无线传输技术论文范文

无线传输技术论文范文第1篇

由于WCDMA和CDMA2000这两种技术都是将CDMA技术用于蜂窝系统，许多的思想都是源于CDMA系统，因此WCDMA和CDMA2000有许多相试之处：从双工方式上看，WCDMA和CDMA2000属于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都满足IMT-2000提出的技术要求，支持高速多媒体业务、分组数据和IP接入等。但它们在技术实现、规范标准化、网络演进等方面都存在较大差异。

WCDMA和CDMA2000各有优势和缺点。WCDMA技术较成熟，能同广泛使用的GSM系统兼容；相比第二代通信系统能提供更加灵活的服务；而且WCDMA能灵活处理不同速率的业务。其缺点是只能共用现有GSM系统的核心网部分，无线侧设备可以共用的很少。

CDMA2000的优势是可以和窄带CDMA的基站设备很好地兼容，能够从窄带CDMA系统平滑升级，只需增加新的信道单元，升级成本较低，核心网和大部分的无线设备都可用。容量也比IS-95A增加了两倍，手机待机时间也增加了两倍。缺点是CDMA2000系统无法和GSM系统兼容。

1.WCDMA与CDMA2000的物理层技术比较

WCDMA和CDMA2000物理层技术细节上有相似也有差异，由于考虑出发点不同，造成了不同的技术特点。WCDMA技术规范充分考虑了与第二代GSM移动通信系统的互操作性和对GSM核心网的兼容性；CDMA2000的开发策略是对以IS-95标准为蓝本的窄带CDMA的平滑升级。

（1）这两个标准的物理层技术相似点可以归纳为以下几点：

①内环均采用快速功率控制。CDMA系统是干扰受限系统，因此为了提高系统容量，应尽可能的降低系统的干扰。功率控制技术可以减少一系列的干扰，这意味着同一小区内可容纳更多的用户数，即小区的容量增加。因此CDMA系统中引入功率控制技术是非常必要的。

②系统都支持开环发射分集，信道编码采用卷积码和Turbo码。

③系统均采用软切换技术。所谓软切换是指移动台需要切换时，先与新的基站连通再与原基站切断联系，而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行，因此模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。软切换可以有效地提高切换的可靠性，大大减少切换造成的掉话。

④WCDMA工作频段：1900～2025MHz频段分配给FDD上行链路使用，2110～2170MHz频段分配给FDD下行链路使用，2110～2170MHz频段分配给TDD双工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900～2025MHz频段(上行)，2110～2170MHz(下行)。

（2）两个标准的物理层技术差异可以归纳为以下几点：

①扩频码片速率和射频带宽。WCDMA根据ITU关于5MHz信道基本带宽的划分规则，将基本码片速率定为3.84Mcps。WCDMA使用带宽和码片速率是CDMA2000-1X的3倍以上，能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。CDMA2000分两个方案，即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X两个阶段。CDMA2000系统可支持话音、分组数据等业务，并且可实现QoS的协商。室内最高数据速率达2Mbit/s，步行环境384kb/s，车载环境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在单载波上采用码片速率1.2288Mcps的直接序列扩频，射频带宽为1.25MHz。

②支持不同的核心网标准。WCDMA要求实现与GSM网络的兼容，所以它把GSMMAP协议作为上层核心网络议；CDMA2000要求兼容窄带CDMA，因此它把ANSI-41作为自己的核心网络协议。

③WCDMA进行功率控制的速度是CDMA2000的2倍，能保证更好的信号质量，并支持多用户。

④为了使支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务，为了完善新的数据话音网络，CDMA2000-1x需要添加额外的网元或进行功能升级。

2.WCDMA与CDMA2000网络接口的比较

3G标准的基本目标是能在车载、步行和静止各种不同环境下为多个用户分别提供最高为144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的无线接入数据速率。为多个用户提供可变的无线接入数率是3G标准的核心要求。CDMA2000可分别用于900MHZ和2GHZ两个频段CDMA2000的码片速率与IS-95相同，两系统可以兼容。WCDMA的码片速率为3.84Mcps，显然WCDMA系统中低速率用户或语音用户的移动台成本会大幅上升，在CDMA2000系统中则不会如此。

WCDMA的接口标准规范、制定严谨、组织严密，而CDMA2000的接口标准严谨性有待加强。IS-95厂家设备难以互通，给运营商设备选型带来了较大问题；3G许诺的高速无线数据服务必须可以和话音一样实现无缝的漫游，这是至关重要的。多媒体信息要漫游、视频通话也要漫游，没有这些基本要素，3G就不能称其为3G。漫游涉及到的不仅仅是技术问题，更重要的是商业利益。在这方面WCDMA显然更胜一筹，它支持全球漫游，全球移动用户均有唯一标识，而CDMA2000尚不能很好做到这一点。

3.WCDMA和CDMA2000网络演进的比较

（1）WCDMA的网络演进技术

现有的GSM系统利用单一时隙可提供9.6kbit/s的数据服务。如果复用多个时隙就能升级为HSCSD（高速电路交换数据）方式；此后出现了GPRS（通用分组无线业务），首次在核心网中引入了分组交换的方式，可提供144kbit/s的数据速率。接着继续升级采用8PSK调制，这样传输速率可以上升至384kbit/s这就是EDGE；WCDMA的数据传输速率将高达2M/s。

（2）CDMA2000网络演进技术

主要的CDMA2000运营商将来自现在的窄带CDMA运营商。窄带CDMA向CDMA2000过渡的方式为IS-95AIS95BIS-95CIMT2000。IS-95A的数据传输速率为14.4kbit/s，为了提供更高的速率，1999年部分厂商开始采用IS-95B标准，理论上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C进一步使容量加倍，最后升级为CDMA2000。

窄带CDMA系统向CDMA2000系统的演进分为空中接口、网络接口及核心网络演进等方面。

①目前窄带CDMA系统的空中接口是基于IS295A，其支持的数据速率为14.4kbit/s，由IS295A升级到IS295B，可支持64kbit/s。

②窄带CDMA网络接口的演进主要指窄带CDMA系统A接口的升级和演进。对于窄带CDMA系统，以前其A接口不是规范接口(即不是开放接口)，窄带CDMA和GSM的A接口的规范相比较，GSM是先有A接口标准，然后厂家依据标准开发；窄带CDMA是厂家各自开发，然后广泛宣传，最后凭借自身影响修改标准。

③窄带CDMA的核心网在美国经过多年发展后，从IS241A到IS241B到IS241C，我国CDMA试验网和红皮书以IS241C为基础，IS241D规范在1999年底，目前IS241E规范还未正式。

二、WCDMA和CDMA2000在我国的前景

对3G标准的选择不仅要看其技术原理及成熟程度，还要结合本国国情、市场运作状况等因素进行考虑。按目前的进展来看，两种标准最后不能融合成一种，但可以共存。

在我国，GSMMAP网络已形成巨大的规模，欧洲标准的WCDMA在网络上充分考虑到与第二代的GSM的兼容性，在技术上也考虑了与GSM的双模切换兼容，向WCDMA体制的第三代系统演进，从一开始就解决了全网覆盖的问题。而且CDMA2000采用GPS系统，对GPS依赖较大；在小区站点同步方面，CDMA2000基站通过GPS实现同步，将造成室内和城市小区部署的困难，而WCDMA设计可以使用异步基站，运营者独立性强；对于电信设备制造行业，我国在GSM蜂窝移动通信方面发展成熟，而窄带CDMA系统尚未形成规模和产业。

WCDMA采用全新的CDMA多址技术，并且使用新的频段及话音编码技术等。因此GSM网络虽然可采用一些临时的替代方案提供中等速率的数据服务，却不能提供一种相对平滑的路径以过渡到WCDMA。而CDMA2000的设计是以IS-95系统的丰富经验为依据的，因此窄带CDMA向CDMA2000的演进无论从无线还是网络部分都更为平滑。在基站方面只需更新信道板，并将系统软件升级，即可将IS-95基站升级为CDMA2000基站。

由此可见,WCDMA和CDMA2000还将长时间在我国共存，鹿死谁手？尚未分晓。

参考文献：

［1］TeroOjanpera，RamjeePrasad.朱旭红译.宽带CDMA：第三代移动通信技术.北京：人民邮电出版社.

［2］杨大成.CDMA2000-1X移动通信系统.北京：机械工业出版社,2003.

［3］罗凌，焦元媛，陆冰.第三代移动通信技术与业务.北京：人民邮电出版社，2005.

[论文关键词]3GWCDMACDMA2000

无线传输技术论文范文第2篇

关键词：云台；无线传输，Mini2440；局域网

中图分类号：TP277

目前在视频传输系统领域中，有线视频系统应用广泛，但有很多缺点，只适用于小范围的区域。尤其对于一些特殊的勘探场合，很难布线，因此有线视频传输系统受物理布线的限制无法实现。无线视频传输系统却不受限制，可以克服有线视频传输系统的缺点。同时随着自动化，通信技术的飞速发展，一种以嵌入式系统为主要处理手段的视频无线传输系统的实现已经成为可能。

随着信息技术的发展，市场上出现很多基于嵌入式的有线和无线两种视频传输系统。它们有很多突出的优点：系统提供良好的用户接口，设置了用户权限，只有有权限的用户才能操作或控制该系统；可以用手机浏览网页的方式查看实时视频画面。因此基于嵌入式技术的网络视频传输系统将有很好的发展空间。

1 云台控制视频无线传输系统的硬件结构

设计的系统由两个大模块组合而成：一个是控制摄像头捕捉足够大的视频画面的云台控制器，此部分的设计是本论文的重点；另一个是基于Mini2440开发板的视频无线传输模块，此部分是实现整个系统功能的一个重要辅助工具，也是本系统以后发展、延伸的部分。基于云台的视频无线传输系统中硬件是实现整个系统功能的关键，由以下几个部分构成：云台控制器、视频采集模块、mini2440微处理器、无线传输模块，GSM开关、手机终端模块。

1.1 云台控制器。云台控制器是基于STC12C5A60S2 单片机设计的一个机体结构，通过单片机控制X轴和Y轴方向的两个舵机，一个是X轴方向的旋转，通过延时程序的设置可以以任意速度旋转；Y轴方向的舵机可分三个档位，当X轴舵机旋转一个来回时Y轴方向的舵机才旋转一个档位，如此周而复始地旋转，当X轴旋转6个来回时Y轴舵机的三个档位才能循环一次，如此的程序设计是为了云台上的摄像头能扫描到足够大的视频画面。

1.2 mini2440微处理器。Mini2440是性价比较高的一款开发板。因采用了稳定性特别强的电源芯片供电，再加上专业的复位电路，使得整体的电路板运行非常稳定。其PCB是采用先进的四层板制板技术，布线合理，整个电路板的信号流非常流畅、完整，符合电路信号原理，而且具有很多先进性，支持基本的操作系统，不仅具有极强的视频图像处理功能，还有丰富的硬件资源。

1.3 视频采集模块。数字摄像头可以直接捕捉视频图像，然后传送到计算机里储存或进一步的处理。本文涉及到视频采集模块是一款USB摄像头。

1.4 无线传输模块。本次设计是通过网页浏览的方式将摄像头捕捉到的视频图像经过友善之臂开发板进行处理后经过一个由路由器组建的局域网内实现视频数据无线传输。在本次设计中选择TP-LINK无线路由器作为无线传输模块来搭建本次设计所用到的一个局域网。TP-LINK无线路由器有很多优点，适合于本次设计的视频数据传输要求。

1.5 GSM开关。整个系统中控制摄像头扫描范围的云台控制器是通过单片机控制两个平面的舵机转角来实现摄像头的画面捕捉范围的。云台控制器耗电量比较大，而且长时间运行会缩短舵机的寿命，所以需要一种开关来控制云台控制器的开通与关断，所以对一个GSM开关进行了改装，从而实现了在任何一个位置，任何一个时间都可以控制云台控制器的开通与关断。查看视频画面扫不到的范围时才打开云台控制器运行，否则就关掉，这样不仅节省电能，还能做到延长云台控制器的寿命。

2 云台控制器的设计

2.1 云台机体设计。云台是为了能使其上面搭载的摄像头扫描到的范围更广泛而设计的。它的机械结构一般有两个自由度即可，一般是指在水平方向即X轴和垂直方向即Y轴即可满足要求。

2.2 云台控制电路的设计。云台电路结构如下图1所示，本次云台共用2路舵机，但考虑到某些端口发生故障而影响研究进程，再考虑到节约资源，避免浪费，此主控板可以对以后的扩展有所帮助，所以我预留了20个接口，主控板共有22路舵机接口，并且在云台主控板上预留了其他传感器接口，可以进行一些附加功能的扩展。

图1 云台电路结构

2.3 云台动作程序。程序分两个子程序：一个是单片机初始化子程序，另一个是云台动作规划控制程序。其中云台动作规划控制程序又分两个动作，一个是X轴方向的旋转，通过延时程序的设置可以以任意速度旋转，Y轴方向的舵机可分三个档位，当X轴舵机旋转一个来回时Y轴方向的舵机才旋转一个档位，如此周而复始地旋转，当X轴旋转6个来回时Y轴舵机的三个档位才能循环一次，如此的程序设计是为了云台上的摄像头能扫描到足够大的视频画面。

3 视频无线传输的实现

3.1 视频的无线传输。随着科学技术的不断发展，各种无线设备如同雨后春笋，得到了很广泛的应用。在本次论文设计中我主要采用目前技术比较成熟的无线局域网技术，无线局域网的通信标准是802.11a/b/g。通过无线路由器搭建一个局域网，使用TCP/IP协议再将摄像头采集到的视频数据经过Mini2440开发板处理后通过局域网可以查看到动态的视频画面。

3.2 视频数据压缩处理程序的实现。在本次设计中视频数据的采集及压缩处理程序是Mini2440-bin，可以与本次论文所选用的摄像头驱动程序很好地匹配使用。此程序可实现的是实时视频数据的传输，不需要用大量的存储空间去保存大量的视频数据，这也是本次毕业论文所设计系统区别与监控录像的地方。

然后可以通过智能安卓系统的手机在终端通过浏览网页的方式查看实时的视频画面，同时也通过手机拨通GSM开关的方法来控制云台的开通与关断，即可以用手机查看实时画面的同时也可以灵活的无线控制云台轻松得到自己想要看到的视频画面角度。

3.3 手机查看视频画面。前期的设计和调试工作完成后，就可以通过手机查看系统传输的实时画面。打开手机的浏览器，键入系统的IP地址，可以在手机上显示动态的视频画面，同时还可以通过手机控制云台的开通与关断，从而得到自己想看的画面角度，找好位置后可以通过手机发送指令关掉云台，这样可以节省电能。

4 结论

本次论文设计运用自动控制技术和信息通信技术的一些成熟的技术作为理论依据，成功地完成了基于云台控制的视频无线传输系统的设计工作。因为在设计云台控制器主控板时预留了很多传感器输入，并且主控板还可以控制20路舵机，所以可以在系统上加一个湿度检测传感器，通过湿度检测传感器检测雨点，同时驱动另几路舵机来控制遮雨装置工作，保护整个系统不会受雨水淋湿，这样系统的安装位置就不受环境限制了，不仅可以用在室内，还可以用在户外。如此改装，完善后我们可以将本系统用在实验室，老师可以随时随地查看学生的做实验状况。经过长时间运行测试，系统工作稳定可靠，对于画面运动变化检测灵敏，能够满足一般用途的视频防盗监控的需要。同时系统价格低廉，可以根据不同的应用改变智能监控算法，具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1]张秀玲.视频监控系统研究现状与发展趋势[J].工程技术，2011，1（3）：1-2.

[2]张杰.嵌入式无线视频监控系统的设计与实现[J].科学技术，2010，2（1）：1-2.

[3]石晓栋，李全虎.嵌入式实时视频传输系统的设计与实现[D].呼和浩特：内蒙古大学，2012.

作者简介：杜瑞（1983-），蒙古族，北京联合大学毕业，学士，助教，从事机电专业课程讲授及实验培训。

无线传输技术论文范文第3篇

蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划，不需要透过实质线路，在一定的距离范围内，可以传输可观的资料量，当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达，而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机，只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输，眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输，包括PDA、笔记型计算机、车用装置等等。蓝牙计划的发起，主要是1998年5月，由Ericsson（爱立信，瑞典）、Intel（英特尔，美国）、NOKIA（诺基亚，芬兰）、IBM（国际商务机器，美国）、TOSHIBA（东芝，日本）等五家公司，共同组织一个“特别参与组织（SIG，SpecialInterestGrou）”称为BluetoothSIG，以此组织来制定一套短距离的无线传送、接收的技术规格。

二、浅谈蓝牙技术

蓝牙计划虽是1998年开始，但是蓝牙的技术根基却来自1997年制订完成的无线局域网络通讯协议：IEEE-802.11。

蓝牙基本上也是运用射频（RF）方式进行无线通讯，至于使用的频带范围，则是使用2.45GHz，这个无线电频带是全世界共同开放、不受法令限制的频带，举凡工业、科学、医疗（ISM，Industrial/Scientific/Medical）、甚至微波炉等都是使用2.45GHz的频带。

由于这个频带被广泛使用了，那么使用此频带进行通讯，绝对是很容易收到干扰的，因此蓝牙规格被设计成可跳频通讯，能够在一秒钟内进行1,600次的跳频动作，此这样的动作避免其它通讯的干扰。由于每秒1,600次的快速跳频，这也使得蓝牙无线收发的数据封包不能太长，否则不能满足如此频繁的跳频次数，所以蓝牙短封包、快速跳频的特性，也使其无线传输能抗干扰、更稳定通信。

蓝牙规格已经正式公布v1.0版，规格方面算是踏出成熟的第一步，接下来就是商品化、投入实际制造的阶段。而要让蓝牙迅速普及，就是在既有的用途装置上，追加设计蓝牙功能即可，以节省开发时间与成本，为此蓝牙射频模块就成为非常重要的一项零组件。

蓝牙射频模块一方面要够便宜，才可能快速普及，另一方面也要够小巧，才能适用于所有的需求装置上，目前专家推估射频模块的成本必须低于5美元才能普及，而各家公司也正加紧将射频模块设计地更精小、更便宜中。

三、蓝牙技术的应用

蓝牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的无线通讯能力，因此蓝牙技术可以舒缓若干问题，例如可以直接利用蓝牙的高速数据传输率来传输语音，等于是把蓝牙通讯当成无线电话的功能。

另外对于小公司、小环境等，也可以省去布设实质线路的成本，以及后续线路维护的困扰。还有蓝牙可以指定隔绝与通行的通信功能，也等于可以建立无线的LAN环境、小族群通讯环境。

四、蓝牙技术的展望

（一）蓝牙收发话器对健康的好处。由于手机有高功率的电磁波，据报导证实电磁波会对人体造成伤害，所以有了蓝牙，你将可以把一个小小的蓝牙附件装在你的大哥大，然后把收发话器戴在你的耳朵(由于蓝牙应用的是低功率，所以不会对人体有任何伤害)。准备好了以后，你就把你的大哥大放在口袋里讲电话，不必把电话紧贴的脸，甚至按下收发话器上的按钮就可以直接接听来电。

（二）比一般传统式红外线传输更快，且不用对准两个传输端口成一直线。蓝牙科技在传输方面的好处就是，它能够允许两个装置，在不排成一直线的状态下，还能够以无线的方式传送数据。不像红外线传输最大的缺点是，你必须对准两个传输端口成一直线才有办法传送数据。蓝牙传输甚至无视于墙壁、口袋、或公文包的存在而可以顺利进行。蓝牙的数据传输速度比红外线传输还要快，每秒钟高达1MB

（三）手表可自动对时间，无线下载Mp3。只要将来手表有内建蓝牙且有Mp3拨放功能，这样一来将可自动设定为标准时间，且可很方便的随时从计算机传输歌曲。

（四）其它还有很多很多，只要现在是要接线的，都有可能会被蓝牙所应用。蓝牙技术一旦普及，相信对通讯方式、产品设计、生活方式等都会有巨幅的冲击，甚至很难想象冲击的程度。不过就现阶段而言，蓝牙可能带来的便利却是可以想象的，各位可以想象家里安装一个蓝牙收发基地台，家中的计算机、电话、传真机都不用实际接线，就可以互通或连外。在公司内外务人员赶时间，只要在蓝牙收发范围内都可以传送数据，例如咖啡厅、车站等都可以。此外仓库的盘点盘查，只要带个PDA，仓库内设有蓝牙基地台，马上可以跟全省各地的仓库进行盘点加总，当然，蓝牙基地台后面有接往Internet，或是以公司专线，或VPN方式连接。另外数字相机拍完的相片，只要接近笔记型计算机就可以回传，省去记忆卡的插拔，既有计算机外设装置也都可以无线化，无线打印机、无线键盘、鼠标、摇杆。还有家中、公司都设有蓝牙基地台，则一支具有蓝牙功能的手机，在家就可以跟居家无线电话一样使用，而且是付居家电话费，在公司则变成自己的办公分机，公司替您付电话费，而在外出时就跟一般行动手机一样使用，这样真正落实一人一机终生用的理想，这种方式也被人称为三合一电话，即是居家、办公、行动电话三者合一。

五、结束语

蓝牙技术一定会飞速发展，但仍然有一些应用的细节问题需要解决，如相邻设备之间为防止信息误传和被截取，必须要用户提前设置对应频段等，严重影响蓝牙技术产品面市的速度。但相信随着一个不断完善的发展过程，蓝牙技术会为我们的未来家居和办公带来不仅仅是方便一点的革命。

参考文献：

[1]NathanJ.MullerBluetoothDemystified（影印本）.人民邮电出版社。

[2]金纯，许光辰，孙睿.蓝牙技术.电子工业出版社。

[3]井雅，徐晓东，吕志虎.蓝牙协议模型及应用.现代通信技术，2001.3。

[4]萧玮，杨涛.蓝牙核心技术.电信科学，2001.1。[论文关键词]蓝牙（Bluetooth）跳频通

无线传输技术论文范文第4篇

关键词：UML，建模，检测系统，实时系统

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

地铁性能动态调试是列车调试过程中的重要环节，动态调试主要检测地铁车辆的牵引、动力、制动系统[1]。而现有的地铁动态调试测试手段主要是基于列车本身牵引网络系统自带测试软件，即利用列车通信网络中的列车诊断系统接收列车子系统（包括微机控制与非微机控制系统）的状态信息、故障信息，并进行评估、储存，在司机室的显示屏上进行显示[2]。因此其测量准确性无法衡量。为此开发地铁动态试验性能检测及数据分析装置对于列车的安全正常运行具有重要意义。

2.地铁运行状态检测系统建模

地铁动态试验性能检测及数据分析系统对列车运行过程中的速度、加速度、冲击率、闸瓦温度进行检测和分析。通过测速雷达、压力传感器、红外辐射温度等传感器分别测量地铁行驶过程中的速度、制动管路压力、制动器温度等特征量，然后利用无线传输装置将数据发送给由笔记本电脑和系统控制软件构成的系统控制终端，系统分析软件根据采集的数据进行牵引加速度、制动距离、制动减速度、冲击率、静态制动响应时间等状态量的计算，然后进行数据分析，由此完成对车辆运行状态的监测。

2.1用例模型

用例是模型中结构实体的指定功能，它描述了系统的功能需求，将系统看作黑盒，从外部执行者的角度来理解系统[3]。绘制用例图的第一步是确定系统的参与者。分析可知，系统共有三个参与者，即检测人员、管理人员及地铁。检测人员负责对地铁运行状态进行检测，包括速度、加速度、温度、压力的检测，得出检测结果后，在系统初步分析结果的基础上做出检测报告。管理人员负责进行用户管理和设备管理，以保证检测工作的正常进行。地铁是被检测对象的承载体，由各传感器对检测量进行检测。根据系统要实现的目的和任务，建立系统的用例图如图1所示。

系统中的关键用例有：

（1） 自检模块

系统启动时首先进行系统自检以确认检测设备是否有效，自检包括：测试数据采集命令、数据分析命令、数据导出命令能否正确输出，测试DMI（即人机界面，在本系统即为笔记本电脑）显示等。系统自检完成后能够在DMI上显示自检结果。

（2） 数据采集

根据要求选择各种传感器，将其安装在合适的位置。通过传感器对设备的电压或者电流信号进行采样、保持，并送入A/D转换器变成数字信号，然后将该信号送到FIFO中。当FIFO中存放的数据到了一定数目时，由ARM7从FIFO中读出，从而达到利用各传感器对相应的特征量进行测量的目的。

（3） 数据传输

监控或控制设备无线网络通信，目前主要采用IEEE802.11 a/b/g WLAN或者Zigbee技术。鉴于Zigbee是一种低耗、低成本且能满足要求的无线串行网络通信技术，本系统采用Zigbee无线传输技术，以CC1110无线soc为核心的无线通信装置进行数据传输。无线传输模块与传感器模块通过串口通信，无线传输模块取得传感器数据后以无线方式将采集到的监测数据发送到数据采集接入点（AP），然后数据采集接入点通过串行方式把数据传输到系统监测终端。

（4） 数据导出

将传感器检测到的数据导出，数据保存为通用格式，可以用EXCEL等第三方软件打开，方便数据分析阶段进行图表分析。

（5） 数据分析

对接收到的检测数据进行计算，根据预先设置好的监测数据阈值，对比采集到的监测数据，做出初步的分析判断，并可根据需要在数据导入EXCEL等第三方软件后进行图表分析。MATLAB在图像处理领域中，功能强大，使用简单，可用于对DMI界面的图像处理；C#可以快速开发可视化界面，数据读取等，用于检测设备测试结果分析界面的搭建[4][5]。在获取检测设备测试的数据之后，需要进行结果的分析与评估时，在C#主程序里通过匿名管道调用MATLAB可执行程序来对数据进行分析和评估。

（6） 数据库

对检测的数据及数据分析过程产生的图表行储存；对测试特征量的阀值进行设定；对用户进行管理等。

2.2类图分析

类图反映了系统中类的静态结构。类图不仅定义系统中的类，还表示类之间的联系，如关联、依赖、聚合等，同时也包括类的内部结构（类的属性和操作）。

检测系统提供显示和操作界面DMI，检测员通过对系统界面进行一系列操作完成检测过程，在此过程中DMI也会为检测员提供检测过程的参考信息。因此围绕DMI进行深入分析具有重要意义，其类图如图2所示。

1.控制的内容包括：

1） 数据采集的启动与停止：包括对速度、加速度、温度、压力等信息的采集进行控制，并将采集到的信息通过无线传输装置发送给控制终端并显示出来。

2） 数据分析的启动与停止：包括将采集的数据导入到EXCEL等第三方软件，并做图表分析。

2.显示的内容包括：

1） 采集数据显示：显示速度值、加速度值、压力值、温度值。

2） 警示信息显示：速度异常显示、加速度异常显示、压力异常显示、温度异常显示。

3） 数据分析结果显示：速度、加速度、温度、压力的分析图表显示。

4） 设备状态信息显示：控制模式、工作模式等信息显示。

2.3检测过程活动图

活动图在用例分析中主要用来描述用户当前完成的工作以及用例实例或对象中的活动[6]，为了更详细地描述用户使用系统的工作过程，我们给出本系统的用户活动图。检测过程建模的主要业务有登录、数据采集、数据分析和数据存储。其活动图如图3所示。

事件流程可以描述如下：

检测人员使用用户名和密码登录系统；

检测人员发出数据采集指令，传感器进行数据采集；

无线传输装置将传感器采集到的数据发送到控制终端进行存储；

控制终端对数据进行计算，并作图表分析；

检测人员根据分析结果整理出检测报告；

检测人员也可再次登陆系统查看上次检测结果。

2.4检测过程序列图

为防止活动图变得过于复杂，数据采集、数据分析等过程都分别被压缩在了一个超级活动里，为了更详尽的描述实例间的消息，现在使用交互图[7]。序列图显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之间的交互，检测过程序列图如图4所示。在活动图中已经详细表达清楚的内容在下面的序列图中不再进行赘述，仅从登录成功角度进行描述。

3.结论

本文利用实时UML，通过用例图、类图、活动图、序列图建立了地铁运行状态检测系统的模型，研究表明，为地铁运行状态检测系统构建UML 模型，能够规范系统开发流程、优化软件结构、提高系统开发效率，增强程序可读性和可维护性。该项工作的完成为地铁运行状态检测系统的开发提供了依据。

参考文献

[1]王磊，列车网络控制系统的分析与研究[D]，西南交通大学硕士学位论文，2008，01

[2]李春璞，记者试乘长沙地铁提速停车都“温柔”[N]，长沙晚报，2013-04-11（A8）

[3]GB/T 7928-2003，地铁车辆通用技术条件[S]

[4]李伟，CTCS-3级列控系统车载设备测试平台关键问题研究[D]，北京交通大学硕士学位论文，2008，06

[5陈建球，CTCS级车载设备自动测试方法研究[D]，北京交通大学硕士学位论文，2009，05

[6]刘钰峰，李仁发等.实时操作系统仿真环境的UML建模[J]，系统仿真学报，2002，14（6）：710-713

无线传输技术论文范文第5篇

[论文摘要]蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划,不需要透过实质线路,在一定的距离范围内,可以传输可观的资料量,当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达,而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机,只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输,眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输。

一、前言

越来越多数字电子产品借着新科技提升本身的性能和实力。以目前发展的趋势来看,未来消费性电子产品将有两个重要的发展指标,一是使用蓝牙技术这类开放技术,以无线,局域网络,可携带式设备成为网络体的延伸。另一项则是内存规格的统一,加密以及轻量化应用。

无论您喜不喜欢,“蓝牙计划”这个名词几乎已到了无孔不入的境界,不论是商业财经台还是一般大众电视台,都不只一次以上报导这个计划的进展与新闻,话虽如此,但却很少人了解此计划的原意与来龙去脉,只知道有这样一个计划正如火如荼地进行,且声势浩大、似乎充满无限希望。可预见的,未来与蓝牙计划相关的新闻只会更多,因为计划正一步步实现中。

蓝牙(Bluetooth)简单讲就是一种电信、计算机的无线传输技术。单从字面上很难了解蓝牙是个怎么样的技术,他不像“GSM”一样可以望文生义。简单的说蓝牙是一种无线网络与消费性电子产品之通讯技术,透过无线传输和基频模块构成,其快速响应和跳频系统的特性使无线传输更佳稳定。可以应用在各种电子产品如:笔记型计算机、行动电话、数字相机和其它相类似电子产品等。

二、蓝牙的缘起

蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划,不需要透过实质线路,在一定的距离范围内,可以传输可观的资料量,当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达,而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机,只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输,眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输,包括PDA、笔记型计算机、车用装置等等。蓝牙计划的发起,主要是1998年5月,由Ericsson(爱立信,瑞典)、Intel(英特尔,美国)、NOKIA(诺基亚,芬兰)、IBM(国际商务机器,美国)、TOSHIBA(东芝,日本)等五家公司,共同组织一个“特别参与组织(SIG,SpecialInterestGrou)”称为BluetoothSIG,以此组织来制定一套短距离的无线传送、接收的技术规格。

三、浅谈蓝牙技术

蓝牙计划虽是1998年开始,但是蓝牙的技术根基却来自1997年制订完成的无线局域网络通讯协议:IEEE-802.11。

蓝牙基本上也是运用射频(RF)方式进行无线通讯,至于使用的频带范围,则是使用2.45GHz,这个无线电频带是全世界共同开放、不受法令限制的频带,举凡工业、科学、医疗(ISM,Industrial/Scientific/Medical)、甚至微波炉等都是使用2.45GHz的频带。

由于这个频带被广泛使用了,那么使用此频带进行通讯,绝对是很容易收到干扰的,因此蓝牙规格被设计成可跳频通讯,能够在一秒钟内进行1,600次的跳频动作,此这样的动作避免其它通讯的干扰。由于每秒1,600次的快速跳频,这也使得蓝牙无线收发的数据封包不能太长,否则不能满足如此频繁的跳频次数,所以蓝牙短封包、快速跳频的特性,也使其无线传输能抗干扰、更稳定通信。

蓝牙规格已经正式公布v1.0版,规格方面算是踏出成熟的第一步,接下来就是商品化、投入实际制造的阶段。而要让蓝牙迅速普及,就是在既有的用途装置上,追加设计蓝牙功能即可,以节省开发时间与成本,为此蓝牙射频模块就成为非常重要的一项零组件。

蓝牙射频模块一方面要够便宜,才可能快速普及,另一方面也要够小巧,才能适用于所有的需求装置上,目前专家推估射频模块的成本必须低于5美元才能普及,而各家公司也正加紧将射频模块设计地更精小、更便宜中。

四、蓝牙技术的应用

蓝牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的无线通讯能力,因此蓝牙技术可以舒缓若干问题,例如可以直接利用蓝牙的高速数据传输率来传输语音,等于是把蓝牙通讯当成无线电话的功能。

另外对于小公司、小环境等,也可以省去布设实质线路的成本,以及后续线路维护的困扰。还有蓝牙可以指定隔绝与通行的通信功能,也等于可以建立无线的LAN环境、小族群通讯环境。

五、蓝牙技术的展望

(一)蓝牙收发话器对健康的好处。由于手机有高功率的电磁波,据报导证实电磁波会对人体造成伤害,所以有了蓝牙,你将可以把一个小小的蓝牙附件装在你的大哥大,然后把收发话器戴在你的耳朵(由于蓝牙应用的是低功率,所以不会对人体有任何伤害)。准备好了以后,你就把你的大哥大放在口袋里讲电话,不必把电话紧贴的脸,甚至按下收发话器上的按钮就可以直接接听来电。

(二)比一般传统式红外线传输更快,且不用对准两个传输端口成一直线。蓝牙科技在传输方面的好处就是,它能够允许两个装置,在不排成一直线的状态下,还能够以无线的方式传送数据。不像红外线传输最大的缺点是,你必须对准两个传输端口成一直线才有办法传送数据。蓝牙传输甚至无视于墙壁、口袋、或公文包的存在而可以顺利进行。蓝牙的数据传输速度比红外线传输还要快,每秒钟高达1MB。

(三)手表可自动对时间,无线下载Mp3。只要将来手表有内建蓝牙且有Mp3拨放功能,这样一来将可自动设定为标准时间,且可很方便的随时从计算机传输歌曲。

(四)其它还有很多很多,只要现在是要接线的,都有可能会被蓝牙所应用。蓝牙技术一旦普及,相信对通讯方式、产品设计、生活方式等都会有巨幅的冲击,甚至很难想象冲击的程度。不过就现阶段而言,蓝牙可能带来的便利却是可以想象的,各位可以想象家里安装一个蓝牙收发基地台,家中的计算机、电话、传真机都不用实际接线,就可以互通或连外。在公司内外务人员赶时间,只要在蓝牙收发范围内都可以传送数据,例如咖啡厅、车站等都可以。此外仓库的盘点盘查,只要带个PDA,仓库内设有蓝牙基地台,马上可以跟全省各地的仓库进行盘点加总,当然,蓝牙基地台后面有接往Internet,或是以公司专线,或VPN方式连接。另外数字相机拍完的相片,只要接近笔记型计算机就可以回传,省去记忆卡的插拔,既有计算机外设装置也都可以无线化,无线打印机、无线键盘、鼠标、摇杆。还有家中、公司都设有蓝牙基地台,则一支具有蓝牙功能的手机,在家就可以跟居家无线电话一样使用,而且是付居家电话费,在公司则变成自己的办公分机,公司替您付电话费,而在外出时就跟一般行动手机一样使用,这样真正落实一人一机终生用的理想,这种方式也被人称为三合一电话,即是居家、办公、行动电话三者合一。

六、结束语

蓝牙技术一定会飞速发展,但仍然有一些应用的细节问题需要解决,如相邻设备之间为防止信息误传和被截取,必须要用户提前设置对应频段等,严重影响蓝牙技术产品面市的速度。但相信随着一个不断完善的发展过程,蓝牙技术会为我们的未来家居和办公带来不仅仅是方便一点的革命。

参考文献:

[1]NathanJ.MullerBluetoothDemystified(影印本).人民邮电出版社。

[2]金纯,许光辰,孙睿.蓝牙技术.电子工业出版社。

[3]井雅,徐晓东,吕志虎.蓝牙协议模型及应用.现代通信技术,2001.3。

无线传输技术论文范文第6篇

[论文摘要]蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划，不需要透过实质线路，在一定的距离范围内，可以传输可观的资料量，当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达，而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机，只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输，眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输。

一、前言

越来越多数字电子产品借着新科技提升本身的性能和实力。以目前发展的趋势来看，未来消费性电子产品将有两个重要的发展指标，一是使用蓝牙技术这类开放技术，以无线，局域网络，可携带式设备成为网络体的延伸。另一项则是内存规格的统一，加密以及轻量化应用。

无论您喜不喜欢，“蓝牙计划”这个名词几乎已到了无孔不入的境界，不论是商业财经台还是一般大众电视台，都不只一次以上报导这个计划的进展与新闻，话虽如此，但却很少人了解此计划的原意与来龙去脉，只知道有这样一个计划正如火如荼地进行，且声势浩大、似乎充满无限希望。可预见的，未来与蓝牙计划相关的新闻只会更多，因为计划正一步步实现中。

蓝牙(bluetooth) 简单讲就是一种电信、计算机的无线传输技术。单从字面上很难了解蓝牙是个怎么样的技术，他不像“gsm”一样可以望文生义。简单的说蓝牙是一种无线网络与消费性电子产品之通讯技术，透过无线传输和基频模块构成，其快速响应和跳频系统的特性使无线传输更佳稳定。可以应用在各种电子产品如：笔记型计算机、行动电话、数字相机和其它相类似电子产品等。

二、蓝牙的缘起

蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划，不需要透过实质线路，在一定的距离范围内，可以传输可观的资料量，当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达，而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机，只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输，眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输，包括pda、笔记型计算机、车用装置等等。蓝牙计划的发起，主要是1998年5月，由ericsson（爱立信，瑞典）、intel（英特尔，美国）、nokia（诺基亚，芬兰）、ibm（国际商务机器，美国）、toshiba（东芝，日本）等五家公司，共同组织一个“特别参与组织（sig，special interest grou）”称为bluetooth sig，以此组织来制定一套短距离的无线传送、接收的技术规格。

三、浅谈蓝牙技术

蓝牙计划虽是1998年开始，但是蓝牙的技术根基却来自1997年制订完成的无线局域网络通讯协议：ieee-802.11。

蓝牙基本上也是运用射频（rf）方式进行无线通讯，至于使用的频带范围，则是使用2.45ghz，这个无线电频带是全世界共同开放、不受法令限制的频带，举凡工业、科学、医疗（ism，industrial/scientific/medical）、甚至微波炉等都是使用2.45ghz的频带。

由于这个频带被广泛使用了，那么使用此频带进行通讯，绝对是很容易收到干扰的，因此蓝牙规格被设计成可跳频通讯，能够在一秒钟内进行1,600次的跳频动作，此这样的动作避免其它通讯的干扰。由于每秒1,600次的快速跳频，这也使得蓝牙无线收发的数据封包不能太长，否则不能满足如此频繁的跳频次数，所以蓝牙短封包、快速跳频的特性，也使其无线传输能抗干扰、更稳定通信。

蓝牙规格已经正式公布v1.0版，规格方面算是踏出成熟的第一步，接下来就是商品化、投入实际制造的阶段。而要让蓝牙迅速普及，就是在既有的用途装置上，追加设计蓝牙功能即可，以节省开发时间与成本，为此蓝牙射频模块就成为非常重要的一项零组件。

蓝牙射频模块一方面要够便宜，才可能快速普及，另一方面也要够小巧，才能适用于所有的需求装置上，目前专家推估射频模块的成本必须低于5美元才能普及，而各家公司也正加紧将射频模块设计地更精小、更便宜中。

四、蓝牙技术的应用

蓝牙由于具有1-2mbps、10-100公尺的无线通讯能力，因此蓝牙技术可以舒缓若干问题，例如可以直接利用蓝牙的高速数据传输率来传输语音，等于是把蓝牙通讯当成无线电话的功能。

另外对于小公司、小环境等，也可以省去布设实质线路的成本，以及后续线路维护的困扰。还有蓝牙可以指定隔绝与通行的通信功能，也等于可以建立无线的lan环境、小族群通讯环境。

五、蓝牙技术的展望

（一）蓝牙收发话器对健康的好处。由于手机有高功率的电磁波，据报导证实电磁波会对人体造成伤害，所以有了蓝牙，你将可以把一个小小的蓝牙附件装在你的大哥大， 然后把收发话器戴在你的耳朵(由于蓝牙应用的是低功率，所以不会对人体有任何伤害)。准备好了以后，你就把你的大哥大放在口袋里讲电话，不必把电话紧贴的脸，甚至按下收发话器上的按钮就可以直接接听来电。

（二）比一般传统式红外线传输更快，且不用对准两个传输端口成一直线。蓝牙科技在传输方面的好处就是，它能够允许两个装置，在不排成一直线的状态下，还能够以无线的方式传送数据。不像红外线传输最大的缺点是， 你必须对准两个传输端口成一直线才有办法传送数据。蓝牙传输甚至无视于墙壁、口袋、或公文包的存在而可以顺利进行。蓝牙的数据传输速度比红外线传输还要快，每秒钟高达1mb。

（三）手表可自动对时间，无线下载mp3。只要将来手表有内建蓝牙且有mp3拨放功能，这样一来将可自动设定为标准时间，且可很方便的随时从计算机传输歌曲。

（四）其它还有很多很多，只要现在是要接线的，都有可能会被蓝牙所应用。蓝牙技术一旦普及，相信对通讯方式、产品设计、生活方式等都会有巨幅的冲击，甚至很难想象冲击的程度。不过就现阶段而言，蓝牙可能带来的便利却是可以想象的，各位可以想象家里安装一个蓝牙收发基地台，家中的计算机、电话、传真机都不用实际接线，就可以互通或连外。在公司内外务人员赶时间，只要在蓝牙收发范围内都可以传送数据，例如咖啡厅、车站等都可以。此外仓库的盘点盘查，只要带个pda，仓库内设有蓝牙基地台，马上可以跟全省各地的仓库进行盘点加总，当然，蓝牙基地台后面有接往internet，或是以公司专线，或vpn方式连接。另外数字相机拍完的相片，只要接近笔记型计算机就可以回传，省去记忆卡的插拔，既有计算机外设装置也都可以无线化，无线打印机、无线键盘、鼠标、摇杆。还有家中、公司都设有蓝牙基地台，则一支具有蓝牙功能的手机，在家就可以跟居家无线电话一样使用，而且是付居家电话费，在公司则变成自己的办公分机，公司替您付电话费，而在外出时就跟一般行动手机一样使用，这样真正落实一人一机终生用的理想，这种方式也被人称为三合一电话，即是居家、办公、行动电话三者合一。

六、结束语

蓝牙技术一定会飞速发展，但仍然有一些应用的细节问题需要解决，如相邻设备之间为防止信息误传和被截取，必须要用户提前设置对应频段等，严重影响蓝牙技术产品面市的速度。但相信随着一个不断完善的发展过程，蓝牙技术会为我们的未来家居和办公带来不仅仅是方便一点的革命。

参考文献：

[1]nathan j.muller bluetooth demystified（影印本）.人民邮电出版社。

[2]金纯，许光辰，孙睿. 蓝牙技术. 电子工业出版社。

[3]井雅，徐晓东，吕志虎. 蓝牙协议模型及应用.现代通信技术，2001.3。

无线传输技术论文范文第7篇

关键词： 计算通信；超量信息；无线传输

Abstract： Computing communications is a new paradigm that combines computing and communications. Through tight integration of information transmission and processing， computing communications delivers a function flow （rather than a traditional information flow） in the network and can fundamentally solve challenges in the wireless transmission of mass information. Promising research areas in computing communications include computing communication theory， exploitation of network computing gain， and ubiquitous computing communication.

Key words： computing communications； mass information； wireless transmission

通信网络深刻地改变着人们的生产、生活和学习方式， 成为支撑现代社会经济发展、社会进步和科技创新的最重要的基础设施。大容量、异构性、智能化代表未来网络的发展趋势。在全球化日益加深的当今世界，信息的作用已经不仅仅是经济发展的支撑，更是决定经济发展成败的引擎。目前，下一代通信网络相关技术已成为各国竞争的焦点和制高点，引领了信息产业革命的第三次浪潮，将成为未来社会经济发展、社会进步和科技创新的最重要的基础设施，也关系到未来国家物理基础设施的安全利用。挑战支持大容量媒体数据传输网络的重大基础科学问题，发展中国具有自主产权的异构网络技术，推动中国在该领域的跨越式发展，具有十分重要的国际战略意义。

移动互联网作为人们交流及获取信息的一种高效便利的渠道，在中国向信息化社会转型的过程中起着倍增器作用。目前国际信息化总的趋势是从固定宽带转向移动宽带。到2015年之前，全球移动宽带用户数将达到38亿。中国目前无线通信用户数将达到6.5亿，在软、硬件领域都可望成为全球最大的产品供应国。无线通信已成为中国率先实现高新技术崛起的支柱行业之一。然而，随着信息向网络化、泛在化、融合化的方向发展，数字媒体内容呈现爆炸式增长的态势。移动通信的发展因此面临着巨大的技术挑战。最近的研究报告（Cisco）显示，未来5年全球移动数据量将增长66倍，其中2/3来自于无线视频业务。因此，移动用户将经常遭遇连接阻塞，下载时间过长，播放滞缓等不良体验。根据全球移动通讯系统协会（GSMA）的报告显示，移动宽带连接速度最慢的国家是印度和中国，而韩国、澳大利亚、新西兰、其余亚太地区和西方国家较快。作为中国战略性新兴产业，移动通信网络的重要作用日益凸显。如何全面提升移动网络的综合效能将直接影响到国民经济建设、国防现代化建设、社会和谐发展。

国际标准化组织、通信企业及科研院所将下一代无线通信系统的技术目标定位在100 MHz带宽内提供高达1 Gbit/s峰值数率。然而从现实情况来看，在过去40年里，蜂窝网的容量增长大约为平均每5年2倍。其中较大的贡献来自于网络规模的扩大及频谱的增加。近十多年里开发的移动通信的主流技术已在3G、4G中得到较充分地应用。在信源方面，多媒体压缩能力的增长大约为每5年2～3倍。其中正在开发的最新标准 H.265只有20% 的压缩能力来自“纯算法”；绝大部分提高来自“视觉体验”。显而易见，移动用户对无线多媒体跳跃式的需求增长是传统无线网络无法独立满足的。如何从根本上解决超量信息有效传输的是网络社会中信息科学目前所面临的重大科学问题。

1 计算通信概念的提出

世界各国高度重视数字媒体通信技术的研发、通信网络基础设施建设、无线通信标准制订。进入新世纪以来，为突破数字通信的技术瓶颈，各国纷纷推出数字媒体相关的研究计划。由于频谱资源日趋匮乏，开发新一代颠覆性无线通信技术，谋求移动通信的主导地位，已经成为国际信息科学技术前沿研究的汇聚点。

作为数字化革命的两个方面，计算和通信在主要目标上有所不同。网络计算主要侧重于在消耗最少资源条件下如何通过计算迅速地、可靠地解决问题；而无线通信则主要侧重于在消耗最少资源条件下如何快速地、可靠地传递信息。在过去的60年间，计算与通信两学科得到了不可思议的发展。一方面，图灵和诺依曼利用许多晶体管搭建了现代电子计算机的雏形，奠定了现代计算体系。而今，电子数字计算机成为人类社会的基石，而且已经演进到多处理器网络架构。在可以预见的未来，网络及移动节点的计算能力仍将遵循摩尔定律，继续其快速增长的势头。另一方面，1948年香农的革命性论文开始了现代数字通信理论的新纪元[1]。文章揭示了无线传输能力在根本上受到频谱资源和能量等因素制约，其承载能力成对数级别增长。从物理层来挖掘无线资源，虽然可以获取频谱利用率及功率利用率的提升，但这种提升是有限的，除了会带来设备复杂度及建网成本的增加，更有一种不可忽视的后果：能耗的巨大增长。

如何突破根据传统香农信息论的现有无线网络瓶颈束缚，取得跨越式的发展，已经成为无线网络进一步发展亟待解决的问题。信息论领域权威学者美国工程院院士斯坦福大学教授T. Cover曾指出：“通信是计算约束的，而计算是通信约束的”。由此可见，解锁无线网络潜能的关键正在于通信与计算的有效结合。如图1所示，传统通信的容量由香农公式所示呈现log函数增长趋势；而根据摩尔定律，计算能力却是呈现指数特性增长。特别是在大规模网络中，网络中的移动终端拥有越来越强大的计算能力，而且智能终端通过网络可以完成更加强大协同计算。将这种丰富的计算能力注入移动通信网中，可以解锁网络通信能力的巨大潜能。可以预见未来移动通信的一个动力源泉是强大的网络计算能力。

纵观无线通信发展历史，网络通信效能的本质提升必须建立在传输理念及网络架构有根本性变革的基础上。计算通信将融合计算和通信这两个信息科技的关键领域，对摩尔定律驱动下的“计算通信理论”这一正在崛起的学科作全面性的研究工作，以谋求超量信息无线传输的本质性突破。其核心思想是围绕终端的信息体验（QoE），通过信息传递和信息处理的深度耦合，同时运用计算和通信资源在网络高效地传递函数流。如图2所示，计算通信系统中的网络效用容量由3种关键因素决定：异构网络总体量、无线传输能力、网络计算能力。虽然无线传输能力的提升已遭遇香农瓶颈效应，网络体量的扩大也附带着巨大的成本，但网络的效用容量仍可通过丰富的计算能力取得跳跃式的增长。网络的效用容量和计算能力之间存在着某种互换关系，好比物体质量与极限速度的之间的对应关系。

2 计算通信的潜力

计算通信作为引领下一代无线通信网络发展的潜在突破性理论，可以追溯到30年前的计算机网络时代。众所周知，路由是计算机网络（比如Internet）中最基本的数据传输装置。字节（比如数据包）可以通过网络的中间节点成功地从源节点传输到目的节点。从这个角度看，2个节点之间的数据包交换就实现网络间的通信，犹如交通道路上运行的汽车。然而当网络（移动）节点具备计算能力时，该经典的通信模型得到了突破。早在1984年，Gamal[2]第一次提出了在一个n个节点的完全连接双向图中计算恒等和奇偶函数的最小传输次数问题。随后，信息论领域大师，美国工程院院士MIT大学教授 Gallager在文献[3]中设计了一种计算恒等和奇偶函数的协议，并指出该协议需要最多O （n logn logn ） 量级的传输次数，量化了计算带来的多节点无线网络中的巨大增益。20年之后，Goyal， Kindler以及Saks[4]证明了计算恒等函数至少需要该数量级的传输次数，因此Gallager的协议是复杂度最优的计算恒等函数算法。

Kumar等的工作[5-7]将计算通信理论运用到无线自组织网络和传感器网络中，开启了这个领域。随后的深入研究表明，在以“效用函数”为目标的通信系统中，整个网络可被视为一个面向应用的分布式计算系统，其计算能力直接决定了系统的效用容量。2000年，Ahlswede等人在文章[8]中指出信息流跟道路上的交通是大不一样的。他们指出，在计算通信网络中，对数据流可以进行代数编码，并再把编码后的信息传输到下一节点。最近十年，网络编码作为计算通信的一种特殊形式，迅速激起了研究的热潮，并且逐步被人们在理论上证明了基于网络计算的传输优势。最近，网络编码逐步被应用到实际系统中。Microsoft、HP、Intel、Cisco、Samsung等研究机构/公司都在实际的有线网络和无线网络中开展网络编码应用工作。

尽管计算通信的潜力初现端倪，国际上到目前为止在移动计算通信领域的研究仍是相对零散的，如文献[9-11]。Dougherty等的研究表明，现有的网络计算技术还无法提供无线网络应能达到的计算增益[9]。网络计算运用于无线多址接入的研究也刚起步[11]。由于移动网络的复杂性及超量信息的多元性，学术界还缺乏完整的理论体系及系统级突破性技术，能将计算通信的潜能转化为可观的网络增益。这对中国来说是个巨大的机遇。

3 计算通信的研究方向

针对超量信息无线传输的容量瓶颈、虚拟化网络中计算通信资源的动态多元性、及新兴数据业务的复杂移动性等挑战问题，计算通信的研究将涉及跨信息领域的交叉学科，主要研究点可以概括为3个方面。

3.1 计算通信基础理论

在摩尔定律的驱动下，无线网络和移动终端的计算能力都在继续以指数性速度增长，为获取有效网络容量增益提供了必要条件。建立“计算通信”的抽象数学模型，并形成普适的理论分析体系，是开启计算通信理论潜能的关键。由此产生的共性关键科学问题就是通过数学语言精准地描述异构网络及移动节点的计算能力，量化群体信息的传输有效性，并借此揭示网络计算能力对整体效用容量的影响。计算通信基础理论的研究涵盖3个主要部分。第一，对无线异构网络“效用容量”的数学定义及建模。在计算通信机制下优化的最终目标函数是群体用户的有效体验即所谓的“效用容量”，只有在“效用容量”框架下研究计算与通信的融合才有真正的意义。第二，基于计算能力的“相对信息理论”。若要在有限的通信能力下提高网络效用容量，就必须考虑相对网络计算能力的有效信息传输能力，探索计算能力与效用容量的转换规律。在此基础上，进一步对异构网络的效用容量进行优化，进而精确地分析各种计算参数对整体性能的影响。第三，在虚拟资源模型化的基础上，通过网络计算将模型化的多元虚拟资源有效的分配给各个网络结点，以最大化虚拟网络资源的利用率，达到包括效率和可靠性在内的最佳网络通信性能。

3.2 网络计算增益析取机理

多种并存的异构网及移动节点所提供的多元化的通信和计算资源通过网络化和虚拟化的方法，在逻辑上形成统一个完整统一的虚拟重构网。如何基于虚拟化的通信资源和网络化的计算资源，利用虚拟重构网的多元协同计算通信理论与机制，以有效获取网络通信中的最大计算增益，是计算通信涵盖的第二大研究点。这就要求首先对这些虚拟通信资源建立适当的描述模型，该模型应该能用统一的方法刻画不同性质的虚拟通信资源，并为多元虚拟资源的协同分配提供基础。其次，协同通信机制能够将所需的计算任务进行有效的分割，尽可能减少每个子计算任务之间的耦合，通过不同网络结点的分布式并行计算来获得协同通信机制要求的虚拟资源分配方案。可见，协同通信机制设计和网络化计算是相互耦合、相互制约、相互促进的整体。因此，这两个部分的联合设计和联合优化将成为本研究点的关键。

3.3 计算通信普适性

适用于大规模网络的计算通信理论必须具备可扩展性、可实现性、及可适用性。因此，需要研究如何充分发挥多元计算能力，建立可扩展的异构计算方法，以及研究可实现的复杂业务的适配机制。具体来说，就是研究大型泛在网络中业务与网络之间，节点与网络之间，以及节点与节点之间的协同计算、通信、及分享机制，将超量信息高效地传递到众多动态节点，从而保证用户体验到优质的移动服务。

4 结束语

无线网络能力本质的提升必须建立在传输理念及网络架构有根本性变革的基础上。虽然现有无线网络容量的提升已遭遇香农瓶颈效应，但网络及移动节点的计算能力却仍呈现指数特性增长。“计算通信理论”是有着巨大潜力的新兴学科，将融合“计算”和“通信”这两个信息科技的关键领域，运用丰富多元的移动网络“计算资源”来解锁无线传输现阶段的瓶颈，释放巨大潜能，以获取无线网络有效容量的跳跃性提升。计算通信的研究应瞄准网络社会中信息科学面临的重大科学问题，研究体现无线网络异构性、适应移动节点多元性及超量信息复杂性的突破性理论论架构与关键技术，是未来无线通信网络的发展方向之一。

参考文献

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[2] GAMAL A .Reliable communication of highly distributed information[M]. GOPINATH T M， THOMAS B C.Open Problems in Communication and Computation， Berlin，Germany： Springer-Verlag， 1987： 60-62.

[3] GALLAGER R G.Finding parity in a simple broadcast network[J]. IEEE Transactions on Information Theory， 1988，34（2）： 176-180.

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[5] GUPTA P， KUMAR P R. The capacity of wireless networks[J]. IEEE Transactions on Information Theory， 2000，46（2）： 388-404.

[6] GIRIDHAR A， KUMAR P R. Toward a theory of in-network computation in wireless sensor networks[J]. IEEE Communications Magazine， 2006， 44（4）： 98-107.

[7] GIRIDHAR A， KUMAR P R. Computing and communicating functions over sensor networks[J]. IEEE Journal on Selected Areas in Communications，2005，23（4）：755-764.

[8] AHLSWEDE R， CAI N； LI S Y R， et al. Network information flow[J]. IEEE Transactions on Information Theory， 2000，46（4）：1204-1216.

[9] DOUGHERTY R， FREILING C， ZEGER K. Unachievability of network coding capacity[J]. IEEE Transactions on Information Theory，2006，52（6）： 2365-2372.

[10] AYASO O， SHAH D， DAHLEH M A. Information theoretic bounds for distributed computation over networks of point-to-point channels[J]. IEEE Transactions on Information Theory， 2010，56 （12）： 6020-6036.

[11] NAZER B，GASTPAR M. Computation over multiple-access channels[J]. IEEE Transactions on Information Theory， 2007， 53（10）： 3498-3516.

作者简介

王新兵，上海交通大学教授、博士生导师、电子工程系副主任；主要研究移动多播、移动网络拓扑、认知无线电频谱分配；担任《IEEE TMC》等国际期刊编委；获IEEE通信学会亚太区杰出青年研究者奖等奖项；近五年发表20余篇文章，申请发明专利27项。

陶梅霞，上海交通大学教授、博士生导师、无线通信技术研究所副所长；主要研究方向为物理层网络编码、无线资源分配、MIMO技术等；担任《IEEE TCOM》等国际期刊编委；获IEEE通信学会亚太区杰出青年研究者奖等奖项；在IEEE重要期刊上40余篇，持美国专利2项。

无线传输技术论文范文第8篇

【关键词】 谐振耦合 无线充电 RFID 智能家居

一、引言

所谓无线充电技术通常指的是电能的无线传输技术，通俗的说，就是不借助实物连线实现电能的无线传达。这样做的好处是方便、快捷，减少在苛刻条件下使用电缆带来的危险性等。关于无线充电技术的研究开始较早，早在1900年，尼古拉・特拉斯就开始无线电能传输的实验，经过一百多年的发展，关于无线传电的方法多种多样，但是基本原理大概可以分为以下三种：电磁感应式、无线电波式、谐振耦合式，通过非辐射磁场内两线圈的共振效应实现中距离的无线供电。

从表1对比可知， 谐振耦合式无线充电技术的非辐射性、高效率等优点是其它无线充电技术无法相比的。所谓谐振耦合式就是利用接收线圈的电感和并联的电容形成共振回路，在接收端也组成同样共振频率的接收回路，利用谐振形成的强磁耦合来实现高效率的无线电能传输。该技术的出现引起了国内外学术界与工业界的巨大兴趣，被公认为目前最具发展前景的一种无线能量传输技术方案。

但是目前基于谐振耦合式的无线充电技术的研究偏向理论化，缺乏对实际应用有定量指导意义的研究成果，同时此技术传输功率较小远远不能完成大功率能量传输，也存在着能量损失较高等缺陷。但毋庸置疑，谐振耦合式无线充电技术对充电设备位置的灵活性以及充电设备的高效匹配性具有重要的实用价值。

二、国内外研究现状

无线能量传输的构想最早可以追溯到19世纪80年代，由著名电气工程师（物理学家）尼古拉・特斯拉（Nikola Tesla）提出。为证实这一构想，特斯拉建造了巨大的线圈用于实验使用。由于实验耗资巨大，最终因财力不足没有得到实现，随后也一直被技术发展水平所限制。

国外对无线充电技术的研究开展的比较早。1968 年，美国著名电气工程师P. E. Glaser在W. C. Brown提出的微波无线能量传输（WPT）概念的基础上提出了卫星太阳能电站（SSPS）的概念。随后美国，日本和欧洲等国都试图把这项技术作为获取新能源的手段，但由于该方案在技术上要求很高，故在实际使用上存在一定的局限性。随后，一家名为 Powercast 的公司推出了一款利用无线电波充电的充电装置，实现了距离为1米左右的低功率无线充电。

另一方面，在20世纪70年代，美国出现了电磁感应能量传输原理的无线电动牙刷。这项应用的传输功率和传输距离都不是很理想，但其无线的特征却恰好满足了其特殊条件下的应用要求。近年来，美国、日本、新西兰、德国等国家相继在这项技术上继续深入研究，目前已经研发了很多实用的产品：美国通用汽车公司研制出的 EV1 型电车；日本大阪幅库公司研制出的单轨型车和无电瓶自动货车；2013年10月，瑞典汽车制造商沃尔沃声称成功地研制出电磁感应式无线充电汽车。

国内对无线充电技术的研究相对较晚。目前在无线电波和电磁感应无线能量传输方面取得的主要成果有：2005年8月，香港城市大学电子工程学系教授许树源教授宣布成功研制出“无线电池充电平台”；中科院严陆光院士带领的研究小组从高速轨道交通的角度对运动型应用进行了性能分析；2007年2月，重庆大学自动化学院非接触电能传输技术研发课题组突破技术难点，设计的无线电能传输装置实现了600至1000W的电能输出，传输效率达到 70%。

谐振耦合式方案是2006年由美国麻省理工学院物理系助理教授 Marin Soljacic 所带领的研究团队提出来的。并于 2007 年 7 月 6 日在科学杂志《Science》上发表成果文献。团队利用该方案，成功的点亮了距离为2米外的一个60 瓦的灯泡，传输效率为40%左右。此项称为“Witricity”技术，该技术树立了无线充电技术发展史的里程碑。一年后，Marin Soljacic团队声称已将传输效率提高至90%。

由于该技术极具前景和市场，世界各国的相关机构和公司也不约而同的进行深入研究。2010 年 1 月，海尔在美国拉斯维加斯举行的国际消费电子展（CES）上展出了最新概念产品无尾电视。一方面，产品运用无线通信技术传输视频信号；另一方面，又使用谐振耦合式充电技术供电，真正实现了无线化。

三、发展疑难点及解决方案

3.1 如何克服干扰源的影响

无线能量传输系统工作在包含各种用电设备的电磁环境中，易受到外界电磁源的干扰。一方面，磁耦合谐振无线能量传输系统以磁场为能量传输介质，任何能感应到磁场的元件都可能成为负载，这种情况为无源干扰源，称为负载类干扰，干扰源称为负载类干扰体；另一方面，外磁场也会影响能量传输系统的磁场，这种情况为有源干扰，其干扰源为干扰场源。这些干扰都会降低系统的传输效率。根据无线输电原理，本文提出以下两个解决方案：（1）选择隔磁的充电空间。为了避免干扰源对能量传输系统的影响，可以把能力传输系统与干扰源隔离，故可以利用电磁屏蔽技术，使系统不受外界干扰源影响。电磁屏蔽的工作原理是利用反射和衰减来隔离电磁场的耦合，所以可以制作屏蔽体，来保护系统免受外界电磁波干扰。如屏蔽导电漆就是能用于喷涂的一种油漆，干燥形成漆膜后能起到导电的作用，从而屏蔽电磁波干扰。（2）控制能量传输系统的谐振频率。由磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究知，能量传输系统对干扰源的频率十分敏感。在实际应用中，0.5～25MHz 尚属于空白应用频率段，因此可以在设计能量传输系统的时候，使系统的谐振频率满足电磁耦合的同时尽量处于0.5～25MHz之间，这样有可能降低实际应用中的电子设备对无线能量传输系统的影响。

3.2 如何提高传输距离

美国麻省理工学院物理系助理教授 Marin Soljacic 所带领的研究团队成功地点亮了距离为 2 米外的一个 60 瓦的灯泡。但目前这种技术的最远充电距离只能达到2.7m，传输距离较近严重限制了它的应用。由于传输距离的远近与能量传输系统的电路结构密切相关，现提出如下解决思路：改变电路参数角度来提高传输距离。研究表明，传输距离受到频率、线圈参数等的影响。线圈的谐振频率越高，传输的距离越远；线圈的线径越大，传输的距离越远；线圈的直径越大，传输的距离越远；线圈的匝数越多，近距离传输效果强于远距离传输效果。因而可以综合频率、线圈参数等因素，选定合适的电路器件，使系统传输距离较远。

3.3 是否存在有害电磁辐射

磁耦合谐振式无线充电技术的原理告诉我们，由于电感线圈的存在，必然会产生磁力线辐射，那么这样的磁场会不会造成电磁辐射危害人们的身心健康呢？在电流的辐射方面，目前无线充电器基本上将交流电整流后转换为直流电，且功率极小，业内人士也一直在强调理论上对人的健康不构成威胁。但是辐射的问题，现在也只是停留在理论分析上，到底会不会，依旧是需要更进一步的理论分析和实验研究，只能让时间来证明。

四、发展前景及创新

4.1 RFID与无线充电技术的融合

射频识别技术是利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）传播来实现无接触式信息传递并通过所传递信息达到自动识别自标的一种技术，将RFID技术与无线充电技术相结合，对每个无线充电设备嵌入RFID电子标签，读写器通过射频信号同电子标签进行通信，保证被充电设备与充电系统的完全分离，实现能量的高效率无线传输。

4.2 智能家居与无线充电技术融合

智能家居是物联化的一个体现，最终发展方向之一是终端无线化。应用无线充电技术，可以使各家电系统自动获取电能，进一步实现智能家居的自动控制化。但在无线输电过程中产生的磁场是否会影响到各级系统装置的正常工作有待进一步考证。如果相互影响问题得到有效的解决，无线充电设备与常规家电设备能有效共存，则是智能家居与无线充电两大领域的完美结合，势必进一步改变人类生活。

4.3 电动汽车与无线充电技术融合

无线充电技术对手机等小型电子产品而言，是个锦上添花的新功能，对电动车产业而言，则可能是启动整个市场的关键。对电动汽车进行无线充电，没有外露的连接器，可以彻底避免漏电、跑电等安全隐患。同时采用电磁共振式无线充电技术，可以将电源和变压器等设备隐蔽在地下，让汽车在停车处或街边特殊的充电点充电。若能将无线充电技术应用于电动车产业，将是电动车行业的一大改革。

五、结束语

谐振耦合式无线充电技术是目前最被看好的无线充电技术之一，从长远来看具有广泛发展空间及应用前景。但是每一种无线输电方式都有一系列的关键问题需要解决，如何实现电磁共振式无线充电技术应用的大型化、高效化与距离化，是各国科学家探索研究的重点。随着技术水平的提升，无线充电技术发展迅速，应用逐渐成熟，技术普及逐步实现，在未来的各种场合，无线充电技术无疑将扮演重要角色，服务全人类。

参 考 文 献

[1] 曲立楠，磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究，哈尔滨工业大学硕士论文，2010

[2] 范明，谐振耦合式电能无线传输系统研究，太原理工大学硕士论文，2012

[3] [德]Klaus finkenzeller 著.射频识别（RFID）技术――无线电感应的应答器和非接触IC 卡的原理与应用（第二版）

无线传输技术论文范文第9篇

关键词：实时监测；环境参数；控制台

1 引言

随着可再生能源技术的发展，在最近几年太阳能光伏发电系统得到了比较广泛的应用。但是目前影响太阳能系统输出参数的因素很多，主要的外部环境参数为温度、表面风速和照度。温度是光伏系统的重要参数之一，在给定光强下，光伏电池工作温度的升高影响电池的输出功率[1]。因此对温度的采集和 检测在光伏发电系统中显得尤为重要。光伏发电系统的环境风速会影响到光伏发电组件的表面热量散发，因此对风速的采集和监控也是需要的。对于照度的监控，能很好的监控组件工作状况，防止“热点效应” [2]的产生。

本文设计了一种自动的、可以实时检测、记录以及传输的太阳能光伏发电系统的数据检测装置，该装置不仅可以实时检测光伏发电组件的环境参数，而且可以把采集到的参数通过无线传输发送到远程的控制台，进行记录处理分析。

2 系统构成及硬件部分

2.1 系统构成

系统主要包括电源模块、数据采集模块、数据处理模块、显示模块、无线通信模块，系统框图如图1所示。太阳能光伏发电系统的数据采集模块使用多个传感器采集太阳能光伏发电系统的光伏发电组件的温度、风速、照度；数据处理模块，控制多个传感器进行数据采集并处理传感器采集的数据；无线通信模块，执行太阳能光伏发电系统的数据检测装置与通信基站的无线通信，传输采集的数据；电源模块为上述各模块提供电源。

2.2 硬件结构及工作过程

数据采集模块包括温度传感器，风速传感器和照度传感器。温度传感器包括美国AD公司生产的集成接触式传感器芯片AD590信号放大器，AD590的测温范围为-55℃～+150℃。AD590将外部温度信号转换为模拟电流信号，接着信号放大器将电流信号转换成电压信号并自动调整信号的增益大小。风速传感器采用了脉冲式风速传感器，脉冲式风速传感器体积小、质量小、原理简单，同时能够将风速模拟量直接转换成电子脉冲数。

数据处理模块采用德州仪器（TI）公司的LM3S1138微处理器，该微处理器可以对采集来的温度和照度数据进行A/D转换，并经行数据比较和BCD码转换，最后可以在显示模块上显示出当前的温度、风速以及照度的数值。微处理器还可以控制采样的周期，设定报警的上限，一旦采集到的数据超过报警的上限时，即发出报警信号。该微处理器还可以按照用户定义的数据格式打包，并发送到无线通信模块的缓存中去。显示包括四个键，这4个按键可以对微处理器进行参数和报警上限的设定。

无线通信模块采用索尼爱立信公司的G64无线传输模块，G64可以将数据处理模块发送过来的数据包封装，通过GPRS接入Internet，传入监控中心。监控中心的终端对接收来的数据包解析，还原，并由PC机执行相关的处理，如记录下一周期内的温度，风速，照度的变化曲线，定期进行数据库更新等等。监控中心的终端还可以通过Internet和无线网络对太阳能光伏发电系统的数据监测装置经行远程设定。

数据采集模块采集太阳能光伏发电系统的温度、风速、照度参数，并且把这些参数传送到数据处理模块，数据处理模块对这些参数滤波，A/D转换后打包发送到无线通信模块的缓存中，无线通信模块把这些数据包通过现有的无线网络罗如GSM，CDMA，WCDMA，TDSCDMA发送到各个基站，进而再传送到控制台，对这些数据进行记录分析，当采集到的数据超过所设定的参数时，还可以发出报警信号。

3 软件设计

在采集过程中，传感器的输入模拟信号经前段信号处理之后送至C8015F320的引脚上，经过ADC转换为数字信号。单片机片外有8个45DB321C芯片组成一个32MB的Data flash 存储器，采集到的数据不断地通过SPI接口送到45DB321C芯片中存储。

4 总结

本论文设计了一种太阳能电站使用的太阳能光伏发电系统的数据监测装置，该装置包括数据采集模块，数据处理模块，无线通信模块，电源模块。本装置可以把数据监测由原来人工手持式监测为自动实时监测，大大提高效率，采集的数据可以通过无线网络发送到各个计算机终端，进行记录分析，使得工作人员可以在任意地方都能随时了解到太阳能光伏发电系统的工作状况，对于产生的问题可以及时处理，符合国家职能电网建设中，免维护、可控、可视等要素的要求。

参考文献：

[1] 赵 为.太阳能光伏并网发电系统的研究[J].合肥工业大学学报，2010（4）：101-103.

[2] 赵玉文.二十一世纪太阳能光伏发电发展趋势和展望[J].北京市太阳能研究所论文汇编，1999：135-137.

无线传输技术论文范文第10篇

关键词 单片机；无线传感器；WiFi

中图分类号TP212 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）45-0213-02

1 基于WiFi的无线传感器网络

1.1 无线传感器网络概述

无线传感器网络（WSN）技术是指将传感器技术、自动控制技术、数据网络传输、储存、处理与分析技术集成的现代信息技术。无线传感器网络是由大量分布式传感器节点组成的面向任务型的自组织网络，主要由存储器、处理器、传感器、无线通讯和电池等硬件组成。

1.2WiFi无线传感器网络

WiFi（Wireless Fidelity）是类似Zigbee的一种WLAN的技术标准，是一种短程无线传输技术，能够在数百米范围内支持互联网接入的无线电信号。

事实上WiFi是比Zigbee更早出现的一种技术标准，技术比较成熟，覆盖范围广于Zigbee。另外Zigbee传输速率通常在250Kbps以下，而WiFi速率则可达11Mbps，这是WiFi功耗更大需要外接电源的原因，从而限制了其发展。但是近年来这一缺点利用休眠-唤醒或是能量捕获技术得到了有效解决，所以基于WiFi技术的无线传感器网络正在重新快速发展起来。

2 基于WiFi的无线传感器网络的构建

无线传感器网络的构建主要是指无线网络传感器节点的构建，传感器部分主要负责信息的采集并将其他信号转变为电信号并送给微控制器；微控制器需要接受传感器的信号并进行相应的处理；射频模块负责发送数据，电源模块则为系统的工作提供稳定可靠的能源。

基于单片机的无线传感器产品最大特点即是将微处理模块和RF收发模块集成，一般可通过内部的单片机实现无线射频传输。比如GainSpan公司的GS1010芯片，它内部集成了两块ARM，其中一片用于数据处理，另外一片用于无线传输。GS1010 的APP CPU 对采集到的数据进行处理，随后再将数据进行打包，再通过WLAN CPU 将数据打包成符合IEEE802.11 协议的数据无线发送出去；接收端用符合IEEE802.11b/g 协议的接入点接收无线载波发送过来的数据。

3 基于单片机技术的WiFi产品

嵌入式WiFi产品形式各异，基于单片机设计的WiFi无线产品主要有NPE公司的 WiFi-IT!，GainSpan公司的GS1010，RFM公司的WSN802G等。下面我们将选择这几个具有代表性的产品进行介绍，并对部分产品进行性能测试。

3.1 GS1010芯片简介

3.1.1 GS1010结构

GS1010是一个高度集成、超低功耗WiFi无线片上系统，它包含一个802.11射频前端、媒体控制器（MAC）和基带处理器，片上FLASH 和片上SRAM，两个ARM7 处理器，和丰富的IO 外设。

3.1.2 产品的主要特点

1）体积小：所有资源都集中在一个体积是10mm×10mm×0.85mm的芯片内，极大的节约了PCB的面积；

2）极低功耗：采用休眠-唤醒技术极大降低了传输功耗；

3）高传输速率：数据最高传输速率可达11Mbps；

4）开发简单：使得从有线到无线的技术过渡中，将不再需要重新学习和熟悉ARM单片机的结构/指令系统/编译开发工具和实时操作系统。

3.1.3 GEPS

GS1010所特有的开发环境GEPS使得第三方公司或是用户能够更加系统地开发自己需要实现的功能，为了帮助客户缩短开 发周期， GainSpan还提供了一整套包括SDK、评估平台、开发平台在内的软硬件工具。其软件栈包括了各种I/O驱动和WLAN固件、RTOS、网络栈、系统服务、WLAN和I/O服务模块、各种应用编程接口以及应用软件。GS1010的SDK能够帮助工程师节省大量的时间。 而硬件开发平台则能够支持温度、湿度、光敏、压力、加速度等各种传感器，并预留了客户自选的传感器接口和调试以及程序烧录接口。

3.2 NPE WiFi-IT!

WiFi-IT! 802.11 WLAN module具有自己的开发语言WiFi-IT! Basic，这一开发语言是基于其他基础语言而专门为无线通讯设计的。另外与之配套的开发环境IDE类似于其他普通单片机的开发环境，安装过程简单，用户自己可通过创建工程、编写代码、编译程序和下载调试程序等过程完成软件的设计。

3.3 RFM WSN802G

WSN802G 是由RFM公司在采用GainSpan公司GS1010系列芯片的基础上开发的功能比较具有针对性的产品。其仅有两个可以采集信号的输入接口DIN0和DIN1，一个主要是用于测试，另外一个可供用户直接测量信号。下文将使用DIN1来测试环境温度，用户需要做的即是将温度传感器输出的信号数字化后送入DIN1中，通过本产品自带测试软件WSNConfig.exe配置好无线路由以及芯片的IP地址即可实现测试。

本产品的不足之处是所能同时采集的信号种类较少，因其仅有两个输入接口，另外内部集成的两个ARM并没有物尽其用，因为用户不能自主地开发这一功能。被产品适用对象较为固定，一般不适合欲重新开发更多功能的研发者使用，主要适用于如检测某几个特定环境中的温度变化等比较直观的信息。

4 WSN802G测温系统测试

本设计购买RFM公司的WSN802G芯片，自行设计出一套环境测温系统，本系统利用温度传感器测量温度，传输给WSN802G芯片，经过处理再无线传输至上位机系统。上位机我们是用支持WiFi无线传输的PC机实现的，只要加入无线路由器，动态地给下位机和上位机配置好IP地址，即可实现二者之间的通讯。

我们将传感器置于室温下，测量系统和PC机距离10m左右时得到测试结果如下图所示：

进一步将测试距离增大，或者是经过障碍物，在产品给定条件下测试结果仍然比较精确。

5结论及展望

伴随着关于WiFi技术的一些问题的解解决，基于WiFi的嵌入式微处理器片上系统今年来发展蒸蒸日上，本文在分析构建无线传感器网络主要技术要点之上，详细介绍了几款国外应用较为广泛具有代表性的产品，对比了各类产品要点，并对部分产品进行了性能测试，能够为开发者开发新产品提供一定的依据。

参考文献

[1]郁万里，黄艳秋.基于WiFi 的位移传感器网络节点的软件设计.中国科技论文在线.

[2]宫鹏.无线传感器网络技术环境应用进展[J].遥感学报，2009，7.

[3]徐磊.基于Zigbee的无线传感器网络定位技术研究[D].哈尔滨工程大学，2009，3.

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