纜道水文ADCP在無(wú)線wifi下的數(shù)據(jù)采集傳輸研究

盛鐘銘++許朝勇++陳超

【摘 要】 通過(guò)工業(yè)級(jí)無(wú)線wifi距離遠(yuǎn)，大數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳輸?shù)奶匦裕覀兛梢詷?gòu)建在纜道水文測(cè)流的中距離范圍內(nèi)的ADCP，羅經(jīng)及GPS的無(wú)線串口傳輸數(shù)據(jù)和采集，實(shí)現(xiàn)較短波VHF更具優(yōu)勢(shì)的無(wú)線纜道水文ADCP測(cè)流新方法。

【關(guān)鍵詞】 ADCP 工業(yè)級(jí)wifi RS232 纜道水文

1 纜道水文無(wú)線傳輸方法概述

目前船用ADCP可以直接采用電腦通過(guò)RS232接口直接采集測(cè)流數(shù)據(jù)，而在國(guó)內(nèi)許多水文站使用的是纜道測(cè)流，而纜道ADCP數(shù)據(jù)采集和傳輸就是普遍都面臨的問(wèn)題。目前普遍在采用的纜道ADCP數(shù)據(jù)傳輸方式是與遙測(cè)方式相同的電臺(tái)VHF短波傳輸方式。本文就是介紹一種更新的途徑，利用無(wú)線wifi的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)中遠(yuǎn)距離的纜道水文數(shù)據(jù)傳輸。

2 無(wú)線wifi路由器的基本參數(shù)

我們根據(jù)工業(yè)級(jí)無(wú)線wifi的poe供電路由器，作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架，其無(wú)線路由器具有以下特點(diǎn)：

頻段和信道：2.3～2.7GHz；5MHz、10MHz、20MHz、40MHz

調(diào)制方式：DBPSK、DQPSK、CCK、OFDM、16-QAM、64-QAM

數(shù)據(jù)與工作參數(shù)

自動(dòng)速率選擇：802.11n：6.5-300Mbps；802.11b：11/5.5/2/1Mbps；802.11g：108/54/48/36/24/18/12/9/6Mbps

標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.11n，IEEE802.11g，IEEE802.11b，IEEE802.3u，IEEE802.3af

支持的協(xié)議：CSMA/CA，TCP/IP，IPX/SPX，NetBEUI，DHCP，NDIS3，NDIS4，NDIS5

管理基于Web管理支持SNMP MIB支持Telnet支持

安全性：MAC地址控制支持

加密：WEP加密64/128bits，WPA，WPA2，802.1x

頻率范圍（MHz）：2300-2700

3 串口RS232與無(wú)線路由器的通訊

我們需要具有映射物理地址或帶ip設(shè)置功能的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)串口RS232雙向透明傳輸?shù)目蛻舳恕?/p>

3.1 串口模塊的功能

網(wǎng)絡(luò)串口模塊是用來(lái)將TCP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包或UDP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)脑O(shè)備，模塊體積小巧，功耗低，穩(wěn)定性高，搭載ARM處理器，速度快，多功能型嵌入式以太網(wǎng)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊。它內(nèi)部集成了TCP/IP協(xié)議棧，用戶利用它可以輕松完成嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)功能。模塊集成10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，串口通信最高波特率高達(dá)230.4kbps，具有TCP Sever，TCP Client，UDP工作模式，通過(guò)軟件輕松配置。

3.2 功能特點(diǎn)

10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口；支持AUTO MDI/MDIX，可使用交叉網(wǎng)線或平行網(wǎng)線連接；波特率在115.2kbps以上并且可以設(shè)置；工作方式可選擇TCP Server，TCP Client，UDP工作模式；工作端口，目標(biāo)IP地址和端口均可設(shè)定；網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)后自動(dòng)斷開(kāi)連接，保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠的建立TCP連接；靈活的串口數(shù)據(jù)分幀設(shè)置，滿足用戶各種分包需求；提供配套的TCPIP編程資料；TCP Server模式下支持4個(gè)客戶端同時(shí)連接。

3.3 產(chǎn)品特性

32位ARM CPU；LA以太網(wǎng)：10/100Mbps；保護(hù)：內(nèi)建2KV電磁隔離；串口RS232×1：TXD、RXD、GND；串口速率：波特率：從2400到115.2kbps可設(shè)置，最高可達(dá)3Mbps；協(xié)議：ETHER ET、ARP、IP、UDP、TCP；工具軟件：模塊配置軟件、TCP/UDP測(cè)試工具、串口調(diào)試軟件；配置方式：串口和網(wǎng)絡(luò)均支持。

4 無(wú)線wifi實(shí)現(xiàn)纜道水文ADCP測(cè)流傳輸設(shè)計(jì)

在纜道普遍在一公里跨度范圍內(nèi)，其實(shí)有更好的，更簡(jiǎn)單更快速，無(wú)需大緩存，且可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑汗I(yè)級(jí)無(wú)線wifi數(shù)據(jù)傳輸。

此方式較VHF有諸多優(yōu)勢(shì)：（1）從采集到傳輸，到終端，直至最終進(jìn)入電腦，全程數(shù)據(jù)透明傳輸，無(wú)損無(wú)錯(cuò)且海量。工業(yè)級(jí)wifi有300M/S的最高傳輸速率。（2）工業(yè)級(jí)無(wú)線wifi可實(shí)現(xiàn)1公里甚至遠(yuǎn)達(dá)5公里的傳輸距離。（3）工業(yè)級(jí)wifi傳輸數(shù)據(jù)無(wú)需大容量緩存，更是低延時(shí)，較短波VHF傳輸更簡(jiǎn)單實(shí)用，反應(yīng)更快速。

10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口。

5 結(jié)語(yǔ)

支持AUTO MDI/MDIX，可使用交叉網(wǎng)線或平行網(wǎng)線連接；波特率在115.2kbps以上并且可以設(shè)置。

工業(yè)級(jí)無(wú)線wifi作為在中等距離范圍內(nèi)，有其較其他無(wú)線傳輸方式的諸多優(yōu)勢(shì)。且纜道水文ADCP結(jié)合羅經(jīng)和GPS都使用RS232串口作為采集方式，并在工業(yè)級(jí)wifi傳輸使用的有效范圍內(nèi)，功耗低，無(wú)需緩存，實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)，所以此技術(shù)是在ADCP纜道水文測(cè)流中更高效可靠，穩(wěn)定節(jié)能的方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]深圳長(zhǎng)鷹科技有限公司.工程級(jí)無(wú)線路由器說(shuō)明書(shū).http：//szcykj86sz.ce.c-c.com/，2013-01-14.

[2]濟(jì)南有人物聯(lián)有限公司.網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)串口模塊說(shuō)明書(shū).http：//usrzgm.cn.china.cn/，2013-04-28.endprint