無線通信測控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀研究

王鵬

【摘要】近年來，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)代無線通信技術(shù)逐漸的成熟，測控系統(tǒng)普遍的開始運(yùn)用無線通信技術(shù)，一方面解決了有線通信系統(tǒng)對(duì)線路的維護(hù)問題，也為人們之間的溝通以及通信奠定了良好的基礎(chǔ);另一方面擴(kuò)展了測控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，相應(yīng)的保障了信息的有效傳遞。在我國，我國在移動(dòng)通信和軍事等領(lǐng)域廣泛的使用無線通信測控技術(shù)，信息技術(shù)的革新對(duì)當(dāng)前無線通信測控技術(shù)有了更高的標(biāo)準(zhǔn)，在此情況下，就需要對(duì)無線通信測控技術(shù)進(jìn)行深入的研究。下面就當(dāng)前運(yùn)用無線通信測控技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行簡單地研究，同時(shí)對(duì)無線通信測控技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】無線通信;測控技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀

一般來說，運(yùn)用有線方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸是傳統(tǒng)的測控形式，在運(yùn)用這種方式進(jìn)行測控，不但線路鋪設(shè)繁雜，而且運(yùn)營成本費(fèi)用較高、不易維護(hù)等不利方面，更不利于大范圍的進(jìn)行推廣。相反，現(xiàn)代測控技術(shù)運(yùn)用無線通信技術(shù)有效地避免了傳統(tǒng)有線方式傳輸?shù)娜秉c(diǎn)，在無線通信測控中大量的運(yùn)用計(jì)算機(jī)，使得測控過程具有智能性、可視性、立體性以及靈活性的特點(diǎn)，用戶數(shù)量急劇上升[1]。

1.當(dāng)前無線技術(shù)

1.1 藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)開始于上世紀(jì)九十年代，其無線通信技術(shù)具有成本低和距離短的特點(diǎn)。藍(lán)牙是在一定的距離范圍之內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信，人們運(yùn)用藍(lán)牙技術(shù)可以在移動(dòng)通信終端進(jìn)行通信，例如：筆記本電腦、便攜式掌上電腦以及移動(dòng)手機(jī)等終端。藍(lán)牙設(shè)備之間的傳輸?shù)挠行О霃皆?0m之內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸700Kbps、極限速度為10Mbps、采用2.4GHz的ISM工作頻段。然而藍(lán)牙技術(shù)也有其缺陷之處：傳輸范圍小、抗干擾能力低以及對(duì)信息安全得不到應(yīng)有的保障等。

1.2 無線Wi-Fi（Wireless Fidelity）技術(shù)

近幾年出現(xiàn)的無線Wi-Fi技術(shù)，對(duì)藍(lán)牙技術(shù)有一定的影響，打破了藍(lán)牙技術(shù)的限制，Wi-Fi技術(shù)運(yùn)用的是無線電波進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，其范圍是藍(lán)牙的十倍，覆蓋半徑為100m、傳輸速度11Mbps。但是，無線Wi-Fi技術(shù)還是有自身的缺點(diǎn)：通信質(zhì)量不夠高、數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性比藍(lán)牙更低以及數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量低。Wi-Fi技術(shù)的運(yùn)用只要有信號(hào)的發(fā)射源，可以在餐館、圖書館以及咖啡店等場所設(shè)置用戶名，具備無線Wi-Fi終端的設(shè)備，或者是WLAN的便攜式筆記本電腦，只要能搜索到Wi-Fi發(fā)出的信號(hào)，連接之后便可上網(wǎng)。

1.3 Zig Bee無線技術(shù)

Zig Bee無線技術(shù)通常使用在短距離和低功耗，同時(shí)傳輸速率較低的電子設(shè)備，例如：醫(yī)療中進(jìn)行傳感、監(jiān)護(hù);家庭照明或者報(bào)警控制;電子寵物玩具等方面。Zig Bee無線技術(shù)最主要的表現(xiàn)是成本低和功耗低，相比Wi-Fi技術(shù)，需要給終端始終進(jìn)行供電，才能發(fā)射信號(hào)，而Zig Bee無線技術(shù)使用兩節(jié)5號(hào)干電池在低耗電待機(jī)狀態(tài)能堅(jiān)持工作半年到兩年時(shí)間。而低成本表現(xiàn)是極大地對(duì)通信控制器降低了要求，相關(guān)的協(xié)議也簡化了，更重要的是免去了協(xié)議的專利費(fèi)用;因此，極大地減少了成本。Zig Bee無線技術(shù)主要應(yīng)用于低速的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率在25kb/s～200kb/s、傳輸半徑為10m～70m，傳輸速率的大小根據(jù)發(fā)射功率的不同而不同，Zig Bee無線技術(shù)還有較為突出的是容量大，在傳輸數(shù)據(jù)的過程中明顯有更多的優(yōu)勢。

2.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是在微機(jī)電系統(tǒng)、片上系統(tǒng)、無線通信以及低功耗嵌入式技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新型傳感器網(wǎng)絡(luò)模式，同時(shí)這種新型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具備成本低、功耗低、分布式以及自組織等的特點(diǎn)[2]。在工作時(shí)，依靠各個(gè)節(jié)點(diǎn)間互相傳遞、協(xié)同工作、隨時(shí)感知以及監(jiān)測收集數(shù)據(jù)，同時(shí)以最快的速度對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地處理，進(jìn)而相關(guān)的用戶得到準(zhǔn)確、完整的數(shù)據(jù)信息。更重要的是WSN在軍事領(lǐng)域、保障國家安全、醫(yī)療衛(wèi)生以及環(huán)保等各項(xiàng)領(lǐng)域被運(yùn)用，最近幾年隨著WSN技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)、政府部門以及國防軍隊(duì)等對(duì)WSN技術(shù)期望很高，相信在這些領(lǐng)域WSN會(huì)展露頭角。

3.將來無線通信測控技術(shù)的發(fā)展

近年來無線通信測控技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，但是無線技術(shù)還面臨著諸多的問題，對(duì)無線通信測控技術(shù)進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用有消極地影響[3]。面臨的問題有：

3.1 對(duì)于無線通信協(xié)議還存在不足，需要進(jìn)一步的完善。當(dāng)前對(duì)于網(wǎng)絡(luò)組織協(xié)議、結(jié)構(gòu)關(guān)注的焦點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集任務(wù)的基礎(chǔ)上，怎樣節(jié)能確保其生命周期，更主要的是相關(guān)的節(jié)點(diǎn)未能按照用戶的需求實(shí)現(xiàn)自配置，從而在運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)的過程中可擴(kuò)張程度受到了極大地限制，對(duì)用戶的使用帶來了消極的影響[4]。

3.2 無線網(wǎng)絡(luò)在使用過程中電源時(shí)長得不到保障，無線通信測控技術(shù)對(duì)于電源的使用時(shí)長限制了其應(yīng)用范圍。現(xiàn)階段，市場上銷售的各種無線傳輸接收設(shè)備在測控網(wǎng)絡(luò)中不能夠有效地應(yīng)用。因此，運(yùn)用電池對(duì)無線測控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充電在未來的發(fā)展中會(huì)受到普遍的關(guān)注，也是將來主要解決的問題和需要強(qiáng)化的方面。

3.3 運(yùn)用無線通信測控技術(shù)在傳輸過程中，數(shù)據(jù)的安全性、可靠性不夠高，這就導(dǎo)致用戶在使用的過程中有所顧慮。數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)是確保安全、可靠，只有在數(shù)據(jù)信息安全可靠的的條件下有效地減少維護(hù)系統(tǒng)的成本。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全性和可靠性，將來還需要進(jìn)一步的發(fā)展專門的協(xié)議，增強(qiáng)無線通信測控技術(shù)的傳輸能力。

3.4 無線通信測控技術(shù)最主要的環(huán)節(jié)是提高射頻接收的靈敏度，同時(shí)還需要提高發(fā)射功率，以便增大各個(gè)站點(diǎn)之間的有效距離。在此基礎(chǔ)上還應(yīng)該科學(xué)合理地選擇無線電波的波段，即按照無線通信調(diào)制解調(diào)器的需求進(jìn)行合理的選取。再加之近年來微電子技術(shù)、無線通信技術(shù)和傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，將來用戶會(huì)更加關(guān)注成本低、功耗低的無線通信測控傳感網(wǎng)絡(luò)[5]。

4.結(jié)束語

總的來說，無線通信測控技術(shù)在發(fā)展過程中，若面對(duì)長距離、節(jié)點(diǎn)復(fù)雜以及環(huán)境要求高，同時(shí)安全性和可靠性質(zhì)量要求高的遠(yuǎn)距離測控場所，使用無線電波滿足主控站同各子站間的通信和數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。運(yùn)用無線通信測控技術(shù)避免了繁雜的鋪線工作，同時(shí)簡化了連線，在一定程度上有效地降低了營運(yùn)成本。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，將來無線通信測控技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更加的寬廣，同時(shí)會(huì)逐漸地克服面臨的問題，使更多的測控系統(tǒng)以無線的形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、通信。

參考文獻(xiàn)

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