無線生產數據下的智能數據傳輸系統的設計與應用

崔曉玲

【摘要】 在計算機網絡技術、無線技術和信息管理技術的飛速發展，使工業企業控制自動化逐漸發展為無線化和智能化。傳統的自動化控制主要使用導線進行數據傳輸，不僅會存在一些安全隱患，還會造成資源的浪費。文章首先對無線技術進行了簡單概述，然后對系統的分析與設計進行了分析，最后描述了系統在日常生活中的應用。

【關鍵詞】 無線技術 智能化 數據傳輸

無線技術下的數據傳輸相比于傳統數據傳輸技術有著很大的優勢，例如操作簡單、成本低和維修方便簡單。無線技術是通過設備將信息轉變為電磁波在空氣中傳播，所以很容易被空氣中的各種因素所干擾，導致數據傳遞的失真。由此看來，只有保證了數據傳輸的真實性才能保證系統的可靠性。

一、無線技術的概述

收發信機、空中信道和天線饋線是無線技術系統的三個組成部分。在對系統進行前期準備設計工作時，要確定好電臺指標和各種設備的物理位置，這些的確定主要通過對系統的通信、傳輸速度還有傳輸范圍的要求來進行。在前期準備工作完成后主要還有兩個技術問題，第一是在無線信道上的傳輸還有就是網絡的拓撲結構和媒介接入控制問題。對無線技術下的智能傳輸系統的迫切需求是其發展的重要原因。該項技術的提高和使用極大的節約了人力和財力資源。不僅如此，在保證傳輸過程的速度和數據不受干擾的同時，還要對數據的安全進行保障，這一功能的提出和實現是使用戶能夠信賴該系統的基礎。這也就對無線生產數據下智能數據傳輸系統的研發和完善提出了更大的挑戰。

第一，在無線信道上的傳輸。無線信道有三個特性，這也就使得對于無線信道的優化可以從三個方面進行，可以多角度的提高數據傳輸的速度和真實度，最簡單的幾種方法有：將天線定向、分集接收信息、擴大頻率等。

第二，網絡結構和控制技術。目前的網絡結構也是有三種。其中中心控制結構有著高效利用信號發射頻率等優點，所以，這是最多被使用的網絡結構。控制技術主要包括兩個方面，一方面是接入協議還有一方面是高效利用信道，因為不會有一個用戶長時間的利用信道，所以做好多個用戶在信道使用方面的協調工作極為重要。

大概在二十世紀末，世界上出現了無線數據傳輸設備販賣和使用的高潮，各個商家看到了該技術的前景，都推出了自己創新的產品，使得價格降低。更引來更多的使用者，促進了無線技術的深度發展。

二、系統的分析與設計

在做系統之前要對系統的環境進行分析，例如系統是要對野外的電器設備進行監控，這就要求該系統對惡劣環境的適應性。

野外的電器設備數量眾多，而且位置偏僻，導致日常對其的維修檢測及檢查出現不便甚至危及生命。在自動化控制技術的飛速發展背景下，大多的電器設備都采用了這項技術，可以隨時通過網絡在辦公室對電器設備進行監控，但是傳統的數據傳輸系統仍然使用金屬導線，對于該系統的安裝和使用造成很大的不方便，因為在安裝過程中需要大面積的鋪設電纜對施工要求大大加強，還增加了造價。不僅如此，在使用過程中，還要經常對其進行檢修和替換因為電纜造價較高，如果監管不力會被盜竊，還易損壞，這樣不僅成本大幅提升，還對正常的數據傳輸造成了麻煩。

不僅如此，野外由于環境較差發展落后，導致電力不能持續供應，一旦斷電發生，這就要求利用電池對其進行能量供應，所以電池的使用壽命也要進行提高，這樣才能保證正常持續的數據傳輸。

以此環境分析為依據對系統進行基本設計，針對野外這種惡劣環境，系統需要采用AT89S52單片機（MCU）控制CC1000收發模塊來實現功率的自動調節，這種搭配可以在不同環境下將系統的使用功率自動調節到最適應的大小，在環境好的情況下，該系統會在正常數據傳輸時，確保下降低使用功率。由于使用功率的降低，使得的電量被保存，在環境差的情況下，極少的使用電量，保證電池的使用壽命，從而減少成本投入并且長時間的保證電子設備的使用時間，來保障數據傳輸的持久。

在設計中需要考慮各方面的問題并且將其解決，才能更好地完善系統的功能。根據以上對系統環境、適用范圍和使用要求的分析提出以下幾個想法：

1.應用適合的單片機（MCU）使系統可以達到設計要求并且造價低廉。2.建立數據傳輸的信道，將從電器設備上采集到的數據傳輸到控制中心。3.系統有自動檢測數據是否傳輸失真的功能，例如對采集到的數據進行編碼等。4.設計電路的放大。

系統的初步設計完成后要對其進行可行性分析。目前的無線技術已經頗具成熟感，其對于基本數據的傳輸不容置疑，但是為了數據傳輸的真實安全性考慮需要簽署完善成熟協議，可以向業內的專業協議學習，做出相適應的通信協議。對于計劃中要求的硬件設備的應用也不難實現，只要運行高配置的軟件與之相匹配即可實現。如果系統計劃的可行性研究沒有通過就要對以上計劃進行適當調整和完善，但是不能因為顧忌成本和可行性就將系統的基本功能和要求改變，要在將計劃設計到可行的方面兼顧系統的功能和要求。

三、系統的具體原理和特點

系統的產生是為了應用，當完善成熟的設計出一個完整傳輸系統后，將其應用在實際才是真正的完成功。

在工作過程中，系統內部會組成一個個小團體，這些團體內部有數個設備，如果各個設備之間要想進行數據傳輸就要先對設備碼進行辨別，如果是本團體的設備就進行傳輸，否則關閉此次數據傳輸。當一個團體內的設備1號的MCU將采集到的數據傳給無線收發設備及放大模塊后，放大模塊會對該數據進行放大，然后傳輸給指定目標設備。該設備不僅可以是同團體中的其他小設備，例如設備2號，還可以是控制中心的設備3號。由于自動調節功率的功能的實現，使得在指定目標設備與設備一號傳輸過程中，在不影響正常的數據傳輸的條件下，使用最小的使用功率，保證電量的持續供應和使用壽命。由于系統處于戶外甚至是有著惡劣環境的野外，導致環境多變，使得功率在一直進行調整，所以系統會將每次調整都記錄下來。

當調整好使用功率，以后設備1號會利用這個功率進行數據傳輸，當數據到達指定目標設備后，目標設備會利用同樣的功率予以回應。在同一個團體內，如果一個設備在同時和數個設備進行數據傳輸，根據數據的不同，會有不同的功率與其他設備進行數據傳輸。例如，當設備1號同時與2號、3號和4號進行數據傳輸，那么1號和2號，1號和3號，1號和4號之間所用的功率很有可能不相等。在這一系統中的所有的設備都有這項功能。同時，系統好友自動報警系統，當團體內的某個設備很長時間不進行工作，這就表明此設備出現問題，會及時向控制中心的設備提出示警，及時通知工作人員進行檢修。

該系統有以下幾個特點：

1.完全以無線技術為基礎，緩解了利用金屬導線的傳統模式帶來的施工困難和成本高昂的問題。操作簡單，節約資源。2.利用高科技軟件硬件，減少了傳輸過程中的感擾，使得傳輸的數據安全可靠。3.有著自動調節功率的功能，節約電能保證數據的長時間持續傳輸。4.數據最終傳輸到控制中心，便于工作人員對數據進行分析。5.有自動報警功能，方便工作人員及時對其進行檢修，這也保證了不使數據的傳輸因系統的損壞而中斷。

結語：該系統基本實現了生產要求，由于其自動調節功率的功能創新，能夠適應野外的惡劣環境，保證了數據的有效傳輸，在以后更深入的研究中，要對該項功能進行細致的研究，爭取提高整個系統的節能功能。

參 考 文 獻

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