時(shí)間：2022-05-02 16:01:54
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇無線通訊技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
移動(dòng)通信技術(shù)在大型工廠內(nèi)應(yīng)用，可以較好地優(yōu)化廠區(qū)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因?yàn)槲覈?guó)大型工廠的廠區(qū)面積大，員工也比較分散，因?yàn)椋瑥S區(qū)內(nèi)防爆區(qū)需要有眾多的工作人員，但是這些工作人員不僅零散，還不停地移動(dòng)，因此，在這種情況下，移動(dòng)通信設(shè)備對(duì)于防爆區(qū)內(nèi)的工作人員進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理就彰顯的非常重要。有了移動(dòng)通信技術(shù)就會(huì)在廠區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)有序的智慧高度，因?yàn)闊o線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)相互聯(lián)互通的，因此，不管廠區(qū)內(nèi)的面積有多大，都可以有效地保證信息的傳遞，由此可見，無線通訊技術(shù)對(duì)于企業(yè)的安全生產(chǎn)具有重要作用。
二、對(duì)通信系統(tǒng)中常用的無線通訊技術(shù)進(jìn)行分析
現(xiàn)在，因?yàn)橥ㄐ畔到y(tǒng)中常用的無線通訊技術(shù)的種類繁多，可是，現(xiàn)在無線通訊技術(shù)運(yùn)用最廣泛的主要是以下幾種：GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、擴(kuò)頻微波和短波通信技術(shù)等。
1、無線通訊技術(shù)――數(shù)字電臺(tái)
無線通訊技術(shù)中數(shù)字電臺(tái)是用語音進(jìn)行信息傳輸?shù)模瑪?shù)字電臺(tái)在廠區(qū)內(nèi)去多用在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)揮著是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的工作環(huán)境中，因?yàn)閿?shù)字電臺(tái)技術(shù)發(fā)展的時(shí)間比較長(zhǎng)，且數(shù)字電臺(tái)技術(shù)也已經(jīng)成熟，有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，可以跟計(jì)算機(jī)、PLC、RTU等數(shù)據(jù)終端進(jìn)行連接，數(shù)字電臺(tái)的傳輸具有透明性的特點(diǎn)。數(shù)字電臺(tái)在傳輸?shù)倪^程中不管是傳輸速率還是傳輸距離都能夠滿足大型廠區(qū)內(nèi)的通信要求，與此同時(shí)數(shù)字電臺(tái)還有較強(qiáng)的抗干擾性，在數(shù)據(jù)接收方面還有較強(qiáng)的靈敏性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，第二代通訊系統(tǒng)和第三代通訊系統(tǒng)在技術(shù)經(jīng)過不斷地完善，現(xiàn)在，在眾多場(chǎng)合內(nèi)GPRS/CDMA技術(shù)已經(jīng)開始逐步代替了數(shù)字電臺(tái)技術(shù)。除此之外，數(shù)字電臺(tái)在相關(guān)的技術(shù)上沒有止步不前，而是向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和超寬帶方向發(fā)展。
2、無線通訊技術(shù)――擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)
伴著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，通訊技術(shù)也在飛速發(fā)展，近年來，隨著我國(guó)無線通訊技術(shù)中擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)的興起，這兩種技術(shù)作為一種新興的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)擴(kuò)頻微波技術(shù)具有較強(qiáng)的剛干涉能力，與此同時(shí)，它還具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：保姆性強(qiáng)、組網(wǎng)、抗多徑、多址、傳輸距離遠(yuǎn)和覆蓋面廣等，因此，在野外聯(lián)網(wǎng)中可以廣泛的應(yīng)用該技術(shù)。無線網(wǎng)橋技術(shù)就是無線射頻和有線網(wǎng)橋兩者結(jié)合的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可以使用無限實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)間的鏈接。這對(duì)于固定設(shè)備和固定設(shè)備之間的無距離無線組網(wǎng)十分有幫助。
三、無線通訊技術(shù)中短距離無線通訊技術(shù)的簡(jiǎn)介
“藍(lán)牙（Bluetooth）是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術(shù)。能在包括移動(dòng)電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。”藍(lán)牙也是近年來沒被大家挖掘出來的一種無線、短距離的通訊產(chǎn)品，藍(lán)牙可以在短距離進(jìn)行無線連接實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的要求，藍(lán)牙的連接方式簡(jiǎn)單、安全和經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了近距離內(nèi)幾種通訊設(shè)備的無縫資源共享，同時(shí)，還能有效地實(shí)現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)之間的通訊需求。因?yàn)樗{(lán)牙技術(shù)的安裝比較方便，只需將CMOS芯片嵌入即可。因?yàn)椋{(lán)牙技術(shù)發(fā)展的時(shí)間短，還沒有得到完善，估計(jì)用不了多久，藍(lán)牙技術(shù)就會(huì)被人們?cè)谌粘Ｉ钪袕V泛應(yīng)用。
四、無線通訊技術(shù)中超寬帶（UWB）技術(shù)研究
超寬帶（UWB技術(shù)具有對(duì)信道衰落不敏感、發(fā)射信號(hào)功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)。）技術(shù)其實(shí)在上世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)了，在當(dāng)時(shí)，該技術(shù)主要運(yùn)用在軍事、軍事雷達(dá)等通訊設(shè)備等方面。在科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展下，人們對(duì)無線通訊技術(shù)的要求越來越高，超寬帶技術(shù)又被重新推出。超寬帶技術(shù)跟經(jīng)常使用的連續(xù)在博通訊方式不同，超寬帶是運(yùn)用極端的脈沖信號(hào)來傳送信息的，每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間很短，僅有幾十皮秒到幾納秒的時(shí)間。因此，脈沖所占用的帶寬高達(dá)GHz，因此，最大數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到百分之一。在高速通訊時(shí)，超寬帶設(shè)備的發(fā)射功率很小，只有設(shè)備的幾百分之一，相對(duì)于普通的來說，非超寬帶接收機(jī)相當(dāng)于噪音，所以從理論上講，超寬帶可以跟無線電設(shè)備共享寬帶。超寬帶這一高速又低功耗的數(shù)據(jù)通訊當(dāng)時(shí)被廣泛應(yīng)用指日可待。超寬帶急速的優(yōu)點(diǎn)如下：
優(yōu)點(diǎn)一：超寬帶具有較強(qiáng)的抗干擾性。因?yàn)槌瑢拵н\(yùn)用的跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào)，該系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射的時(shí)候?qū)⑽⑷醯臒o線電脈沖信號(hào)分散在寬闊的頻帶中，且輸出功率低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪音。
優(yōu)點(diǎn)二：超寬帶傳輸速率高。因?yàn)槌瑢拵У臄?shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)幾百M(fèi)bit/s，有可能高于藍(lán)牙百倍。
優(yōu)點(diǎn)三：超寬帶的帶寬極寬。超寬帶使用的寬帶都高于1GHz。它系統(tǒng)容量較大，同時(shí)還可以跟現(xiàn)在的窄寬帶通訊系統(tǒng)同時(shí)工作不耽誤。
優(yōu)點(diǎn)四：超寬帶消耗的點(diǎn)能少。在通常情況下，無線通訊系統(tǒng)在通訊的時(shí)候有的需要發(fā)射載波，所以就會(huì)小號(hào)賢能。超寬帶可以不用載波，只發(fā)出瞬間脈沖電波，它只有在不要是才發(fā)送脈沖電波，因此耗電少。
優(yōu)點(diǎn)五：超寬帶的保密性好。超寬帶的保密性好主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面，一是超寬帶采用的跳時(shí)擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼才會(huì)發(fā)射數(shù)據(jù)；二是系統(tǒng)的發(fā)射功率密度低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。
優(yōu)點(diǎn)六：超寬帶的發(fā)送功率相當(dāng)小。
優(yōu)點(diǎn)七：超寬帶的成本低，方便攜帶。
五、結(jié)束語
伴著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無線通訊技術(shù)也在飛速發(fā)展，無線通訊技術(shù)的低成本以及建立鏈路也比較簡(jiǎn)單、易懂、良好的靈活性以及擴(kuò)展性較強(qiáng)，在諸多行業(yè)中得到廣泛的的應(yīng)用。
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（作者單位：中國(guó)移動(dòng)通迅集團(tuán)河南有限公司）
【關(guān)鍵詞】無線通訊技術(shù) 特點(diǎn) 創(chuàng)新 應(yīng)用
無線通訊技術(shù)已經(jīng)跨越了之前的有線通訊，不斷的創(chuàng)新設(shè)備和手段，逐漸的被我們的生活和工業(yè)發(fā)展廣泛的應(yīng)用了，它不受自然災(zāi)害的限制，可以穿越空間和時(shí)間，不斷快速高效的傳輸數(shù)據(jù)。無線通訊技術(shù)的發(fā)展增進(jìn)了人與人之間的交流，加快了信息的交換，適應(yīng)了信息化時(shí)代的要求。
1 無線通訊技術(shù)的特點(diǎn)
無線通訊技術(shù)由于是無線接入式，因此具有靈活、快捷、高效的特點(diǎn)，它可以快速的地進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像和文字語音的直接傳輸，不受時(shí)間和空間的限制。無線通訊技術(shù)加強(qiáng)了各國(guó)的經(jīng)濟(jì)和文化的交流，也方便了人們的生活。無線通訊技術(shù)還有可靠性高，機(jī)動(dòng)性和可用性強(qiáng)的特點(diǎn)。由于無線通訊技術(shù)設(shè)備比較小，并且是通過無線接入的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)模虼瞬皇艿卣穑子甑茸匀粸?zāi)害的影響，即使在自然災(zāi)害很大的時(shí)候依舊可以保持信息暢通無阻的進(jìn)行，保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。但是，無線通訊技術(shù)也有自己的缺點(diǎn)，比如信息的保密性較差，安全度不高的特點(diǎn)，因?yàn)槭菬o線的傳輸，因此無線網(wǎng)絡(luò)在傳輸信息的過程中很容易導(dǎo)致信息的泄露和信息攔截，因此在安全性上比較差。
2 無線通訊技術(shù)的創(chuàng)新
2.1 WirelessHART技術(shù)
WirelessHART技術(shù)運(yùn)用的是網(wǎng)格狀的組織網(wǎng)絡(luò)，這樣每一臺(tái)設(shè)備都可以作為無線路由器來使用，它的功率更低，對(duì)于無線的傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)越多，網(wǎng)絡(luò)可覆蓋的范圍越廣，距離越遠(yuǎn)。而對(duì)于WirelessHART的頻率為2.4GHz～2.4835GHz，這是國(guó)際通信聯(lián)盟開放給工業(yè)、醫(yī)學(xué)和科學(xué)三個(gè)主要機(jī)構(gòu)使用的免費(fèi)頻段，因此WirelessHART技術(shù)不會(huì)對(duì)其他的通訊造成干擾。另外，在環(huán)保方面，WirelessHART技術(shù)的無線設(shè)備是微功率短距離的設(shè)備，這對(duì)于用戶所擔(dān)憂的網(wǎng)絡(luò)功率就不是問題了，不會(huì)對(duì)工作人員造成不良影響，它的發(fā)射功率為10MW，比手機(jī)使用的峰值還低。
2.2 3G和4G網(wǎng)絡(luò)
目前在我國(guó)3G技術(shù)日漸成熟，TD-SCDMA、CDMA2000和WCDMA作為我國(guó)研發(fā)的3G無線通訊技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，3G信號(hào)覆蓋面積廣，對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸快速，并且能支持語音信號(hào)和數(shù)據(jù)的傳輸和切換，這些3G技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成世界的主流，目前3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)非常成熟，wcdma的技術(shù)的版本不斷升級(jí)。目前，又出現(xiàn)了更高的覆蓋率和通訊的技術(shù)，4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，目前4G技術(shù)還在剛剛起步的階段，它更加的低成本，并且沒有距離限制，這是對(duì)于3G的傳輸上的一些缺點(diǎn)和弊端做了一些調(diào)整和升級(jí)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，它更加的快捷，方便，數(shù)據(jù)傳輸量更大。3G和4G的優(yōu)勢(shì)越來越明顯。
2.3 WLAN網(wǎng)絡(luò)
WLAN技術(shù)作為寬帶的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到生活中，這種寬帶無線式接入技術(shù)使網(wǎng)速更快、更靈活，它采用與商業(yè)一樣的2.4GHz的波段。目前，WLAN寬帶已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到辦公室，家庭網(wǎng)絡(luò)中。但是WLAN寬帶的無線距離傳輸受到限制，只能在比較小的空間內(nèi)才能接收到信號(hào)，傳輸數(shù)據(jù)，因此還沒有被運(yùn)用到更廣泛的領(lǐng)域中。
2.4 UWB技術(shù)
UWB技術(shù)是一種超寬帶無線通訊技術(shù)，它是利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此它的頻譜范圍非常廣。它基本上是在3.1～10.6GHz頻段中占用500MHz以上的寬帶，因此它的功率很低，發(fā)射和接收數(shù)據(jù)比較簡(jiǎn)單，發(fā)射信號(hào)的功率譜密度低，定位精度高。因此UWB技術(shù)更適合運(yùn)用在室內(nèi)等密集多徑的場(chǎng)所，它能夠穿透墻壁，地面，身體系統(tǒng)，對(duì)于個(gè)人娛樂的局網(wǎng)是最具特色的無線通訊設(shè)施。
3 無線通訊技術(shù)的應(yīng)用
3.1 工業(yè)中的運(yùn)用
在工業(yè)生產(chǎn)中，無線通訊設(shè)備也在廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮著巨大的作用。其中比較運(yùn)廣泛的是，無線短程網(wǎng)和無線局域網(wǎng)。無線短程網(wǎng)功耗低，工作周期比較短，使收發(fā)信息的功耗降低，采用休眠模式。并且它數(shù)據(jù)傳輸可靠性高，同時(shí)預(yù)留了需要固定寬帶的的專用空隙，避免了在信息傳輸過程中的碰撞和干擾。無線短程網(wǎng)還具有時(shí)延小的特點(diǎn)，無論是在休眠狀態(tài)還是在激活狀態(tài)下的時(shí)延都很短。另外，它還具有兼容性，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)作建立自己的網(wǎng)絡(luò)圈，加強(qiáng)課信息傳遞的可靠性。在工業(yè)中還經(jīng)常用到的是無線局域網(wǎng)，它在工業(yè)發(fā)展上起著越來越大的作用。因?yàn)樵诠I(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域有很多的感應(yīng)器、PLC、計(jì)算機(jī)、讀卡器等等，這些設(shè)備的連接和信息傳輸都需要有一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，這些設(shè)備提供的通信接口通常是RS-232或RS-485，無線局域網(wǎng)將這些接口的設(shè)備都連接到一起，利用網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)互相轉(zhuǎn)換，這樣就使工業(yè)設(shè)備的通訊能力不斷加強(qiáng)，還大大提高了信息處理能力，并且無線局域網(wǎng)覆蓋廣，這在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，起著重要的作用。對(duì)安全防御管理、電信、光纖、生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化都有很多的應(yīng)用。
3.2 生活中的運(yùn)用
無線通許科技現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的運(yùn)用到我們的生活中了。從之前的紅外和藍(lán)牙開始，已經(jīng)被我們的手機(jī)、電腦、文曲星等很多的電子產(chǎn)品應(yīng)用到生活中，我們可以通過無線通訊設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)、圖片、音頻、視頻，這不僅方便了我們的生活，也提高了我們的生活質(zhì)量。隨著科技的不斷發(fā)展，通訊技術(shù)也在不斷發(fā)展，從過去有線的網(wǎng)絡(luò)，到現(xiàn)在WLAN已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于我們的家庭、辦公室、娛樂場(chǎng)所和公共場(chǎng)合，人們隨時(shí)隨地都能通過無線網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)。另外，GPS等系統(tǒng)也在不斷的豐富我們的生活，在開車的時(shí)候我們可以通過GPS定位，尋找路線，搜附近的美食、找公交站點(diǎn)等等，這些無線通訊技術(shù)已經(jīng)不斷地影響我們的生活，并使我們的生活質(zhì)量不斷提高。
4 總結(jié)
綜上所述，無線通訊技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)不斷的進(jìn)步和創(chuàng)新了，并且非常廣泛的應(yīng)用在我們的生活中。藍(lán)牙、紅外、WLAN、3G、4G、GPS等無線通訊技術(shù)，不斷的更新我們的共享資料，豐富我們的生活，方便我們的溝通，使世界不斷的聯(lián)系緊密，各個(gè)國(guó)家也不斷的加強(qiáng)了聯(lián)系，這就是無線通訊技術(shù)在我們生活中的應(yīng)用。
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論文摘要:通過Bluetooth和UWB的技術(shù)對(duì)比及多角度的分析,證實(shí)了藍(lán)牙+UWB作為下一代高速無線通訊技術(shù)的可能。
隨著因特網(wǎng)、多媒體和無線通信技術(shù)的發(fā)展,人們與信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)密不可分。當(dāng)今無線通信在人們的生活中扮演著越來越重要的角色,低功耗、微型化是用戶對(duì)當(dāng)前無線通信產(chǎn)品尤其是便攜產(chǎn)品的強(qiáng)烈追求,作為無線通信技術(shù)一個(gè)重要分支的短距離無線通信技術(shù)正逐漸引起越來越廣泛的觀注。
1短距離無線通信技術(shù)簡(jiǎn)介
近年來,由于數(shù)據(jù)通信需求的推動(dòng),加上半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)等相關(guān)電子技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展,短距離無線與移動(dòng)通信技術(shù)也經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的階段,WLAN技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、UWB技術(shù),以及紫蜂(ZigBee)技術(shù)等取得了令人矚目的成就。短距離無線通信通常指的是100m以內(nèi)的通信,分為高速短距離無線通信和低速短距離無線通信兩類。高速短距離無線通信最高數(shù)據(jù)速率>100Mbit/s,通信距離<10m,典型技術(shù)有高速UWB、WirelessUSB;低速短距離無線通信的最低數(shù)據(jù)速率<1Mbit/s,通信距離<100m,典型技術(shù)有藍(lán)牙、紫蜂和低速UWB。
2藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)
“藍(lán)牙(Bluetooth)”是一個(gè)開放性的、短距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),也是目前國(guó)際上最新的一種公開的無線通信技術(shù)規(guī)范。它可以在較小的范圍內(nèi),通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),使得近距離內(nèi)各種通信設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無縫資源共享,也可以實(shí)現(xiàn)在各種數(shù)字設(shè)備之間的語音和數(shù)據(jù)通信。由于藍(lán)牙技術(shù)可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中,因此特別適用于小型的移動(dòng)通信設(shè)備,使設(shè)備去掉了連接電纜的不便,通過無線建立通信。
藍(lán)牙技術(shù)以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ),采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時(shí)分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進(jìn)技術(shù),為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。藍(lán)牙技術(shù)使得一些便于攜帶的移動(dòng)通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng),并且能夠?qū)崿F(xiàn)無線連接因特網(wǎng),其實(shí)際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車等信息家電,組成一個(gè)巨大的無線通信網(wǎng)絡(luò)。打印機(jī)、PDA、桌上型計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數(shù)字設(shè)備都可以成為藍(lán)牙系統(tǒng)的一部分。目前藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15,工作在2.4GHz頻帶,通道帶寬為lMb/s,異步非對(duì)稱連接最高數(shù)據(jù)速率為723.2kb/s。藍(lán)牙速率亦擬進(jìn)一步增強(qiáng),新的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)2.0版支持高達(dá)10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),這是適應(yīng)未來愈來愈多寬帶多媒體業(yè)務(wù)需求的必然演進(jìn)趨勢(shì)。
作為一個(gè)新興技術(shù),藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用還存在許多問題和不足之處,如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問,藍(lán)牙技術(shù)已成為近年應(yīng)用最快的無線通信技術(shù),它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個(gè)方面。
3超寬帶(UWB)技術(shù)
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代末,此前主要作為軍事技術(shù)在雷達(dá)等通信設(shè)備中使用。隨著無線通信的飛速發(fā)展,人們對(duì)高速無線通信提出了更高的要求,超寬帶技術(shù)又被重新提出,并倍受關(guān)注。UWB是指信號(hào)帶寬大于500MHz或者是信號(hào)帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通信方案。與常見的使用連續(xù)載波通信方式不同,UWB采用極短的脈沖信號(hào)來傳送信息,通常每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間只有幾十皮秒到幾納秒的時(shí)間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達(dá)幾GHz,因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾百分之一。在高速通信的同時(shí),UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小,僅僅是現(xiàn)有設(shè)備的幾百分之一,對(duì)于普通的非UWB接收機(jī)來說近似于噪聲,因此從理論上講,UWB可以與現(xiàn)有無線電設(shè)備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式,它有望在無線通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。UWB的特點(diǎn)如下:
(1)抗干擾性能強(qiáng):UWB采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào),系統(tǒng)具有較大的處理增益,在發(fā)射時(shí)將微弱的無線電脈沖信號(hào)分散在寬闊的頻帶中,輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。
(2)傳輸速率高:UWB的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十Mbit/s到幾百M(fèi)bit/s,有望高于藍(lán)牙100倍。
(3)帶寬極寬:UWB使用的帶寬在1GHz以上,高達(dá)幾個(gè)GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大,并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時(shí)工作而互不干擾。
(4)消耗電能少:通常情況下,無線通信系統(tǒng)在通信時(shí)需要連續(xù)發(fā)射載波,因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波,只是發(fā)出瞬間脈沖電波,也就是直接按0和1發(fā)送出去,并且在需要時(shí)才發(fā)送脈沖電波,所以消耗電能少。
(5)保密性好:UWB保密性表現(xiàn)在兩方面:一方面是采用跳時(shí)擴(kuò)頻,接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時(shí)才能解出發(fā)射數(shù)據(jù);另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低,用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。
(6)發(fā)送功率非常小:UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小,通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長(zhǎng)了系統(tǒng)電源工作時(shí)間。
(7)成本低,適合于便攜型使用:由于UWB技術(shù)使用基帶傳輸,無需進(jìn)行射頻調(diào)制和解調(diào),所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉(zhuǎn)換器及本地振蕩器等復(fù)雜元件,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,成本大大降低,同時(shí)更容易集成到CMOS電路中。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號(hào)：TN9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）04-0000-00
1、對(duì)無線通訊技術(shù)的熱點(diǎn)分析
1.1無線通訊技術(shù)之3G
3G的技術(shù)在國(guó)外發(fā)達(dá)的國(guó)家早就已經(jīng)發(fā)展起來了。是在最近的幾年中，從移動(dòng)通訊的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展看，3G已經(jīng)成為了世界的移動(dòng)通訊運(yùn)營(yíng)商關(guān)注焦點(diǎn)性的問題，從而給運(yùn)營(yíng)商帶來了新的商機(jī)。經(jīng)過了一段時(shí)間試運(yùn)行，我們國(guó)家的相關(guān)政府已經(jīng)發(fā)放3G的牌照。這對(duì)中國(guó)的無線通訊技術(shù)無疑起著非常大的推動(dòng)作用。而且發(fā)展的前景一片光明。通過第二代的通訊技術(shù)cdma的過渡發(fā)展來的第三代的通訊技術(shù)可以說是這技術(shù)已經(jīng)很成熟了。在最近幾年中wcdma的技術(shù)在版本之間不斷的升級(jí)，使得wcdma的技術(shù)商業(yè)化的進(jìn)程變的很緩慢。有中國(guó)主義產(chǎn)權(quán)代號(hào)的wcdma的技術(shù)更顯得要落后一些。可以這么說，無論是發(fā)達(dá)的國(guó)家還是正在發(fā)展的國(guó)家，無線通訊3G的技術(shù)都還在剛剛的起步階段。許多的內(nèi)容好的業(yè)務(wù)至今還沒有呈現(xiàn)在用戶的面前。在正式開展業(yè)務(wù)之前，我們應(yīng)該檢測(cè)3G的容量、網(wǎng)絡(luò)覆蓋等性能；不同的2G和3G技術(shù)之間、3G技術(shù)之間的共存、干擾；3G各種業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)兼容性的測(cè)驗(yàn)；3G系統(tǒng)和終端之間的相互操作實(shí)驗(yàn) 。在另外的一方面3G的終端設(shè)備的數(shù)量還是不多。然而3G技術(shù)又有著自己特殊地方。在我國(guó)要即把握住市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制還要保證3G的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，在這之中更重要的是，要選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)來快速的推動(dòng)3G平臺(tái)的建設(shè)同時(shí)這也是解決3G技術(shù)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
1.2無線通訊技術(shù)之寬帶wimax
在寬帶中的無線技術(shù)也是不甘的落后。這已經(jīng)是無線寬帶的接入技術(shù)新的研究的領(lǐng)域。Mimax的技術(shù)也有自己的聯(lián)盟。它的主要目的是推廣ieee802.16的技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。許多的人認(rèn)為在將來wimax會(huì)取代3G的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，wimax解決的是無線局域網(wǎng)的連接問題，它可以信號(hào)連接到280英尺以外，網(wǎng)絡(luò)連接速度可以達(dá)到54兆/秒。從目前來看這種說法是不可取的對(duì)于商業(yè)化的普及還有著很大距離。但是不可以否認(rèn)的是，在wimax的技術(shù)具有很大商業(yè)的潛力。但是由于在其自身的技術(shù)方面短缺，使得難以在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮出重大影響力。
1.3無線通訊技術(shù)之超寬帶無線的接入技術(shù)
在超快帶無線的接入技術(shù)中，在因?yàn)橛谐咚贁?shù)據(jù)的傳輸能力，而受到廣泛關(guān)注，然而其還有著很大的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槠洳捎檬浅痰闹芷跊_脈調(diào)制。沒有使用載波上的技術(shù)。這樣就使得其具有低成本和低功耗的特點(diǎn)。超寬帶無線的接入技術(shù)因?yàn)閭鬏敂?shù)據(jù)能力在未來無線的通訊市場(chǎng)上占據(jù)一席之地。對(duì)于藍(lán)牙技術(shù)也造成一定沖擊。但對(duì)于目前慢慢普及3G技術(shù)和wlan技術(shù)等還是不構(gòu)成威脅的。
1.4無線通信技術(shù)之電信
電信是克服距離和時(shí)間障礙的信息傳播形式，電信傳播的前提是解碼和編碼打的對(duì)應(yīng)性，換句話說，收信方收到電磁代碼要合理運(yùn)用和發(fā)信方的互逆性的算法破譯，這樣才會(huì)得到電磁碼所攜帶的專業(yè)信息。
2、無線通訊技術(shù)在數(shù)字化中的應(yīng)用
我們可以把無線的電纜來連接起家庭和辦公室電子的設(shè)備。同樣也包括了鼠標(biāo)和鍵盤等同樣的采用了無線的傳輸。這樣我們就擁有了一個(gè)無線的公務(wù)包。使掌上計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)作為代表來采用無線的方式與網(wǎng)絡(luò)和其他的設(shè)備相連接起來。使我們擁有一個(gè)數(shù)字化可流動(dòng)辦公室。
移動(dòng)通訊技術(shù)迅速的發(fā)展，使得人們對(duì)于電腦以外各種各樣的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)需求也日益的增長(zhǎng)。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、照相機(jī)等等的設(shè)備裝上了bluetooth的系統(tǒng)。這樣就可以使得電纜方面使用的不便免去。同樣又可以不受到內(nèi)存被溢出困擾。同樣把它裝到手機(jī)的上面，可以使得手機(jī)可以進(jìn)行一個(gè)無線連接的傳輸方式。也可使人小范圍內(nèi)可以自由走動(dòng)打電話和聽音樂。在大的范圍內(nèi)召開一個(gè)電話會(huì)議。藍(lán)牙設(shè)施的特性不僅成本低還給人們?cè)谌粘５纳钪虚_拓了一個(gè)近乎無限的空間一樣。在未來信息家電將會(huì)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。與無限的連接實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙向的傳輸具有一定職能融合的產(chǎn)品。用藍(lán)牙的技術(shù)設(shè)計(jì)家庭和辦公電話、數(shù)字手機(jī)與小型的pbx等的電話系統(tǒng)在數(shù)字化的意義上實(shí)現(xiàn)了個(gè)人的無線通訊。因?yàn)樗{(lán)牙的基本成本低和低消耗的無線方式不僅影響了技術(shù)發(fā)展的潮流同樣還順應(yīng)現(xiàn)在的通訊技術(shù)。這樣的數(shù)字化應(yīng)用對(duì)我國(guó)的通訊界的發(fā)展具有很重大的意義。
3、結(jié)語
回顧我們國(guó)家無線通訊的發(fā)展歷程上已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但是目前的網(wǎng)絡(luò)用戶的普及率還是相對(duì)的較低。對(duì)于我國(guó)的13億的人口。我們國(guó)家的無線通訊技術(shù)上還有很大的發(fā)展空間和規(guī)模。這樣，就可以促成一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)局面形成，使得運(yùn)營(yíng)的企業(yè)可以更多的拓展新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用，向用戶們提供一個(gè)更豐富更多層次更多方面的需求。所以我們要去積極的促進(jìn)無線通訊領(lǐng)域在數(shù)字化方面的應(yīng)用，發(fā)展我們國(guó)家的無線通訊技術(shù)。使得其在無線的領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新、科技進(jìn)步、為實(shí)現(xiàn)我們國(guó)家的科教興國(guó)的戰(zhàn)略。從而增強(qiáng)我們國(guó)家綜合的力量，也為經(jīng)濟(jì)全球化和信息全球化的環(huán)境下為社會(huì)和全人類發(fā)展積極的去貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉英男.無線通信息技術(shù)的發(fā)展及在數(shù)字化社區(qū)中的應(yīng)用[J].科技信息,2009(17).
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在智能家居系統(tǒng)中，將無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)已成為勢(shì)不可擋的趨勢(shì)。這不僅僅是因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)可以提供更大的靈活性、流動(dòng)性，省去花在綜合布線上的費(fèi)用和精力，而且更因?yàn)樗霞彝ゾW(wǎng)絡(luò)的通訊特點(diǎn)。隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，必將大大促進(jìn)家庭網(wǎng)絡(luò)智能化的進(jìn)程。
本文介紹的智能家居控制系統(tǒng)采用ARM嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，利用ZigBee通訊模塊構(gòu)建智能家居無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，跟各個(gè)子控制模塊進(jìn)行通訊。系統(tǒng)通過藍(lán)牙接口與手機(jī)或PC連接，使用手機(jī)作為用戶操控終端。當(dāng)前手機(jī)的功能相當(dāng)強(qiáng)大，大多數(shù)手機(jī)已經(jīng)內(nèi)置Java虛擬機(jī)，利用Java開發(fā)工具設(shè)計(jì)功能非常強(qiáng)大管理軟件，與傳統(tǒng)的鍵盤加液晶屏的人機(jī)界面相比，操作更靈活、方便。系統(tǒng)通過藍(lán)牙接口，搜索用戶手機(jī)，判斷用戶是否在本地，而自動(dòng)進(jìn)行布防和設(shè)防以及切換到GPRS網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，防止用戶忘記布防而令監(jiān)控系統(tǒng)失去作用。
智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)功能
本文介紹的家居系統(tǒng)具備以下功能：
家用設(shè)備的數(shù)據(jù)采集：采集家用設(shè)備包括室內(nèi)溫度、燈具家電、防盜門等設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)控制器處理后反饋給用戶。
本地控制：用戶通過人機(jī)界面，對(duì)家用設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
遠(yuǎn)程控制：遠(yuǎn)程用戶可以通過發(fā)送手機(jī)短信或通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)家庭系統(tǒng)進(jìn)行控制和查詢。
自動(dòng)報(bào)警：當(dāng)控制器檢測(cè)到非法闖入或溫度超高等報(bào)警信號(hào)時(shí)，及時(shí)觸發(fā)室內(nèi)報(bào)警裝置，并通過發(fā)送報(bào)警短信等方式及時(shí)通知用戶。
門禁系統(tǒng)：手機(jī)內(nèi)置藍(lán)牙模塊都具有全球唯一識(shí)別碼，利用它識(shí)別用戶身份。用戶再不需記密碼，或帶其他的IC卡。
家電控制：接收用戶命令，通過紅外發(fā)射電路控制電視、空調(diào)等紅外可控的家電設(shè)備。
其它燈具等開關(guān)量控制：接收用戶命令控制燈具等開關(guān)量設(shè)備。
系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
本控制系統(tǒng)分兩部分：主控制器，各控制終端。系統(tǒng)框圖如下圖所示：
主控制器相當(dāng)于家庭網(wǎng)關(guān)，由GPRS、藍(lán)牙、ZigBee通訊模塊構(gòu)成。負(fù)責(zé)接收各控制終端的數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后傳給用戶手機(jī)，同時(shí)接收用戶手機(jī)發(fā)出的指令，經(jīng)解析后分發(fā)到各個(gè)控制終端。
主控制器的硬件設(shè)計(jì)
主控制器的CPU采用NXP微控制器LPC2378，它使用了一個(gè)高性能的32位ARM7內(nèi)核，可以在高達(dá)72MHz的頻率下操作。LPC2378含有高達(dá)512KB的片內(nèi)Flash和58KB的片內(nèi)SRAM存儲(chǔ)器，而且有4個(gè)16C550UART(1個(gè)帶有I rDA)、3個(gè)i2c總線接口、3個(gè)SPl／SSP接口和1個(gè)i2s接口。多個(gè)串行通信接口增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的靈活性，提供了更大的緩沖區(qū)，并且具有更高的處理能力。
GPRS通信模塊采用西門子公司的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊MC35i，支持?jǐn)?shù)據(jù)、短信、語音和傳真業(yè)務(wù)。MC35i是新一代GSM／GPRS雙模模塊，完全兼容上一代的MC35、TC35i；采用緊湊型設(shè)計(jì)，為用戶提供了簡(jiǎn)單、內(nèi)嵌式的無線GPRS連接。MC35i的GPRS永久在線功能提供了最快的數(shù)據(jù)傳輸速率。 br>
ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用赫利訊的IP_Linkl 270模塊。ZigBee(1EEE802.15.4)技術(shù)是最近發(fā)展起來的一種近距離、低功耗、低數(shù)據(jù)率、低成本的雙向短距離無線通信技術(shù)，被業(yè)界認(rèn)為是最能應(yīng)用在工控場(chǎng)合的無線方式。
藍(lán)牙模塊采用Ericsson公司的ROK 101 007門，該藍(lán)牙模塊集成度高、功耗小，完全兼容藍(lán)牙協(xié)議V1.1，可嵌入任何需要藍(lán)牙功能的設(shè)備中。該模塊包括基帶控制器、無線收發(fā)器、閃存等部件，可提供高AHCl(主機(jī)控制接口)層的功能。此外，該模塊還提供有USB、UART和PCM接口，因而能方便地與主機(jī)(host)進(jìn)行通信，另外，該模塊還同時(shí)支持藍(lán)牙語音和數(shù)據(jù)傳輸，且其輸出功率能滿足藍(lán)牙2級(jí)操作的要求。
主控制器的嵌入式軟件設(shè)計(jì)
家庭智能主控制器軟件是對(duì)遠(yuǎn)程和本地通訊協(xié)議的解析執(zhí)行及實(shí)時(shí)控制整個(gè)系統(tǒng)有序工作。主要部分包括對(duì)各個(gè)控制終端的數(shù)據(jù)采集，經(jīng)處理分析后，提供給用戶查詢。并且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各模塊的報(bào)警信息，實(shí)施聯(lián)動(dòng)控制。軟件通過藍(lán)牙接口，定時(shí)搜索用戶手機(jī)，判斷用戶是否在本地，而自動(dòng)進(jìn)行布防和設(shè)防已及切換到GPRS網(wǎng)絡(luò)，以便及時(shí)通知用戶系統(tǒng)信息。
基于手機(jī)的控制終端軟件設(shè)計(jì)
目前基于Android和ios的智能手機(jī)具有很高的市場(chǎng)占有率，所以手機(jī)非常適合作為家居系統(tǒng)的控制終端。本軟件采用SUN公司提供的通用的開發(fā)包J2ME WireIess TOOlKit2.2。主要部分包括要是顯示系統(tǒng)的各種信息，包括溫度數(shù)據(jù)、各電器、照明設(shè)備的使用狀態(tài)、各種報(bào)警信息。設(shè)置系統(tǒng)各種參數(shù)，如定時(shí)開關(guān)電器、防盜報(bào)警的設(shè)防和撤防、消防報(bào)警聯(lián)動(dòng)。發(fā)指令控制各種電器、照明設(shè)備。
控制終端設(shè)計(jì)
【關(guān)鍵詞】無線通訊技術(shù)工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展
中圖分類號(hào)：F626.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、無線通訊技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用
目前，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中無線通訊技術(shù)協(xié)議主要有：對(duì)于可用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的無線短程網(wǎng)，采用的主流協(xié)議是IEEE 802.15.4 （ZigBee）；對(duì)于大數(shù)據(jù)容量的短程無線通信，則是IEEE 802.15.3；而對(duì)于適應(yīng)較大傳輸覆蓋面和較大信息傳輸量的無線局域網(wǎng)，采用的是IEEE 802.11系列。其中應(yīng)用較廣的是無線短程網(wǎng)和無線局域網(wǎng)。
1、無線短程網(wǎng)（傳感器網(wǎng)絡(luò)Sensor Networks）
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層無線通信迅速進(jìn)入工控領(lǐng)域，其中一個(gè)突破口就是現(xiàn)場(chǎng)總線和無線通信技術(shù)的結(jié)合。以Zigbee 網(wǎng)絡(luò)為例，其特點(diǎn)是：
（1）功耗低。由于工作周期較短、收發(fā)信息功耗較低且采用休眠模式；
（2）數(shù)據(jù)傳輸可靠性高。采用了碰撞避免機(jī)制，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突；
（3 ）網(wǎng)絡(luò)容量大。一個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)可以容納最多65536個(gè)從設(shè)備和一個(gè)主設(shè)備，一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多100個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)；
（4 ）時(shí)延小。針對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時(shí)延和休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短。設(shè)備搜索時(shí)延典型值為30ms，休眠激活時(shí)延典型值為15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接入時(shí)延為15ms；
（5 ）兼容性。與現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)無縫集成，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，采用CSMA-CA方式進(jìn)行信道存取，為了可靠傳遞，提供全握手協(xié)議；
（ 6 ） 安全性。Zigbee 提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，加密算法采用AES-128，同時(shí)各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性；
（7）實(shí)現(xiàn)成本低。模塊的初始成本較低。典型的產(chǎn)品和應(yīng)用為：2004年Honeywell推出的基于ZigBee 無線傳輸協(xié)議的無線變送器XYR 5000 系列；OMRON的無線鏈接DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線主站W(wǎng)D30-ME和從站W(wǎng)D30-SE；德國(guó)schild knecht 公司推出的無線Profibus-DP產(chǎn)品DE 3000 系列；ABB在瑞典的Boliden加工廠利用Ember的無線技術(shù)進(jìn)行的無線通信評(píng)估試驗(yàn)。
2、無線局域網(wǎng)（Wireless LAN ）
自從1977年第一個(gè)民用網(wǎng)系統(tǒng)ARCnet投入運(yùn)行以來，有線局域網(wǎng)以其廣泛的適用性和技術(shù)價(jià)格方面的優(yōu)勢(shì)，獲得了成功并得到了迅速發(fā)展。然而，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，一些工業(yè)環(huán)境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜，有線局域網(wǎng)很難發(fā)揮作用，因此無線局域網(wǎng)技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，無線局域網(wǎng)技術(shù)將在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來越大的作用。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，有許許多多的感應(yīng)器、檢測(cè)器、計(jì)算機(jī)、PLC、讀卡器等設(shè)備，需要互相連接形成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，通常這些設(shè)備提供的通信接口是RS-232 或RS-485。無線局域網(wǎng)設(shè)備使用隔離型信號(hào)轉(zhuǎn)換器，將工業(yè)設(shè)備的RS-232串口信號(hào)與無線局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡(luò)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，符合無線局域網(wǎng)IEEE 802.11b 和以太網(wǎng)絡(luò)IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)，支持標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，有效地?cái)U(kuò)展了工業(yè)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通信能力。
無線網(wǎng)通信協(xié)議可采用IEEE802.3來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式或采用IEEE802.11實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸方式，也可以在普通局域網(wǎng)基礎(chǔ)上通過無線Hub、無線接入站、無線網(wǎng)橋、無線Modem及無線網(wǎng)卡等來實(shí)現(xiàn)，其中現(xiàn)場(chǎng)以無線網(wǎng)卡使用最為普遍。
利用無線局域網(wǎng)組建自動(dòng)化工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，相比之下具有有線固定網(wǎng)絡(luò)無法比擬的優(yōu)勢(shì)：
（1）無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓m合工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。支持RS-232 工業(yè)設(shè)備點(diǎn)到點(diǎn)的連接。支持廣播的拓?fù)洌鄠€(gè)RS-232工業(yè)設(shè)備可組成對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，相互通信。（RS-232通信協(xié)議無法支持多點(diǎn)通信）。客戶機(jī)/服務(wù)器的拓?fù)洌總€(gè)RS-232 工業(yè)設(shè)備都可以方便、快捷的接入無線網(wǎng)絡(luò)中，極大的提高了信息處理能力。
（2）無需布線，省去了施工的麻煩。無線局域網(wǎng)利用無線電波傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，適合于難于布線的環(huán)境中搭建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，鋪設(shè)的線纜容易受到頻繁的觸碰損壞，無線網(wǎng)絡(luò)則保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性。
（3）覆蓋范圍廣。無線局域網(wǎng)在開放空間覆蓋半徑達(dá)550m，室內(nèi)一般覆蓋半徑為300～400m，通過室外無線設(shè)備傳輸距離可以達(dá)到幾十公里。無線局域網(wǎng)現(xiàn)主要應(yīng)用在遠(yuǎn)程視頻傳輸、門禁/ 考勤管理系統(tǒng)、安防管理系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化、電信/ 光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、醫(yī)療/ 實(shí)驗(yàn)儀器聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化、工業(yè)/ 流程聯(lián)網(wǎng)控制管理等領(lǐng)域。
3、藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）
藍(lán)牙是由東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無線數(shù)字通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。自從提出該技術(shù)以來，藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展異常迅速。藍(lán)牙Bluetooth作為一種新的短距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，得到全世界越來越多工業(yè)界生產(chǎn)廠家和研究機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。世界藍(lán)牙組織采用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公開的策略來推廣藍(lán)牙技術(shù)，現(xiàn)已發(fā)展成為一個(gè)相當(dāng)大的工業(yè)界高新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織，全球支持藍(lán)牙技術(shù)的2000 多家設(shè)備制造商都已經(jīng)成為它的會(huì)員，一項(xiàng)公開的、全球統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范得到了工業(yè)界如此廣泛的關(guān)注和支持在以往是罕見的。
近年來，世界上一些權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)化組織，也都在關(guān)注藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)展。例如，IEEE的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，也已經(jīng)成立了802.15工作組，專門關(guān)注有關(guān)藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的兼容和未來的發(fā)展等問題。IEEE802.15.2 TG2 是探討藍(lán)牙技術(shù)如何與IEEE 802.11b 無線局域網(wǎng)技術(shù)共存的問題；而IEEE 802.15.3 TG3 則是研究未來藍(lán)牙技術(shù)向更高速率（如10~20Mbits/s）發(fā)展的問題。國(guó)內(nèi)的一些生產(chǎn)廠家與研究部門也準(zhǔn)備開始組織藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)。
藍(lán)牙是取代數(shù)據(jù)電纜的短距離無線通信技術(shù)，可以支持設(shè)備與設(shè)備之間的通信，工作頻段是全球開放的2.4GHz頻段，可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)和語音傳輸，傳輸速率可達(dá)到10Mb/s，使得在其范圍內(nèi)的各種信息化設(shè)備都能實(shí)現(xiàn)無縫資源共享。藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛而且極具潛力。它可以應(yīng)用于無線設(shè)備（如PDA、手機(jī)、智能電話、無繩電話）、圖像處理設(shè)備（照相機(jī)、打印機(jī)、掃描儀）、安全產(chǎn)品（智能卡、身份識(shí)別、票據(jù)管理、安全檢查）、消費(fèi)娛樂（耳機(jī)、MP3、游戲）、汽車產(chǎn)品（GPS、ABS、動(dòng)力系統(tǒng)、安全氣袋）、家用電器（電視機(jī)、電冰箱、電烤箱、微波爐、音響、錄像機(jī)）、醫(yī)療健身、建筑、玩具等領(lǐng)域。
二、無線通訊技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)前無線局域網(wǎng)重要的發(fā)展方向是通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化。如無線系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng)的共存性，不同廠家設(shè)備的相互可操作性以及系統(tǒng)之間的相互協(xié)作性，這些都有賴于制定能被普遍接受的無線通信協(xié)議。
無線局域網(wǎng)今后的研究方向主要集中在安全性、可靠性、能耗性、移動(dòng)漫游、網(wǎng)絡(luò)管理以及與其它移動(dòng)通信系統(tǒng)之間的關(guān)系等問題上。其發(fā)展方向有：更高的通訊速率；研發(fā)智能天線進(jìn)一步提高頻譜利用率，增加覆蓋范圍；與Wimax（微波存取全球互通Worldwide Interoperability for Microwave Access ）融合，支持高速、移動(dòng)接入。
現(xiàn)場(chǎng)總線的無線傳輸?shù)目尚行哉谠u(píng)估，無線通訊技術(shù)將會(huì)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)更加緊密結(jié)合。
無線傳輸目前尚處在發(fā)展的早期階段。無線技術(shù)首先會(huì)在樓宇自動(dòng)化、自動(dòng)抄表、事故響應(yīng)、設(shè)備監(jiān)控等領(lǐng)域得到應(yīng)用。當(dāng)前較適宜應(yīng)用的行業(yè)有汽車制造、食品加工、制藥和設(shè)備資產(chǎn)跟蹤等。
由于工廠無線技術(shù)種類較多，技術(shù)特征差異比較大，無線通信只是現(xiàn)有有線通信系統(tǒng)的一種發(fā)展和重要補(bǔ)充，決非一種替代，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線和無線相結(jié)合方向發(fā)展。
近年來，以太網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已越來越廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化工業(yè)領(lǐng)域，取代傳統(tǒng)的串口通信將成為自動(dòng)化系統(tǒng)通信的主流。無線局域網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用，主要包括數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控等，幫助用戶實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備與固定網(wǎng)絡(luò)的通訊或移動(dòng)設(shè)備之間的通訊，且堅(jiān)固、可靠、安全。它適用于各種工業(yè)環(huán)境，即使在極惡劣的情況下也能夠保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。在設(shè)備層則將現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)器、檢測(cè)器、PLC、讀卡器或其他設(shè)備，互相連接形成一個(gè)無線傳感器控制網(wǎng)絡(luò)，作為信息系統(tǒng)內(nèi)管理收集數(shù)據(jù)的工具。現(xiàn)在最終用戶和系統(tǒng)集成商都對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)表現(xiàn)出了越發(fā)濃郁的興趣。工廠無線通訊的發(fā)展前景看好，國(guó)內(nèi)業(yè)界應(yīng)該更加緊密地關(guān)注該項(xiàng)技術(shù)。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)；無線通訊技術(shù)
中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2008)29-0499-02
Charge Systematic Research Automatically in the Expressway Based on Wireless Communication Technology
ZHANG Tie-qiang
(Liaoning University of International Business and Economics,Liaoning 116052,China)
Abstract: Expressway charge system as traffic important component,communication of industry automatically,its performance and quality of quality, influence the traffic capacity of the charge station and service level directly, investors' rate of return on investment. A key problem in the management of toll road is a problem of solving the flow of vehicle. Obtain because of wireless communication technology vehicle pass in and out exit information,realize vehicle park the accounting management, reduce energy consumption, improve the flow of expressway vehicle.
Key words: expressway charge system; wireless communication technology automatically in the expressway
1 前言
1.1 問題的提出
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，促使各種機(jī)動(dòng)車輛逐年迅猛遞增，不斷增加對(duì)交通的壓力，特別是收費(fèi)站的不合理設(shè)置以及采用停車現(xiàn)金人工收費(fèi)方式，已經(jīng)成為交通的“新瓶頸”，收費(fèi)站口的堵車現(xiàn)象，不僅嚴(yán)重影響了高速公路本身的“高速、高能、高效”等功能的發(fā)揮，而且嚴(yán)重影響了路網(wǎng)功能與效益的發(fā)揮。
例如車輛從停車（不熄火）到啟動(dòng)每次約需三秒，若不發(fā)生找零、約需10到15秒完成一次收費(fèi)作業(yè)，一旦發(fā)生找零，則需耗時(shí)達(dá)數(shù)十秒。僅據(jù)廣東一省統(tǒng)計(jì)，收費(fèi)站前每年因停車等待收費(fèi)所造成的損失車時(shí)達(dá)700萬車時(shí)，僅油耗一項(xiàng)損失就多達(dá)億元之巨。此外還會(huì)造成汽車機(jī)件磨損、輪胎消耗、環(huán)境污染等。為了有效地提高收費(fèi)高速公路的收費(fèi)站車輛通行能力，充分發(fā)揮路網(wǎng)的功能和作用，迫切需求采用無紙無幣化全自動(dòng)電子收費(fèi)管理體制模式。為此，應(yīng)以國(guó)家以及省人民政府交通主管部門（如銀行、物價(jià)、工商等部門）積極參與的行政支持為依托，強(qiáng)化對(duì)收費(fèi)高速公路的收費(fèi)監(jiān)控和管理，建立全國(guó)（或全省）統(tǒng)一、通用的電子收費(fèi)媒體的無紙無幣化自動(dòng)電子收費(fèi)管理系統(tǒng)。
1.2 現(xiàn)狀分析
目前高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的種類分為開放式和封閉式兩種。
開放式是在高速公路只設(shè)一個(gè)收費(fèi)站，無論汽車在高速公路上行駛的距離長(zhǎng)短，收費(fèi)統(tǒng)一。收費(fèi)金額僅以車型為依據(jù)。開放式收費(fèi)系統(tǒng)主要應(yīng)用于距離較短、分支較少的高速公路。
封閉式是在高速公路的各個(gè)出入口都設(shè)有收費(fèi)站，車輛無論在任何一個(gè)入口進(jìn)入高速公路都要領(lǐng)取一個(gè)"憑證"，在駛出高速公路時(shí)交出"憑證"。收費(fèi)員依據(jù)車型和里程來計(jì)算和收取司機(jī)的費(fèi)用。
然而它們存在的缺點(diǎn)是停車計(jì)費(fèi)。
關(guān)于不停車計(jì)費(fèi)也有很多的設(shè)想：
1) 自動(dòng)識(shí)別信用系統(tǒng)
2) 紅外方式傳輸智能卡內(nèi)數(shù)據(jù)自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)
本文也提出一種封閉式的不停車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)想，是基于無線通訊技術(shù)獲取車輛進(jìn)出站口信息，實(shí)現(xiàn)不停車自動(dòng)計(jì)費(fèi)管理。
2 高速公路計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.1 高速公路計(jì)費(fèi)系統(tǒng)總體框架
不停車自動(dòng)計(jì)費(fèi)管理模式應(yīng)由收費(fèi)管理中心系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)站管理分中心系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)站車道管理系統(tǒng)共三級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理體制，并另加銀行清算管理系統(tǒng)，共由四部分組成總體管理結(jié)構(gòu)框架。同時(shí)借助郵電部門公用數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)與各系統(tǒng)相連完成信息傳輸任務(wù)。
這種計(jì)費(fèi)管理模式的工作主要是利用車載機(jī)與收費(fèi)站的單片機(jī)的無線通信，通過無線電波實(shí)現(xiàn)車輛身份參數(shù)自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)高速交換，獲取通過車輛的類型和所屬用戶等數(shù)據(jù)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制指揮車輛通行，可以使車輛不停車快速通過收費(fèi)站口。
通行費(fèi)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從用戶在銀行開設(shè)的專用帳戶中自動(dòng)交納，從而實(shí)現(xiàn)了不停車自動(dòng)收費(fèi)業(yè)務(wù)。而其他系統(tǒng)各自完成自己的功能和作用，互助協(xié)調(diào)地工作，構(gòu)成一完整的自動(dòng)收費(fèi)管理體系。這種收費(fèi)管理模式主要適用于收費(fèi)站車流量大、采用封閉式的高速公路收費(fèi)管理。
2.2 計(jì)費(fèi)管理中心系統(tǒng)
計(jì)費(fèi)管理中心系統(tǒng)是整個(gè)管理體制的中樞，管理、協(xié)調(diào)、監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作，規(guī)劃、設(shè)計(jì)計(jì)費(fèi)站自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)方案。統(tǒng)一制訂管理制式與技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)與結(jié)構(gòu)和票據(jù)。負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向。包括接收計(jì)費(fèi)管理分中心上傳的出入口記錄信息，下傳分帳信息給計(jì)費(fèi)管理分中心。負(fù)責(zé)分帳管理中心的分帳工作以及提供各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表。負(fù)責(zé)用戶管理和車載機(jī)的更新、報(bào)廢、銷毀以及系統(tǒng)功能擴(kuò)展、升級(jí)、換代。接受投拆、提供咨詢、查詢。建立收費(fèi)站出入口記錄庫(kù)和分帳記錄庫(kù)供各計(jì)費(fèi)管理分中心（計(jì)費(fèi)公司）查閱。授權(quán)計(jì)費(fèi)管理分中心及銀行清算系統(tǒng)的管理與協(xié)調(diào)運(yùn)作。為整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)提供技術(shù)支持與運(yùn)行保障。
2.3 計(jì)費(fèi)管理分中心系統(tǒng)
它監(jiān)控本管理分中心下屬各收費(fèi)站自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。收集各自動(dòng)計(jì)費(fèi)車道的過車數(shù)據(jù)并進(jìn)行分類匯總，上傳各出入口記錄信息及收費(fèi)情況，接收并下傳更改信息，提供各種必要的查詢和統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
2.4 收費(fèi)站監(jiān)控管理系統(tǒng)
此子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控本收費(fèi)站的通行狀態(tài)和下屬各單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)作，收集本收費(fèi)站下屬各單片機(jī)傳輸來的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分類匯總和處理，上傳收費(fèi)車道的出入口記錄信息至計(jì)費(fèi)管理分中心管理系統(tǒng)，接收并下傳數(shù)據(jù)庫(kù)更改信息至車道主控計(jì)算機(jī)，接收下傳的“黑名單”并做相應(yīng)處理，提供各種必要的查詢、統(tǒng)計(jì)和報(bào)表。實(shí)時(shí)控制和管理車道通行控制設(shè)備。
收費(fèi)站控制管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
2.5 銀行清算系統(tǒng)
不停車自動(dòng)計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)的清算系統(tǒng)業(yè)務(wù)委托銀行承擔(dān)，利用銀行內(nèi)部的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)本地和異地高速公路用戶過路費(fèi)的清算工作。銀行清算系統(tǒng)每天定時(shí)通過MODEM進(jìn)入計(jì)費(fèi)管理分中心（計(jì)費(fèi)公司）管理系統(tǒng)主機(jī)，經(jīng)密碼檢驗(yàn)合法，取走收費(fèi)站的每天匯總計(jì)費(fèi)信息進(jìn)行分類結(jié)算，然后將費(fèi)款劃入各計(jì)費(fèi)管理分中心（計(jì)費(fèi)公司）的帳戶。銀行每天清算后根據(jù)用戶專用帳戶余額情況產(chǎn)生含有接近透支、已經(jīng)透支、透支止付、掛失止付等信息的“黑名單”并傳遞到各計(jì)費(fèi)管理分中心（各計(jì)費(fèi)公司）。“黑名單”的傳遞次數(shù)每天至少一次。同時(shí)銀行每月向用戶提供一份帳戶對(duì)帳單，并代開出一份由省一級(jí)稅務(wù)部門統(tǒng)一印制的過路費(fèi)報(bào)銷憑證。銀行清算系統(tǒng)能保證各高速公路費(fèi)用清算的安全、準(zhǔn)確和及時(shí)，可實(shí)現(xiàn)清算24小時(shí)達(dá)帳。同時(shí)可以提高整個(gè)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的使用效率，降低投資成本，方便持卡人，更可方便地實(shí)現(xiàn)異地聯(lián)網(wǎng)結(jié)算。
3 系統(tǒng)展望
研制本系統(tǒng)，可以快速準(zhǔn)確識(shí)別車型，確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)費(fèi)、避免車輛減速及停排隊(duì)購(gòu)票現(xiàn)象；減少收費(fèi)車道占地面積和基建投資；避免人工收費(fèi)的一些弊端，最大限度的堵塞財(cái)務(wù)漏洞；體現(xiàn)出高速、省時(shí)，同時(shí)也對(duì)公路的車輛流通數(shù)目、車輛類型等進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)記錄，供有關(guān)部門作為分析的依據(jù)，并對(duì)各公路車輛運(yùn)行情況作出預(yù)報(bào)。
該系統(tǒng)具有很好的可移植性，使用和維護(hù)方便。從我國(guó)的高速公路收費(fèi)現(xiàn)狀來看，本系統(tǒng)具有很高的潛在價(jià)值和應(yīng)用前景，它的推廣必將帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)加快我國(guó)電子收費(fèi)（ETC）進(jìn)程。
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關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)通信；無線組網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)加密；安全運(yùn)行
隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的更新進(jìn)步，無線網(wǎng)絡(luò)已成為目前最廣泛的網(wǎng)絡(luò)通信方式，通過無線組網(wǎng)，只要在無線信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)，客戶端可以方便的接入網(wǎng)絡(luò)，融合系統(tǒng)，不需要任何布線，無線終端可以實(shí)現(xiàn)零配置接入，而且非常容易進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和擴(kuò)展。無線組網(wǎng)與有線組網(wǎng)相比，最大的優(yōu)勢(shì)就在于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔归_迅速、造價(jià)低廉，免去了布線的種種限制，由于無線通訊網(wǎng)絡(luò)因?yàn)樽陨淼耐ㄓ嵦攸c(diǎn)以及諸多優(yōu)勢(shì)，無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)被應(yīng)用在很多領(lǐng)域，人們對(duì)無線組網(wǎng)的研究也越來越深入，但正由于無線組網(wǎng)的廣泛應(yīng)用無所不在，人們對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)安全問題也越來越重視，無線信息通信由于無線信號(hào)傳播特性，如果沒有做好適當(dāng)?shù)陌踩用艽胧苋菀拙蜁?huì)被識(shí)別并竊取信息。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和無線通訊技術(shù)的推廣普及，無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊安全問題得到廣泛關(guān)注，無線通訊網(wǎng)絡(luò)因?yàn)樽陨淼耐ㄓ嵦攸c(diǎn)，導(dǎo)致其在運(yùn)行過程中的安全問題只能在無線通訊網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)過程中解決，本文從通訊加密的角度出發(fā)，結(jié)合無線通訊組網(wǎng)活動(dòng)中的實(shí)際，對(duì)無線組網(wǎng)的加密問題進(jìn)行研究。
1、無線組網(wǎng)存在的安全缺陷分析
無線網(wǎng)絡(luò)就其發(fā)展的歷史來講，遠(yuǎn)不如有線網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)，其安全理論和解決方案遠(yuǎn)不夠完善。無線通訊網(wǎng)絡(luò)之所以備受歡迎，是因?yàn)槠湓谕ㄓ嵾^程中不需要借助通訊線路，使用者只要攜帶無線通訊客戶端就能夠享受無線通訊服務(wù)，但是無線通訊的這一優(yōu)勢(shì)也給無線通訊的安全留下了致命的隱患，那就是無線通訊的信息安全問題，由于無線信號(hào)的傳播特性，惡意竊聽方通過簡(jiǎn)單的偵聽活動(dòng)就能獲取無線通訊的信息，這比有線通訊網(wǎng)絡(luò)通過搭線竊聽、獲取信息更容易。原則上，無線網(wǎng)絡(luò)比有線網(wǎng)絡(luò)更容易受到入侵，因?yàn)楸还舳说脑O(shè)備與攻擊端的設(shè)備并不需要網(wǎng)線設(shè)備上的連接，只要在無線路由器或中繼器的有效范圍內(nèi)，就可以進(jìn)入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪問其中資源。如果內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并未加密的話，更有可能被人家窺探其中的數(shù)據(jù)以及隱私信息。無線網(wǎng)絡(luò)信息的傳播特性是由其自身特點(diǎn)決定的，無法改變，那么就只能在無線通訊信息的下手，將無線通訊信息進(jìn)行加密，如果對(duì)方?jīng)]有相應(yīng)的解碼程序和解碼器，即使偵聽到了無線通訊信息也無法對(duì)內(nèi)容進(jìn)行識(shí)別，從而保證了無線通訊的安全。
無線網(wǎng)絡(luò)作為一種關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展安全的通訊系統(tǒng)，其在組網(wǎng)的過程中必然要面臨各種各樣的安全威脅，這些對(duì)通訊系統(tǒng)本身和通訊信息的威脅，導(dǎo)致在無線組網(wǎng)過程中一定要采取必要的安全措施，以防止無線通訊信息泄露給未經(jīng)授權(quán)的實(shí)體，同時(shí)無線組網(wǎng)的加密還能夠?qū)o線通訊網(wǎng)絡(luò)本身提供必要的保護(hù)。在無線組網(wǎng)活動(dòng)的表面上看保證通訊信息的內(nèi)容不被竊取，似乎比保證通訊路由不被偵測(cè)更重要，所以點(diǎn)到點(diǎn)加密給系統(tǒng)帶來的沉重負(fù)擔(dān)和額外開銷似乎是不值得的，其實(shí)我們不僅要保護(hù)通信內(nèi)容的機(jī)密性，也要重視通信路由信息的機(jī)密性，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的通信路由運(yùn)行的狀況會(huì)對(duì)整個(gè)無線通訊活動(dòng)造成影響，所以面對(duì)安全威脅，無線組網(wǎng)活動(dòng)不僅要對(duì)無線通信的內(nèi)容進(jìn)行加密，對(duì)無線通信的路由信息也要適時(shí)進(jìn)行加密，保證無線組網(wǎng)活動(dòng)的全面、系統(tǒng)的安全。
2、無線組網(wǎng)活動(dòng)中對(duì)路由信息加密的重要性
在無線通訊網(wǎng)絡(luò)中，不僅要保護(hù)通信內(nèi)容的機(jī)密性，同時(shí)也要保護(hù)通信路由信息的機(jī)密性，因?yàn)橥ㄐ怕酚墒菬o線通訊系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，尤其是其中的一些關(guān)鍵性分線路由，其運(yùn)行的狀況會(huì)對(duì)整個(gè)無線通訊活動(dòng)造成影響，一旦對(duì)方對(duì)通信頻率和通信特性進(jìn)行分析后找到了通信中的關(guān)鍵路由器，對(duì)關(guān)鍵路由器實(shí)施了打擊，那么整個(gè)無線通訊網(wǎng)絡(luò)就會(huì)陷入癱瘓。在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用中，通訊路由信息的重要性往往要比通信的內(nèi)容更加重要，因?yàn)槎藢?duì)端的無線通訊加密可以對(duì)通信信息內(nèi)容進(jìn)行加密，但是不能保證通訊路由的安全，在無線通訊網(wǎng)絡(luò)中因?yàn)橥ㄓ嵭盘?hào)都是公開的，所以對(duì)方即使不知道通訊信息的內(nèi)容，通過通訊信息的流量、流向就很容易判斷出，整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)中的指揮節(jié)點(diǎn)在哪，從而通過對(duì)指揮節(jié)點(diǎn)進(jìn)行打擊的方法，對(duì)整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)造成致命的傷害。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，通過電子偵察設(shè)備，可以對(duì)無線通信設(shè)備進(jìn)行跟蹤定位，進(jìn)而達(dá)到軍事目的，前車臣總統(tǒng)杜達(dá)耶夫就是在裝甲車中使用衛(wèi)星電話進(jìn)行通話時(shí)，被俄軍的偵察機(jī)通過電子設(shè)備對(duì)其使用的無線路由進(jìn)行了準(zhǔn)確定位，引導(dǎo)制導(dǎo)炸彈將其炸死，這一事件充分說明了在無線通訊活動(dòng)中對(duì)路由信息保護(hù)的重要性。
3、如何在無線組網(wǎng)活動(dòng)中對(duì)信息內(nèi)容進(jìn)行加密保護(hù)
當(dāng)前無線組網(wǎng)活動(dòng)面臨的主要安全威脅就是信息攻擊，信息攻擊是指通過無線信號(hào)偵聽，獲取敵方信息的攻擊方法，被偵獲的信息可以分為兩類“通信內(nèi)容”和“通信路由”。對(duì)抗信息攻擊的主要手段就是通訊信息加密，在無線通訊網(wǎng)絡(luò)的加密活動(dòng)中，如果只是對(duì)通信內(nèi)容進(jìn)行加密可以采用端對(duì)端的加密方法，如果同時(shí)還需要對(duì)路由信息進(jìn)行加密可以采用點(diǎn)到點(diǎn)的加密方法。
1）端到端的加密方法
在無線通訊的過程中，僅對(duì)無線通信內(nèi)容進(jìn)行加密，而無線路由信息是公開的一種信息加密措施，接收方直接收到來自發(fā)送方的加密信息，通過解碼器進(jìn)行解碼后就可以看到通信信息的明文。
2）點(diǎn)到點(diǎn)的加密方法
在點(diǎn)到點(diǎn)的通新信息加密模式中，信息發(fā)送方先對(duì)通信信息的內(nèi)容進(jìn)行加密，在發(fā)送中再對(duì)通訊路由信息進(jìn)行加密，通信信息按照預(yù)先設(shè)定好的路徑，傳往通信路由的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)，路由中的第一節(jié)點(diǎn)收到信息后，對(duì)路由信息進(jìn)行解碼，然后根據(jù)路由信息的要求將通信信息傳往下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，之后無線通信信息會(huì)在整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中來回穿梭，直至最后到達(dá)信息傳播的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，由加密信息的接收方利用密匙對(duì)加密信息進(jìn)行解密，獲取無線通信明文。這種看似無目的的無線信息傳播，掩飾了無線通信活動(dòng)中關(guān)鍵路由的路由信息，保證了無線通信網(wǎng)絡(luò)的整體安全。
4、結(jié)束語
綜上所述，目前無線通訊技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用比較廣泛，做好無線網(wǎng)絡(luò)安全工作顯得越來越重要，這不僅關(guān)系到用戶的自身利益安全，惡意攻擊竊取網(wǎng)絡(luò)信息更可能對(duì)企業(yè)及國(guó)家?guī)砦：Γ蚨笸ㄓ嵪到y(tǒng)做好抗干擾抗偵聽的加密能力，做好無線組網(wǎng)加密工作，保證無線通訊的使用質(zhì)量，建立一個(gè)安全健康的無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。■
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關(guān)鍵詞 消防無線通訊；問題；對(duì)策
中圖分類號(hào)TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）91-0227-02
消防人員在火場(chǎng)執(zhí)行命令時(shí)，無線通訊則承擔(dān)起了重要的滅火力量調(diào)集工作，并且可以有效的指揮火場(chǎng)任務(wù)，時(shí)刻進(jìn)行傳達(dá)執(zhí)行命令，同時(shí)也會(huì)時(shí)刻的傳遞火場(chǎng)情況的信息，具有十分重要的影響意義，然而，由于我國(guó)在消防通訊方面仍然會(huì)存在很多不利的因素.從而導(dǎo)致發(fā)展滯后，所以無線通訊工作仍舊存在很多問題。當(dāng)前，由于我國(guó)的消防通訊設(shè)施發(fā)展還存在一定的差距，所以多數(shù)的消防部隊(duì)都不具有先進(jìn)的無線通訊裝備，處于初級(jí)水平，在組網(wǎng)的形式方面也處于同組頻率通網(wǎng)，是屬于原始級(jí)的無線通訊。現(xiàn)在所應(yīng)用的數(shù)字通訊，則是通過自動(dòng)選頻以及選呼的技術(shù)，但應(yīng)用的卻非常少，并且也相對(duì)落后。因此，如果要提高消防系統(tǒng)自動(dòng)化、科學(xué)化的應(yīng)用程度，就必須要加強(qiáng)消防無線通訊的力量。
1 在消防無線通訊當(dāng)中存在的一些問題
在消防無線通訊當(dāng)中的生命體則是頻率，目前，在消防部門當(dāng)中由于沒有設(shè)立專門的通訊管理機(jī)構(gòu)，所以也就沒有專用的一道無線頻率。由于我國(guó)無線電頻率資源是非常緊張的，在各個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，例如長(zhǎng)航、氣象以及航空等部門都具有一道專用頻段，而在我國(guó)的無線電管理部門里也都會(huì)在專門的頻率管理文件當(dāng)中設(shè)立一個(gè)專項(xiàng)規(guī)定。但是，由于當(dāng)前社會(huì)主要的救災(zāi)部門在消防工作方面，并沒有明確規(guī)定無線頻率應(yīng)該是多少。對(duì)此，我國(guó)各地的消防單位在應(yīng)用無線頻率時(shí)，基本占用的都是公安部門的信道，如果是在頻率資源相對(duì)寬松的地方，這兩種渠道相對(duì)比較容易解決，如果是在頻率相對(duì)緊張的區(qū)域，作為消防部門則沒有專門的應(yīng)用頻道了。
由于無線通信存在嚴(yán)重的堵塞問題，因此就會(huì)沒有針對(duì)性，不能及時(shí)有效的發(fā)揮出應(yīng)有的作用，而作為指揮員也無法在最快的時(shí)間里獲取可靠的信息和情報(bào)，從而也就影響了任務(wù)的正確性。由于指揮決策不能夠及時(shí)的傳達(dá)到執(zhí)行部門，就會(huì)給滅火工作帶來嚴(yán)重現(xiàn)場(chǎng)混亂以及指揮不協(xié)調(diào)等問題，從而造成無線通信出現(xiàn)堵塞的危害。一般是通信系統(tǒng)的容量非常小，而在網(wǎng)內(nèi)的通話電臺(tái)又非常多的情況，所以在小火場(chǎng)或者是在無事時(shí)，其通信是較為正常的，然而，一旦出現(xiàn)在大型的救援任務(wù)當(dāng)中，其網(wǎng)內(nèi)的電臺(tái)就會(huì)增加，而通話量在瞬間則會(huì)達(dá)到一個(gè)高峰值。此時(shí)，由于消防通訊話務(wù)高峰一般都是出現(xiàn)在大型的火場(chǎng)當(dāng)中，并且都是同時(shí)出動(dòng)在這一個(gè)時(shí)間段，而對(duì)于在消防二級(jí)網(wǎng)當(dāng)中，由于在話務(wù)高峰時(shí)期則是各個(gè)中隊(duì)到場(chǎng)的初級(jí)階段，這也是需要救人和部署以及供水的重要階段，所以也是出現(xiàn)頻道堵塞的重要時(shí)期。此外，由于在單頻單工通信頻道當(dāng)中會(huì)存在一個(gè)常發(fā)的電臺(tái)，并且占據(jù)了重要的通信信道，因此，這也出現(xiàn)堵塞的一個(gè)重要原因。
在我國(guó)的專職消防隊(duì)伍當(dāng)中，由于滅火力量起到了一個(gè)非常重要的作用，尤其是在一些大中型城市當(dāng)中，多數(shù)的消防隊(duì)員在素質(zhì)和裝備方面都是和公安消防隊(duì)伍具有相同的力量，并且在滅火任務(wù)當(dāng)中也起到了十分重要的作用，然而，在我國(guó)的多數(shù)地方都沒有以消防部隊(duì)作為中心力量的無線通訊網(wǎng)，也沒有促使消防隊(duì)伍可以在火場(chǎng)執(zhí)行任務(wù)當(dāng)中及時(shí)的與公安消防隊(duì)伍正常聯(lián)系，沒有及時(shí)的接受到統(tǒng)一的指揮與調(diào)度工作，這就顯得公安消防隊(duì)伍力量不足，從而也就不能夠與公安隊(duì)全形成整體力量。
所謂的通信干擾指的就是在通信過程當(dāng)中，由于無用信號(hào)會(huì)對(duì)有用信號(hào)造成一定的損害、騷擾，并且影響了通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，以及阻斷了或者是阻礙了通信業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。由于空間傳播在電磁波當(dāng)中，具有一定量的有用信號(hào)外，但也存在著干擾信號(hào)。一般的干擾信號(hào)有一些其它通信頻道當(dāng)中的干擾信號(hào)，也具有同頻或者是鄰頻干擾的現(xiàn)象，此外也具有一定量的工業(yè)電磁干擾、自然現(xiàn)象以及火花干擾等現(xiàn)象。然而，互調(diào)干擾則是最為嚴(yán)重的一個(gè)問題，它主要是通過兩個(gè)或者是兩個(gè)以上的頻率信號(hào)發(fā)生互相干擾，并且產(chǎn)生了一個(gè)新的頻率信號(hào)，從而也就干擾了通信。
2 主要的解決措施
由于消防無線通訊會(huì)存在很多的不利因素，所以在消防部隊(duì)的裝備和車輛上都會(huì)比較差，然而，社會(huì)隨著不斷的發(fā)展和進(jìn)步，消防部隊(duì)在裝備和車輛器材方面也在不斷的更新?lián)Q代，但在無線通訊方面所出現(xiàn)的矛盾則越來越突出，這也制約了現(xiàn)代化進(jìn)程的發(fā)展，對(duì)此，就必須要做好無線通訊的暢通工作。
作為消防部門必須要與國(guó)家的無線電管委員會(huì)進(jìn)行明確的協(xié)商，并且劃分出一條屬于消防隊(duì)伍自己的通訊頻道，并且形成一個(gè)信息傳輸，完成滅火任務(wù)的專職通訊網(wǎng)絡(luò)頻道，以確保做好消防的各項(xiàng)工作正常運(yùn)行。另外，落實(shí)了消防頻率的情況下，也應(yīng)根據(jù)地域明確劃分出各個(gè)總隊(duì)和各個(gè)支隊(duì)所應(yīng)用的頻率，建立各級(jí)消防無線通訊頻道。
由于我國(guó)消防通訊技術(shù)隨著不斷的發(fā)展以及提高的裝備力量，所以在消防隊(duì)伍當(dāng)中更需要具有高素質(zhì)的無線通訊人員。而通訊技術(shù)則是積累知識(shí)的重要過程，所以必須要加強(qiáng)提高對(duì)通訊人員的素質(zhì)培養(yǎng)，從而促使他們吸收更多、更新的知識(shí)，進(jìn)行外出考查，接受新的理論知識(shí)，也只有提高了無線通訊人員的素質(zhì)，才能提高消防無線通訊的力量發(fā)展。在全國(guó)范圍內(nèi)在建立無線的值守頻道，同時(shí)可以根據(jù)任務(wù)需要可以隨時(shí)加入到聯(lián)絡(luò)通訊當(dāng)中，另外，作為消防的無線通訊部門也應(yīng)不斷的提高自身的技術(shù)發(fā)展水平。
作為各個(gè)企事業(yè)的專職消防隊(duì)員，必須要相互聯(lián)系，緊密相聯(lián)，并且在執(zhí)行滅火任務(wù)當(dāng)中，可以通過接收無線通訊，形成統(tǒng)一的調(diào)度指揮工作，而作為公安專職消防隊(duì)伍也可以協(xié)同作戰(zhàn)，從而發(fā)揮出更全面的戰(zhàn)斗作用。作為公安消防隊(duì)伍與專職的消防隊(duì)伍相聯(lián)系，這也是有利于提高消防隊(duì)伍的大力建設(shè)，以及提高業(yè)務(wù)水平等，從而促使各個(gè)專職隊(duì)伍可以更好的管理日常工作，這對(duì)于發(fā)展專職消防力量具有非常重要的作用。
3結(jié)論
總之，當(dāng)前，通信技術(shù)由于隨著不斷快速的大力發(fā)展，在多數(shù)城市當(dāng)中都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由無線通信、圖像傳輸、計(jì)算機(jī)以及有線傳輸?shù)纫恍┫冗M(jìn)技術(shù)所組成的通信網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)這也提高了消防系統(tǒng)自動(dòng)化、科學(xué)化的應(yīng)用程度，從而也提高了部隊(duì)在執(zhí)行任務(wù)當(dāng)中的反應(yīng)能力，在處理重特大火災(zāi)時(shí)，可以提高作戰(zhàn)指揮能力。因此，消防無線通訊系統(tǒng)是可以作為現(xiàn)代消防技術(shù)的良好裝備，并且在消防工作當(dāng)中起到重要的作用。
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【關(guān)鍵詞】無線通訊數(shù)據(jù)；采集；傳輸
中圖分類號(hào)：通訊 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、前言
在國(guó)內(nèi)，對(duì)無線通訊數(shù)據(jù)的采集與傳輸方面的研究還不夠深入，導(dǎo)致了這方面存在一定的空白，因此，研究無線通訊數(shù)據(jù)的采集和傳輸技術(shù)很有必要。
二、常用的無線通訊技術(shù)分析
目前廣泛應(yīng)用的無線通訊技術(shù)主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò)頻微波、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。2.1數(shù)字電臺(tái)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的工作環(huán)境，能夠提供標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口，可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC等數(shù)據(jù)終端連接，實(shí)現(xiàn)透明傳輸。數(shù)傳電臺(tái)的傳輸速率從1200～19.2Kbit，傳輸距離20～50公里。具有抗干擾能力強(qiáng)、接收靈敏度高等特點(diǎn)。數(shù)傳電臺(tái)技術(shù)比較成熟，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。但隨著GPRS/CDMA技術(shù)的日漸成熟，相應(yīng)的設(shè)備價(jià)格的降低，使得在很多應(yīng)用場(chǎng)合中數(shù)傳電臺(tái)被GPRS/CDMA所取代。但同時(shí)，數(shù)傳電臺(tái)的相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展，智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高帶寬的數(shù)傳電臺(tái)也不斷涌現(xiàn)。
擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)是近幾年興起的一門數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。擴(kuò)頻微波最大優(yōu)點(diǎn)在于較強(qiáng)的抗干擾能力，以及保密、多址、組網(wǎng)、抗多徑等，同時(shí)具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣等特點(diǎn)，特別適合野外聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。而無線網(wǎng)橋是無線射頻技術(shù)和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)橋技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。無線網(wǎng)橋是為使用無線（微波）進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計(jì)。它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn)LAN互聯(lián)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，可用于固定數(shù)字設(shè)備與其他固定數(shù)字設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離（可達(dá)50km）、高速（可達(dá)百M(fèi)bps）無線組網(wǎng)。這兩項(xiàng)技術(shù)都可以用來傳輸對(duì)帶寬要求相當(dāng)高的視頻監(jiān)控等大數(shù)據(jù)量信號(hào)傳輸業(yè)務(wù)。
三、無線通信發(fā)展的特點(diǎn)
1、公眾移動(dòng)通信不斷增長(zhǎng)，但世界各地發(fā)展不均衡。一方面，在許多移動(dòng)通信普及率已經(jīng)很高的發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，新增移動(dòng)用戶的數(shù)量在不斷減少；另一方面，在許多移動(dòng)通信剛剛開始發(fā)展的發(fā)展中國(guó)家和地區(qū)，移動(dòng)用戶數(shù)量猛量增長(zhǎng)；但是，發(fā)達(dá)國(guó)家用戶創(chuàng)造的ARPU值要比發(fā)展中國(guó)家要高得多，而且，韓日等國(guó)在數(shù)據(jù)新業(yè)務(wù)方面的增長(zhǎng)迅速，成為全球移動(dòng)通信發(fā)展的新熱點(diǎn)。
2、無線寬帶通信技術(shù)飛速發(fā)展，技術(shù)不斷更新升級(jí)。伴隨著傳統(tǒng)公眾移動(dòng)通信的不斷發(fā)展，近年來全球?qū)拵o線接入技術(shù)領(lǐng)域研究和應(yīng)用也十分活躍，各種寬帶無線接入技術(shù)的出現(xiàn)，如：寬帶固定無線接入技術(shù)、WLAN技術(shù)、UWB技術(shù)等等，給無線通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。無線通信發(fā)展的特點(diǎn)：
四、系統(tǒng)概況
該系統(tǒng)以西安優(yōu)瑪公司YM600S系列YUMA-RTU為核心,通過衛(wèi)星、GPRS無線通訊數(shù)據(jù)的采集與傳輸在長(zhǎng)慶油田管線實(shí)現(xiàn)了閥室計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)無人值守監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)從首站到末站近500公里線路上共分布了21座油田管線閥室,自然環(huán)境十分惡劣。平時(shí)油田管線閥室無人值守,管線情況、各閥室內(nèi)溫度、壓力等數(shù)據(jù)的檢查只能靠人工巡視。但由于地域?qū)掗煛⒆匀粭l件差,一次巡視往往要用大半天的時(shí)間才能完成,而且設(shè)備故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),為此對(duì)涉及21個(gè)管線閥室站進(jìn)行了無線數(shù)據(jù)通訊的采集與傳輸。
五、GPRS應(yīng)用
1、GPRS概述
GPRS是一種新的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù),在移動(dòng)用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接,給移動(dòng)用戶提供高速無線IP。GPRS采用分組交換技術(shù),每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無線信道,同一無線信道又可以由多個(gè)用戶共享,資源被有效地利用,理論數(shù)據(jù)傳輸帶寬可達(dá)171.2kb/s,實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在10~70kb/s。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù),而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源,從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸。在此信道上提供TCP/IP連接,使用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收,用戶永遠(yuǎn)在線且按流量計(jì)費(fèi),迅速降低了服務(wù)成本。
2、GPRS的運(yùn)用方案
目前GPRS系統(tǒng)主要使用遠(yuǎn)程終端單元RTU分散地分布在油田管網(wǎng)的遙測(cè)點(diǎn)上,由GPRS智能模塊、電源、天線、RTU及各種I/O模板及后備電池組等幾部分組成。遠(yuǎn)程終端單元RTU與現(xiàn)場(chǎng)儀表的開關(guān)量、模擬量信號(hào)相連,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向固定IP端的DSC(數(shù)據(jù)服務(wù)中心)傳送數(shù)據(jù),接收并執(zhí)行上位機(jī)的命令。
（一）拓?fù)鋱D
拓?fù)鋱D如圖1所示。
（二）系統(tǒng)硬件配置
(1)通訊系統(tǒng)
目前石油管線距離比較長(zhǎng),閥室分布比較分散,對(duì)于各種設(shè)備和管線運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控要求嚴(yán)格,一旦形成事故損失是巨大的,因此,對(duì)各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、溫度、壓力、流量等指標(biāo)要做到實(shí)時(shí)監(jiān)控,一旦出現(xiàn)情況能及時(shí)進(jìn)行報(bào)警并可以在遠(yuǎn)程進(jìn)行指揮調(diào)度和調(diào)整;而且監(jiān)控系統(tǒng)跨越地域較大,監(jiān)控站數(shù)量較多,要求通訊系統(tǒng)速率也要高,輪詢響應(yīng)時(shí)間要快;同時(shí),油田管線閥室都分散于野外,環(huán)境惡劣,敷設(shè)通訊光纜比較困難,對(duì)無人值守的遠(yuǎn)傳控制只能選擇無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸?shù)拿浇椤Ｔ跇?gòu)建網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)往往伴隨著較高的采購(gòu)成本和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。由于通訊距離較遠(yuǎn),本方案擬采用GPRS為主、衛(wèi)星通訊方式為輔的通訊模式。其中GPRS通訊模式比較方便可靠,費(fèi)用低廉。
(2)中控室的硬、軟件配置
①中控室硬件
兩臺(tái)冗余備份的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)服務(wù)器,管理員站,操作員站,操作臺(tái),報(bào)表打印機(jī),RTU控制柜,控制器、電源模塊、通訊模塊(包括GPRS/CDMA和衛(wèi)星通訊模塊)、主站RTU模塊等。
②中控室軟件
操作系統(tǒng)軟件:操作系統(tǒng)選用Windows2000server。
監(jiān)控系統(tǒng)軟件:選用GRACE/MCGS工業(yè)組態(tài)應(yīng)用、監(jiān)控、仿真和其它冗余等軟件。系統(tǒng)編程軟件:選用VisualC++和IOTOOL-KIT軟件,進(jìn)行通訊軟件和其它管理軟件的開發(fā)。
(3)RTU的硬件配置及構(gòu)成
該系統(tǒng)采用以計(jì)算機(jī)為核心的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在調(diào)度中心設(shè)置SCADA控制系統(tǒng)組成,并設(shè)置了一套主站RTU,該系統(tǒng)下掛由遠(yuǎn)程終端裝置(RTU)構(gòu)成的21座閥室的21個(gè)遠(yuǎn)端控制系統(tǒng)組成。因此可在調(diào)度中心控制室完成對(duì)21座閥室的控制系統(tǒng)的診斷、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的任務(wù)。
六、無線通訊技術(shù)在數(shù)字化中的應(yīng)用
移動(dòng)通訊技術(shù)迅速的發(fā)展，使得人們對(duì)于電腦以外各種各樣的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)需求也日益的增長(zhǎng)。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、照相機(jī)等等的設(shè)備裝上了blue tooth的系統(tǒng)。這樣就可以使得電纜方面使用的不便免去。同樣又可以不受到內(nèi)存被溢出困擾。同樣把它裝到手機(jī)的上面，可以使得手機(jī)可以進(jìn)行一個(gè)無線連接的傳輸方式。也可使人小范圍內(nèi)可以自由走動(dòng)打電話和聽音樂。在大的范圍內(nèi)召開一個(gè)電話會(huì)議。藍(lán)牙設(shè)施的特性不僅成本低還給人們?cè)谌粘５纳钪虚_拓了一個(gè)近乎無限的空間一樣。在未來信息家電將會(huì)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。與無限的連接實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙向的傳輸具有一定職能融合的產(chǎn)品。
七、結(jié)束語
在今后無線通訊數(shù)據(jù)的采集和傳輸?shù)难芯恐校覀円\(yùn)用科學(xué)的方法，同時(shí)，將理論運(yùn)用于實(shí)際，通過更深層次的研究來提高無線通訊技術(shù)的運(yùn)用水平，為人們的生活謀福利。
【參考文獻(xiàn)】
達(dá)到不同設(shè)施之間的無線通信連接以及介入數(shù)據(jù)網(wǎng)的性能，以后無線局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的前進(jìn)導(dǎo)向是合成指定的個(gè)人無線多媒體通信網(wǎng)絡(luò)。怎樣完成各種不同操控體系的設(shè)施之間互相連接是無線通訊協(xié)議設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)中正常存在的問題。本篇文章主要是用無線連接新型技術(shù)BT作為背景，依照協(xié)議棧植入到不一樣操控體系的真是需要，建設(shè)實(shí)現(xiàn)了一種短距離多媒體無線通信協(xié)議體系。對(duì)于植入到不同操控體系上的需求，用BT技術(shù)作為案例給出了SFMWS體系設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的新機(jī)制。
二、SFMWS體系的整體設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)總體思想
通信協(xié)議應(yīng)該和體系沒有關(guān)聯(lián)。但是需要在一個(gè)操控系統(tǒng)上運(yùn)作協(xié)議棧，那么就需要提供一些體系有關(guān)的支持，把協(xié)議棧集中在操控系統(tǒng)之中。所以我們?nèi)〕鱿祼阂廛浖捏w系有關(guān)部分，當(dāng)朝著不同操控體系移植時(shí)，只需要修正這些體系有關(guān)部分代碼就可以了。體系有關(guān)部分涵括進(jìn)程進(jìn)度以及同步模塊、定時(shí)器模塊，和一些運(yùn)作庫(kù)。協(xié)議棧是運(yùn)用ANSIC編組的，采用標(biāo)準(zhǔn)C運(yùn)作庫(kù)。協(xié)議棧的用戶端口和系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的。如果需要將協(xié)議棧植入到一個(gè)全新的操控系統(tǒng)上，需要檢索全部的體系有關(guān)部分，把這些體系有關(guān)的函數(shù)重新改寫并且鏈接到不同的運(yùn)作庫(kù)。從代碼數(shù)量來看，體系相關(guān)部分占據(jù)全部協(xié)議模塊代碼數(shù)量的百分之五左右。
2.2一種短距離無線通訊全新技術(shù)
近距離無線通訊協(xié)議目的就是每一種信息設(shè)施可以完成無縫資源共同享用。不管是手機(jī)、電腦計(jì)算機(jī)、PDA、打印機(jī)，亦或是數(shù)碼相機(jī)、MP3播放器都可以相互傳送語音消息、文字記錄、圖像、文件消息等等。所以在實(shí)現(xiàn)協(xié)議棧時(shí)，應(yīng)該和不同的操控體系以及通信協(xié)議具有良好的接口端。但是現(xiàn)在很多協(xié)議在這方面的建設(shè)和實(shí)現(xiàn)具備一定的缺點(diǎn)和不足之處，致使體系不能完成跨平臺(tái)通訊，唯獨(dú)同種產(chǎn)品之間的通訊。一種全新的短距離無線通訊技術(shù)是BT技術(shù)，它在很多方面都具備很大的優(yōu)勢(shì)，采用全向天線；更加容易地發(fā)現(xiàn)設(shè)施；支持終端的遷移性能；視距對(duì)信號(hào)傳遞沒有影響；全雙工的運(yùn)作形式，適宜開展話音業(yè)務(wù)；支持點(diǎn)到多點(diǎn)的連接形式，容易組成小型局域網(wǎng)絡(luò)；并且可以經(jīng)過無線局域網(wǎng)和因特網(wǎng)連接，完成多媒體信息的無線傳遞。
2.3總體設(shè)計(jì)方案
用BT協(xié)議作為背景，提供無線通訊協(xié)議體系設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)新型機(jī)制。我們建設(shè)的協(xié)議棧是對(duì)主機(jī)協(xié)議棧的整體實(shí)現(xiàn)，讓它涵括了主機(jī)協(xié)議棧的全部系惡意，二元電話操控協(xié)議簡(jiǎn)稱為TCS、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議簡(jiǎn)稱為SDP以及主機(jī)操控端口簡(jiǎn)稱為HCI等等。全部的協(xié)議棧是由四個(gè)部分組成的。
（1）體系模塊。每個(gè)協(xié)議在開啟時(shí)需要朝著BT體系模塊注冊(cè)。BT體系模塊維持了BT主機(jī)協(xié)議的FSM案例表。一個(gè)BT主機(jī)協(xié)議棧可以采用這些小洗衣機(jī)其余的BT主機(jī)協(xié)議棧實(shí)行通訊。這個(gè)模塊在每個(gè)平臺(tái)上不一樣的，因?yàn)椴⒉皇侨康捏w系都需要全部的協(xié)議模塊。（2）通用函數(shù)庫(kù)模塊。涵括了為各種協(xié)議模塊維持FSM所需求的通用代碼，像定時(shí)器的治理、進(jìn)程之間的通訊等等。它還涵括了平臺(tái)有關(guān)的代碼。如果來自不一樣的BT主機(jī)協(xié)議的FSM案例對(duì)于公共資源的需求，這個(gè)模塊會(huì)負(fù)責(zé)為這些需求實(shí)行調(diào)度。（3）協(xié)議棧的每個(gè)協(xié)議模塊。全部協(xié)議模塊都是采用ANSIC編組的，可以不需要改動(dòng)就可以在每個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行遷移。每一個(gè)BT主機(jī)協(xié)議被實(shí)現(xiàn)作為一個(gè)FSM。當(dāng)協(xié)議進(jìn)行初始化的時(shí)候，它會(huì)為相對(duì)應(yīng)的FSM生成一個(gè)跳轉(zhuǎn)矩陣，該FSM是由狀態(tài)和事件牽引的。跳轉(zhuǎn)矩陣的各項(xiàng)顯示對(duì)一個(gè)指定形態(tài)下的指定事件的治理函數(shù)。在協(xié)議進(jìn)行初始化期間，F(xiàn)SM會(huì)被形成開始形態(tài)。
三、體系無關(guān)的實(shí)現(xiàn)形式
在協(xié)議進(jìn)行初始化時(shí)，會(huì)為相對(duì)應(yīng)的FSM產(chǎn)生一個(gè)跳轉(zhuǎn)矩陣，這個(gè)FSM是有形態(tài)以及事件牽引的。在協(xié)議進(jìn)行初始化期間，F(xiàn)SM會(huì)被調(diào)制成初始形態(tài)。當(dāng)協(xié)議的FSM收取到一個(gè)事件，它首要檢索任務(wù)就是FSM現(xiàn)在是否正在治理事件。如果FSM繁忙，那么把這個(gè)時(shí)間植入到事件隊(duì)列之中等待治理，否則的話，F(xiàn)SM就會(huì)立馬進(jìn)行治理。
關(guān)鍵詞：無線通訊系統(tǒng)；行業(yè)
近年來我公司和北京比福特公司共同開發(fā)了防爆無線通訊系統(tǒng)，并且在中石油大港石化中石油青海格爾木石化得到了廣泛的應(yīng)用。實(shí)踐證明，這種基于PHS的無線通訊系統(tǒng)是安全穩(wěn)定，而且可靠的運(yùn)行效果良好。
小靈通：無線市話（Personal access System）簡(jiǎn)稱PAS，是一種新型的個(gè)人無線接入系統(tǒng)。它采用先進(jìn)的微蜂窩技術(shù)，通過微蜂窩基站實(shí)現(xiàn)無線覆蓋，將用戶端（即無線市話手機(jī)）以無線的方式接入本地電話網(wǎng)。
首先，石化工廠廠區(qū)面積大，人員分布散，防爆區(qū)內(nèi)移動(dòng)作業(yè)人員和零散作業(yè)人員眾多。無線通訊系統(tǒng)對(duì)滿足人員通訊需要，加強(qiáng)防爆區(qū)內(nèi)分布人員的動(dòng)態(tài)管理，優(yōu)化廠區(qū)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)，調(diào)度指揮的有線，無線互聯(lián)互通，相互結(jié)合的信息傳遞，保證企業(yè)安全高效的生產(chǎn)具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。
企業(yè)的無線通訊需要和化工企業(yè)防爆設(shè)備的要求，加上與斯達(dá)康公司的長(zhǎng)期合作關(guān)系。最后決定選用斯達(dá)康公司的UT220為原型機(jī)進(jìn)行防爆手機(jī)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，同時(shí)無線通訊網(wǎng)絡(luò)的基站覆蓋，采用了中國(guó)電信標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備接入。這兩項(xiàng)措施的實(shí)施可以使企業(yè)整個(gè)無線通訊網(wǎng)絡(luò)得到功能的最大化，同時(shí)大大的降低了設(shè)備采購(gòu)和投入的成本。為企業(yè)節(jié)約了開支，同時(shí)功能應(yīng)用不受任何影響。運(yùn)用已經(jīng)成熟的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，加以批量生產(chǎn)的移動(dòng)通信終端設(shè)備使得企業(yè)無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)有充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。
這套通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是以人為本，體現(xiàn)科技關(guān)懷。要利用先進(jìn)的無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)防爆作業(yè)區(qū)內(nèi)工作人員出入的有效身份辨識(shí)、人員位置確定、生產(chǎn)調(diào)度指揮與作業(yè)區(qū)內(nèi)工作人員，工作人員之間的語音通訊，短信息收發(fā)，徹底實(shí)現(xiàn)信息的無縫連接，使企業(yè)的生產(chǎn)管理達(dá)到實(shí)時(shí)高效。同時(shí)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)考勤記錄功能，可以為管理人員提供更加準(zhǔn)確的人員信息。一旦發(fā)生事故，就可以根據(jù)系統(tǒng)提供的人員位置、身份。數(shù)量信息做出準(zhǔn)確的營(yíng)救措施，使得搶險(xiǎn)救災(zāi)工作高效進(jìn)行，進(jìn)而節(jié)約大量寶貴的時(shí)間。
該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全雙工通話，可以和生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)并網(wǎng)，全系統(tǒng)內(nèi)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全時(shí)雙向語音通話。實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū)內(nèi)人員的定位，可以做到精確到人，動(dòng)態(tài)位置實(shí)時(shí)反饋，使得生產(chǎn)管理優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，考勤記錄的數(shù)據(jù)來源實(shí)時(shí)化，自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)短信息，語音信箱功能。生產(chǎn)指令短信息發(fā)送到每一個(gè)終端上，還可以實(shí)現(xiàn)語音信箱留言，大大的提高信息的接收效果。系統(tǒng)通過斯達(dá)康的QBOX解決方案可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)所及范圍之內(nèi)全覆蓋，并實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的連接。
該無線通訊系統(tǒng)由移動(dòng)終端UT220手機(jī)和基站。公共電話交換網(wǎng)絡(luò)組成。首先UT220手機(jī)要進(jìn)行本質(zhì)安全處理。手機(jī)的主機(jī)部分用環(huán)氧樹脂封裝處理使得無線射頻電流被控制在防爆要求范圍之內(nèi)。其次，對(duì)手機(jī)電池加裝限流電阻，然后對(duì)電池進(jìn)行固化封裝實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。由于斯達(dá)康公司的QBOX解決方案的實(shí)施，使得小靈通手機(jī)每一部都可以是一個(gè)小型基站，同時(shí)在小靈通QBOX主機(jī)信號(hào)范圍之內(nèi)，還可以捆綁無線分機(jī)。其發(fā)射功率是10mW。
為了使無線通訊網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加穩(wěn)定，還可以使用基站覆蓋。系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)，配置若干臺(tái)10mW基站。每臺(tái)基站都要配備避雷針防雷，同時(shí)每臺(tái)基站要采用遠(yuǎn)距離輸電線路供電。每臺(tái)基站配備一對(duì)雙絞線與主機(jī)連接，最大傳輸距離5km。
公用電話交換網(wǎng)絡(luò)部分可以采用中國(guó)電信標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這樣可以大大節(jié)省企業(yè)開支，并且可以享受更多的方便快捷的服務(wù)資源。使企業(yè)的內(nèi)部無線電話網(wǎng)絡(luò)和中國(guó)電信公網(wǎng)無縫連接，節(jié)省了建設(shè)企業(yè)專網(wǎng)的大量投入。
