距离在较近的范围内，其应用范围非常广泛[6]。近年来，应用较为广泛及具有较好发展前景的短距离无线通信标准有：Zig-Bee、蓝牙（Bluetooth）、无线宽带(Wi-Fi)、超宽带（UWB）和近场通信（NFC）。
2.1 Zig-Bee
Zig-bee是基于IEEE802.15.4标准而建立的一种短距离、低功耗的无线通信技术。Zig-bee来源于蜜蜂群的通信方式，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的来与同伴确定食物源的方向、位置和距离等信息，从而构成了蜂群的通信网络。其特点是距离近，其通常传输距离是10-100米；低功耗，在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个终端工作6～24个月，甚至更长；其成本，Zig-Bee免协议费，芯片价格便宜；低速率，Zig-bee通常工作在20～250 kbps的较低速率；短时延，Zig-bee的响应速度较快等。主要适用于家庭和楼宇控制、工业现场自动化控制、农业信息收集与控制、公共场所信息检测与控制、智能型标签等领域，可以嵌入各种设备。
2.2蓝牙（Bluetooth）
蓝牙（Bluetooth）是在1998年5月由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚等公司共同提出的一种近距离无线数据通讯技术标准。它能够在10米的半径范围内实现点对点或一点对多点的无线数据和声音传输，其数据传输带宽可达1Mbps。通讯介质为频率在2.402GHz到2.480GHz之间的电磁波。蓝牙技术可以广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备，如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等，蓝牙的无线通讯方式将上述设备连成一个微微网，多个微微网之间也可以实现互连接，从而实现各类设备之间随时随地进行通信。蓝牙技术被广泛应用于无线办公环境、汽车工业、信息家电、医疗设备以及学校教育和工厂自动控制等领域[7]，蓝牙目前存在的主要问题是芯片大小和价格较高；抗干扰能力较弱。
2.3无线宽带(Wi-Fi)
Wi-Fi诞生于1999年，它是一种基于802.11协议的无线局域网接入技术。Wi-Fi技术突出的优势在于它有较广的局域网覆盖范围，其覆盖半径可达100米左右，相比于蓝牙技术，Wi-Fi覆盖范围较广；传输速度非常快，其传输速度可以达到11mbps(802.11b)或者54mbps(802.11a)，适合高速数据传输的业务；无须布线，可以不受布线条件的限制，非常适合移动办公用户的需要。在一些人员密集的地方，比如火车站、汽车站、商场、机场、图书馆、校园等地方设置“热点”，可以通过高速线路将因特网接入上述场所。用户只需要将支持无线网络的终端设备该区域内，即可高速接入因特网[8]；健康安全，具有WiFi功能的产品发射功率不超过100毫瓦，实际发射功率约60～70毫瓦，与手机、手持式对讲机等通讯设备相比，WiFi产品的辐射更小。
2.4超宽带（UWB）
UWB（Ultra Wideband）是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，其传输距离通常在10m以内，使用1GHz以上带宽，通信速度可以达到几百Mbit/s以上，UWB的工作频段范围从3.1GHz到10.6 GHz，最小工作频宽为500MHz。其主要特点是：传输速率高；发射功率低，功耗小；保密性强；UWB通信采用调时序列，能够抗多径衰落；UWB所需要的射频和微波器件很少，可以减小系统的复杂性。由于UWB系统占用的带宽很高，UWB系统可能会干扰现有其他无线通信系统。UWB主要应用在高分辨率、较小范围、能够穿透墙壁、地面等障碍物的雷达和图像系统中。军事部门利用UWB技术已经开发出了高分辨率的雷达。据相关报道，一些具有特殊功能的UWB收发器已经被开发出来，用在了能够看穿地面、墙壁、身体等障碍物的雷达和图像装置，这种装置可以用来检查楼房、桥梁、道路等工程的混凝土和沥青结构中的缺陷，以及定位地下电缆及其它管线的故障位置，也可用于疾病诊断。另外，在救援、治安防范、消防及医疗、医学图像处理等领域都大有用途[7]。
2.5 NFC
NFC（Near Field Communication）是一种新的近距离无线通信技术，由飞利浦、索尼和诺基亚等公司共同开发，其工作频率为13.56 MHz，由13.56 MHz的射频识别（RFID）技术发展而来，它与目前广为流行的非接触智能卡ISO14443所采用的频率相同，这就为所有的消费类电子产品提供了一种方便的通讯方式。NFC采用幅移键控（ASK）调制方式，其数据传输速率一般为106 kbit/s、212 kbit/s和424 kbit/s三种。NFC的主要优势是：距离近、带宽高、能耗低，与非接触智能卡技术兼容，其在门禁、公交、手机支付等领域有着广阔的应用价值。NFC的应用情境基本可以分为以下五类：（1）接触-通过，主要应用在会议入场、交通关卡、门禁控制、和赛事门票等方面；（2）接触-确认/支付，主要应用在手机钱包、移动和公交付费等方面；（3）接触-连接，这种应用可以实现2个具有NFC功能的设备实现数据的点对点传输；（4）接触-浏览，用户可以通过NFC手机了解和使用系统所能提供的功能和服务；（5）下载-接触，通过具有NFC功能的终端设备，使用GPRS\CDMA网络接收或下载相关信息，用于门禁或支付等功能。
3结论
无线通信以其成本低、扩展便利、移动灵活、使用方便等优势，在近几年得到了飞速的发展，我们可以根据使用的环境、条件、技术要求及方便性等选择使用合适的无线通信技术，使其为我们的工作、生活带来更多的便利。
参考文献：
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