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1短距离无线通信技术简介
近年来，由于数据通信需求的推动，加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展，短距离无线与移动通信技术也经历了一个快速发展的阶段，WLAN技术、蓝牙技术、UWB技术，以及紫蜂(ZigBee)技术等取得了令人瞩目的成就。短距离无线通信通常指的是100m以内的通信，分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。高速短距离无线通信最高数据速率>100Mbit/s，通信距离<10m，典型技术有高速UWB、WirelessUSB;低速短距离无线通信的最低数据速率<1Mbit/s，通信距离<100m，典型技术有蓝牙、紫蜂和低速UWB。
2蓝牙(Bluetooth)技术
“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内，通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联，使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享，也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中，因此特别适用于小型的移动通信设备，使设备去掉了连接电缆的不便，通过无线建立通信。
蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础，采用高速跳频(FrequencyHopping)和时分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先进技术，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线连接因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。目前蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz频带，通道带宽为lMb/s，异步非对称连接最高数据速率为723.2kb/s。蓝牙速率亦拟进一步增强，新的蓝牙标准2.0版支持高达10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。
作为一个新兴技术，蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处，如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问，蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通信技术，它必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。
3超宽带(UWB)技术
超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展，人们对高速无线通信提出了更高的要求，超宽带技术又被重新提出，并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通信方案。与常见的使用连续载波通信方式不同，UWB采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz，因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通信的同时，UWB设备的发射功率却很小，仅仅是现有设备的几百分之一，对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声，因此从理论上讲，UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式，它有望在无线通信领域得到广泛的应用。UWB的特点如下(1)抗干扰性能强：UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。
(2)传输速率高：UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s，有望高于蓝牙100倍。
(3)带宽极宽：UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。
(4)消耗电能少：通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能少。
(5)保密性好：UWB保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。
(6)发送功率非常小：UWB系统发射功率非常小，通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。
(7)成本低，适合于便携型使用：由于UWB技术使用基带传输，无需进行射频调制和解调，所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件，系统结构简化，成本大大降低，同时更容易集成到CMOS电路中。
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2.1WirelessHART技术
WirelessHART技术运用的是网格状的组织网络，这样每一台设备都可以作为无线路由器来使用，它的功率更低，对于无线的传输的距离更远。网络中节点越多，网络可覆盖的范围越广，距离越远。而对于WirelessHART的频率为2.4GHz~2.4835GHz，这是国际通信联盟开放给工业、医学和科学三个主要机构使用的免费频段，因此WirelessHART技术不会对其他的通讯造成干扰。另外，在环保方面，WirelessHART技术的无线设备是微功率短距离的设备，这对于用户所担忧的网络功率就不论无线通讯技术创新与应用文/陈浩 孟夏无线通讯技术具有覆盖面积广、信息传递快、不受自然灾害的限制等特点，它是我们时代和科技不断发展的产物。无线通讯近些年也在不断的创新，和广泛的应用到我们的生活中来。这篇文章就是针对无线通讯技术创新与应用的讨论。摘要是问题了，不会对工作人员造成不良影响，它的发射功率为10MW，比手机使用的峰值还低。
2.23G和4G网络
目前在我国3G技术日渐成熟，TD-SCDMA、CDMA2000和WCDMA作为我国研发的3G无线通讯技术被广泛应用在各个领域，3G信号覆盖面积广，对于数据的传输快速，并且能支持语音信号和数据的传输和切换，这些3G技术已经发展成世界的主流，目前3G网络已经非常成熟，wcdma的技术的版本不断升级。目前，又出现了更高的覆盖率和通讯的技术，4G网络技术，目前4G技术还在刚刚起步的阶段，它更加的低成本，并且没有距离限制，这是对于3G的传输上的一些缺点和弊端做了一些调整和升级的网络传输，它更加的快捷，方便，数据传输量更大。3G和4G的优势越来越明显。
2.3WLAN网络
WLAN技术作为宽带的无线通讯网络，已经广泛应用到生活中，这种宽带无线式接入技术使网速更快、更灵活，它采用与商业一样的2.4GHz的波段。目前，WLAN宽带已经被广泛运用到办公室，家庭网络中。但是WLAN宽带的无线距离传输受到限制，只能在比较小的空间内才能接收到信号，传输数据，因此还没有被运用到更广泛的领域中。
2.4UWB技术
UWB技术是一种超宽带无线通讯技术，它是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此它的频谱范围非常广。它基本上是在3.1～10.6GHz频段中占用500MHz以上的宽带，因此它的功率很低，发射和接收数据比较简单，发射信号的功率谱密度低，定位精度高。因此UWB技术更适合运用在室内等密集多径的场所，它能够穿透墙壁，地面，身体系统，对于个人娱乐的局网是最具特色的无线通讯设施。
3无线通讯技术的应用
3.1工业中的运用
在工业生产中，无线通讯设备也在广泛的应用，并发挥着巨大的作用。其中比较运广泛的是，无线短程网和无线局域网。无线短程网功耗低，工作周期比较短，使收发信息的功耗降低，采用休眠模式。并且它数据传输可靠性高，同时预留了需要固定宽带的的专用空隙，避免了在信息传输过程中的碰撞和干扰。无线短程网还具有时延小的特点，无论是在休眠状态还是在激活状态下的时延都很短。另外，它还具有兼容性，通过网络协作建立自己的网络圈，加强课信息传递的可靠性。在工业中还经常用到的是无线局域网，它在工业发展上起着越来越大的作用。因为在工业自动化领域有很多的感应器、PLC、计算机、读卡器等等，这些设备的连接和信息传输都需要有一个控制网络，这些设备提供的通信接口通常是RS-232或RS-485，无线局域网将这些接口的设备都连接到一起，利用网络将信号互相转换，这样就使工业设备的通讯能力不断加强，还大大提高了信息处理能力，并且无线局域网覆盖广，这在现代工业自动化生产中，起着重要的作用。对安全防御管理、电信、光纤、生产设备自动化都有很多的应用。
3.2生活中的运用
无线通许科技现在已经广泛的运用到我们的生活中了。从之前的红外和蓝牙开始，已经被我们的手机、电脑、文曲星等很多的电子产品应用到生活中，我们可以通过无线通讯设备传输数据、图片、音频、视频，这不仅方便了我们的生活，也提高了我们的生活质量。随着科技的不断发展，通讯技术也在不断发展，从过去有线的网络，到现在WLAN已经广泛的应用于我们的家庭、办公室、娱乐场所和公共场合，人们随时随地都能通过无线网络获取数据。另外，GPS等系统也在不断的丰富我们的生活，在开车的时候我们可以通过GPS定位，寻找路线，搜附近的美食、找公交站点等等，这些无线通讯技术已经不断地影响我们的生活，并使我们的生活质量不断提高。
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铁水运输动态监测系统采用了当今先进的DGPS定位技术、组合定位技术、地图匹配技术、扩频通信技术、计算机及网络技术，以及地理信息系统技术、电子大屏技术等，解决了在钢铁厂内恶劣工业环境下，铁路线上铁水运输车辆的定位跟踪问题，使调度管理人员在中心站的电子大屏上能实时观测到铁水运输车辆动态位置和状态以及其他有关信息，便于及时、合理地进行生产运输调度。
作为铁水运输动态监测系统的重要组成部分——无线通信网，主要完成中心站与车辆之间的信息传输，其性能的好坏直接影响到整个系统的正常工作。本文介绍的无线通信网已在宝钢铁水运输动态监测系统中应用，通信系统工作正常，稳定可靠，效果良好。
1无线通信网设计
1.1系统要求
（1）在1.8km×2.3km的区域内，保证厂房内外的车辆与中心站之间实时通信；
（2）监测车辆85辆；
（3）每个车辆信息更新率最高可达到每秒更新一次；
（4）车辆设备采用蓄电池供电，为延长电池更换周期，需采用低功耗设备；
（5）具有良好的电磁兼容性，不能对现在正在使用的其他通信设备产生干扰；
（6）抗干扰能力强，能够保证在钢铁厂恶劣工业环境下的可靠通信，误码率小于10-6。
（7）中心站与车辆之间为双向通信方式。
1.2方案选择
在目前的GPS车辆定位跟踪系统中，无线数据的传输通常采用模拟电台加调制解调器自行组网或通过公用移动电话来完成数据交换。在模拟电台自行组网的数据传输系统中，由于模拟电台的收发切换时间长（约200ms）、数据传输率低（通常为1200bps）、单位时间内传输的车辆位置数据较少，因此，当车辆增多时，车辆位置更新的实时性将大大降低。采用GSM公共移动电话网传送数据，虽然系统容量可以扩大，数据传输率增快，但运行成本较高，而且受公共移动电话网工作状态影向较大，难以满足安全性、可靠性、连续性、经济性的要求。若采用GSM短消息的方式发送位置数据，其数据传送的实时性将无法保证。
根据现场实际情况和系统要求，扩频通信技术是一种理想的解决方案。扩频通信的主要特点有：（1）抗干扰性强，对单频及多频载波信号的干扰、其它伪随机调制信号的干扰及脉冲正弦信号的干扰等都有抑制作用，能提高输出信号的信噪比。（2）发射功率小，一般小于1W，设备功耗较低，因此不会对其他通信系统产生干扰。（3）可以实现码分多址，频带利用率很高。（4）抗多径干扰，可以克服钢铁厂环境下严重的多径干扰对无线数据通信可能造成的影响。（5）无线数据传输速率高，可高达19200bps以上，而误码率小于10-6，具有信息传输快且可靠的优点。
1.3无线通信网组成
铁水运输动态监测系统覆盖范围约1.8km×2.3km，区域内分布有高大钢铁建筑物，难以保证视距通信。车辆工作区域有相当一部分在厂房内，受通信屏蔽的影响较大，有些厂房内甚至无法直接与外界通信。另外，为了保证车载设备功耗较低，延长车载设备蓄电池供电时间，车载设备通信采用较小的发射功率。为了保证系统中心站与车辆间无线数据通信可靠，在工作区内设有5个中断站，负责车辆与中心站间的信息转发。在3个通信屏蔽的厂房内高有3个中转台，负责厂房内的车辆与中断站间的信息转发。
中心站位于生产管制中心，通信天线高度约45m，采用全向高增益天线。5个中断站与中心站间的通信采用高增益定向天线，其天线方向指向中心站。中继站与车辆间的通信采用高增益全向天线。车载设备和转台采用3dB全向天线。
系统无线通信网由中心站、中继站、中转台和车载设备构成，如图1所示。
2设备选型和设计
2.1扩频通信机选择
在铁水运输动态监测系统中根据使用方式的不同，使用了AirLink和WIT915两种型号的扩频通信机来组成无线通信网。AirLink通信机用于中心站与中继站通信，WIT915通信机用来完成中继站和移动车辆间的通信。
AIRLINK19MP是美国CYLINK公司的L波段无线扩频MODEM数传通信机，可工作于点对点和点对多点工作方式，也可作为转发器或hub来应用。其主要技术指标如下：
（1）工作频段：902～928MHz，16个信道可选；
（2）采用直序扩展工作方式，PN序列长度32bit；
（3）调制方式为BPSK（Bi-PhaseShiftKeying），数据速率可达38400bps，信道带宽为1.5MHz；
（4）系统增益（不包括天线增益）为130dB。其中，扩频增益为12dB；
（5）发射功率最大为800mW（29dBm），并且可通过拨码开关选择不同的发射功率；
（6）采用时分双工技术（TDD），可以实现全双工通信，视距传输可达50km。
WIT915是美国DIGTALWIRELESS公司的扩频通信收发机。WIT915采用组合扩频技术，能够抗噪声和多径衰落，并且同时支持CSMA通信协议和点对点的通信。WIT915扩频通信机的低功耗和小体积很适用于车载台使用。其技术指标如下：
（1）工作频段：903～907MHz，21个信道，具有自动寻找干净信道的能力；
（2）4级可调发射功率，从1mW～1W，最大功率要求符合美国FCC标准，并且功率可自适应调整；
（3）全双工数据速率可达19200bps，半双工数据速率可达51200bps；
（4）射频带宽：700kHz，信道间隔1.2MHz；
（5）采用0dB天线，在视距情况下，传数距离可达1.8km；
（6）在半双工情况下，数据收发转换时间小于0.5ms。
2.2通信控制器设计
在无线通信数传网设计中，通信控制器的设计十分重要。因为对扩频通信机的控制以及无线通信网通信协议的执行都要通过通信控制器来实现。在铁水运输动态监测系统中，采用PC/104作为通信控制器，相对于采用单片机作为内核的通信控制器来说，能够减少产品的开发费用，降低开发风险，缩短开发周期，提高产品的性能。PC/104具有超小尺寸（90mm×96mm），较低的功耗（典型为1～2W/模块），独有的栈接总线消除了底板与插座的成本和空间。PC/104的CPU系列产品为嵌入应用提供了高集成化的模块，并且与IBMPC/AT休系兼容，在PC上调试好的程序可以直接移植到PC/104使用。
选用的PC/104CPU模块为CoreModuleCM/486-2。CM/486模块提供了PC/AT母板的全部功能和一线附加卡的功能，该模块具有CP/AT和MS-DOS全兼容的标准硬件和软件资源。其主要指标如下：
（1）CPU为CX486SLC-2，50MHz内部时钟频率；
（2）在板内存可选为2M、4M或16M字节；
（3）7个DMA通道（相当于8237）；
（4）15个中断通道（相当于8259）；
（5）三个可编程计数/定时器；
（6）16位扩展总线；
（7）和PC完全兼容的两个串行口和一个并行口；
（8）带有可启动系统的固态盘；
（9）带有PC所不具有的看门狗定时器。
2.3通信控制器和扩频通信机的连接关系
扩频通信机AirLink和WIT915的外部数据控制接口是与PC兼容的异步串行RS-232接口。因此，由PC/104构成的通信控制器与扩频通信机AirLink和WIT915的硬件连接非常简单和方便，只需将扩频通信机的外部数据控制接口直接连到PC/104的串行口即可，由在PC/104中运行的软件控制扩频通信机的数据收发即可。
图2、3所示为通信控制器和扩频通信机的两种连接方式。其中图2为中继站的连接方式，图2为移动车辆的连接方式。
3无线通信方式的设计与实现
3.1中继站与中心站
中心站的AirLink扩频通信机与各个中继站的AirLink扩频通信机间构成一种星型网络通信模式。中心站的AirLink扩频通信机设置为主模式。中继站的AirLink扩频通信机设置为从模式，采用半双工的通信模式，由中心站的通信控制器采用轮询的方式控制AirLink扩频通信机和各个继站进行数据传输交换。中心站分别从各个中断站采集各中继站收到的车辆信息，然后按一定间隔向所有中继站广播车辆DGPS定位所需要的差分数据。各个中断站设置有不同代号。各中继站通信控制器收到中心站发出的信息后，首先判断是否是中心站取车辆信息。若是，再判断中心站所发出的站代号是否与事先设定的本站代号一致；若一致，则将中断站收到的车辆位置数据发送到中心站；若不一致则不进行处理。若中断站通信控制器判断中心站发出的是广播差分数据，则将此数据通过WIT915扩频通信机转发到车载设备。因为各中继站和中心站的AirLink扩频通信机接收电平已调到AirLink扩频通信机手册所需求的能够以10-8误码率传输数据的电平，因此，中心站和中继站采用简单的ARQ方式和CRC校验就可保证数据的可靠传输和交换。
中心站通信控制器通过AirLink扩频通信机发到中继站的数据格式如下：
查询信息格式：
同步头起始标志站代号码结束标志CRC校验码
广播DGPS差分信息格式：
同步头起始标志广播代码DGPS差分数据CRC校验码结束标志
中继站应答信息格式：
同步头起始标志站代号码车辆信息CRC校验码结束标志
中心站和中继站的数据传输率为19200bps。
3.2中继站与移动车辆
中继站的通信控制器通过中继站的WIT915扩频通信机和车载设备WINT915扩频通信机进行数据交换。若中继站通信控制器和移动车载设备通信控制器之间采用查询的方式进行车辆位置数据的交换，由于铁水运输动态监测系统监控车辆较多（约85辆），查询一遍所有车辆位置数据耗时较长。其次，在铁水运输过程中，同一时刻移动的车辆较少，停止的车辆较多，而停止车辆的位置没有变化，控制中心只需保留上次传过来的车辆位置数据即可，无需进行车辆位置更新。为了在有限的信道内传送有效的位置数据，采用了根据车辆运行速度动态控制车辆信息报告时间间隔的通信方式，即根据车辆的动动状态来调整车辆信息的发送频度。当车辆在停止状态时，车辆的信息每隔一分钟发送一次，以保持和控制中心的数据联系。当车辆在移动状态时，车辆信息报告频度随着速度的增加而提高，及时向中继站发送最新的车辆信息。车辆信息的传送时刻完全由车载通信控制器根据车辆的运行情况来确定，省去了查询方式下的下行数据链路占用的传送时间，可以提高车辆有效信息的传送效率和信息的实时性。
为了保证在车辆信息自主发送时，不生数据传输的碰撞，利用WIT915扩频通信机在半双工模式下的CSMA通信协议来传送数据。CSMA通信协议是IEEE802.3协议中的一种数据传送方式，广泛应用于计算机局域网中，在数据传输中进行载波侦听和多重访问。当需要发送车辆的位置数据时，车载通信控制器首先读取WIT915扩频通信机送出的载波检测DCD电平指示。当载波检测DCD电平为高时，表示目前信道中有别的通信机正发送数据。此时车载通信控制器随机延时等待数毫秒，再次读取通信机的载波检测DCD电平。若此时载波检测DCD电平为低，表示此时信道中没有WIT915扩频通信机发送数据，信道空闲，可以发送数据，则车载通信控制器将WIT915扩频通信机的RTS电平抬高。此时，WIT915扩频通信机切换到发送状态，同时发出载波信息占据信道，车载通信控制器随后将数据通过WIT915扩频通信机发出。当车辆的位置数据发送完毕后，车载通信控制器将WIT915扩频通信机的RTS电平置低，使通信机停止发送载波和数据，让出信道，供其它WIT915扩频通信机发送数据。
采用CSMA通信协议发送车辆位置数据，可以使每一时刻只有一台WIT915扩频通信机处于发射状态，从而可以尽量避免碰撞干扰，使车辆的信息传送可靠。WIT915扩频通信机的收发切换时间很短，最大不超过400μs,且WIT915扩频通信机的数据传输率可高达38400bps，经过压缩后的车辆信息又很短（约40bit），因而每个车载通过控制器发送车辆位置数据时占用信道的时间很短，可以保证数据传输的实时性。当然，在极端情况下，有可能两台WIT915扩频通信机同时检测信道空、同时发送数据，发生碰撞。但因所发送的车辆信息量较小，数据传输率很高，发生碰撞的概率很低。即使发生碰撞，在扩频通信中，通信机仍有可能解调出正确的数据。若扩频通信机解调出错，通过CRC校验进行剔除，通过下一次车辆信息发送对车辆信息进行更新。
中继站转发的中心站DGPS差分数据，也由中继站的通信控制器通过中继站的WIT915扩频通信机以CSMA的通信方式向各个车载设备广播发送。CSMA通信协议中采用CRC校验，以保证数据的可靠性。
通信控制器以CSMA方式发送数据的程序框图如图4所示。
在有数据发送时，检测信道。若信道忙，则随机延时一段时间，并将计数器加1，再检测信道。如此循环，当计数器累加到M次后，则退出信道检测循环。此时，认为信道忙，并置信道忙标志，此次数据发送放弃。在信道忙标志置位后，将车辆在停止时发送数据的间隔由1分钟提高到10秒钟。这样做是为了保证在信道阻塞干扰消失后，使所有车辆位置的更新时间最长不超过10秒钟。
3.3中转台数据传输
在铁水运输过程中，车辆有时会进入钢结构的厂房内。为了使车辆在进入厂房内也能够将车辆的信息发送到中继站，因此，在厂房内设置了中转台。通信转发如图5所示。
中转台设有两台WIT915扩频通信机，一台通信机置于厂房内，另一台通信机置于厂房外。转发通信控制器通过厂房内的WIT915扩频通信机，接收厂房内的车辆发送的信息，然后通过厂房外的WIT915扩频通信机以CSMA的方式转发出去。通信控制器在转发数据时，要使厂房内的WIT915扩频通信机处于禁止接收数据状态，以防止厂房外WIT915扩频通信机转发的数据被厂房内WIT915扩频通信机收到，形成循环转发状态。
篇4
浮标系统通讯部分包含了浮标端的数据发射终端和浮标数据接收处理端的数据接收中心。浮标数据发射终端DTU硬件组成部分主要包括CPU控制模块、无线通讯模块以及电源模块等。CD-MADTU内部封装了PPP拨号协议以及TCP/IP协议栈并且具有嵌入式操作系统，从硬件上，它可看作是嵌入式PC与无线CDMAMODEM的结合;它具备CDMA拨号上网以及TCP/IP数据通信的功能。并且提供串口数据双向转换功能。另外DTU采用了心跳包，可保持永久在线。浮标数据接收处理端的数据接收中心包括接收系统和数据库。
系统方案
本系统采用点对点数据传输方式。CDMADTU开机之后自动连接到CDMA网络中，并与数据中心建立通信链路。CDMADTU通过串口将数据从数据采集处理系统读入，然后对数据打包，使用AT指令以报文形式通过网络发送到具有固定公网IP的数据中心。数据接收中心通过网络接收到数据后，然后对数据解析。数据解析后，显示数据并存储数据。
资料浮标数据中心软件设计
1接收系统软件设计
浮标数据接收中心安装在具有固定公网IP的电脑上，本系统采用专线。若中心电脑是通过路由器上网的，在路由器上要设置数据转发。数据接收中心包含三个方面:数据通信、数据处理及系统配置。上位机软件采用VisualC++进行编程。程序采用了UML建模思想。一是根据采集的参数设计了各个参数组件，如气温、气压等控件。在主程序中调用参数组件显示接收到的数据。二是状态机的设计。根据接收情况分为不同处理方式。
CDMA接收程序中，读取DTU发送的数据包有三种方式:阻塞、非阻塞及消息模式。文中采用消息模式。消息模式基于windows的消息机制，启动服务的时候DSC需要传输一个窗口句柄、一个消息类型给开发包，同时窗口实现一个消息处理函数来处理该消息类型。开发包在收到数据的时候，将向触发消息函数，通过消息函数自动完成数据的读取、处理过程的流程。数据通信子程序的流程图如图2所示：在数据通信模块与数据处理模块关联中，文中采用了有限状态机FSM思想。有限状态机的工作原理为发生事件(event)后，根据当前状态(current_state)，决定执行的动作(action)，并设置下一个状态号(next_state)。
本程序采用switchcaseFSM。数据处理软件设计流程如图3所示，其中数据处理程序中还包含了波浪主波向确定方法，即对十六个采样点采用加权平均的方式求出主波向。系统配置:通过查询，可以获得浮标主机参数配置，同时也可以通过无线网络设定浮标各个传感器的工作模式。包括采样间隔、发送数据时间、是整点发送还是半点发送。
2数据库
数据库系统包括两个部分:实时数据存储、数据查询和数据管理。实时数据存储:系统整点接收到数据后，不仅在实时界面显示浮标各参数数据。同时为了清晰地看出浮标参数的变化，添加了参数的曲线示意图。而且对整点接收到的数据存入到数据库中，同时根据库中已存数据，进行日统计数据的输出显示。由于浮标存储的数据不是大容量数据，而access数据库操作简洁、方便，不用依赖Server也可以对数据进行操作，因此本系统采用了access数据库存储数据。数据查询:可以查询某个时间段的数据。同时也可以导入到excel表格中。加以改进可以生成每月浮标数据报表。
数据管理:由于实时显示的只是各整点的数据，而中间采样点的数据是以二进制文件存储在计算机中的，要想直观查看采样点数据，就必须对数据进行处理，因此在数据管理中可以看到采样点数据原始数据及处理后的数据。数据管理模块还可以扩展插入、删除数据库数据操作等。
资料浮标数据对比及结论
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随着计算机及相关技术的发展，嵌入式系统的应用范围越来越广，计算越来越自由，从一般的手持设备（如：手机，PDA 等）到网络通信设备（如：路由器、交换机等）都涉及到嵌入式应用，并呈现渗透计算模式（PervasiveComputing）。各种嵌入式设备都具有功能专一、针对性强的特点。随着 Internet 的发展，Internet 技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切，以手持上网设备（如：移动电话和智能 PDA）为代表的嵌入式信息终端就是这类结合体，这种手持上网设备一般都需要使用无线业务功能的支持来实现各种无线业务，如：通话，发送消息和其他操作。手持上网设备主要是通过无线通讯方式进行各种信息交互和传递，而无线通讯平台正是其中的关键技术之一。嵌入式系统主要特点之一是多样性。设备生产厂商在芯片选择、无线通讯指令标准、无线业务支持和操作系统等会有许多不同的要求，没有任何无线通讯平台可以满足所有嵌入式系统的要求。因此无线通讯平台各个模块也会根据不同的嵌入式系统进行不同实现，唯一相同的是无线通讯平台提供给各种无线应用的抽象接口不会改变。无线通讯方式具有分散性、多样性和变异性的特点。软件开发过程中必须对无线通讯的特点进行细分，对各种业务进行更有针对性的设计开发，才能实现无线通讯平台对各种无线应用的可拓展。
二、 嵌入式无线通讯平台的设计
1、体系结构的设计
由于无线通讯平台需要处理的数据接口种类比较繁多，无线通讯命令的标准也不同。无线通讯平台需支持各个无线应用并行请求，处理无线上报消息，转发无线应答给无线应用，通知无线应用处理上报消息，对无线数据进行缓冲和无线通信命令处理的动态扩展。无线通讯平台由三个逻辑抽象层构成：数据处理层，服务处理层和应用接口层。无线通讯平台总体流程如图所示：
2、 各应用接口的设计
query 接口：当应用需要查询无线通讯模块的相关状态等信息的时候，可以通过 query 接口来进行查询；需要传递需要查询的状态的查询类型，每种无线通讯模块的状态都对应一种类型，如：运营商号等；
modify 接口：当应用需要更改无线通讯模块的状态信息的时候，可以通过 modify 接口进行状态更新，参数包括：更新状态的类型和需要更新的值。
add 接口：添加数据到 SIM 卡存储空间中，传递参数包括：位置，存储空间标志，电话号码，电话类型和姓名等信息；
update 接口：更新 SIM 卡存储空间中的数据，传递参数包括：位置，存储空间标志，电话号码，电话类型和姓名等信息；
remove 接口：删除 SIM 卡存储空间中的数据，传递参数包括：位置和存储空间标志等；
read 接口：读 SIM 卡存储空间中的数据，需要传递的参数包括：位置和存储空间标志等；
flush 接口：由于电话本命令实时性要求不高，并且数据量比较大，因此电话业务服务器中对电话本命令和数据进行缓冲。当命令缓冲区满的时候才执行命令，如果需要立即执行缓冲区中的命令，那么需要调用此接口。需要传递的参数包括：存储空间标志等。
send 接口：发送短消息请求，传递的参数包括：短消息内容和消息标志等；
read 接口：读取 SIM 卡某条短消息请求；
write 接口：往 SIM 卡写短消息请求，传递的参数包括：短消息内容和消息标志等；
delete 接口：从 SIM 卡删除某条短消息请求，传递的参数包括：消息标志和需要删除的短消息位置等。
accept 接收来电：发送接收来电请求；
dial 拨号：呼叫当前的电话号码，传递的参数包括：需要呼叫的电话号码；
state 电话状态查询：查寻当前电话的状态；
hangup 挂断电话：挂断当前的电话。
hold 保持电话：让当前电话处于保持状态。
activate 恢复电话：让处于保持状态的电话重新恢复。
join 加入多方会议。
splitMultiCall 离开多方会议。
begin：开始 STK 功能。
response：传递请求类型。
3、电话业务服务器软件设计
应用注册。由于无线系统有通知信息和命令结果返回，应用对于通知消息和/令结果返回的处理是被动的，电话业务服务器不能够唤醒每个应用去处理无线通知消息和命令结果返回。因此，应用需要向电话业务服务器进行注册。
请求操作。应用发送无线操作请求，电话业务服务器根据请求的唯一标志，调用对应的通讯处理模块接口。
管理通讯通道。由于各个接口通过向指定的通道发送消息的方式传递数据，因此电话业务服务器必须对通讯通道进行建立，关闭和维护。
篇6
智能建筑的核心是系统集成，而系统集成的基础则是智能建筑中的通信网络。随着计算机技术和通信技术的发展和信息社会的到来，迫使现代建筑观念不得不更新。在信息化社会中，一个现代化大楼内，除了具有电话、传真、空调、消防与安全监控系统外，各种计算机网络、综合服务数字网等都是不可缺少的。只有具备了这些基础通信设施，新的信息技术，如电子数据交换、电子邮政、会议电视、视频点播、多媒体通信等才有可能进入大楼。使它成为一个名符其实的智能建筑。随着分布式智能建筑控制系统技术的日益成熟和应用普及，在建筑设备自动化系统中控制将进一步分散，在网络中传递的将更多的是管理信息，系统的集成则越显得重要。
目前，由于人们信息需求的激增，以及计算机技术带来的多媒体终端等先进的终端技术，智能建筑实现智能化的瓶颈往往在于它的通信网络。可以说，通信网络技术水平的高低制约了智能建筑的智能程度。为此，智能建筑中的通信网络的设计是完成建筑智能化工程的重点所在。因此，在建设智能建筑时，需要在大楼的设计阶段，就要融进通信网络的设计。通信网络主要分为两大类，一类是有线网络，一类是无线网络。
2有线网络
有线网络是把分布在数公里范围内的不同物理位置的计算机设备连在一起，在网络软件的支持下可以相互通讯和资源共享的网络系统。有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点联结起来时，敷设专用通讯线路布线施工难度之大，费用、耗时之多，实是令人生畏。这些问题都对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞，限制了用户联网。
有线网络需要使用以太网电缆和网络适配器。虽然两台电脑可以通过以太网交叉电缆实现互联，但是有线网络一般还需要网络结点设备，比如HUB集线器、交换机或者路由器，以实现更多电脑的互联。以太网、集线器或者交换机都是比较可靠的，毕竟这方面的技术已经十分成熟。要出问题的话，一般也就是电缆连接松散导致网络掉线。有线网络性能十分优越。传统的以太网连接只提供10Mbps的带宽，但是现在普遍使用100Mbps的快速以太网带宽，需要的也仅仅是更高一点的成本。而且现在硬件发展迅速，大多支持100Mbps，而且有些也已经开始支持千兆速率了。
在大量使用网络资源的时候，有线网络中的集线器很容易造成网络拥堵。而如果使用以太网交换机的话，则完全可以避免这个问题，所增加的成本也仅仅是一台集线器的费用。
对于接入互联网的任何有线网络来说，防火墙是最首要的考虑因素。众所周知，集线器和交换机本身并没有防火墙功能，对于使用这些网络设备的家庭用户，可以在主机电脑上安装防火墙。而使用路由器的用户，则可以利用路由器本身具有的防火墙模块，在连接路由器的电脑上，打开配置页面进行简单配置即可。
3无线网络
所谓无线网络，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，其与有线网络的用途十分类似，而最大的不同在于传输媒介的不同，即利用无线电技术取代网线。无线网络技术既可以节省铺设线缆的昂贵开支，避免了线缆端接的不可靠性，同时又可以满足计算机在一定范围内可以任意更换地理位置的需要。近年来，无线网络已能够通过与广域网相结合的形式提供移动Internet多媒体业务。无疑，无线网络将以它的高速传输能力和灵活性在智能建筑中发挥重要作用。
在现今有线网络条件下的写字楼中，随着公司员工数量的增加，导致了工位的增加，但办公室的空间有限，一味扩大办公室、增加桌椅会增加运营成本，并不是理想的解决办法。同时，人员座位和部门办公室的调整也都会造成很大的麻烦，而销售及服务支持人员频繁外出使座位闲置造成了公司资源的严重浪费。
无线网络可以克服这些问题，例如：在装备了无线网络以后，惠普公司的移动办公环境使工位不再是唯一的办公地点，与以前相比，员工数量在增加，但办公桌椅的数量却减少了，因为每天都有外出的员工，而那些在公司工作的员工，只要找到一个空位置就可以开展工作。员工不管在办公室的任何一个角落，都能随意地发电子邮件、分享文档及上网浏览，大大提高了工作效率，同时也降低了总体拥有成本。
4有线网络与无线网络的对比
与有线网络相比较，无线网络具有开发运营成本低、时间短，投资回报快，易扩展，受自然环境、地形及灾害影响小，组网灵活快捷等优点。可实现“任何人在任何时间，任何地点以任何方式与任何人通信”，弥补了传统有线网络的不足。随着IEEE802.11标准的制定和推行，无线网络的产品将更加丰富，不同产品的兼容性将得到加强。现在无线网络的传输率已达到和超过了10Mbps，并且还在不断变快。目前无线网络除能传输语音信息外，还能顺利地进行图形、图像及数字影像等多种媒体的传输。
众所周知有线网络是通过网线将各个网络设备连接到一起，不管是路由器，交换机还是计算机，网络通讯都需要网线和网卡；而无线网络则大大不同，目前我们广泛应用的802.11标准无线网络是通过2.4GHz无线信号进行通讯的，由于采用无线信号通讯，在网络接入方面就更加灵活了，只要有信号就可以通过无线网卡完成网络接入的目的；同时网络管理者也不用再担心交换机或路由器端口数量不足而无法完成扩容工作了。总的来说无线网络相比传统有线网络的优点主要体现在以下两个方面：
第一，无线网络组网更加灵活。无线网络使用无线信号通讯，网络接入更加灵活，只要有信号的地方都可以随时随地将网络设备接入到企业内网。因此在企业内网应用需要移动办公或即时演示时无线网络优势更加明显。
第二，无线网络规模升级更加方便。无线网络终端设备接入数量限制更少，相比有线网络一个接口对应一个设备，无线路由器容许多个无线终端设备同时接入到无线网络，因此在企业网络规模升级时无线网络优势更加明显。
但是无线网络相比传统有线网络同样存在着缺点：
1.传输带宽方面：与有线网络相同，无线网络的数据传输也受到带宽限制，而且由于无线电传输没有外部屏蔽能力，因此带宽实际受限程度要远超有线网络，即使最先进的无线网络技术也只能达到54Mbps每秒，比起100Mbps网络而言实在是小巫见大巫。
2.传输距离方面：有线网络与无线网络都有信号衰减，与有线网络相比，无线技术由于在空气中传输，随着气候条件的改变，衰减速率有高有低，往往实际有效距离达不到最大极限，尤其在电器设备使用频繁的室内，使用距离更是大幅度缩短。
3.抗干扰能力方面： 有线网络是通过加屏蔽层等技术抗干扰，必要时以光纤技术提供千兆级别的传输质量，而无线网络没有任何屏蔽能力，只能通过自身的无线信号发射强度以及频率、频跳等技术来增强抗干扰性能，也由此造成了成本、体积和使用上的区别。
4.安全性方面：无线网络的信号没有边界，任何人都可能截获，其安全性能的缺陷主要体现在如下几个方面：
第一，加密密文频繁被破译，已不再安全。曾几何时无线通讯最牢靠的安全方式就是针对无线通讯数据进行加密，加密方式种类也很多，从最基本的WEP加密到WPA加密。然而这些加密方式已被陆续破解，首先是WEP加密技术被黑客在几分钟内破解；继而国外研究员将WPA加密方式中TKIP算法逆向还原出明文。
WEP与WPA加密都被破解，这样就使得目前无线通讯只能够通过自己建立Radius验证服务器或使用WPA2来提高通讯安全了。
第二，无线数据sniffer让无线通讯毫无隐私。用户最不放心的就是由于无线通讯的灵活性，只要有信号的地方入侵者就一定可以通过专业无线数据sniffer类工具嗅探出无线通讯数据包的内容，不管是加密的还是没有加密的，借助其他手段都可以查看到具体的通讯数据内容。然而从根本上杜绝无线sniffer又不太现实，毕竟信号覆盖范围广泛是无线网络的一大特色。所以说无线数据sniffer让无线通讯毫无隐私是其先天不安全的一个主要体现。
第三，修改MAC地址让过滤功能形同虚设。虽然无线网络应用方面提供了诸如MAC地址过滤的功能，很多用户也确实使用该功能保护无线网络安全，但是由于MAC地址是可以随意修改的，通过注册表或网卡属性都可以伪造MAC地址信息。所以当通过无线数据sniffer工具查找到有访问权限MAC地址通讯信息后，就可以将非法入侵主机的MAC地址进行伪造，从而让MAC地址过滤功能形同虚设。
5.适用范围方面： 无线技术不同的固有属性决定了它们大致的使用范围，即使某些时候试图强行使用不合适的技术也将没有合适的产品。一般来说，无线网络更适用于移动特征较明显的网络系统，而有线网络则更适用于固定的，对带宽需求较高的网络系统。
5结语
因此，在智能建筑的设计过程中，通信网络的选择就要针对建筑物本身的使用功能进行分别选择，多数为固定人员位置的宜选用有线网络，多数为移动人员位置的宜选用无线网络，若两者兼具则应考虑实现有线网络与无线网络兼容使用。
篇7
关键词：自动化；改造；煤矿；生产
一、生产调度、通讯综合信息平台建设
翟镇煤矿生产调度、工业电视、通讯综合信息平台包括生产检测、工业电视系统、程控交换机和井下无线通讯、井下人员定位系统。
1.生产检测及工业电视系统。
矿调度指挥中心设有KJ70生产监测系统主机，调度台正前方设有监测系统的大屏显示器，井下各地点设有监控分站和开停传感器，通过大屏显示器随时显示实时生产情况。工业电视由井上指挥中心16部监视器和井下16部摄像仪组成，通过光缆传输视频信号，在重要岗位安装生产检测传感器和摄像仪24小时监测监控，利用程控电话或无线通讯进行调度安排。
2.程控交换机及井下无线通讯系统。
矿调度指挥中心设有第六代新型数字交换机，触摸屏显示，具有会议、急呼、录音查询等功能。调度指挥中心四部直通电话与井下电话联系，各要害生产场所及岗位均设防爆电话，确保井下各地点能够及时将出现的事故反映到调度指挥中心，调度指挥中心将指令下达到各采区、地点，将事故控制在最小范围。
井下无线通讯系统在井下设有一个基站控制器和26个基站发射器，通过光缆与井上无线通讯主机连接，无线通讯主机与地面程控交换机联网，实现井上下直接通话，无需转接。全矿无线通讯信号覆盖井下90%范围，满足井下通讯要求。
3.人员定位系统。
人员定位系统主机设在调度指挥中心。井下在各采区大巷和各工作岗位、采掘工作面安设分站天线，下井人员随身携带人员定位收发机，人员通过时分站天线自动记录收发机的信号，传送到主机和终端实现人员定位的目的，随时查看人员在井下的位置。当井下发生紧急情况时，指挥中心值班调度员下达撤离命令，向井下收发机发出报警命令，收发机收到报警命令后，提示人员沿避灾路线撤离。井下出现紧急情况时人员按求助按钮向调度指挥中心发出求救信号，值班调度员及时调度人员前往救援。
通过生产调度、工业电视、通讯综合信息平台可有效掌握井下生产情况，实现高效调度，矿井一旦发生事故，及时掌握事故时间、地点、类型、人员伤亡等情况，便于值班调度员在第一时间发出撤离人员或救助等指令，将事故损失降到最低程度。
二、安全生产综合管理三维可视化信息系统
电子信息技术的飞速发展推动了矿井生产信息化进程，但其矿井生产信息主要以表格与平面图形信息，在三维可视化方面并没有完全实现，建立安全生产综合管理三维可视化信息系统，建成三维数字化矿山，把安全监测监控数据与井巷工程平面图结合起来，可直观了解安全监测地点及其监测结果。主要功能是在常规CAD软件功能基础上增加图例库、线型库及元件库，具有智能制图功能，该系统通过三维立体图将工程、生产、安全、地质等多方面信息直观综合地反映出来，在一个视图上较全面地了解矿井安全与生产状态，为安全生产管理、调度指挥、抢险救灾提供综合信息支持。
三、井下运输大巷控制网络综合信息平台建设
针对原信集闭dos系统易出现调度错误的实际情况，对信集闭系统进行升级改造，通过大巷运输测速传感器，监测大巷电机车运输速度，实现与信集闭控制相结合，保证大巷运输不超速；把大巷架线停送电装置与信集闭结合起来，实现远距离控制。针对信集闭、泄漏通讯系统调度指挥机车运行不直观情况，安装视频监控系统，井下运输现状直观的传输到地面。
大巷运输监控实现了信集闭、视频监控、泄漏通迅相结合的控制方式，通过视觉、听觉、感觉相结合，提高了大巷运输控制监控效果及大巷运输效率。
四、生产系统设备自动化控制改造
翟镇煤矿建成了井上下设备视频监视、集中控制于一体的生产系统设备监控系统，通过光缆的反馈信号实现对设备的远程控制，把原煤生产系统、压风系统、高压供电系统、井下排水系统、采区运输系统等系统的运行状况显现出来，在地面通过工控主机对现场设备进行远距离集中控制。当设备出现异常情况时，集控室人员通过语音报警或显示器判断故障，迅速采取措施，实现了现场无人值守、减员提效。
1.原煤运输自动化控制系统。
实施原煤运输系统自动化改造，在地面可直观监视地面胶带运输机、井下采区胶带运输机和给煤机运行情况，通过监控电脑指令进行单台启停或连锁启停。连锁启车时设备按逆煤流顺序自动启动，连锁停车时胶带按顺煤流顺序停车，降低岗位人员操作不安全因素，减少人员投入，充分发挥了机控的功能。
2.高压供电自动化控制系统。
翟镇煤矿原配电系统采用电磁式继电保护，手动分合闸送电，准确率低，无功补偿采用电容补偿，功率因数低。对其进行自动化控制改造，将高低压配电设备运行状态进行总体监控，采用永磁式真空断路器，二次系统采用以CSR系列微机保护测控装置为主的综合自动化系统，改造后实现井下供配电系统电气监测、信号监视、开关分合控制操作、定值设定等，实现变电所无人值守。
3.排水自动化控制系统。
排水系统进行自动化改造，地面值班人员可直观监视井下泵房内排水泵运行情况，通过监控电脑指令进行单台启停或按程序启停各台排水泵。当设置为自动开泵时，根据水位控制原则，自动实现水泵的轮换运行，延长了水泵寿命，监控装置根据水仓水位及电网负荷信息，以“移峰填谷”原则确定开停水泵时间，泵房实现无人值守。
4.压风自动化控制系统。
压风机房使用的单螺杆压风机，在集控室上位机可显示压风机压风量、出口压力、温度，电机电流及电压等参数，根据需要随时修改参数，可设定使用气压情况自动开停，高效节能，可靠性高，实现无人值守。
5.采区运输自动化控制系统。
采区运输系统由胶带机和给煤机组成，均采用就地控制，安设岗位多，控制难度大，电费浪费，设备损耗大。按照“井上集中监控为主，井下多点监测为辅”原则，在采区皮带机头安装可编程控制器，采集实时数据上传到调度控制中心，地面工作人员远程控制，可实时掌握各皮带和给煤机的运行状况，实现无人值守，避免了由于人为操作造成的失误，实现自动化控制。
五、应用效果
1.可在地面实时获取系统各种运行参数，实现设备动态管理，为安全生产、调度指挥、抢险救灾提供综合信息支持。
2.矿井自动化改造后，固定岗位实现了无人值守，运输系统取消了岗位工，减少下井人员68人，达到了减人提效的目的。
参考文献：
[1]杨奇逊；变电站综合自动化技术发展趋势[J]；电力系统自动化；1995年10期。
篇8
一、发展背景
目前国内外的指纹识别系统设备大多停留在指纹采集器、和一台计算机的组合水平上,这样的系统有很多缺陷。针对于目前国内存在的一些不足,本项目拟以ARM芯片为核心的蓝牙通讯芯片硬件,以指纹识别系统为核心的软件,实现一个基于ARM的无线便携式指纹辨识系统平台,能实现无线通信传输。以此改进现有的指纹识别系统,并期望在应用方面得到推广。
二、研究意义
为了解决目前大多指纹识别系统的携带不方便,身份识别时间较长,工作效率低,且目前的系统都不具有通信交换功能和信息传递的及时性的缺点,有针对性的去设计和开发一种无线通信功能的便携式指纹识别系统。
三、创新点
与常见的产品模型相比,有如下优点:1.便携式:本项目拟设计以ARM9为平台的便携式指纹识别系统,该系统可以方便在室外使用,通过比较存储器内的指纹特征信息与现场采集的指纹信息可以完成身份确认;2. 速度快:通过相关人员的指纹能够马上确认身份,无需与计算机相连;3. 实现了无线通讯的模式:通过单片无线收发芯片可以完成与机构中心的信息交流。
四、硬件设计
本系统硬件设计主要包括指纹采集、无线通讯、和存储模块三个部分。先利用指纹采集模块采集指纹图像,再经ARM9模块进行算法处理,把相关的信息存储起来,并与存储模块的中的指纹比对确认身份,并通过无线通讯模块把相关信息发送至信息中心。1.指纹采集指纹采集传感器采用OV7620,并以I2C总线及DMA的数据传输方式实现与CPU的信息交互。当nXDREQ1输出由高电平变得低电平时,传感器便有数据输出,并且数据能够维持至下一个同样的过程的到来。这正好符合44B0的外部DMA请求的单步模式的要求。于是自然就可以采用DMA的方式来读取数据。最终的数据读取是通过片选锁存器来实现的。由于DMA的方式不干预CPU,因此也大大提高了读取的速度。2.电源管理。电源管理部分采用了1150mAh的LI电,通过DC-DC升压至5V,再通过LDO给系统所需要的3.3V和2.5V电压。具体的实现过程为:电池供电时,开关S9按下,TEST1点由高变低,Q0导通,NAND网络为高,系统开始供电,此时程序运转并给与SHDN引脚高电平信号,促使Q6导通,此时即使按键抬起TEST1点仍为低电平,维持Q0的导通。当插上U后,按键的按下使得Q4导通,Q0此时截至,系统由电池供电切换为U供电,其它道理相同。关机时按键按。系统可以实现图像的连续采集以及温度、湿度、照明亮度等的控制。其中图像采集是系统的核心,其工作流程如下:(1)默认情况下,系统工作在休眠状态。(2)工作人员通过PC管理软件发送命令开始采集图像,软件通过USB接口把命令发送给蓝牙适配器ARM命令。(3)接收到图像采集命令后,ARM控制CPLD开始采集图像数据。(4)CPLD把采集到的一帧图像数据写入一块SRAM中,把ARM的总线切换到该SRAM上,并通知ARM进行压缩;同时CPLD往另一块SRAM中继续采集下一帧图像,便于提高系统的吞吐率。(5)ARM通过蓝牙模块返回响应命令,并返回采集JPEG-LS图像的头信息。(6)PC管理软件发送命令接收下一行压缩图像,ARM压缩该行原始图像,并发送压缩数据;如果出错,可以重新发送。重复本步骤可以获取整帧压缩图像。(7)PC软件对压缩图像解码并显示,并提供其他附加功能,如图像处理、保存等。(8)重复步骤(2)～(7),获取下一帧压缩图像。由上述流程可以看出,JPEG-LS压缩以及无线信道传输决定整个系统的图像传输速率。无线传输采用蓝牙技术,其标称空中速率为1 Mbps,不易提高;因此,系统设计的核心是JPEG-LS的编码效率。3.ARM与蓝牙接口设计.蓝牙是无线数据和语音传输的开放式标准。它将各种通信设备、计算机及其终端设备、各种数字系统,甚至家用电器,采用无线方式连接起来。为了优化系统设计,我们采用性价比高的CSR BC2实现蓝牙无线串口。CSRBC2是一款高度整合的模块级蓝牙芯片,主要包括:基带控制器、2.4～2.5GHz的数字智能无线电和程序数据存储器。通过该模块,系统可以提供无线标准UART接口,支持多种波特率(如9.6 kbps、19.2 kbps、38.4 kbps、57.6kbps、115.2 1kbps、230.4 kbps、460.8 kbps、92l.6 kbps)。当速率为460.8 kbps时,蓝牙芯片能够正常工作;而在921.6kbps时,会有很高的误码率。
五、软件设计
本系统软件设计主要包括固定主程序,管理功能模块,指纹采集算法模块,指纹匹配算法模块,无线通信程序模块,硬件操作模块等。以下为各个模块所包含的函数:1.指纹采集算法模块:打开采集仪函数、关闭采集仪函数、设置参数函数、指纹探测函数;2.指纹匹配算法模块:指纹验证函数、指纹比对函数;3.无线通讯模块:协议层函数、控制层函数、网络层函数、链路层函数、驱动层函数;4.硬件操作模块:读写存储器函数、初始化函数、状态读取函数;5.管理功能模块:指纹的存储、删除、更新函数。
六、结语
本系统以ARM为核心,通过蓝牙传输,实现了数字化的无线指纹辨识功能。本系统具有良好的扩充性,可以使得系统更加微型化。首先,如果采用CSR公司更新的BC3系列芯片,则将融合ARM核以及蓝牙功能,可以更加减小整个系统的体积。最重要的是,如果发展自主产权的指纹识别芯片,那么以现有的SOPC技术,可以将ARM核、CPLD逻辑门以及蓝牙通信功能集成在一起,形成指纹识别的集成解决方案,从而使其产业化成为可能。
基金项目:本文为九江学院科研课题“《基于ARM7的无线便携式指纹辨识系统设计》09kj11的研究”研究成果之一
参考文献:
[1]费浙平,基于ARM的嵌入式系统程序开发要点(二),单片机与嵌入式系统应用,2003,9:80～83.
[2]张小田文,基于ARM7的无线内窥系统设计,单片机及嵌入式系统应用,2008.03.
[3]王波,ARM的三种中断调试方法的探讨.微计算机信息(嵌入式与SOC),2006,22～130～131.
篇9
一、认知无线电的定义
认知无线电这一概念始于1999年，美国Joseph Mitola博士首先提出，他指出认知无线电即通过一种“无线电知识表示语言”的新语言提高个人无线业务的灵活性， 随后在2000 年瑞典皇家科学院举行的博士论文答辩中，Joseph Mitola对此进行了深入的探讨[2]。在Joseph Mitola博士研究的基础上，美国联邦通信委员会也对认知无线电进行了定义，指出认知无线电是一种可通过与其运行环境交互而改变其发射机参数的无线电，这种定义在当前得到了较为广泛的认可。综合看来，笔者认为认知无线电是一种能够依靠人工智能的支持，感知无线通信环境，根据一定的学习和决策算法，实时、自适应地改变系统工作参数，动态地检测和有效地利用空闲频谱的无线电。
二、认知无线电的功能
认知无线电的研究尚属起步阶段，其功能亦等待我们去发现。从目前的研究来看，认知无线电具有检测、分析和重构三大功能[3]。
一是检测功能。认知无线电必须具备精确的无线频谱检测能力，必须在可使用的全频段范围内多维度进行频谱检测，从而发现可使用的频段。由于是免许可使用，认知无线电必须具备迅速发现主用户的能力，在工作过程中时刻检测主用户是否处于活动状态，从而确保不对其产生干扰。
二是分析功能。分析包括对自身性能、网络内部状态、外部相关数据和用户自身需求等相关知识的分析。如果说检测是信息的获取，那么分析就是对相关信息的初步处理。认知无线电设备通过所获取的频谱检测结果分析主用户的位置、使用的频点和发射时间，同时分析可用频点位置、可用带宽、信道状况、自身传输可能会对其他用户产生的影响以及完成业务传输所需的带宽和时间等。
三是重构功能。重构能力使得认知无线电设备可以根据无线环境动态编程，从而允许认知无线电设备采用不同的无线传输技术收发数据。在不对频谱授权用户产生有害干扰的前提下，利用授权系统的空闲频谱提供可靠的通信服务，这是重构的核心思想。当该频段被授权用户使用时，认知无线电有两种应对方式：切换到其它空闲频段进行通信和继续使用该频段，但改变发射功率或者调制方案，以避免对授权用户造成有害干扰。
三、认知无线电运用的关键技术
认知无线电要得到有效运用，就必须解决好频谱资源匮乏和目前固定分配频谱利用率较低的问题，以下技术研究就显得尤为重要。
一是频谱分配技术。频谱分配是指根据需要接入系统的节点数目及其服务要求将频谱分配给一个或多个指定节点，是认知无线电实现有效运用的前提与核心。频谱分配策略的选择直接决定系统容量、频谱利用率以及能否满足用户因不同业务而不断变化的需求。频谱分配技术按分配方式可以分为一般分为静态频谱分配、动态频谱分配和混合式频谱分配，按网络结构分类可分为集中式频谱分配和分布式频谱分配，按合作方式分类可分为合作式频谱分配与非合作式频谱分配。无论是哪种分配方式，在进行分配时都必须坚持灵活性原则、系统性原则、减小信令开销和计算量原则，在此基础上设计认知无线电频谱分配模型。
二是感知位置技术。无线电信号会受到地理环境的影响，不同的地理空间对与无线电信号的影响各异。室内与室外、市区与乡村、山区与平原相比，室外、乡村和平原就更有利于无线电信号的传输。认知无线电与全球定位系统、地理信息系统结合，通过自我学习的方法，能够识别出自身所处的地理位置，进而能根据地理环境选择合适的发送频率、调制方式等参数，这对认知无线电功能的实现有着重要的作用。
三是功率控制技术。认知无线电技术必须有效控制功率，这样才能使主用户不受干扰，实现频谱共享。在研究功率控制问题时，有两种方法值得我们去尝试。一种是将测量到的主用户接收机信号的本地信噪比近似为认知用户与主用户间的距离，从而相应地调整认知用户的发射功率。另一种即采用两用户重复对策理论建模，借助遗传算法来搜索策略空间。这些方法可实现在保证主用户不受有害干扰的前提下增加认知用户的发送功率。
除了上述三大技术外，物理层安全技术、链路保持技术、动态频谱管理技术等亦有待于我们进一步去研究探索，进而促进认知无线电技术发挥出更大的功效。
参考文献
[1]郭彩丽，张天魁，曾志民，等.认知无线电关键技术及应用的研究现状[J].电信科学，2006（8）：50- 55.
[2]Mitola J. Cognitive radio： an integrated agent architecture for softwaredefined radio.In： Doctor of Technology，Royal Inst Technol （KTH），Stockholm，Sweden，2000.
[3]毕志明，匡镜明，王华.认知无线电技术的研究及发展[J].电信科学，2006（7）：56-60.
篇10
移动学习作为数字化学习(E-learning)中的一个分支,是又一个新的学习模式,是教育技术领域研究的又一个新热点,对我国教育界已经不是一个陌生的概念。如今伴随着无线通讯技术的迅猛发展,人们逐渐看到、感觉到移动学习存在的巨大潜力,因此如何将无线通讯技术应用于教育和培训的话题又渐渐升温。正如基更先生所指出的“,不是技术本身所固有的教育特性造就了远程教育和开放大学的成功,而是公众普遍拥有的技术造就了这种成功。”AlexzanderDye等人在它们的题为《MobileEducation-aglanceatthefuture》的文章中对M-Learning(移动学习)给出了一个较具体的定义:移动学习是一种在移动计算设备帮助下的能够在任何时间、任何地点发生的学习,移动学习所使用的移动计算设备必须能够有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流。
1移动学习的对象
移动学习的对象不仅仅局限于学生的学习,还推广到公司员工、没有受过良好教育又渴望学习的人等等,唯一的条件是他们必须拥有移动通讯设备。它的理念是让学习“随时、随地、随身”地发生。
(1)学生:在无线通讯发展迅速的今天,大部分的学生都拥有了电脑、手机等电子通讯工具。这就为移动学习提供了一个很好的条件,我们可以充分利用这个优势来弥补课堂学习中的不足。
(2)公司员工:对于公司而言,移动设备的齐全及其高级功能,使“随需应变”的“移动学习”变得可行。公司面临的最大挑战是如何将相关的信息和材料在最恰当的时间提供给员工,保持员工的工作投入和竞争力。而移动学习也可以方便地借助他们现有的设备来解决存在的问题。
(3)没有受过良好教育又渴望学习的人:这些人要么工作环境差,甚至很无聊,又没有机会参加任何社会组织的培训。但是他们共有的是移动电话,用它来发短信、聊天、玩游戏。移动学习就要借助他们的移动电话来激发他们学习的热情,给他们学习的机会,教给他们学习技能,让他们更好地就业。
2移动学习的基本模式
以移动电话为支撑的短消息模式:这是最基本也最普遍的模式,是正在运用和开发潜力最大的模式。
以互联网为支持的连接技术模式:移动学习是移动通信、网络技术和现代教育三者结合的产物。所以互联网的技术支持是非常重要的,在短信息模式中,可以借助这一技术基础。其主要的技术支撑是:WAP(WirelessApplicationProtocol)无线应用协议“;蓝牙”(Bluetooth)技术,一种用于替代便携或固定电子设备上使用的电缆或连接线的短距离无线连接技术;GPRS(GeneralPacketRadioService)即通过无线分组业务、3G通信协议等,从而为我们提供在台式和笔记本电脑上才能实现的功能,如收发E-mail、网页浏览、流媒体、多媒体信息等。
3移动学习的特性
(1)数字化:移动学习主要借助的是移动通讯和网络技术,它的数字化特性是由其自身所借助的设备和支持技术决定的,也正是由于网络的迅速发展,才更能够加快移动学习发展的步伐。
(2)即时性:移动学习能够给学生提供一个最宽松的环境,使你随时都能够与他人交流新的想法,把你思想的闪光点与他人分享。移动学习的核心特征就是让学习者能够体验学习的愉悦,让学习者能够在最佳的时间和地点进行学习。
(3)随意性:移动学习可以利用零散时间学习,可以在回家、旅途、商场等任何时间、任何地点随时进行学习。而如遇到什么疑难问题也可以借助手机短信与老师和同学联系,获得解答。
(4)学习环境是移动的:不论是传统学习还是网络学习,他们的学习环境都是固定的。而移动学习的一个最突出的特点就是它的环境的移动性。这样学习不再局限于一个固定的环境,实现了学习真正意义上的自主性。4移动学习的环境
移动学习能否得到很好的应用和发展,与其环境也有很大的关系。它的环境是移动的,教师、研究人员、技术人员和学生都是移动的,这是不同于传统学习环境的一个特性。但是移动学习主要借助的是移动公司的短信服务和网络公司支持的移动设备,所以这个环境是非常重要的。在整个的过程中我们必须与移动通信公司及网络公司达成协议,为我们的移动学习提供良好的环境。
在构建移动学习的同时,还要注意在任何场所学习的可行性。人是环境中最重要的一个要素,这就要求学习者具备一定的自我控制能力和自主学习的能力。移动学习中的学习者在整个流程当中,要能够协调好与老师、同学、同事之间的关系,合理选择学习的方式,实现自己的有效学习。在这个环境中,物力、财力等因素也是要考虑的问题。移动学习毕竟需要的是手机和网络移动设备,这就提出了一个高于传统学习的条件。如今在大学中几乎实现了这样的条件,所以我们要能够利用便利的条件,发挥移动学习的作用,从而在实践中探索,达到移动学习的真正目的——随时随地随身地进行终身学习。
5移动学习存在的不足
(1)大多数研究者表示,PDA和WAP手机等移动设备只是目前在学习手段上的一种扩展,它们不能够替代现有的学习工具。更重要的是,并非所有的学习内容和学习活动都适合使用移动设备。
(2)网络学习中在线阅读时间过长,学习者的眼睛容易疲劳,也容易让学习者产生厌烦感。而利用手机来进行学习,其屏幕的大小、分辨率等对阅读也有很大的限制,并且如果在路途中,车子的晃动等外在条件也影响学习者学习的心情等。
(3)移动学习的运用时机也存在一定的问题,人在走路或在车上学习时,最好是运用收音机、随身听或MP3等进行语言的听力训练。这样也就不需要运用掌上电脑、手机等昂贵的移动设备,节约了学习成本。
(4)人文因素。在移动学习中我们经常考虑的是如何利用现有的设备进行有效的学习,而忽略了学习者的需求。如公司对员工进行培训时运用移动学习,不仅可以提高员工的工作效率,也节省了很多的成本。但是员工是否乐意学习,是否能达到培训的目的及产生一定的效果,这些问题都没有考虑过。
总而言之,移动学习的优势是有目共睹的,我们相信在利用各种设备的辅助之下开展的移动学习,也能够给我们的教育带来新的发展。但是,它的发展仍处在探索阶段,如何才能够发挥好它的内在优势,在解决技术、环境、物资财力等方面的基础上,更好地对学习者进行人文关怀,这都是我们应该关心的问题。因为教育的要旨是使全体学习者进行愉悦的、主动的学习,而不是被动的学习。这就需要我们在整个过程中进行有益的探索,真正实现移动学习随时随地随身”的终身学习目标。
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1 变压器被盗事件及防范措施
唐山供电局下各供配电营业所辖区内，在2010至2012年期间发生了多起配变被盗事件，2011年12月份发生6起，2012年3起，变压器的被盗耗费了大量的人力物力，严重影响了正常供电系统，给正常工作和安全带来了很大的压力。
2013年下各供配电营业所将“辖区变压器防盗措施的改进”作为QC课题，初步研制了配电防盗的方案。结合目前市场上变压器防盗器械的特点，变压器防盗报警装置应运而生。该报警装置弥补了市场上产品的不足，不但能实现远程短信、电话、Email报警，而且能在就地发出强有力的声光报警信号，能有效的驱赶盗窃者，直接避免损失。装置通过短信方式设置分时段运行，避免白天正常停电等情况造成的误报警，提高了报警的准确率。
2 变压器防盗技术国内发展现状
针对农村变压器频繁被盗的情况及对盗窃分子作案手法的分析，科研工作者提出了许多解决方案，在一定程度上减少了盗窃案件的发生。国内目前主要采取三种方式进行变压器防盗。
（1）安排专职人员进行日夜巡查这种结合治安、消防等的防盗方法，但依然无法满足与违法犯罪分子斗争的需要。仅靠人力来进行防范己经不能达到震慑犯罪分子的目的，技术预防逐步成为解决变压器盗窃案件频发的重要途径。
（2）机械式防盗，主要由新型联接栓、栓母及吸能释能装置组成或对变压器进行焊接加固。采用该防盗方式以后，安装与拆卸均需用专用的工具，用任何其它工具都不能将其卸除而开盖盗窃。该方式防盗性能特别强，但只能增大犯罪分子拆卸难度，延长拆卸时间，不能防止变压器被搬移。
（3）电气式防盗，采用诸如红外线，门磁开关，有限距离无线通讯等方式解决变压器防盗问题，但是投入运行后，此类防盗报警设备因产品或系统局限性容易产生误报警，抗干扰能力差，不能及时发送报警信息，造成了大量人力、物力、财力的浪费。
3 变压器防盗系统
3.1 设计思路及原则
根据农村电网特点，变压器智能防盗报警系统的设计方案需要满足以下特点：
（1） 报警装置必须满足第一时间报警通知要求，进行电力设施盗窃破坏行为前必须对运行中的设备进行停电操作，故报警器必须在设备断电的第一时间发出报警信息；
（2） 满足现场声光报警要求，大功率声光报警器装置在单一报警器设计中应用效果不佳，但结合在远程防盗报警器中还是能够很好的利用其现场震慑力的作用驱离盗窃者。
3.2 系统的构成及实现方法
该变压器防盗报警装置包括：声光报警器、三相输入供电及判断电路、信号输入输出端子、主处理芯片，GSM无线通讯模块和蓄电池。主要功能的实现方法如下：
（1）变压器检测模块
当变压器带电运行时，装置采集变压器三相输入电压的变动情况，以判断电力线路是否缺相或者停电。每相电借入经过一个光隔离器，当没相电有220VAC时，光隔离器驱动隔离开光接通，从而将电源信号接入单片机的信号输入端口。如果防盗报警器的门被强行打开，设置在门上的开关将会通过输入输出端子转接后接入高电平信号到单片机的输入端口，单片机接收到以上任一的信号，首先输出高电平信号到输出端口驱动继电器线圈，继电器开关触点与输入输出端子上对应报警器的端子相连，从而实现报警器得电报警的目的。
（2）单片机信号处理模块
单片机是防盗装置的主要功能器件，用来对采集到的电压信号进行储存、处理。本次设计采用的是ATMEL公司生产的ME64单片机。该部分主要由ME64芯片、时钟电路、复位电路、报警电路及单片机与信号采集单元和串行数据接口组成。
（3）事故报警模块
选用了6-DZM-10型设备。LTE-1101J型警灯警报告警设备进行报警器模型的装配制作，以便对产品的结构样式做进一步的设计探讨。经编程调试后电子板实现两项主要功能：
（a） 手机短信提示，变压器一旦非正常停电，系统马上利用GSM900MHZ、1800MHZ、1900MHZ无线网络发送相关信息到10组预设手机号码中；
（b） 可通过手机指令自主设定报警时段，防止对计划停电、抢修停电误发报警信号。
3.3 变压器防盗报警装置安装
报警装置采用杆上安装，主机外壳采用铝合金制成，综合考虑了散热与防雨要求。报警器为LTE-1101J型号，其电源采用400V电源，型号为6-DZM-10，可对缺项故障做到准确及时提示。
4 防盗系统应用效果
唐山供电公司路北营业部30处容易被盗户外柱上变压器安装了智能防盗报警器。2012年10月完成系统装置的研发，2013年正式投入使用，使用过程中评价如下：
（1） 可使用普通手机人工接警也可以通过接警中心电脑自动报警，具有强大的联网报警功能；
（2） 对电网供电三相线路检测，能准确检测并上报任一项异常情况；
（3） 具有断电保护功能，当电源线北溲蛊鞣赖帘爸玫挠τ醚芯？
张立兴
（唐山供电公司营销部 河北 唐山 063000）
[摘 要]结合某供电局下各供配电营业所辖区内配电变压器被盗的实际情况，本论文设计了一种新型变压器防盗报警装置，包括声光报警器、三相输入供电及判断电路、信号输入输出端子、主处理芯片、GSM无线通讯模块和蓄电池。变压器一旦非正常停电，现场声光报警的同时系统马上利用无线网络发送相关信息到10组预设手机号码中，进行手机短信提示。并且可通过手机指令自主设定报警时段，防止对计划停电、抢修停电误发报警信号。
[关键词]变压器；防盗报警装置；声光报警；手机短信提示
中图分类号：TN929.5；TM41；TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0282-01
黄苹凳毕低潮赣玫缭茨芗绦邮惫ぷ鳎ǖ绾笞远涞纭？通过对变压器防盗报警系统的实际应用，路北营业部农村配网变压器台区的设备盗窃事件减少，提高了配网设备完好率，配网设备水平的提高保证了广大农村的供电可靠性，极大的推动了我局配网运行管理水平。
5 防盗系统的待改进部分
变压器防盗报警系统的使用给配电安全提供了可靠的保证，但同时该系统本身还存在着一些不足：
（1）变压器防盗报警系统在需要改进的时候，若能通过通信系统与变压器的负控终端相兼容，那么系统的升级就能变得很简单；
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就目前来看，GSM通信网络作为通信工程的重要组成部分发展迅速，我国的GSM通讯用户越来越多，这就对GSM网络的运行提出了更高的要求。而从通讯运营商的角度来看，面对日益激烈的市场竞争，客户对于通信质量的要求的提高，数据量的不断扩大等问题，提高通讯网络的服务能力才是发展之本。
1、GSM通讯网络优化概述
所谓GSM通讯网络优化，指的是在对网络的日常维护与运营中，通过周期性地对网络的各类重要参数进行采集，并对采集到的相关数据进行分析与挖掘，从而抽取出对无线通讯网络质量造成影响的因素，在此基础上，结合相关参数的调整修改，辅之以一些必要的技术方法，使无线通讯网络重新恢复至较好的运行状态，从而将无线网络的收益率维持在最佳状态。GSM通讯网络优化最终可以达到以下目的：提升运营商的收益，降低运营成本，维持比较高的用户体验满意度，使网络系统合理配置，使网络资源得到尽可能大的利用。
2、GSM通讯网络的质量优化
2.1高话务密度区
我国的GSM通信用户和业务从十年前开始就已经迅猛发展，由于业务量和用户的双增长，导致一些地区话务量在某些时段高度集中，这就引发了一些基站载频配置超过一般标准，进而引发了频率分配的一些问题，而不合理的频率分配则影响到了系统用户容量，因此，高话务密度区的网络优化是一个亟待解决的问题。
2.1.1高话务密度区特点分析
一个通讯基站覆盖区域作为高话务密度区，便会呈现出用户容量与服务质量之间的矛盾，高话务密度区有着如下的一些特点：首先是宏蜂窝基站之间的距离偏小，尤其在一些二线、三线城市，随着城市网络的建设，基站越来越多，基站之间的距离往往仅有几百米，如此小的间距一方面增大了投入新站的难度，另一方面则由于频率复用而导致频间干扰效应明显，容易出现网络质量恶化的问题。
2.1.2高话务密度区GSM通讯优化策略
经过分析高话务密度区特点，可知有两个方面的问题需要解决，一是对于单位区域内突然增长的话务量，二是为维持网络运行质量而降低基站配置。由此有以下的优化方案：
（1）引入微蜂窝系统
微蜂窝系统的特点在于发射功率比较小，系统占地面积不大，因此安装起来较为灵活，在一些话务量鞥张迅速的区域，通过配置一个微蜂窝层，能够有效均衡这些地区的话务量，如果将微蜂窝与宏蜂窝混合搭配使用，便能构成双层体系结构。然后通过对设备与网络的参数进行相关配置，把位置相对固定的系统用户保持于微蜂窝层，把移动速度较快的群体维持于宏蜂窝层。以这样的方案提供较好的服务质量。
（2）在室内设置独立信源
这种优化模式适用于一些信号弱、用户多的环境，例如地下室、电梯、大型商场等。在室内设置独立信源的方式，一方面能够使用户密度大的区域，包括地下室、电梯、大型商场覆盖增强，另一方面也能起到吸收话务量，分担负荷的作用。
（3）基站增加小区个数
当前，GSM通讯网络的基站基本配置为1个基站3个小区，而对于那些用户化物非常多的区域，这种方法会导致过大的小区配置，从而引发过多的频率干扰，影响到网络服务的质量。本文对在一些高配小区基站增加小区个数，先进行容量缩减，在对小区进行分裂。由于目前万维站间距较小，因此能够在1个基站之下，通过扩容小区的数量，并配置功率角适当的天线系统，一方面分流了用户话务，另一方面减少了系统干扰。
2.2高层楼宇区
我国高层建筑越来越多，GSM通讯信号的强度和所处的高度成正比，因此高度越大，通话质量越差。
2.2.1高层楼宇区特点分析
当前影响高层用户通话质量的因素包括：一是在高层建筑内容易同时收到几个基站的信号，导致通话质量差，经常掉话，干扰严重；二是高层位置信号电平往往较高，导致频繁的切换，影响服务质量；三是乘坐电梯容易发生小区重选，引起掉话。
2.2.2高层楼宇区GSM通讯优化策略
（1）重选和切换问题的优化
结合相关研究的测试数据，可以在高层楼宇构建主控小区。考虑到高层均配置有楼宇内信号覆盖系统，采用微蜂窝作为单独信源，因此，可以在室内覆盖强度上进行优化，使之通过增强室内信号来减低其他小区信号的干扰，从而维持用户服务质量。具体的方法例如加装室内定向天线等等。
（2）网络干扰问题的优化
只有高层建筑不被邻近小区所干扰，用户的通话质量才能得到保证。我们可以降低GSM通讯天线的倾角参数，并改良天线方向，达到强化本地基站覆盖的目的。此外，还可以在建筑内部引入E频点，减轻相邻宏蜂窝基站干扰的程度，维持用户服务质量。
（3）电梯覆盖问题的优化
在电梯设备的低层，将其覆盖信号设置为与楼宇低层相同，此种设置可以方便地使用户在进入电梯时，顺利地占用底层楼宇信号，避免掉话。而在设备高层，则将其覆盖信号设置为与楼宇高层相同，此种设置同样可以方便地使用户在离开电梯时，顺利地占用高层楼宇信号，避免掉话现象的发生。在高层与底层的重叠区域，还可以使底层信号逐步降低，而高层信号逐渐增强，通过信号的顺利切换维持用户服务质量。
2.3高等院校区
当前的各大无线网络运营商均将高校学生用户作为竞争的主要战场之一。高校学生用户处于校区之中，用户分布密度非常集中，由于学生的日常行为模式，也容易导致在课间以及晚间，话务突然激增，峰值话务量与数据流量往往回答道平均值的几十倍，这就为运营商的网络优化带来不小的挑战。
2.3.1高等院校区特点分析
结合笔者的运营维护经验，高等院校区往往由于以下的一些原因造成用户体验不佳，以及客户感知度下降：首先是现在的高校往往面积很大宿舍区和教学区紧凑分布，而各大楼宇又对无线通讯信号形成了不可忽视的屏蔽效应，导致一些楼宇之内信号较弱，影响了用户体验度。此外，校园内单位区域的业务使用者密度极大，忙时话务量远大于平均值，导致高校附近的无线设备承载能力偏低，影响了用户使用。
2.3.2高等院校区GSM通讯优化策略
经过分析高等院校区的网络和用户特点，笔者推荐以下的优化方案：
（1）对现有的高校周边基站进行扩容
这种优化模式可以在短时间内解决一部分问题，然而由于基站本身的配置问题，难以大幅度地提升用户容量，并且随着扩容，会直接影响到基站的覆盖能力。因此优势在于成本不高，劣势在于改善有限。
（2）在高等院校里配置宏蜂窝基站
这种优化模式可以明显改善高校用户服务质量，也能同时兼顾基站用户容量与基站覆盖的问题，然而其缺点也是显而易见的，即需要一定时间进行设计与建设，且一些院校并不愿意在校园之内设置基站，成本偏高。
（3）引入智能GSM动态分配模式
这种模式使用了GSM通讯智能控制技术，通过结合可控功分器的功能设置，在高等院校附近的无线通讯基站内，在话务量忙的小区与话务量闲的小区天线上配置一套功分器，实现对高等院校GSM通讯基站的调整，这种方式也可以有效进行GSM通讯资源的实时、智能分配，起到改善高等院校用户体验的目的。
3、结束语
随着GSM用户的持续增加和无线通讯业务的层出不穷，我国的GSM通讯网络规模必将不停增加，在网络的运营与维护之中，必将面临更多的网络优化内容，本文所涉及的GSM网络优化经验和成果，可以为运营商在日常维护工作中提供一定的借鉴，为GSM通信服务的提升起到积极作用。
参考文献：
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1.红外通信的基本原理
红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。
简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。
2.红外通讯技术的特点
红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持：
⑴通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发;
⑵主要是用来取代点对点的线缆连接；
⑶新的通讯标准兼容早期的通讯标准；
⑷小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直线数据传输，保密性强；
⑸传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经。
3.红外数据通讯技术的用途
红外通讯技术常被应用在下列设备中：
⑴笔记本电脑、台式电脑和手持电脑；
⑵打印机、键盘鼠标等计算机设备；
⑶电话机、移动电话、寻呼机；
⑷数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表；
⑸工业设备和医疗设备；
⑹网络接入设备，如调制解调器。
4.红外数据通讯技术的缺点
⑴通讯距离短，通讯过程中不能移动，遇障碍物通讯中断;
⑵目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低（115.2kbit/s）;
⑶红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差。
5.红外通信技术对计算机技术的冲击
红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰，包括历史悠久的调制解调器。预计，执行红外通信标准即可将所有的局域网(LAN)的数据率提高到10Mb/s。
红外通信标准规定的发射功率很低，因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前，惠普移动计算分公司正在开发内置式端口，所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户，可以把计算机放在电话机的旁边，遂行高速呼叫，可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的，故不需要调制解调器。
红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式，如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换；在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。
6.红外通信技术开辟数据通信的未来
目前，符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场，然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的，所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽，可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用，建立和保持对无线PCS系统的连接；扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的，所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用，包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机，以提供红外数据通信。而且，由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器，所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机，现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机，在这些地方，掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM(柜员机)也可以采用红外接口装置。
预计在不久的将来，红外技术将在通信领域得到普遍应用，数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。由于红外通信具有隐蔽性，保密性强，故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信，特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述，它还将对计算机技术产生冲击，对未来数据通信产生重大影响。
参考文献
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