无线数据监控系统

无线数据监控系统（精选十篇）

无线数据监控系统 篇1

目前, 国内燃气行业对采用流量计的门户站点及采用大流量皮膜表的工商业用户大流量用户大多采取管网计量方式;缺点是:1) 需要燃气供应商定期抄表, 劳动成本较高;2) 数据实时性不佳, 数据呈现离散性, 无法检测用户实时用气数据;3) 不能对不良用气用户进行有效监控。

二、无线数据监控系统系统架构与工作原理

基于GPRS/CDMA等2G/3G无线通讯技术的远程监控系统由数据服务中心和监控终端两部分组成。数据服务中心采用固定IP地址连接Internet网络, 而监控终端通过设定的中心IP及相应端口与数据服务中心连接。监控终端通过GPRS等网络将数据发送, 通过无线网络供应商将数据转送到Interne网络, 进而经由Internet网络传输到数据中心, 将收到的数据解密、分析、编码、存入数据库。

无线数据监控系统具有如下的性能特点和优势:1) 灵活性。由于GPRS通信网络覆盖广泛, 使得监控终端覆盖范围巨大, 监控系统节点可以任意增加或删减。2) 可靠性。采用GPRS通讯网络, 通信信道的信噪比、误码率等通信性能指标都可以借助GPRS网络的性能指标和通信协议得到保证。

三、无线数据监控产品简介

流量计:1) 工作方式:在流量计上加装通讯模块, 根据不同类型的流量计, 使用厂家提供的通讯协议对流量计进行远程抄表。2) 支持产品类型:主要有航天动力流量计、天信流量计 (V1.2、1.3) 、MODEBUS/A流量计、ALSTR流量计、苍南流量计、爱拓力流量计、新科流量计、德闻MODEBUS流量计等共7个流量计厂家的10款协议。

公富户皮膜表:1) 工作方式:在皮膜表上加装具有数据采集、控制、通讯等功能的模块, 采用脉冲计数方式监测模式表的计量信息, 同时具有该表进行开、关阀操作的功能。2) 支持类型:目前公司使用与公富户皮膜表的监控设备, 由于集成了采集、控制、通讯功能, 所以可以适应于各种流量的皮膜表。该表方便燃气公司对大流量工商业用户的用气情况检测, 能够分析确定该用户用气波峰平谷等数据。

本地设备:工作方式:相当于无线集抄手持机上加装通讯模块, 能够对集抄表集中器进行抄表, 并将抄表手持机连接到账务系统, 能够实现抄表及对表具进行阀门控制的功能。

阴极保护测试桩:1) 工作方式:在长输管网的阴极保护测试桩上加装采集和通讯模块。能够通过手持设备或者GPRS将测得的阴极保护测试桩的电位信息上传到监控系统。2) 支持类型:仅用于长输管网的阴极保护测试桩.为燃气公司长输管阴极保护测试桩提供监测服务, 方便燃气企业对长输管线的安全维护。

四、工程安装流程

由于公富户其实完全可以看作一种“流量计”类型, 故公富户和流量计的安装大致相同, 可以遵循以下几步来实现:1) 先期调查:先调查了解燃气公司需求:要安装什么类型的设备, 是流量计还是公富户模式表, 何种流量计, 何种协议, 当前协议是否被在监控系统支持。如没有, 开发新的协议需要多长时间, 如何协调开发、测试新协议, 当这一切都解决后就完成第一步。2) 建档:在无线监控系统WEB服务器上建立设备档案。现在“GPRS模块管理”中建立通讯模块资料, 注意波特率、工作类型的填写, 如果是实时在线则注意抄表间隔的, 如果不是实时在线, 则注意抄表日和抄表时。再在“GPRS表管理”中添加相应GPRS模块下辖的GPRS表的资料, 注意子机号、表类型。3) 安装:将监控设备安装到指定流量计处。4) 调试:触发上线观察首次抄表是否正常。5) 观察:首次抄表正常后, 观察1-2天的运行情况是否正常。6) 完成。

参考文献

无线话音数据综合传输系统网络知识 篇2

无线话音数据综合传输系统是集现代电子技术、话音处理技术、宽带无线网络技术与一体，专门用于话音数据传输的产品。它可以通过无线宽带网络，实现网内普通电话间的互通，具有系统稳定、配置灵活、安装简便、功能齐全、扩展性强、易于维护升级等特点，广泛应用于厂矿企业、公安、交通、部队、商场、海关等部门。

一．应用领域

® 中小型办公场所的内部电话系统

® 小区内部的电话系统

® 远程监控区域的通信联络或声音监测记录

由于系统采用无线传输，特别适用于不便进行布线的环境，

也适用于临时性网络系统的组建，例如工作场所不固定的野外考察、军事指挥所、电视转播车等，既可以进行高速数据传输，又可以同时进行电话通信。

二．系统硬件配置和组网

系统包括硬件设备和控制软件，配置灵活。硬件设备由机箱和功能插件组成，用户根据需要选择传输4或8路产品时，直接插入具有相应功能的插件即可。机箱包含宽带无线传输插件，用户可以选择2 Mbps 或11Mbps的插件。

系统控制软件主要负责管理网内用户间的呼叫，支持MGCP、H.323等控制协议。控制软件安装在网络中心的呼叫管理服务器（Call Agent）上，可为每个话音用户配置号码和接口类型。

系统采用基于TCP/IP协议的LAN形式组网，容易与无线或有线LAN网络连接，充分利用现有网络的资源实现话音传输功能。还可通过硬件接口与PSTN连接，实现与公用电话网的互连。

无线数据监控系统 篇3

关键词：GSM车载无线数据传输系统；系统结构

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

随着我国铁路运输的飞速发展和运行速度的不断提高，实现稳定、有序、可控、安全的运输越发重要，为此必须建立起完善的系统确保能将机车运行状态的重要参数实时传输给运输指挥及管理部门，也能及时将行车调度信息及时传达给机车乘务员。以往我国铁路运输部门都是通过无线电语音向运行列车传达调度命令，这种方法在及时性、可靠性、安全性等方面存在着很大缺陷，容易造成混乱。

一、国内列车调度系统发展现状

车辆调度系统起源于20世纪70年代，它是现代计算机技术与通信技术在交通运输作业中的一项重要成果。车辆管理系统已由当初单一的类型发展到现在的多种类型，大致可以分为四种类型：有线通信系统、无线电通信系统、无线数字通信系统和GPS调度系统。有线通信系统由于自身局限导致应用范围比较宅，其他三种应用范围比较广泛。国内车辆调度系统发展相对国外比较落后，在应用开发方面尚处于初级阶段，1990年由多所院校联合的课题组取得了可喜的成果，成功的开发出南芬铁矿生产调度计算机辅助系统。1994年霍林矿务局与煤科总院西安分校、中国矿业大学合作又取得了突破性的进展，开发完成计算机控制自动化车辆调度系统。据相关调查显示，车辆调度系统在投资是用两年后便开始盈利，并且在不增加其他设备情况下可以将产量提高5%-6%。

二、采用GSM车载无线数据传输系统的可行性分析

随着我国铁路运输的发展与列车运输速度的不断提高，铁路通信对无线数据通信的要求更加迫切。如果铁路部门专门建立自己的无线通信网将会花上很长时间，也就无法满足现在的要求。从我国现在移动通信网的发展现状来看采用GSM无线通信公众网络作为数据传输的中间环节倒是可行的方案。

首先，该方案可在短时间内完成，以满足铁路通信对无线数据通信的迫切要求，而且该方案投资少，无需庞大的设施建设。其次，我国移动通信网覆盖范围广泛，基本覆盖了我国铁路所在地区，利用GSM网究成数掇信息的传输在技术基本可以满足要求。利用我国移动通信作为列车与地面之间的数据传输平台可以解决系统协调及宽带问题，通过预算，所需费用与自己建立网络平台相比是可以接受的。综上所述，利用GSM无线通信公众网络作为传输平台，开发研制车载无线数据传输系统实现列车与地面数据传输是一项非常可行的办法。

三、车载无线数据传输系统设计说明

本系统采用的通信方式是半双工，即每一台主机在特定的某一段时间内只能接受或作为发送方。倘若有一台机子正在发送数据，它就不能响应其他的机子的联机请求，如法炮制，一台机子在接收数据，它也不能相应其他机子的连接请求。简而言之就是说在某段时间内数据收发控制只能运行一个，具体是哪一个运行可以根据IsDeaIAThread和IsDeaISThread来进行判断。

当接收到数据，数据由哪个线程来处理是通过pcomRevDataThread传递给线程函数的参数来确定，假如传递的参数为1，就由接受控制线程来处理，如若是2，那么就由发送控制线程来处理。然而在SocketThread中，则通过设置传递消息的wParam参数来决定由m_CSocket还是m RSSocket接受，在这里，主要是通过设置一个变化的参数leix来决定是由pDealAcceptDataThread还是由pDealSendDataThread来处理。但是当我们要发送数据时，具体由哪个线程来发送，这又得由帧的地址信息和路由的信息来判断，这里不妨举一列加以说明，假如你要发送的数据是pSocketThread，则是通过变量IsCorSSocket来加以识别，如果是2就由m-RSSocket来发送，而假如是1则由mLCSocket发送。

四、车载无线数据传输系统各模块功能的实现

（一）有线数据收发模块的实现。数据收发模块功能实际上就是收发网络上的数据，实现信息的交换。该模块主要采用Winsock方式与多线程技术来实现客户端与服务器间的网络连接。1.客户端的功现。客户端的功能主要是请求连接与数据的读写功能。是通过类COlientSocket来实现的。2.服务器端的功能。由于服务器端主要功能是监听来自客户端请求的连接并完成数据的接受与发送。利用MFC中的CAsyncSocket与CSocket类及多线程来实现。（二）无线收发模块功能的实现。无线数据收发主要功能是完成无线数据的收发，包括数据的接受与数据的发送线程。由于数据的发送是采用滑动窗口的方式，同时考虑到存储转发，而数据的发送由其它的程序来控制，这样它必须能够接受其他程序发送的消息来发送数据。（三）数据收发控制模块的功能实现。数据的收发控制模块主要包括数据的发送控制模块与数据的接受控制模块，分别对应数据发送控制线程与数据接受控制线程。（四）呼叫控制模块的功能实现。呼叫控制模块主要包括无线与有线监测以及连接建立与连接释放模块。（五）数据分析模块。出于线程pDealSendDataThread与线程DDealAcceptDtaThread要根据接受的数据中包含的信息来控制数据的发送与接受。（六）数据处理模块。该模块主要对要发送的文件或字符串进行分段、成帧以及对接受的数据进行处理等功能。

五、车载无线数据传输系统的特点

车载无线数据传输系统中的短消息的发送模式一般采用存储转发方式，消息发送后经过短消息中心进行存储然后再发送到对方。如果接收消息方在盲区无法接收消息时，该模式会自动保存信息，待接收方到达服务区后再发送消息。此特点能有效避免列车在盲区无法接收消息的弊端。但该模式也存在一定的缺陷，例如发送的消息格式单一局限性很大。另外系统软件采用模块性化设计，各模块低耦合高内聚，这就方便系统以后的升级与维护。

六、结束语

随着应用者对移动通信要求的提高，GSM系统也将会不断发展以适应人们的需求，基于GSM的车载无线数据传输系统也将不断完善。这也必然有助于改善与加强各部门对车辆进行安垒、可靠、有效的管理。

参考文献：

无线数据监控系统 篇4

关键词：防爆,无线数据监控终端,GPRS,实时监控,无线数据监控中心

1 无线数据监控系统概述

无线数据监控系统是通过GPRS无线信道,实时监控远程终端的运行,以实现报警、控制、计费、统计分析等功能。

1.1 无线数据监控系统应用背景

目前燃气企业主要采用的抄表方式为人工抄表、IC卡预付费及短距离无线抄表。这几种抄表方式各有优缺。人工抄表方式是最为燃气企业所普遍使用的抄表方式,由于它抄表可见,能有效排除用户当前可能存在的安全隐患,同时它的缺点也是显而易见的,它需要大量的人力,入户比较困难,这给燃气企业进行集约化经营带来麻烦;IC卡预付费燃气表是近年发展起来的智能型燃气表,其具备预收费功能及部分运营管理功能,受到国内燃气企业的高度重视,并得到广泛的应用和推广。但是IC卡预付费燃气表无法解决气量核算及气价调整问题,这对于燃气企业进行输配误差分析带来麻烦。短距离无线抄表是通过短距离无线通信的方式实现对燃气表数据的读取,同时还能实现对燃气表的控制。但是短距离无线抄表安装方式有很大的局限性,同时也不能满足燃气企业对偏远地区用户的控制。

无线数据监控系统就是在这种背景下应运而生了。首先,它是全自动无人值守系统,解决了人工抄表入户难、收费难的问题,同时节约了大量的人力成本。其次,它能远程监测监控终端的运行,可以实时读取监控终端数据,也可以对监控终端进行控制。最后,安装局限性小,只要安装地点有GPRS信号,就能安装无线数据监控终端。

1.2 无线数据监控系统构成

无线数据监控系统由无线数据监控终端、GSC(GPRS)数据服务中心、IE浏览器服务中心、账务结算中心等几部分构成。系统构成如图1所示。

2 无线数据监控系统设计

如上所述,无线数据监控系统由无线数据监控终端、GSC(GPRS)数据服务中心、IE浏览器服务中心、账务结算中心四部分构成。下面我们就这是部分做一详细介绍。

2.1 无线数据监控终端

无线数据监控终端通过GPRS/CDMA或SMS公用无线通信信道,远程实时采集流量计、相关的管网设备或工商业皮膜表的累积量、温度、压力、瞬时流量等数据,以实现对设备运营状况的监测。无线数据监控终端分为两大类,一种是监控流量计或变送器、直读表等设备,终端直接获取监测仪表的各种信息,终端对所获信息不做判断处理,即终端仅提供通信途径;另一种是膜式表,终端需要进行计数等处理。两种监控终端的监测信息不同(流量等),其工作信息应相同(工作电压)。

无线数据监控终端采用16位的单片机作为主处理核心单元,无线收发集成电路作为通信单元,集数据存储、计量电路、阀门驱动及控制、IC卡电路为一体,具体参见图2。

该监控终端具有功耗低(静态电流5μA)、成本低、网络扩展性强、安全性能好(CRC校验及密钥)等特点。

2.2 GSC(GPRS)数据服务中心

GSC即GPRS Service Center。指能够通过Internet或者短消息与无线数据监控终端进行通讯、数据处理的软硬件单元。GSC提供基于TCP或者UDP协议的通讯方式,采用实时或者定时的方式与无线数据监控终端进行通讯,采集无线监控终端的监测数据,并对数据解析、分类、入库。如图3所示。

2.3 IE浏览器服务中心

IE浏览器服务中心用于实现对GPRS终端上报数据的浏览、分析与统计,提供Internet基本服务。主要基于已有的服务中心,实现目前已有的服务,并为用户增加提供GPRS终端设备收查询费和欠费查询等功能,为中心计算方式提供辅助的支持与服务。如图4所示。

2.4 账务结算中心

账务结算中心用于实现账务结算、统计分析功能,可以向数据服务中心提供控制(关阀指令)等指令,向移动代理服务中心提供数据接口。

3 无线数据监控系统在燃气行业中的应用

无线数据监控终端能实时监测下位机,当下位机出现流量、压力告警时监控终端能及时将此信息上报数据监控中心,有效的减少燃气企业的损失。

无线数据监控终端主要有隔爆型设计和本安型设计,用户可以根据现场条件及防爆等级要求进行选择。无线数据监控系统在燃气行业主要应用于以下几个方面:

3.1 无线数据监控系统在工厂、学校等方面的应用。

由于工厂、酒店、学校、空调等用户都是燃气企业的重点用户,无线数据监控系统能帮助燃气企业实时跟踪监测燃气设备运行情况,出现问题及时上报,从而及时排除隐患。安装在此场合的监控终端主要有定时本安型、定时本安阀控型、实时隔爆型。

3.1.1 定时本安型设计

定时本安型主要是指本安型电路设计。本安型电路设计是指在GB3836.4-2000规定条件(包括正常工作和规定的故障条件)下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。电气设备是指电气元件,电路和电路部件的组合,通常装在一个单独的外壳中。

无线数据监控终端(定时本安型)主要用于不具备接通交流电条件,安装在偏远地区的情况。它采用锂电池供电方式,属于定时上报模式,用户可以需要设置上报时间点,在规定的上报时间点无线监控中心读取监控终端的运行数据。如图5所示。

3.1.2 定时本安阀控型设计

无线数据监控终端(定时本安型阀控型)和公福户模式表相连,当模式表出现故障或用户欠费时,燃气运营部门可以关闭模式表阀门。它采用锂电池供电方式,属于定时上报模式,用户可以需要设置上报时间点,在规定的上报时间点无线监控中心读取模式表数据。如图6所示。

3.1.3 实时隔爆型设计

隔爆型主要针对结构,即隔爆外壳。隔爆外壳(flameproof enclosure)是指电气设备的一种防爆型式,其外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏,并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸汽形成的爆炸性环境的点燃。

隔爆接合面(flameproof joint):隔爆外壳不同部件相对应的表面配合在一起(或外壳连接处)且火焰或燃烧生成物可能会由此从外壳内部传到外壳外部的部件。

无线数据监控终端(实时隔爆型)采用交流电供电,可以实时监控流量计、调压站,当有异常时实时把异常信息上报监控中心。如图7所示。

隔爆型设备的安装特点是,所有走线均按工程标准,通过钢管、防爆挠性管及其它与监控设备进行连接。

3.2 无线数据监控系统在传输管网等方面的应用

长输管网管道一般采用强制电流阴极保护法监测管道防腐,主要检测管道相对于参比电极、辅助电极与参比电极之间的电压以及阴保电流。长输管网系统一般采用定时上报模式,每隔一定时间上报一次数据,当检测的电压和杂散电流超过临界安全值时终端处于实时加电状态,供维修人员监测处理。如图8所示。

4 结束语

目前该无线数据监控系统已经在市场上大批量运行。运行情况良好,抄读正确率为100%,一次抄读成功率大于99%。

如图9所示,无线数据监控系统解决了燃气企业对重点用户监控难的问题,由于节省了大量的人力物力,这也提升了燃气企业的运营效率。

参考文献

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[4]张志强,崔延青.住宅(无线)远传抄表系统的优势与发展[J].中国住宅设施,2008,6(75).

无线解码器・什么是数据接口 篇5

无线解码器・什么是数据接口

无线解码器常见接口为RS-232端口。RS-232-C接口(又称EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的`DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。

数据无线，数据无限 篇6

2007年3月8日，希捷科技在北京发布了名为DAVE(DigitalAudio Video Experience，数字影音体验)的全新移动无线存储技术，该技术可以通过蓝牙、WiFi或者USB接口为手机、便携影音播放器等设备提供大容量的存储解决方案。

DAVE平台采用Bluetooth 2.0电子设计技术及WiFi802.11b／g技术，可在距智能手机等设备9m范围内使用，允许用户将工作中的采用DAVE技术的设备安全地放入钱包、公文包或衣袋内。DAVE的参考设计厚度只有1cm，大小如信用卡一般，重仅70g，最大容量30GB，专为便携而设计。而通过符合DAVE平台标准的软件接口，用户将能够在自己的掌上设备上透明地使用这些存储空间，丝毫察觉不出自己的数字内容是存放在另外一个设备上。

希捷科技公司全球消费电子营销总监罗布·佩特先生在现场向大家展示了这种移动存储技术的独特魅力，在未来无线数字电视更加成熟和普及之后，这种大容量无线存储技术将发挥出更大的能量。据透露，30GB的DAVE移动无线存储设备价格约为200美元。

目前，已经有包括英国Orange等商业服务公司开始采用DAVE技术为掌上设备的用户提供更加方便和海量的数字存储解决方案。

苏锋

aigo爱国者携手《集结号》

3月26日，华旗资讯与国内著名电影制作公司华谊兄弟在昆仑酒店联合举办了新闻发布会。会上宣布，华旗资讯与华谊兄弟新片《集结号》将建立战略合作伙伴关系，这部电影的影音资料被授予华旗资讯。会上，华旗资讯总裁冯军亲手将爱国者数码产品MP4和数码相机赠送给了导演冯小刚。作为重要礼品之一，爱国者MP4将是搭载本次合作的重要产品。

从发布会上双方透露的合作细节来看，华旗将获得这部电影的MP4影音资料的播放版权。同时，华旗资讯还将专门为《集结号》推出一款限量珍藏版MP4。另据有关方面透露，华旗是第一个与《集结号》达成合作的厂商。

无线数据监控系统 篇7

本设计所实现的健身数据无线采集系统具有以下主要特点: (1) 本设计基于无线传感器网络技术提出了一种简易的运动量采集与评价系统, 具有简单实用的特点; (2) 系统扩展性强, 基于本设计提出的网络架构, 可以方便地进行扩展, 增加血压等其它参数的测量, 也可以在一个人身上放置多个节点, 使自身形成一个小型网络, 再连接在大网络上; (3) 节点耗电量极低, 采用Zig Bee的DSSS技术, 功耗极低, 仅以一般电池供电, 可供一年以上的使用寿命; (4) 节点移动性强, Zig Bee无线网络具有自组性特点, 节点之间的通信可近百米, 并可以中继传输, 便于运动者的移动与采集; (5) 系统实现了数据采集与分析评价, 对于健身者运动量评价以及长期的健康监测, 都具有重要的意义。

1 系统方案

1.1 系统整体架构

无线龙Zig Bee协议栈高级开发系统C51RF-3-PK是经济、高效、方便、快捷、可重复使用的开发工具套装, 完全满足IEEE802.15.4标准和Zig Bee技术标准。该工具箱包含了构建多种Zig Bee网络所需的全部硬件、软件专业开发工具、文档, 能满足人体生命体征监控的多种需求。

本设计所实现的健身数据无线采集系统以C51RF-3-PK开发平台为核心, 使用了一块表演板, 两个电池板, 在电池板上扩展了一个温度传感器DS18B20, 一个压电陶瓷片, 多级放大电路, 外扩电源线路, 充分利用了C51RF-3-PK开发平台的丰富资源。另外, 在上位机中, 实时显示被检测者的生理数据信息, 并进行分析处理, 评估当前的运动是否过量, 决定是否给出警告信息。

系统的总体架构如图1所示。

1.2 体温采集的实现

本设计的温度采集是用温度传感器芯片来实现体温数据的采集[5,6], 采用DS18B20完成。DS18B20的全部传感组件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。DS18B20支持“一线总线”接口, 测量温度范围为-55℃~+125℃, 在-10℃~+85℃时精度为±0.5℃;可以程序设定9~12位的分辨率, 对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃, 可实现高精度测温;DS18B20适应电压范围更宽, 电压范围:3.0V~5.5V, 在寄生电源方式下可由数据线供电;支持多点组网功能, 多个DS18B20可以并联在唯一的三线上, 实现组网多点测温。

温度采集部分采用的是单总线结构的DS18B20, 因此硬件设计也相对简单, 只需将其和CC2430的可编程I/O端口相连 (选择P1_4端口) 。另外将DS18B20的VCC和GND分别接在电池板的VCC和GND上即可。如图2所示。

1.3 脉搏采集的实现

脉搏采集采用压电陶瓷片, 其原理是压电效应。压电效应是指某些介质在力的作用下, 产生形变, 引起介质表面带电, 这是正压电效应。反之, 施加激励电场, 介质将产生机械变形, 称逆压电效应。压电陶瓷具有敏感的特性, 可以将极其微弱的机械振动转换成电信号。利用压电陶瓷片, 把人体的脉搏跳动转化为电信号。由于脉搏波为低频信号[7], 所以压电陶瓷片采集到的信号还要经过放大、整形滤波才能得到比较规整的波形[8,9], 便于计数。设计采用的放大电路是非门放大。整形采用的是施密特触发器, 施密特触发器采用电位触发方式, 其状态由输入信号电位维持;利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用, 可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。输入的信号只要幅度大于vt+, 即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号。图3为脉搏采集电路原理图。

2 软件设计实现

软件部分分为两部分:一是Zig Bee协议栈, 下载到协调器模块和节点模块运行;二是上位机软件, 实现数据的存储与加工。

2.1 Zig Bee协议栈

在设计中使用的协议栈是Zig Bee2006, 代码使用C语言编写, 包含协调器与节点两个模块设备。

2.1.1 节点采集

体温和脉搏的采集在函数zb_Handle OsalEvent () 中实现。在协议栈中有关节点的程序在Simple Sensor.c中。

程序流程图如图4所示。

其中, 传感器采集数据部分又分为两部分:一是温度采集部分, 二是脉搏采集部分。温度采集使用DS18B20。脉搏采集部分使用压电陶瓷片, 在CC2430内部使用定时器T1, 定时器溢出次数达到一定值 (本设计是200次, 这样count函数执行一次的时间大概是3秒左右) 时, 将统计的数据返回给主调函数, 再调用发送函数发给协调器。

2.1.2 协调器工作过程

协调器完成网络的建立与维护, 绑定的建立维护以及数据的接收[10,11], 协调器向PC机发送节点发来的信息。在协议栈中, 协调器的代码在Simple Collector.c中。程序流程如图5所示。

2.2 上位机软件的设计

上位机软件主要完成对每个节点信息的汇总、分析与显示。采用Microsoft Visual Basic6.0 (中文版) 开发环境进行设计。

本设计中将采集到的数据存储到Acess数据库中。用VB的两个控件Microsoft ADO Data Control6.0和Microsoft Data Grid Control 6.0实现Access的链接和数据库中的数据在界面上显示, 利用Picture控件 (line) 画出在一段时间内的信息变化曲线。

上位机软件的程序流程图如图6所示。

上位机在接收到协调器发来的信息后首先根据地址判断是哪个节点发来的数据, 之后再根据数据后面的字母判断是体温信息还是脉搏数据, 若是体温数据则转入体温曲线绘制, 是脉搏数据转入脉搏信息绘制。还将所采集到的体温和脉搏值存入Access数据库, 便于健身者查询自己的状况。最后根据预先的标准[1]判断体温值和脉搏数是否超标, 给出运动指导。

3 系统测试

系统测试划分为硬件测试、协议栈测试、上微机软件测试三部分。下面对这三方面分别进行测试。

3.1 系统测试步骤

(1) 检查开发板电源、串口线以及外扩设备连接是否正常。

(2) 下载协调器代码到开发系统的表演板。

(3) 下载节点代码到电池板。

(4) 用串口调试助手观察协议栈运行是否正常。

(5) 测试上位机软件, PC端能否正常接收数据以及能否将数据存到数据库中, 可否正常画出曲线。

3.2 系统测试结果

3.2.1 系统的硬件测试

系统的硬件测试包括对所开发平台的电源、内存、按键、LED灯、串口, 以及扩展的DS18B20、压电陶瓷片以及配套电路进行测试。

下载各模块的程序后, 系统各硬件均能正常工作, DS18B20也能正常采集温度, 脉搏传感器以及配套电路均正常。

3.2.2 协议栈的测试

下载协调器模块到表演板、节点模块到电池板后, 程序运行正确, 从串口能正确接收到温度和脉搏信息。图7是用串口调试助手看到的效果。

3.2.3 系统总成测试

打开上位机软件, 运行之后, 可以看到系统运行效果如图8所示。可以看到, 上位机能够正确接受数据并实时显示, 表明整个系统运行正常, 没有错误。

4 结束语

经过测试, 系统的软硬件均工作正常, 实现了功能需求。网络功能方面, 充分发挥了Zig Bee的强大的优势, 网络健壮。测试中, 温度传感器采集的是室温, 所测得的温度值与室温在容许的误差范围内, 脉搏传感器所测得数据排除测试过程中手的抖动等其他因素, 也是符合实际的要求。上位机软件测试基本完成了体温和脉搏的数据的实时显示和存储, 并以波形图展示。

参考文献

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飞行试验中无线数据通信系统设计 篇8

飞行试验是所有航空器及机载设备设计、成型的最后验证阶段, 它是在不同环境下, 通过真实飞行, 获取数据, 分析产品的性能, 检验其是否满足要求, 属于高科技, 高风险的行业, 尤其在军用领域, 凝聚着全球最新的技术和工艺。因此, 世界各国都非常重视飞行试验的发展, 美国、欧洲、俄罗斯等国家的飞行试验开展的较早, 我国飞行试验开展的晚, 但是发展非常快, 目前已跻身世界一流行列。

在飞行试验中, 获取数据是最重要的目的, 所以获取数据的方式也就决定了数据的准确性。现行阶段飞行试验的数据获取方式有两种:机载测试系统和遥测系统。其中以机载测试系统为主, 在机上完成采集记录, 而遥测系统作为数据的备份和安全监控使用, 但也仅限于部分参数, 因为数据量巨大, 不能遥测所有的参数。

随着隐身技术, 超视距, 矢量推力等第四代战斗机技术的发展, 以及无人机的普遍应用, 对飞行试验技术, 尤其是机载测试技术的要求越来越高。飞机的内部设计更加复杂, 大飞机体积庞大, 测试线缆距离过长, 带来信号衰减等问题;战斗机布局更紧凑, 测试传感器安装位置受限制, 测试电缆无法敷设;旋翼机受测位置旋转, 无法连接电缆等情况, 严重影响到数据的准确性以及测试系统实施的可行性。针对以上问题, 本文分析了机载环境的电磁干扰, 把无线通信引入机载测试领域, 提出了一套机载无线通信方案, 能很好的解决当前面临的问题。

2 Zig Bee技术简介

在各种无线通信技术中, Zig Bee是比较成熟, 且可靠稳定的方式, 它是一种短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术, 是一个由可多到65536个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台, 采取了IEEE802.15.4强有力的无线物理层所规定的标准, 在布置的无线网络传感器之间相互通信, 这些传感器功耗很低, 省电, 简单, 成本也不高, 他们的通信效率非常高, 把数据从一个个传感器传递过来, 最终汇聚起来进入工作站进行分析处理, 从而实现测试功能。

3 Zig Bee网络组成

在由多个无线传输模块组成的Zig Bee无线网络传输平台中, 每个模块就是一个网络结点, 相当于一个基站, 可以和网络中的任何一个结点通信, 结点之间的距离可以达到几十米, 甚至几百米远。此外, Zig Bee网络还可以和现有的Wifii, PCM网络实现有效连接, 每个Zig Bee网络结点不仅可以传递自身的数据, 还可以中转其他结点传过来的网络数据。

Zig Bee网络结点从设备功能分为全功能设备 (Full Function Device) 和精简功能设备 (Reduce Function Devices) 。从网络中的功能来说, 又分为协调器, 路由器和终端设备三种, 它们之间的关系如下图:

一个Zig Bee网络必须有一个协调器, 它是必须是全功能设备 (FFD) , 且比较特殊, 是整个网络的主要控制者。它除了发送自身的数据之外, 还具有路由发现, 路由选择并转发数据分组的功能。或者某些结点自身不采集数据, 只是作为路由器使用, 转发别人的数据。而终端可以是FFD, 也可以是RFD。RFD相对简单, 在传感器网络中, 它只负责把采集的数据发给它的协调器。

Zig Bee网络启动之后, 协调器会自动发现新的路由器和终端设备, 把它们纳入到网络中, 当新设备纳入到网络中时, 它们之间的主从关系随即确定, 各个结点之间的彼此联系网就构成了Zig Bee无线传输网络。它的拓扑结构一般分为星型, 网络型和混合型。

4 机载无线通信方案设计

机载无线通信主要是针对传感器采集的数据进行传送, 在某些对安装位置有特殊要求, 信号电缆无法敷设, 或者电缆对信号影响较大等场合, 需要采用无线通信的方式, 组成一个无线通信网络, 来解决数据采集、传输的问题。

在机载测试中, 传感器是最前沿的节点, 它感受到被测量对象的变化后, 将数据

由于某些限制, 穿舱走线, 安装位置, 飞机本体要求等的限制, 传感器的信号需采用无线来进行传输, 此时, 要对传统的传感器进行改进, 为其增加Zig Bee通信模块, 或者直接选用带Zig Bee通信功能的传感器。将传感器及其通信模块一起, 安装好之后, 就无需通信电缆, Zig Bee模块采用电池供电, 上电工作后, 通过汇聚点进行组网配置, 各个传感器就能够自动发现周围的传感器, 自行组网, 自己寻找最优的路由路径, 把数据通过汇聚点传递给记录器或者并入采集器的PCM数据流来进行后续处理。其原理图如图3所示。

Zig Bee技术在数据通信方面已经非常成熟, 且其采用的数据完整性检查和鉴权功能, 以及AES-128加密算法, 可以各个应用的安全性进行灵活配置, 能够保证飞行试验数据的安全可靠及保密要求。

但是Zig Bee技术在机载环境下使用也有一些需要克服的问题, 比如传感器需要供电时, 还是避免不了电缆供电, 再者若机载电磁环境发生变化, 也许会产生通信干扰等等, 还需要进行进一步的研究解决。

5 结语

Zig Bee技术以其低成本、低功耗、大容量、可靠性高, 数据安全等优点在众多领域成功应用, 但在机载测试领域尚未有先例, 通过分析其原理及优势, 确认Zig Bee技术在机载测试领域的可行性, 分析了将来面临的问题等。并且设计了一套机载测试中无线通信的解决方案, 解决了机载测试中困扰多年的问题。

摘要：在航空器飞行试验中, 旋转部件、高温部位等特殊情况导致传感器的安装困难, 位置不理想, 测得数据误差大, 且传感器信号传输电缆无法敷设, 数据必须通过无线通信方式传输, 针对数据需无线通信的问题, 研究了ZigBee这种无线通信方式, 通过分析其特点, 设计一套用于飞行试验的无线数据通信解决方案, 解决了机载测试中困扰已久的难题。

关键词：飞行试验,旋转部件,无线通信,ZigBee

参考文献

[1]任秀丽.Zig Bee无线通信协议实现技术的研究.计算机工程与应用, 2007.6;2-4

[2]张艳婷.基于Zigbee技术的家用无线网关的设计[期刊论文].山西电子技术, 2010 (2) ;2-5

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[5]尹航, 张奇松, 程志林.基于Zig Bee无线网络的温湿度监测系统[期刊论文].机电工程, 2008 (11) ;2-4

基于无线数据传输的控制系统 篇9

1、系统构成

本系统有两个独立的控制器、两个无线数据传输模块构成。分别设置于送风控制柜和排风控制柜内。控制方式采用主从机控制方式, 送风控制柜端为主机, 排风机端为从机。主机端负责发送指令和接收显示排风机工作状态, 从机段负责执行指令 (控制排风机工作状态) 及反馈排风机工作状态。指令传送采取定时与及时相结合的方式。当主机端有新的控制指令产生式立即将相应的指令传送到从机段。如果在指定时间 (1S) 后没有新的指令产生, 则将原有指令重复发生。

1.1 控制器构成

控制器采用AVR系列单片机ATmega16为核心, 辅以相应的输入、输出模块构成。见图1。

输入为12路, 全部用PC817隔离, 输入电路见图2。

输出全部为继电器输出, 输出继电器与ATmega16之间也采用PC817隔离, 以提高系统的抗干扰性能。

输入与输出公用一组12V电源, ATmega16单独使用一组电源。

控制器设置两个串行数据接口, 一个用于与无线传送模块nF905连接, 另一个用于与PC机连接 (调试控制器用) 。

为提高系统稳定性控制器采用了看门狗专用电路MAX706。

1.2 数传模块

现行市场上无线数传模块种类很多, 由于其技术较为成熟, 产品性能多比较稳定。无线数传产品也较为成熟, 应用也非常广泛。例如无线抄表、工业遥控、遥测、自动化数据采集系统、楼宇自动化、安防、机房设备无线监控、门禁系统、POS系统、无线键盘、鼠标、交通, 井下定位、报警等。本文所采用的数传模块为VW3201A, 该模块的参数设置如下:中心频率:433MHz;串口缓冲区大小:50;Time Out:5字节间隔;串口速率:9600bps;数据格式:8N1;工作通道号:0;发射功率;+20db;无线通讯速率9600bps;工作模式:透明。

2、控制过程

主从机控制器采用相同的控制器, 均为12路输入12路输出。主机四路输入用于采集送风机工作状态, 8路作为启动开关与远程端8台排风机相对应。8路输出用于显示从机8台风机工作状态, 一路用于通信故障报警。当系统出现通信故障时输出报警信号。从机端控制器的8路输入用于采集排风机输出端风压, 以此判定排风机工作正常与否;一路输入用于远控、就地切换。8路输出用于控制8台排风机, 一路输出用于通信故障报警。

主机上电复位后, 采集输入端和输出端信息, 经过运算整理后将收集的信息及相应的数据头和校验码传送给主机端数传模块, 由数传模块将信息发送出去。从机端接收到主机发送的数据后, 经校验数据正确后传送给从机控制器, 控制器对数据头及CRC校验后, 如果数据正确则发出相应指令, 控制排风机。同时将从机端输入、输出状态信息通过输出模块发射给主机, 主机收到数据后显示相应信息。

3、数据传输与抗干扰处理

系统的抗干扰除了在硬件设计时采用一系列的抗干扰措施外, 软件设计时为提高系统数据传输的准确率, 增强系统抗干扰能力也采取了一系列措施。首先在数据帧的构成上, 增加了固定数据头, 确保接收数据起始位的正确。一帧数据由7个字节构成, 数据头两个字节 (0XAA 0XBB) 、输入状态信息两个字节、输出状态信息 (含报警信息) 两个字节、C R C校验码一个字节。

主从机传输数据的帧格式是相同的, 实际传输的有效数据位控制器输入、输出端状态信息和通信错误报警信息。其余字节为校验信息。

系统定时验证通信状态正常与否, 当发现通信异常时, 发出报警信息。并在主机端和从机端存储通信出现异常前的输入输出状态信息。在软件调试时对系统的传输误码情况进行了统计存储, 经实际统计计算误码率可以控制在0.1%以下。

无线数据监控系统 篇10

关键词：电力系统,无线数据传输,CC1000,远程信息采集

1、引言

电力系统的调度与经济运行需对众多水电站、变电站、开闭所或配变设备进行实时监测, 大部分监测数据需实时发送至管理中心的服务器进行处理[1]。由于监测点分布广且大多分散设置在偏远地区, 采用无线通信传送数据往往事半功倍。为此, 建立无线通信系统实现电力数据采集, 可对水电站、变电站、开闭所进行实时数据 (上下网电量、电流、电压、功率因数等) 的采集, 并将采集数据定时上报主站, 为电网运行方式提供实时准确可靠的数据, 供电网负荷预测, 并有利于调度自动化提高到新水平。

无线数传有很多优点, 它无需布线、成本低、传输速度快、可靠性高, 而以这种技术来实现的系统, 可称为无线电力数据采集系统[2]。本文采用公用频段的无线通信方式来实现数据通信和采集。

2、系统设计与实现

2.1 微处理器AT89S52

单片机是整个系统的关键, 其性能决定了系统的功能。考虑到单片机的处理能力 (MIPS) 、功耗、存储容量和抗干扰能力等, 以及软件开发的简易性等因素, 本文选用Atmel公司的AT89S52低功耗单片机。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器, 具有8K系统可编程Flash存储器, 且具有以下标准功能:8k字节Flash, 256字节RAM, 32位I/O口线, 看门狗定时器, 2个数据指针, 三个16位定时器/计数器, 一个6向量2级中断结构, 全双工串行口, 片内晶振及时钟电路。另外, AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作, 支持两种软件可选择节电模式。空闲模式下, CPU停止工作, 允许R A M、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下, RAM内容被保存, 振荡器被冻结, 单片机一切工作停止, 直到下一个中断或硬件复位[3]。其具备ISP和IAP功能, 可以实现对单片机程序的在线修改, 便于后续系统升级。

2.2 无线收发芯片CC1000

CC1000是一种理想的超高频单片收发IC, 它专用于低功率和低电压类无线电产品。此IC电路系统主要用于工业科学、医疗及短距离通讯, 工作频带在315、868及915MHz, 且很容易通过编程使其工作在300～1000MHz范围内[4]。可通过串行总线接口编程改变其主要工作参数, 这样使CC1000使用起来更灵活, 通常典型的系统是由CC1000与一个微控器以及一些外围无源元件一起构成。

2.3 接口电路设计

可以通过三根信号线PDATA、PCLK、PALE对CC1000进行编程。PCLK频率决定了完全配置所需的时间。在10MHz的PCLK频率工作下完成整个配置所需时间少于60μs。微控制器使用3个输出引脚用于接口 (PDATA、PCLK、PALE) , 与PDATA相连的引脚必须是双向引脚, 用于发送和接收数据。提供数据计时的DCLK应与微控制器输入端相连, 其余引脚用来监视LOCK信号 (在引脚CHP_OUT) 。图1为单片机AT89S52与CC1000接口示意图。

2.4系统工作原理

系统原理图如图2所示。整个系统主要包括上位机和下位机两个部分, 下位机以A T89S52为主体, 负责系统数据采样和发送;上位机得到实时结果后, 可以对数据进行存储、计算和显示。其中电压、电流的采样可以由12位A/D转换器A D C12来完成。单片机将收到的数据通过CC1000调制后向外发射, 其间采取抗干扰及纠错措施以保证数据正确可靠。上位机部分的CC1000在收到高频调制信号后对其进行解调, 并传输到上位机进行数据的处理和显示。

为了减少开关脉冲对无线模块CC1000的干扰, 所以必须选择纹波系数较好的电源, 最好是使用单独的稳压芯片进行供电。因此在本设计当中, 采用开关电源将220V市电输入变化为5V电压输出, 然后通过向稳压芯片SP6650向CC1000单独供电以减少干扰。CC1000电源模块如图3所示。

2.5软件部分设计

软件是整个控制系统设计的核心, 它具有充分的灵活性, 可以根据系统的要求而变化[5]。在硬件结构一定的情况下, 只要改变软件就能实现一些不同的功能。单片机所具有的智能功能要由软件来完成。

为了便于功能实现和程序模块化方面的考虑, 在本系统中采用C语言编程。由于AT89S52具备ISP (在系统编程) 和IAP (在应用编程) 功能, 这样可以实现对单片机程序的在线修改, 便于后续系统升级。

本系统中, 所有软件按功能模块分别编写和调试。调试成功以后, 将各个模块连接构成单片机软件系统。这种设计有利于程序代码的优化, 而且便于设计、调试和维护。

软件中包含的主要功能模块有:

(1) 自检与初始化模块:系统自检, 并对各寄存器和CC1000进行初始化。

(2) 查询模块:根据指令发送相应的查询码。

(3) 数据接收模块:接收数据, 并将收到的数据传送至上位机。

(4) 数据发送模块:单片机通过采样电路进行数据采集, 并将数据以无线射频的方式传送出去。

3、抗干扰设计

无线射频收发系统对电源噪声很敏感, 因此设计时采用了无线射频部分和其它电路分开供电的方法, 本设计中采用专用的稳压芯片向CC1000供电, 可以有效地减少干扰。高频器件对于噪声敏感, 因此给各部分电源加装了滤波器或稳压器, 以减少电源噪声对芯片的干扰。另外, 对芯片使用电源监控及看门狗电路, 以便大幅度提高整个电路的抗干扰性能。Chipcon公司提供了射频部分的电路参考设计, 本设计射频部分的布局参照了参考设计的布局, 同时根据实际情况采用了环绕布线、线径布线、分层处理等方法以获得最佳效果。另外, 设计时让晶振与芯片引脚尽量靠近, 并用地线把时钟区隔离起来, 晶振外壳接地并固定, 还使用了金属罩对射频部分进行了电磁屏蔽。以上措施可保证系统的可靠运行。

4、结语

通过模拟试运行表明该系统运行稳定、可靠, 系统的抗干扰能力和电气隔离能力强。本系统能够很好地满足电力系统试验和电力变电站数据采集的要求, 同时该通信系统具有成本低、通用性强、可扩展性强、可靠性高等特点, 可单独使用, 也可作为系统拓展模块方便地集成到各种无线测控系统中。

参考文献

[1]黄瑞梅.远程电力数据信息采集系统研究[J].水电能源科学, 2008 (12) .

[2]宋祖顺等.现代通信原理[M].电子工业出版社, 2007.01.

[3]Chipcon.DataSheet CC1000 RF Transceiver.http://www.chipcon.com.

[4]Atmel.AT89S52 Datasheet.http://www.atmel.com.