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近距離高速無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究

2015-05-30 00:38:44王宏敏連亞波
科技創(chuàng)新與應用 2015年17期

王宏敏 連亞波

摘 要:近年來,隨著社會經(jīng)濟和科學技術水平的不斷提高,近距離無線通訊技術也獲得了迅速的發(fā)展。高速無線傳輸技術在沖擊波測試中的應用是未來的重要發(fā)展趨勢,本研究將主要對近距離高速無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行分析和探討。

關鍵詞:近距離;無線傳輸;沖擊波測試

近距離高速無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究與設計離不開傳輸技術的研發(fā)與硬件設備的支持。

1 近距離無線數(shù)據(jù)傳輸技術的分析

目前,有線傳輸技術已經(jīng)不能滿足移動通信的需求及遠程數(shù)據(jù)采集量的日益增加,于是近距離無線傳輸在很多測試領域中的應用就顯得重要。近年來,我國在無線通訊領域已經(jīng)取得了很大的進步,例如高能電池,低耗能電路的應用,射頻電路與數(shù)字電路制作工藝的完善等。這些進步均提高移動通訊設備使用的靈活性,可靠性及經(jīng)濟性。

近距離無線通訊技術主要有以下幾類:第一類,紅外通信技術。這是使用范圍最為廣泛的一種近距離無線通信技術,它借助紅外線通斷的原理進行工作,一般情況下的有效作用半徑為兩米,被廣泛應用于各類遙控器,移動電話等引動設備;第二類,微功率近距離無線通訊技術。這種技術離不開大規(guī)模集成電路技術的支持,在近距離無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中,大多數(shù)功能與高頻元件等都能夠集中至一塊芯片的內(nèi)部,體現(xiàn)了良好的功能一致性及性能的穩(wěn)定性。微功率近距離無線通訊技術多應用于小型網(wǎng)絡的搭建中;第三類,藍牙技術。藍牙技術在全球范圍內(nèi)均得到了廣泛的應用,其數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行О霃綖槭鬃笥遥⑶揖哂泻軓姷拇┩噶Γ軌驅(qū)崿F(xiàn)全方位的數(shù)據(jù)傳輸,目前主要被應用于網(wǎng)絡中各類數(shù)據(jù)與語音設備當中。

2 無線通信系統(tǒng)的基本結構

無線通信系統(tǒng)的基本結構主要包括發(fā)射機,接收機以及用于無線連接的通道等組成。前兩種是所有無線通信鏈路中非常重要的部件,相互單獨工作或結合在一起形成收發(fā)機。收發(fā)機最典型的就是蜂窩電話,能夠同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收。

3 近距離高速無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)遵循的原則

3.1 高效率的數(shù)據(jù)傳輸

近距離高速無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)首先應該滿足高速,高效及精確的原則,在爆炸沖擊波信號中,一般都包含較為豐富的頻率分量,其采樣的頻率較高,因此為了提高沖擊波測試的精準度,轉換等額頻率一般都在12字節(jié)以上。此外,為了獲得充裕時間的信號,存儲器的容量也會隨之增大,這無形中對無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c效率提出了更高的標準,因此,高速率無線數(shù)據(jù)傳輸技術的開發(fā)是獲得較快測試數(shù)據(jù)的關鍵手段。

3.2 靈活的通信距離

無線數(shù)據(jù)的傳輸需要遵循通信距離靈活性的基本原則,高效快速是一方面,方便靈活的傳輸距離也是十分關鍵的一個要素,因為在移動通信當中,距離的障礙產(chǎn)生降低用戶的體驗,甚至會給用戶帶來不必要的損失,使得無線傳輸系統(tǒng)的設計不能夠得到社會大眾的廣泛認同,十分不利于無線數(shù)據(jù)傳輸技術的研發(fā)與普及。

3.3 微小的天線體積及嚴謹?shù)耐ㄐ艆f(xié)議

微小的天線體積不僅能夠有效減小系統(tǒng)的使用空間,同時也是該領域技術發(fā)展的一個重要表現(xiàn)。特別是對于在爆炸沖擊波場中工作的無線系統(tǒng)來說,體積較大的一般天線是很難在其中存在的,因此必須要控制天線的體積,使其在該種環(huán)境中能夠正常的適應和工作;在無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的應用中,測試現(xiàn)場地形的復雜性,地理地貌的多樣性以及通信環(huán)境的惡劣性都是影響數(shù)據(jù)傳輸可靠性與準確性的重要因素,因此必須要有嚴謹?shù)耐ㄐ艆f(xié)議作為基本保障。

4 近距離高速無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究

4.1 系統(tǒng)的總體結構

無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)最主要的作用就是完成存儲測試系統(tǒng)與計算機之間相關數(shù)據(jù)及指令的無線傳輸任務。依據(jù)連接對象及無線通道可以將無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)劃分為兩個子系統(tǒng),分別為:連接計算機的主要控制系統(tǒng)和連接存儲系統(tǒng)的從控制系統(tǒng)。主要控制系統(tǒng)是通過USB來實現(xiàn)與計算機的連接,從控制系統(tǒng)則對應與存儲測試系統(tǒng)進行連接,體現(xiàn)與主要控制系統(tǒng)一一對應的聯(lián)系。前者的主要職能包括計算機指令的接收,對指令進行判斷操作,實現(xiàn)指令的無線數(shù)據(jù)傳輸,將從從控制系統(tǒng)接收的無線指令傳送給計算機等;后者的主要職能包括接收和處理來自主要控制系統(tǒng)的無線信號,判斷并執(zhí)行相應的操作,對自身的工作參數(shù)進行設定,接收存儲系統(tǒng)的信息并轉發(fā),對存儲測試系統(tǒng)進行控制等。

4.2 系統(tǒng)的硬件電路

文章研究的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)硬件電路的設計主要分為五個部分,依次為:功率放大電路、射頻電路、接口電路、微處理控制電路以及電源電路的設計。在這當中,控制電路與射頻電路的主要功能是用來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的傳輸,功率放大器用來延伸通信的距離,接口電路的主要職能就是獲取和傳輸經(jīng)過測試所得的數(shù)據(jù),而電源電路則是在低耗能的要求下,負責為整個無線系統(tǒng)進行供電。頻射電路要以無線射頻的芯片為核心,通過搭建恰當?shù)耐鈬韺崿F(xiàn)電路的設計;功率放大器的電驢設計由于無線控制指令傳輸?shù)碾p向性,需要對射頻收發(fā)轉換開關進行考慮;控制電路是無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),也是系統(tǒng)實現(xiàn)功能的基本保障,因此要特別注意微處理器的選擇問題。

4.3 系統(tǒng)的軟件設計

近距離無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的軟件設計業(yè)十分關鍵。首先,主程序的設計,單片機控制主程序負責控制指令的完成與測試數(shù)據(jù)的無線傳輸,根據(jù)上述內(nèi)容,可以將其分為主控系統(tǒng)控制程序與從控制程序兩個部分進行設計;其次,子程序的設計,該部分主要包括連接測試系統(tǒng)模塊、測試系統(tǒng)上電模塊、工作參數(shù)設定模塊的設計,測壓自檢模塊、速測自檢模塊、調(diào)平衡模塊、等待時間設定模塊,讀取測試數(shù)據(jù)模塊的設計等。

4.4 系統(tǒng)的調(diào)試與檢測

在近距離無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設計完成后,需要與存儲系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào),并對其進行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋z測,主要是針對控制指令的無線收發(fā),測試數(shù)據(jù)的無線傳輸進行相應的實驗測試,并要對無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的有效傳輸距離及平均傳輸速度進行性能的檢測。測試的結構就是無線傳輸系統(tǒng)設計可行性的最佳體現(xiàn)。此外,還要重點對無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c傳輸?shù)木嚯x進行相關的測試,實驗的次數(shù)最好控制在三次以上,以保證實驗數(shù)據(jù)的精準性,測試的內(nèi)容要包含傳輸?shù)闹g,傳輸?shù)乃俾始捌骄鶄鬏斔俾实软椖俊o線數(shù)據(jù)傳輸距離的檢測可以在室外空曠之處完成,將無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x作為控制的變量,進行多組不同距離的測試,并對數(shù)據(jù)傳輸?shù)某晒β蔬M行記錄和統(tǒng)計。

5 結束語

上述內(nèi)容主要簡要介紹了近距離無線數(shù)據(jù)傳輸技術,無線通信系統(tǒng)的基本結構以及近距離高速無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設計需要遵循的原則,并重點對近距離高速無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的相關內(nèi)容進行了全面的分析和研究。總的來說,我國在近距離高速無線數(shù)據(jù)傳輸先進技術的研發(fā)與系統(tǒng)的設計方面還有著十分廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻

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