無(wú)線傳輸技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：無(wú)線傳輸技術(shù)論文范文

本文以常用的車(chē)載物流過(guò)程為研究對(duì)象，在貨柜中部署傳感器節(jié)點(diǎn)，來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貨物運(yùn)輸過(guò)程的相關(guān)環(huán)境參數(shù)，WSN中的匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)藍(lán)牙傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)傳給作為網(wǎng)關(guān)的智能手機(jī)，智能手機(jī)通過(guò)GPS衛(wèi)星定位將位置信息加入到參數(shù)數(shù)據(jù)中，再通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)系統(tǒng)中。本論文研究主體為車(chē)載部分，其架構(gòu)如圖2所示。

1.1傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)環(huán)境參數(shù)，并對(duì)其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，使數(shù)據(jù)通過(guò)WSN傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)處，其處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力要求不高，因此采用簡(jiǎn)單節(jié)約的設(shè)計(jì)方案。如圖3所示，傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、射頻模塊、電源模塊和電路等部分組成。傳感器模塊負(fù)責(zé)對(duì)所需參數(shù)進(jìn)行采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換。處理器模塊負(fù)責(zé)控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)和處理傳感器模塊采集的以及射頻模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。射頻模塊負(fù)責(zé)與其他節(jié)點(diǎn)之間的通信，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送或接收。電源模塊負(fù)責(zé)為整個(gè)節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需的能量，是決定節(jié)點(diǎn)壽命的關(guān)鍵因素之一。電路則包括聲光電路、復(fù)位電路及接口電路等。（1）處理器模塊。處理器模塊是傳感器節(jié)點(diǎn)的核心部分，本設(shè)計(jì)方案中，處理器選用德州儀器（TI）公司的16位超低功耗微控制器MSP430F135，該處理器采用1.8V-3.6V的低電壓供電，可以在低電壓下以超低功耗狀態(tài)工作，非常適合應(yīng)用在對(duì)功耗控制要求甚高的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。該處理器同時(shí)擁有較強(qiáng)的處理能力和較豐富的片內(nèi)資源，擁有16kB閃存、512BRAM、2個(gè)16位的定時(shí)器、1個(gè)通用同步異步接口（USART）、12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和6個(gè)8位并行接口。（2）射頻模塊。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用中，傳感器節(jié)點(diǎn)既需要發(fā)射又需要接收數(shù)據(jù)，因此本設(shè)計(jì)方案中的射頻模塊采用收發(fā)一體的無(wú)線收發(fā)機(jī)。射頻模塊采用Chipcon公司推出的無(wú)線收發(fā)芯片CC2420，它的工作電壓位于2.1~3.6V之間，收發(fā)電流不超過(guò)20mA，功耗低；其具有很高的集成度，只需要較少的電路就可工作，天線設(shè)計(jì)采用PCB天線，進(jìn)一步減小模塊體積。CC2420工作在2.4GHz頻段上，支持IEEE802.15.4和Zig-Bee協(xié)議；采用O-QPSK調(diào)制方式，抗鄰道干擾能力強(qiáng)；128B接收和128B發(fā)射用的數(shù)據(jù)緩存空間，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)250kb-ps。（3）傳感器模塊。傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集部分根據(jù)實(shí)際需要選擇相應(yīng)的傳感器，如溫度、濕度、振動(dòng)、光敏、壓力等傳感器。本文的研究重點(diǎn)不在傳感器上，因此僅以溫濕度傳感器作為例子。本方案采用Sensirion公司的SHT15溫濕度傳感器，該傳感器將傳感元件和信號(hào)處理電路集成在一起，輸出完全標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)[3]。其工作溫度范圍在-40℃-123.8℃之間，其在-20℃-70℃范圍內(nèi)，溫度測(cè)量精度在±1℃以?xún)?nèi)；濕度范圍在0%-100%之間，在10%-90%范圍內(nèi)，濕度測(cè)量精度在±2%以?xún)?nèi)。

1.2匯聚節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，匯聚節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)是接收傳感器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)和處理后傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)處，同時(shí)，接收來(lái)自網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的信息，向傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)任務(wù)。匯聚節(jié)點(diǎn)是連接WSN和外部網(wǎng)絡(luò)的接口，實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，使用戶(hù)能夠訪問(wèn)、獲取和配置WSN的資源，對(duì)其處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力要求較高。而為了與傳感器節(jié)點(diǎn)匹配，匯聚節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)與傳感器節(jié)點(diǎn)基本相似，如圖4所示，匯聚節(jié)點(diǎn)沒(méi)有傳感器模塊，增加了存儲(chǔ)器模塊和藍(lán)牙通信模塊。（1）處理器模塊。同樣的，處理器模塊也是匯聚節(jié)點(diǎn)的核心部分，主要負(fù)責(zé)控制整個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)和處理來(lái)自射頻模塊或者藍(lán)牙通信模塊的數(shù)據(jù)，再將處理結(jié)果交給射頻模塊或者藍(lán)牙通信模塊發(fā)送出去。本設(shè)計(jì)方案中，處理器選用TI公司的16位超低功耗微控制器MSP430F1611，該處理器和MSP430F135一樣，可以在1.8V~3.6V的低電壓下以超低功耗狀態(tài)工作，但其擁有更強(qiáng)的處理能力和更豐富的片內(nèi)資源，48kB閃存和10KBRAM、2個(gè)16位定時(shí)器、1個(gè)快速12位ADC、雙12位DAC、2個(gè)USART接口和6個(gè)8位并行I/O接口。（2）存儲(chǔ)器模塊。考慮到物流運(yùn)輸過(guò)程中環(huán)境多變，容易帶來(lái)一些不確定因素，這些不確定因素可能引起處理器自帶的存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)丟失，因此匯聚節(jié)點(diǎn)需要存儲(chǔ)一些重要的數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)方案中，匯聚節(jié)點(diǎn)的外部存儲(chǔ)器芯片選用由Mi-crochip公司生產(chǎn)的24AA64，工作電壓低至1.8V，它采用低功耗CMOS技術(shù)，工作時(shí)電流僅為1mA，而且可以在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作。由于匯聚節(jié)點(diǎn)對(duì)存儲(chǔ)容量要求不高，而且24AA64芯片的存儲(chǔ)容量為64KB，擦寫(xiě)次數(shù)可達(dá)到百萬(wàn)次，因此一塊芯片即可滿(mǎn)足本系統(tǒng)的存儲(chǔ)要求。（3）藍(lán)牙通信模塊。本系統(tǒng)采用智能手機(jī)作為后臺(tái)系統(tǒng)和WSN之間的網(wǎng)關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。為了使匯聚節(jié)點(diǎn)與智能手機(jī)能夠進(jìn)行通信，采用藍(lán)牙通信協(xié)議。而在匯聚節(jié)點(diǎn)使用藍(lán)牙通信方式需要增加一個(gè)藍(lán)牙通信模塊。本設(shè)計(jì)方案中，采用SparkFun公司的BlueSMiRF模塊，其工作電壓為3.3V-6V，工作電流最大為25mA，功耗較低；其最大傳輸距離為100m，通信速率最高可達(dá)115200bps；其天線為PCB天線，所需器件很少，故模塊的體積很小，可以通過(guò)串行接口直接與處理器模塊相連。

1.3網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)要求在后臺(tái)系統(tǒng)和WSN部署點(diǎn)間進(jìn)行雙向通信，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸功能，有兩種方案，一是匯聚節(jié)點(diǎn)增加移動(dòng)通信模塊，如GPRS模塊[4]；二是采用智能手機(jī)作為后臺(tái)系統(tǒng)和匯聚節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)關(guān)。方案一對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)的要求進(jìn)一步提高，不僅處理過(guò)程更加復(fù)雜，其能量消耗也大大提高；另一方面要實(shí)現(xiàn)物流過(guò)程的跟蹤，還需有定位功能，一般采用GPS模塊[5]，這樣成本也將大大提高。相比之下，方案二優(yōu)勢(shì)明顯，采用智能手機(jī)可以進(jìn)行各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，使用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行通信，使用內(nèi)置的GPS定位功能，后臺(tái)用戶(hù)可以在緊急事件發(fā)生時(shí)直接聯(lián)系貨車(chē)司機(jī)等。因此，本系統(tǒng)采用智能手機(jī)作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)方案中，采用中國(guó)移動(dòng)M811手機(jī)作為測(cè)試對(duì)象，其支持4G/3G/GPRS等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，可以方便地使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行通信；其具有GPS定位功能，可以實(shí)現(xiàn)貨車(chē)定位；具有藍(lán)牙通信功能，可與匯聚節(jié)點(diǎn)間采用藍(lán)牙通信；使用An-droid4.0操作系統(tǒng)，擁有豐富的開(kāi)源資源，方便軟件的設(shè)計(jì)。

2系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)使用WSN中的傳感器節(jié)點(diǎn)檢測(cè)物流過(guò)程中相關(guān)環(huán)境參數(shù)并發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)處，由其將數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙連接傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)，智能手機(jī)通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將加入GPS信息的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器。系統(tǒng)各部分的工作任務(wù)不一，硬件條件也有很大差別，因此系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也十分關(guān)鍵。

2.1傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)傳感器節(jié)點(diǎn)主要承擔(dān)數(shù)據(jù)采集和發(fā)送的工作，由于其能量及處理資源有限，因此需要采取節(jié)能和減少數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)方案中，傳感器節(jié)點(diǎn)采取按需求喚醒的工作方式，檢測(cè)等待時(shí)間（等待時(shí)間可由后臺(tái)設(shè)置）未到或者沒(méi)有收到匯聚節(jié)點(diǎn)命令時(shí)節(jié)點(diǎn)處于休眠狀態(tài)；當(dāng)?shù)却龝r(shí)間一到或者收到命令時(shí)，立刻開(kāi)始工作，進(jìn)行采集數(shù)據(jù)并發(fā)送，或者根據(jù)命令完成相應(yīng)操作，完成后又進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次激活，其程序流程如圖5所示。

2.2匯聚節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)匯聚節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)是接收傳感器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，處理后通過(guò)藍(lán)牙傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)處，同時(shí)接收來(lái)自網(wǎng)關(guān)的命令，完成相應(yīng)的操作。相比于傳感器節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)的工作更加復(fù)雜，而且其能量和處理資源也不多，因此采取與傳感器節(jié)點(diǎn)相似的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作交予網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，其程序流程如圖6所示。

2.3智能手機(jī)APP設(shè)計(jì)智能手機(jī)作為本系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理等復(fù)雜工作，因此開(kāi)發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用程序（Applica-tionProgram，簡(jiǎn)稱(chēng)APP）來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能，其流程圖如圖7所示。該APP實(shí)現(xiàn)對(duì)智能手機(jī)內(nèi)部藍(lán)牙模塊的調(diào)用，通過(guò)藍(lán)牙連接與匯聚節(jié)點(diǎn)通信；利用智能手機(jī)的GPS模塊獲取位置信息，加入到接收到的傳感器數(shù)據(jù)中，再通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)系統(tǒng)；接收后臺(tái)系統(tǒng)的命令，完成相應(yīng)的操作；同時(shí)通過(guò)智能手機(jī)對(duì)應(yīng)的界面提供數(shù)據(jù)顯示、告警提醒以及日志功能。

3結(jié)語(yǔ)

第2篇：無(wú)線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：UML，建模，檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)系統(tǒng)

Abstract： This paper builds model for subway running state Measuring system based on UML-RT. Real-time analysis and design process of the system is illustrated by modeling system from an overall point by UML diagram such as use case diagram， class diagram， activity diagram and sequence diagram. The paper provides the basis for system development.

Key words： UML； modeling； Measuring system； real-time system

1.引言

地鐵性能動(dòng)態(tài)調(diào)試是列車(chē)調(diào)試過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，動(dòng)態(tài)調(diào)試主要檢測(cè)地鐵車(chē)輛的牽引、動(dòng)力、制動(dòng)系統(tǒng)[1]。而現(xiàn)有的地鐵動(dòng)態(tài)調(diào)試測(cè)試手段主要是基于列車(chē)本身牽引網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自帶測(cè)試軟件，即利用列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)中的列車(chē)診斷系統(tǒng)接收列車(chē)子系統(tǒng)（包括微機(jī)控制與非微機(jī)控制系統(tǒng)）的狀態(tài)信息、故障信息，并進(jìn)行評(píng)估、儲(chǔ)存，在司機(jī)室的顯示屏上進(jìn)行顯示[2]。因此其測(cè)量準(zhǔn)確性無(wú)法衡量。為此開(kāi)發(fā)地鐵動(dòng)態(tài)試驗(yàn)性能檢測(cè)及數(shù)據(jù)分析裝置對(duì)于列車(chē)的安全正常運(yùn)行具有重要意義。

2.地鐵運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)建模

地鐵動(dòng)態(tài)試驗(yàn)性能檢測(cè)及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對(duì)列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的速度、加速度、沖擊率、閘瓦溫度進(jìn)行檢測(cè)和分析。通過(guò)測(cè)速雷達(dá)、壓力傳感器、紅外輻射溫度等傳感器分別測(cè)量地鐵行駛過(guò)程中的速度、制動(dòng)管路壓力、制動(dòng)器溫度等特征量，然后利用無(wú)線傳輸裝置將數(shù)據(jù)發(fā)送給由筆記本電腦和系統(tǒng)控制軟件構(gòu)成的系統(tǒng)控制終端，系統(tǒng)分析軟件根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行牽引加速度、制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度、沖擊率、靜態(tài)制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間等狀態(tài)量的計(jì)算，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，由此完成對(duì)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

2.1用例模型

用例是模型中結(jié)構(gòu)實(shí)體的指定功能，它描述了系統(tǒng)的功能需求，將系統(tǒng)看作黑盒，從外部執(zhí)行者的角度來(lái)理解系統(tǒng)[3]。繪制用例圖的第一步是確定系統(tǒng)的參與者。分析可知，系統(tǒng)共有三個(gè)參與者，即檢測(cè)人員、管理人員及地鐵。檢測(cè)人員負(fù)責(zé)對(duì)地鐵運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，包括速度、加速度、溫度、壓力的檢測(cè)，得出檢測(cè)結(jié)果后，在系統(tǒng)初步分析結(jié)果的基礎(chǔ)上做出檢測(cè)報(bào)告。管理人員負(fù)責(zé)進(jìn)行用戶(hù)管理和設(shè)備管理，以保證檢測(cè)工作的正常進(jìn)行。地鐵是被檢測(cè)對(duì)象的承載體，由各傳感器對(duì)檢測(cè)量進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的目的和任務(wù)，建立系統(tǒng)的用例圖如圖1所示。

系統(tǒng)中的關(guān)鍵用例有：

（1） 自檢模塊

系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)首先進(jìn)行系統(tǒng)自檢以確認(rèn)檢測(cè)設(shè)備是否有效，自檢包括：測(cè)試數(shù)據(jù)采集命令、數(shù)據(jù)分析命令、數(shù)據(jù)導(dǎo)出命令能否正確輸出，測(cè)試DMI（即人機(jī)界面，在本系統(tǒng)即為筆記本電腦）顯示等。系統(tǒng)自檢完成后能夠在DMI上顯示自檢結(jié)果。

（2） 數(shù)據(jù)采集

根據(jù)要求選擇各種傳感器，將其安裝在合適的位置。通過(guò)傳感器對(duì)設(shè)備的電壓或者電流信號(hào)進(jìn)行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，然后將該信號(hào)送到FIFO中。當(dāng)FIFO中存放的數(shù)據(jù)到了一定數(shù)目時(shí)，由ARM7從FIFO中讀出，從而達(dá)到利用各傳感器對(duì)相應(yīng)的特征量進(jìn)行測(cè)量的目的。

（3） 數(shù)據(jù)傳輸

監(jiān)控或控制設(shè)備無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信，目前主要采用IEEE802.11 a/b/g WLAN或者Zigbee技術(shù)。鑒于Zigbee是一種低耗、低成本且能滿(mǎn)足要求的無(wú)線串行網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，本系統(tǒng)采用Zigbee無(wú)線傳輸技術(shù)，以CC1110無(wú)線soc為核心的無(wú)線通信裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。無(wú)線傳輸模塊與傳感器模塊通過(guò)串口通信，無(wú)線傳輸模塊取得傳感器數(shù)據(jù)后以無(wú)線方式將采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集接入點(diǎn)（AP），然后數(shù)據(jù)采集接入點(diǎn)通過(guò)串行方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)監(jiān)測(cè)終端。

（4） 數(shù)據(jù)導(dǎo)出

將傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，數(shù)據(jù)保存為通用格式，可以用EXCEL等第三方軟件打開(kāi)，方便數(shù)據(jù)分析階段進(jìn)行圖表分析。

（5） 數(shù)據(jù)分析

對(duì)接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)閾值，對(duì)比采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，做出初步的分析判斷，并可根據(jù)需要在數(shù)據(jù)導(dǎo)入EXCEL等第三方軟件后進(jìn)行圖表分析。MATLAB在圖像處理領(lǐng)域中，功能強(qiáng)大，使用簡(jiǎn)單，可用于對(duì)DMI界面的圖像處理；C#可以快速開(kāi)發(fā)可視化界面，數(shù)據(jù)讀取等，用于檢測(cè)設(shè)備測(cè)試結(jié)果分析界面的搭建[4][5]。在獲取檢測(cè)設(shè)備測(cè)試的數(shù)據(jù)之后，需要進(jìn)行結(jié)果的分析與評(píng)估時(shí)，在C#主程序里通過(guò)匿名管道調(diào)用MATLAB可執(zhí)行程序來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)估。

（6） 數(shù)據(jù)庫(kù)

對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析過(guò)程產(chǎn)生的圖表行儲(chǔ)存；對(duì)測(cè)試特征量的閥值進(jìn)行設(shè)定；對(duì)用戶(hù)進(jìn)行管理等。

2.2類(lèi)圖分析

類(lèi)圖反映了系統(tǒng)中類(lèi)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。類(lèi)圖不僅定義系統(tǒng)中的類(lèi)，還表示類(lèi)之間的聯(lián)系，如關(guān)聯(lián)、依賴(lài)、聚合等，同時(shí)也包括類(lèi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（類(lèi)的屬性和操作）。

檢測(cè)系統(tǒng)提供顯示和操作界面DMI，檢測(cè)員通過(guò)對(duì)系統(tǒng)界面進(jìn)行一系列操作完成檢測(cè)過(guò)程，在此過(guò)程中DMI也會(huì)為檢測(cè)員提供檢測(cè)過(guò)程的參考信息。因此圍繞DMI進(jìn)行深入分析具有重要意義，其類(lèi)圖如圖2所示。

1.控制的內(nèi)容包括：

1） 數(shù)據(jù)采集的啟動(dòng)與停止：包括對(duì)速度、加速度、溫度、壓力等信息的采集進(jìn)行控制，并將采集到的信息通過(guò)無(wú)線傳輸裝置發(fā)送給控制終端并顯示出來(lái)。

2） 數(shù)據(jù)分析的啟動(dòng)與停止：包括將采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到EXCEL等第三方軟件，并做圖表分析。

2.顯示的內(nèi)容包括：

1） 采集數(shù)據(jù)顯示：顯示速度值、加速度值、壓力值、溫度值。

2） 警示信息顯示：速度異常顯示、加速度異常顯示、壓力異常顯示、溫度異常顯示。

3） 數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示：速度、加速度、溫度、壓力的分析圖表顯示。

4） 設(shè)備狀態(tài)信息顯示：控制模式、工作模式等信息顯示。

2.3檢測(cè)過(guò)程活動(dòng)圖

活動(dòng)圖在用例分析中主要用來(lái)描述用戶(hù)當(dāng)前完成的工作以及用例實(shí)例或?qū)ο笾械幕顒?dòng)[6]，為了更詳細(xì)地描述用戶(hù)使用系統(tǒng)的工作過(guò)程，我們給出本系統(tǒng)的用戶(hù)活動(dòng)圖。檢測(cè)過(guò)程建模的主要業(yè)務(wù)有登錄、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。其活動(dòng)圖如圖3所示。

事件流程可以描述如下：

檢測(cè)人員使用用戶(hù)名和密碼登錄系統(tǒng)；

檢測(cè)人員發(fā)出數(shù)據(jù)采集指令，傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；

無(wú)線傳輸裝置將傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制終端進(jìn)行存儲(chǔ)；

控制終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并作圖表分析；

檢測(cè)人員根據(jù)分析結(jié)果整理出檢測(cè)報(bào)告；

檢測(cè)人員也可再次登陸系統(tǒng)查看上次檢測(cè)結(jié)果。

2.4檢測(cè)過(guò)程序列圖

為防止活動(dòng)圖變得過(guò)于復(fù)雜，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析等過(guò)程都分別被壓縮在了一個(gè)超級(jí)活動(dòng)里，為了更詳盡的描述實(shí)例間的消息，現(xiàn)在使用交互圖[7]。序列圖顯示對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)合作關(guān)系，它強(qiáng)調(diào)對(duì)象之間消息發(fā)送的順序，同時(shí)顯示對(duì)象之間的交互，檢測(cè)過(guò)程序列圖如圖4所示。在活動(dòng)圖中已經(jīng)詳細(xì)表達(dá)清楚的內(nèi)容在下面的序列圖中不再進(jìn)行贅述，僅從登錄成功角度進(jìn)行描述。

3.結(jié)論

本文利用實(shí)時(shí)UML，通過(guò)用例圖、類(lèi)圖、活動(dòng)圖、序列圖建立了地鐵運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的模型，研究表明，為地鐵運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建UML 模型，能夠規(guī)范系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程、優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)、提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率，增強(qiáng)程序可讀性和可維護(hù)性。該項(xiàng)工作的完成為地鐵運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王磊，列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析與研究[D]，西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008，01

[2]李春璞，記者試乘長(zhǎng)沙地鐵提速停車(chē)都“溫柔”[N]，長(zhǎng)沙晚報(bào)，2013-04-11（A8）

[3]GB/T 7928-2003，地鐵車(chē)輛通用技術(shù)條件[S]

[4]李偉，CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)車(chē)載設(shè)備測(cè)試平臺(tái)關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]，北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008，06

[5陳建球，CTCS級(jí)車(chē)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試方法研究[D]，北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009，05

第3篇：無(wú)線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞 單片機(jī)；無(wú)線傳感器；WiFi

中圖分類(lèi)號(hào)TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）45-0213-02

1 基于WiFi的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)是指將傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸、儲(chǔ)存、處理與分析技術(shù)集成的現(xiàn)代信息技術(shù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量分布式傳感器節(jié)點(diǎn)組成的面向任務(wù)型的自組織網(wǎng)絡(luò)，主要由存儲(chǔ)器、處理器、傳感器、無(wú)線通訊和電池等硬件組成。

1.2WiFi無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

WiFi（Wireless Fidelity）是類(lèi)似Zigbee的一種WLAN的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是一種短程無(wú)線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百米范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無(wú)線電信號(hào)。

事實(shí)上WiFi是比Zigbee更早出現(xiàn)的一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)比較成熟，覆蓋范圍廣于Zigbee。另外Zigbee傳輸速率通常在250Kbps以下，而WiFi速率則可達(dá)11Mbps，這是WiFi功耗更大需要外接電源的原因，從而限制了其發(fā)展。但是近年來(lái)這一缺點(diǎn)利用休眠-喚醒或是能量捕獲技術(shù)得到了有效解決，所以基于WiFi技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)正在重新快速發(fā)展起來(lái)。

2 基于WiFi的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建主要是指無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)的構(gòu)建，傳感器部分主要負(fù)責(zé)信息的采集并將其他信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并送給微控制器；微控制器需要接受傳感器的信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的處理；射頻模塊負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)，電源模塊則為系統(tǒng)的工作提供穩(wěn)定可靠的能源。

基于單片機(jī)的無(wú)線傳感器產(chǎn)品最大特點(diǎn)即是將微處理模塊和RF收發(fā)模塊集成，一般可通過(guò)內(nèi)部的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)線射頻傳輸。比如GainSpan公司的GS1010芯片，它內(nèi)部集成了兩塊ARM，其中一片用于數(shù)據(jù)處理，另外一片用于無(wú)線傳輸。GS1010 的APP CPU 對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，隨后再將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，再通過(guò)WLAN CPU 將數(shù)據(jù)打包成符合IEEE802.11 協(xié)議的數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送出去；接收端用符合IEEE802.11b/g 協(xié)議的接入點(diǎn)接收無(wú)線載波發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。

3 基于單片機(jī)技術(shù)的WiFi產(chǎn)品

嵌入式WiFi產(chǎn)品形式各異，基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的WiFi無(wú)線產(chǎn)品主要有NPE公司的 WiFi-IT!，GainSpan公司的GS1010，RFM公司的WSN802G等。下面我們將選擇這幾個(gè)具有代表性的產(chǎn)品進(jìn)行介紹，并對(duì)部分產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試。

3.1 GS1010芯片簡(jiǎn)介

3.1.1 GS1010結(jié)構(gòu)

GS1010是一個(gè)高度集成、超低功耗WiFi無(wú)線片上系統(tǒng)，它包含一個(gè)802.11射頻前端、媒體控制器（MAC）和基帶處理器，片上FLASH 和片上SRAM，兩個(gè)ARM7 處理器，和豐富的IO 外設(shè)。

3.1.2 產(chǎn)品的主要特點(diǎn)

1）體積?。核匈Y源都集中在一個(gè)體積是10mm×10mm×0.85mm的芯片內(nèi)，極大的節(jié)約了PCB的面積；

2）極低功耗：采用休眠-喚醒技術(shù)極大降低了傳輸功耗；

3）高傳輸速率：數(shù)據(jù)最高傳輸速率可達(dá)11Mbps；

4）開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單：使得從有線到無(wú)線的技術(shù)過(guò)渡中，將不再需要重新學(xué)習(xí)和熟悉ARM單片機(jī)的結(jié)構(gòu)/指令系統(tǒng)/編譯開(kāi)發(fā)工具和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

3.1.3 GEPS

GS1010所特有的開(kāi)發(fā)環(huán)境GEPS使得第三方公司或是用戶(hù)能夠更加系統(tǒng)地開(kāi)發(fā)自己需要實(shí)現(xiàn)的功能，為了幫助客戶(hù)縮短開(kāi) 發(fā)周期， GainSpan還提供了一整套包括SDK、評(píng)估平臺(tái)、開(kāi)發(fā)平臺(tái)在內(nèi)的軟硬件工具。其軟件棧包括了各種I/O驅(qū)動(dòng)和WLAN固件、RTOS、網(wǎng)絡(luò)棧、系統(tǒng)服務(wù)、WLAN和I/O服務(wù)模塊、各種應(yīng)用編程接口以及應(yīng)用軟件。GS1010的SDK能夠幫助工程師節(jié)省大量的時(shí)間。 而硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)則能夠支持溫度、濕度、光敏、壓力、加速度等各種傳感器，并預(yù)留了客戶(hù)自選的傳感器接口和調(diào)試以及程序燒錄接口。

3.2 NPE WiFi-IT!

WiFi-IT! 802.11 WLAN module具有自己的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言WiFi-IT! Basic，這一開(kāi)發(fā)語(yǔ)言是基于其他基礎(chǔ)語(yǔ)言而專(zhuān)門(mén)為無(wú)線通訊設(shè)計(jì)的。另外與之配套的開(kāi)發(fā)環(huán)境IDE類(lèi)似于其他普通單片機(jī)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，安裝過(guò)程簡(jiǎn)單，用戶(hù)自己可通過(guò)創(chuàng)建工程、編寫(xiě)代碼、編譯程序和下載調(diào)試程序等過(guò)程完成軟件的設(shè)計(jì)。

3.3 RFM WSN802G

WSN802G 是由RFM公司在采用GainSpan公司GS1010系列芯片的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的功能比較具有針對(duì)性的產(chǎn)品。其僅有兩個(gè)可以采集信號(hào)的輸入接口DIN0和DIN1，一個(gè)主要是用于測(cè)試，另外一個(gè)可供用戶(hù)直接測(cè)量信號(hào)。下文將使用DIN1來(lái)測(cè)試環(huán)境溫度，用戶(hù)需要做的即是將溫度傳感器輸出的信號(hào)數(shù)字化后送入DIN1中，通過(guò)本產(chǎn)品自帶測(cè)試軟件WSNConfig.exe配置好無(wú)線路由以及芯片的IP地址即可實(shí)現(xiàn)測(cè)試。

本產(chǎn)品的不足之處是所能同時(shí)采集的信號(hào)種類(lèi)較少，因其僅有兩個(gè)輸入接口，另外內(nèi)部集成的兩個(gè)ARM并沒(méi)有物盡其用，因?yàn)橛脩?hù)不能自主地開(kāi)發(fā)這一功能。被產(chǎn)品適用對(duì)象較為固定，一般不適合欲重新開(kāi)發(fā)更多功能的研發(fā)者使用，主要適用于如檢測(cè)某幾個(gè)特定環(huán)境中的溫度變化等比較直觀的信息。

4 WSN802G測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)試

本設(shè)計(jì)購(gòu)買(mǎi)RFM公司的WSN802G芯片，自行設(shè)計(jì)出一套環(huán)境測(cè)溫系統(tǒng)，本系統(tǒng)利用溫度傳感器測(cè)量溫度，傳輸給WSN802G芯片，經(jīng)過(guò)處理再無(wú)線傳輸至上位機(jī)系統(tǒng)。上位機(jī)我們是用支持WiFi無(wú)線傳輸?shù)腜C機(jī)實(shí)現(xiàn)的，只要加入無(wú)線路由器，動(dòng)態(tài)地給下位機(jī)和上位機(jī)配置好IP地址，即可實(shí)現(xiàn)二者之間的通訊。

我們將傳感器置于室溫下，測(cè)量系統(tǒng)和PC機(jī)距離10m左右時(shí)得到測(cè)試結(jié)果如下圖所示：

進(jìn)一步將測(cè)試距離增大，或者是經(jīng)過(guò)障礙物，在產(chǎn)品給定條件下測(cè)試結(jié)果仍然比較精確。

5結(jié)論及展望

伴隨著關(guān)于WiFi技術(shù)的一些問(wèn)題的解解決，基于WiFi的嵌入式微處理器片上系統(tǒng)今年來(lái)發(fā)展蒸蒸日上，本文在分析構(gòu)建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)要點(diǎn)之上，詳細(xì)介紹了幾款國(guó)外應(yīng)用較為廣泛具有代表性的產(chǎn)品，對(duì)比了各類(lèi)產(chǎn)品要點(diǎn)，并對(duì)部分產(chǎn)品進(jìn)行了性能測(cè)試，能夠?yàn)殚_(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品提供一定的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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[4]/.

第4篇：無(wú)線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞 MSP430 無(wú)人看護(hù)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 分析

1 引言

隨著人們對(duì)健康的重視，家庭保健工程（HHCE）開(kāi)始興起。美、日及北約國(guó)家的衛(wèi)生保健計(jì)劃都把它列為重要一項(xiàng)，它提倡的是一種“在家就醫(yī)，自我保健，遠(yuǎn)程診斷[1]”的理念，把高科技與醫(yī)療結(jié)合起來(lái)。HHCE的出現(xiàn)符合21世紀(jì)的社會(huì)老齡化、醫(yī)療費(fèi)用日益高漲以及人們生活健康質(zhì)量高要求的趨勢(shì)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源共享，并能提高邊遠(yuǎn)地區(qū)的醫(yī)療水平，因此具有特別旺盛的生命力。

目前應(yīng)用于家庭的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)存在許多問(wèn)題，如功能比較單一、價(jià)格比較昂貴、用戶(hù)操作不便、儀器不能獨(dú)立于系統(tǒng)應(yīng)用、智能化程度比較低等。而家庭監(jiān)護(hù)儀器的發(fā)展趨勢(shì)是體積小、功能齊全、無(wú)創(chuàng)檢測(cè)、無(wú)線檢測(cè)、無(wú)線傳輸[2]、智能化和遠(yuǎn)距監(jiān)測(cè)[3]等。

為了滿(mǎn)足社會(huì)的需求，本論文應(yīng)用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，整合家用計(jì)算機(jī)資源，利用微處理器平臺(tái)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一套可通過(guò)無(wú)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋憬菔竭h(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)儀器的硬件平臺(tái)。

2 系統(tǒng)總體分析與設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)分為心率采集、無(wú)線傳輸、串口通信、軟件數(shù)據(jù)處理。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示：

圖2.1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖如下：

圖2.2 數(shù)據(jù)流圖

2.2系統(tǒng)主控系統(tǒng)的選擇

在系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如何選取性?xún)r(jià)比最高的控制體系至關(guān)重要?？刂葡到y(tǒng)的種類(lèi)很多，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)所和采用芯片的不同可以分為工控機(jī)控制、可編程控制器（PLc）控制、單片機(jī)控制等。

單片機(jī)[4]是把微型計(jì)算機(jī)主要部件都集成在一塊芯片上，故可以把單片機(jī)看成是一個(gè)不帶外部設(shè)備的微計(jì)算機(jī)。單片機(jī)介于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器之間，它有較強(qiáng)的控制能力、低廉的成本。

而在眾多單片機(jī)中，MSP430 系列單片機(jī)[5]是一個(gè) 16 位的單片機(jī)，采用了精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式、簡(jiǎn)潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可參加多種運(yùn)算；還有高效的查表處理指令；有較高的處理速度，在 8MHz 晶體驅(qū)動(dòng)下指令周期為 125 ns ，這些保證了MSP430強(qiáng)大的處理能力。MSP430 還有如下特點(diǎn)：超低功耗；系統(tǒng)工作穩(wěn)定；豐富的片上模塊，它們分別是看門(mén)狗、模擬比較器 A 、定時(shí)器 A、定時(shí)器 B、串口 0 、 1、硬件乘法器、液晶驅(qū)動(dòng)器、 10 位 /12 位 ADC 、 I 2 C 總線直接數(shù)據(jù)存取、端口 O、端口 1～6、基本定時(shí)器等的一些模塊；方便高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境，可用仿真器下載程序到FLASH內(nèi)，進(jìn)行調(diào)試控制?；贛SP430功能更完善，技術(shù)新穎，本人擬定以C8051F340作為系統(tǒng)控制器。

3 心率采集模塊

3.1心率信號(hào)采集方案選擇

3.1.1 心率信號(hào)采集方案選取

心率信號(hào)采集有兩個(gè)方案如下：

方案一：可通過(guò)體表電位提取心電信號(hào)。體心率信號(hào)是一種弱電信號(hào)，信噪比低。一般正常的心電信號(hào)頻率范圍為0.05-100 Hz，而90%的心電信號(hào)（ECG）頻譜能量集中在0.25-35 Hz之間。然而，采集這種電信號(hào)時(shí)，會(huì)受到各種噪聲的干擾。眾所周知噪聲干擾的消除和控制比較困難，而且不穩(wěn)定，實(shí)施起來(lái)比較困難。

方案二：通過(guò)血液透析度間接來(lái)反映人體心率信號(hào)。人體心臟的每次跳動(dòng)都會(huì)引起血液透析度的規(guī)律性、周期性變化，只要選擇適當(dāng)傳感器就可以很方便的得到人體心率信號(hào)。實(shí)施起來(lái)比較容易，干擾控制比較容易。其提取的信號(hào)特點(diǎn)如下：

（1）微弱性：提取的心率信號(hào)都存在，信號(hào)的微弱性，需放大。

（2）不穩(wěn)定性：人體的新陳代謝，呼吸系統(tǒng)等系統(tǒng)是在不停的進(jìn)行著，因此，提取的心率信號(hào)動(dòng)態(tài)變化的。

（3）不存在隨機(jī)性，提取的心率信號(hào)通過(guò)血液的透析度來(lái)反映的，是客觀的。

綜上所述，比較兩方案的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到干擾控制的容易性，信號(hào)的穩(wěn)定性、難易性，以及獲取設(shè)備的成本，方案二更加合適。

針對(duì)方案二，檢測(cè)人體血液的透析度決定了選材的要求：一定的穿透性，一定的抗干擾性，無(wú)害性，易接收性。血液的透析度的改變會(huì)使光對(duì)血液的折射率發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，從光的角度出發(fā)來(lái)選擇信號(hào)發(fā)射器。

紅外線[6]是一種人眼不可見(jiàn)的光波，是由物質(zhì)內(nèi)部的分子、原子的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的電磁輻射。

（1）紅外光有如下的特點(diǎn)：頻率高，波長(zhǎng)短，所發(fā)射的能量集中；

（2）紅外線是人的肉眼看不見(jiàn)的光線，保密性強(qiáng)，選它作為信息載體，裝置工作時(shí)不存在視覺(jué)污染，對(duì)人體沒(méi)有傷害；

（3）傳播范圍不受限制，不存在頻率干擾的問(wèn)題，與無(wú)線電波方式相比，不必就頻譜問(wèn)題向有關(guān)部門(mén)進(jìn)行申請(qǐng)和登記，易于實(shí)施；

（4）具有良好的指向性，當(dāng)傳送設(shè)備和紅外接收端口排成直線，左右偏差不超過(guò)15度的時(shí)候，紅外裝置運(yùn)行效果最好；

（5）紅外線不能穿過(guò)或繞過(guò)人和物體，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，不能阻斷光路；

（6）目前產(chǎn)生和接收紅外信號(hào)的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，元件體積小，成本低；

（7）空間傳播時(shí)的衰減系數(shù)小，可保證信號(hào)的有效轉(zhuǎn)送；

（8）制作簡(jiǎn)單、易于產(chǎn)生和調(diào)制等優(yōu)勢(shì)。

因此，選用紅外線做信號(hào)發(fā)射器。

對(duì)應(yīng)的紅外接收裝置是TCRT5000的紅外接收頭，這個(gè)型號(hào)的紅外接收頭有如下特點(diǎn)：寬電壓適應(yīng)、低功耗、高靈敏度、優(yōu)良的抗干擾性。主要應(yīng)用在家用電器、玩具等紅外遙控接收。

此紅外接收頭定向性很好，近乎直線檢測(cè)，并且能在18米仍然能很好的接收紅外信號(hào)，非常的符合本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

3.1.2 心率信號(hào)放大、濾波及電路設(shè)計(jì)

放大、濾波電路是把傳感器檢測(cè)到的微弱電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波，最后輸出反映心跳頻率的有規(guī)律波形。

傳感器送來(lái)的信號(hào)幅度只有2～5毫伏，為了有效的識(shí)別波，該信號(hào)要放大到2～3.3V。因此放大倍數(shù)設(shè)計(jì)在1250倍左右，經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大、反相后的波形是跟輸入波形同相，且放大了的波形。放大后的波形是一個(gè)交流信號(hào)。

心率信號(hào)被放大的同時(shí)，里面摻雜的雜波信號(hào)也要被放大，所以要在心率信號(hào)放大之前，將摻雜在心率信號(hào)中的雜波盡可能地濾去。

3.2 心率信號(hào)判斷及數(shù)據(jù)處理

心率信號(hào)分析處理

我們選擇的MSP430芯片的特點(diǎn)是自帶ADC12，稱(chēng)AD轉(zhuǎn)換。AD轉(zhuǎn)換就是模數(shù)轉(zhuǎn)換，顧名思義，就是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。

MSP430可以對(duì)P6口傳輸進(jìn)來(lái)的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模型信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。

心率信號(hào)即電壓信號(hào)，通過(guò)MSP430單片機(jī)每隔0.01s對(duì)心率信號(hào)踩點(diǎn)并進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，把模擬電壓值轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)值，

通過(guò)AD轉(zhuǎn)換，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)以后，接下來(lái)就是對(duì)上圖所示的一連串?dāng)?shù)據(jù)的處理來(lái)判斷心跳。

4 無(wú)線傳輸模塊

4.1 無(wú)線傳輸方案選擇

目前，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸[7]技術(shù)主要包括激光技術(shù)，紅外線技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)，無(wú)線射頻技術(shù)。

鑒于成本，性能，傳輸?shù)姆秶鹊目紤]，采用無(wú)線射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸比較適合當(dāng)前系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。針對(duì)這一方案，NRF905比較適合該方案的實(shí)施。nRF905片內(nèi)集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器功率放大器等模塊，不需外加聲表濾波器，自動(dòng)處理字頭和CRC（循環(huán)冗余碼校驗(yàn)），曼徹斯特編碼/解碼由片內(nèi)硬件完成，無(wú)需用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼，因此使用非常方便，nRF905有兩種工作模式和兩種節(jié)能模式。兩種工作模式分別是ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM發(fā)送模式，兩種節(jié)能模式分別是關(guān)機(jī)模式和空閑模式，易于實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

4.2 無(wú)線傳輸各版塊數(shù)據(jù)往來(lái)規(guī)則

心率發(fā)送版塊只負(fù)責(zé)心率數(shù)據(jù)的發(fā)送，每當(dāng)經(jīng)過(guò)心率判斷，算出心率后就進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送。本版塊的信息發(fā)送跟基站轉(zhuǎn)發(fā)與主機(jī)接收這兩個(gè)版塊沒(méi)有因果聯(lián)系。

基站轉(zhuǎn)發(fā)模塊是一直在接收心率發(fā)送版塊發(fā)來(lái)的心率數(shù)據(jù)的，但它的數(shù)據(jù)發(fā)送是有條件的，要收到主機(jī)接收版塊發(fā)送給它的詢(xún)問(wèn)信息時(shí)才能將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)接收版塊。這樣就保證了數(shù)據(jù)的不碰撞，避免了數(shù)據(jù)的重復(fù)發(fā)送[8][9]。

5 展望

目前，面向家庭、個(gè)人的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)成為遠(yuǎn)程醫(yī)療領(lǐng)域的熱點(diǎn)，無(wú)線、移動(dòng)和便捷式將成為遠(yuǎn)程醫(yī)療發(fā)展的必然趨勢(shì)。微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多功能化、低成本和高可靠性的監(jiān)護(hù)終端具有廣闊的市場(chǎng)前景。開(kāi)發(fā)出一套實(shí)用的無(wú)線心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，可解決我國(guó)大量老齡人口和心血管病患者的健康護(hù)理問(wèn)題；可減少醫(yī)療費(fèi)用，減輕病人和醫(yī)護(hù)人員及醫(yī)院的負(fù)擔(dān)；可提高心血管病患者的生活質(zhì)量，使患者更加獨(dú)立地生活在自己熟悉的環(huán)境中；實(shí)現(xiàn)醫(yī)患雙向信息傳遞，提供及時(shí)醫(yī)療服務(wù)，可大大降低心臟病的死亡率，對(duì)心臟病的早期診斷，更是具有十分重要的臨床意義。

隨著存儲(chǔ)技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的條件已經(jīng)日趨成熟，也越來(lái)越普遍化，國(guó)內(nèi)外各大數(shù)字醫(yī)療設(shè)備公司也紛紛看好這個(gè)市場(chǎng)，都積極地投入到了這個(gè)課題的開(kāi)發(fā)中。因此該領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿艽蟆?/p>

參考文獻(xiàn)：

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第5篇：無(wú)線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞 CCD 寬度測(cè)量 藍(lán)牙4.0 非接觸測(cè)量

中圖分類(lèi)號(hào)：TB96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Width Measurement System Design Based on Array CCD

LI Sha

（School of Physics and Mechanical and Electrical Engineering， Hubei University of Education， Wuhan， Hubei 430205）

Abstract Proposed width of the non-contact measurement system based on CCD array， introduced the measurement principle and hardware of the system components， the use of Bluetooth 4.0 technology for wireless transmission of acquired signals to the computer. Experiment with different widths of steel were measured， the results show that the system measurement error is small， the effect is good， has some practical value.

Key words CCD； width measurement； Bluetooth 4.0； non-contact measurement

0 引言

CCD（Charge Coupled Device），電荷耦合器件，是貝爾實(shí)驗(yàn)室在20世紀(jì)60年代末期發(fā)明的圖像傳感器。由于其在檢測(cè)方面的獨(dú)特空間特性和結(jié)構(gòu)特性，CCD自問(wèn)世以來(lái)便廣泛應(yīng)用于光電檢測(cè)領(lǐng)域，尤其在工業(yè)在線檢測(cè)領(lǐng)域具有不可替代的地位。與傳統(tǒng)的機(jī)械式、電磁式、光學(xué)式檢測(cè)技術(shù)相比，基于CCD傳感器的非接觸式檢測(cè)技術(shù)在尺寸檢測(cè)的智能化和自動(dòng)化方面體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。文獻(xiàn)[1]提出一種基于面陣 CCD 和激光輔助的測(cè)寬系統(tǒng)用于在線測(cè)量鋼板寬度。文獻(xiàn)[2]采用兩個(gè)面陣CCD的圖像拼接方法實(shí)現(xiàn)對(duì) 130mm的大尺寸軸徑的高精度測(cè)量，并就圖像拼接時(shí)需要注意的問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明。文獻(xiàn)[3]介紹了一種基于面陣CCD的振動(dòng)非接觸測(cè)量系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)參數(shù)的確定方法和系統(tǒng)所采集的序列運(yùn)動(dòng)圖像的處理方法進(jìn)行了分析。本文介紹一種基于面陣CCD的寬度測(cè)量系統(tǒng)，并運(yùn)用藍(lán)牙4.0技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像信息的傳輸。藍(lán)牙4.0整合包括傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)、藍(lán)牙低耗能技術(shù)和藍(lán)牙高速技術(shù)，低功耗是藍(lán)牙4.0的突出特點(diǎn)，使其在短距無(wú)線應(yīng)用和便攜式操作控制方面具有優(yōu)勢(shì)。

1 硬件系統(tǒng)組成

基于面陣CCD的非接觸測(cè)量系統(tǒng)的硬件部分由面陣 CCD、傳感器固定附件、圖像采集模塊以及計(jì)算機(jī)組成，如圖1所示。CCD將被測(cè)物體成象后的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，圖像采集模塊則進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換獲得相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，運(yùn)用藍(lán)牙4.0技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的無(wú)線傳輸，通過(guò)計(jì)算機(jī)上的圖像處理軟件對(duì)獲取的圖像進(jìn)行處理、提取，最終將計(jì)算的測(cè)量結(jié)果輸出。

1.1 CCD圖像傳感器

CCD圖像傳感器將光學(xué)信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)大小的模擬電流信號(hào)，再經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換從而實(shí)現(xiàn)圖像的獲取、存儲(chǔ)、傳輸和處理。根據(jù)感光單元的排列方式不同，CCD可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類(lèi)。前者價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于一維動(dòng)態(tài)目標(biāo)的測(cè)量，但在獲取二維圖像時(shí)需配以運(yùn)動(dòng)掃描，獲取時(shí)間長(zhǎng)且測(cè)量效率低，不適于高精度的平面曲線輪廓檢測(cè)；后者則應(yīng)用面較廣，可以獲取二維圖像信息，測(cè)量圖像直觀，適合測(cè)量面積、尺寸、位置、形狀甚至溫度等信息。面陣CCD圖像傳感器是感光單元有序排列成二維網(wǎng)狀的傳感器，因其具備自?huà)呙杼匦?，能夠把光學(xué)圖像變換成按空間域分布的離散電壓信號(hào)，再通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，就可以完全實(shí)現(xiàn)高精度、高分辨率檢測(cè)。①

圖1 測(cè)量系統(tǒng)框圖

圖2 CCD檢測(cè)原理

用面陣CCD的非接觸測(cè)量物體寬度的原理如圖2所示，光源發(fā)出的均勻光線照在被測(cè)物體上，其寬度信號(hào)通過(guò)成象物鏡成象在面陣CCD的光敏面上，CCD再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的模擬電信號(hào)。

1.2 藍(lán)牙4.0

藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)是使用范圍最廣泛的全球短距離無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)之一，藍(lán)牙4.0包括了傳統(tǒng)藍(lán)牙、高速藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙三種藍(lán)牙技術(shù)。②③低功耗技術(shù)（Low Energy）是藍(lán)牙4.0的核心，其最大的特點(diǎn)是運(yùn)行功耗和待機(jī)功耗極低，只需一粒紐扣電池便可使藍(lán)牙低功耗設(shè)備連續(xù)工作達(dá)數(shù)年之久，這種技術(shù)即為藍(lán)牙4.0BLE。測(cè)量系統(tǒng)中，由CCD獲取的模擬電信號(hào)經(jīng)圖像采集模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，采用藍(lán)牙4.0技術(shù)傳輸至計(jì)算機(jī)端進(jìn)行相應(yīng)的處理。藍(lán)牙無(wú)線傳輸技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量系統(tǒng)的便攜式操作和戶(hù)外應(yīng)用。藍(lán)牙4.0BLE不僅有低功耗特點(diǎn)，還具有高可靠性、高安全性、低成本、快速啟動(dòng)、瞬間連接的特點(diǎn)，其有效的傳輸距離較傳統(tǒng)藍(lán)牙有極大提高，可達(dá)60～100m。這些保證了測(cè)量系統(tǒng)的無(wú)線傳輸?shù)目煽亢透咝?，也大大提高了?hù)外非接觸測(cè)量的應(yīng)用范圍。

表1 鋼板寬度測(cè)量記錄

2 測(cè)量實(shí)驗(yàn)

為了檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量效果，實(shí)驗(yàn)選取10塊不同寬度的鋼板進(jìn)行測(cè)量，選用激光光源照在被測(cè)鋼板上，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。數(shù)據(jù)顯示10次測(cè)量的誤差8在0.1mm以?xún)?nèi)，10次測(cè)量誤差的平均值為0.08743mm，測(cè)量效果是理想的。測(cè)量誤差主要是因?yàn)橄到y(tǒng)中存在光學(xué)系統(tǒng)造成的誤差、環(huán)境誤差、設(shè)備誤差等。

3 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了一種簡(jiǎn)單易行的非接觸式寬度測(cè)量系統(tǒng)，利用面陣CCD攝像機(jī)獲取被測(cè)物體的圖像，接著經(jīng)圖像采集模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線傳輸技術(shù)傳送至計(jì)算機(jī)，再經(jīng)圖像處理獲得寬度值。實(shí)驗(yàn)對(duì)10塊不同的鋼板進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量誤差較小，效果理想，證明了本系統(tǒng)是可行的。

基金項(xiàng)目：湖北省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目（Q20133006）

注釋

① 郭偉.基于面陣CCD的鋼板幾何尺寸測(cè)量系統(tǒng)的研究[D].太原科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2013.

② 歐陽(yáng)駿，陳子龍，黃寧淋.藍(lán)牙4.0BLE開(kāi)發(fā)完全手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.4.

③ 張德龍.基于藍(lán)牙 4.0 的無(wú)線扭矩測(cè)量分析[J].電子測(cè)試，2013.15：79-80，62.

參考文獻(xiàn)

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第6篇：無(wú)線傳輸技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】野生動(dòng)物監(jiān)測(cè) 無(wú)線圖像傳感器 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù) 可靠傳輸 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)

1 引言

野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)是保護(hù)珍貴瀕危野生動(dòng)物，可持續(xù)利用野生動(dòng)物資源的重要環(huán)節(jié)[1，2]。為克服人工野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺點(diǎn)，衛(wèi)星監(jiān)測(cè)、“3S”技術(shù)和無(wú)線電項(xiàng)圈等技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于野生動(dòng)物調(diào)查[3-5]。但這些監(jiān)測(cè)方式在準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性等方面存在不足。例如，衛(wèi)星監(jiān)測(cè)周期長(zhǎng)，難以監(jiān)測(cè)局部信息。紅外相機(jī)捕獲野生動(dòng)物圖像，省時(shí)省力，費(fèi)用低，已成為野生動(dòng)物調(diào)查的利器[6-8]。但如何將圖像實(shí)時(shí)傳輸給研究者和管理決策部門(mén)，成為野生動(dòng)物相機(jī)監(jiān)測(cè)面臨的重要問(wèn)題。

無(wú)線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以低功耗、低成本等特點(diǎn)受到研究人員廣泛關(guān)注，在農(nóng)業(yè)、環(huán)境和工業(yè)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用[9-，11]。無(wú)線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)可以克服野生動(dòng)物相機(jī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)傳輸?shù)葐?wèn)題。

目前，無(wú)線圖像傳感器技術(shù)在實(shí)際的野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)尚不多見(jiàn)。Vladimir Dyo等人[12]采用RFID-WSN實(shí)現(xiàn)了獾的位置監(jiān)測(cè)，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)野生動(dòng)物圖像監(jiān)測(cè)。Ravi Bagree等人采用無(wú)線傳感器技術(shù)設(shè)計(jì)了TigerCENSE節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了老虎的監(jiān)測(cè)[13]，但僅在動(dòng)物園進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，沒(méi)有在森林環(huán)境中運(yùn)行。Garcia-Sanchez等人利用Imote節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)了感興趣區(qū)域移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)[14]，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)過(guò)公路通道的野生動(dòng)物的跟蹤，但監(jiān)測(cè)范圍有限。另外，上述設(shè)計(jì)都沒(méi)有對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠傳輸問(wèn)題進(jìn)行討論。

論文針對(duì)野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)傳輸給研究者的問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)充分研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于無(wú)線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)的野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并且為適應(yīng)野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)，在ZigBee協(xié)議應(yīng)用層設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)重傳機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了野生動(dòng)物圖像數(shù)據(jù)可靠傳輸。

2 基于無(wú)線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)的野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由無(wú)線圖像傳感器終端節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)、本地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心等構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖像傳感器節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)部署在野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，以自組織的方式構(gòu)成無(wú)線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)，野生動(dòng)物進(jìn)入監(jiān)測(cè)視野時(shí)，觸發(fā)相機(jī)拍照，將采集到的圖像以及溫濕度等信息以多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收和融合網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的信息，并通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜乇O(jiān)測(cè)中心，監(jiān)測(cè)中心軟件對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)和圖形化顯示，實(shí)現(xiàn)了野生動(dòng)物圖像及生存環(huán)境實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。本地監(jiān)測(cè)中心可以根據(jù)實(shí)際需要將獲取信息上傳網(wǎng)絡(luò)，有關(guān)研究人員和部門(mén)可以及時(shí)獲取數(shù)據(jù)，從而詳細(xì)掌握野生動(dòng)物生存狀態(tài)等信息。

2.2 無(wú)線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

2.2.1 無(wú)線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像采集節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

無(wú)線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像采集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)野生動(dòng)物圖像采集、溫室度等信息采集以及數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。它由處理模塊、溫濕度傳感器模塊、圖像采集模塊、無(wú)線通訊模塊、存儲(chǔ)模塊和電源模塊等組成。圖像硬件節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖和實(shí)物如圖2、3所示。

處理器模塊以ST公司的STM32F103VET6微控制器為核心，該控制器是以ARM Cortex-M3為內(nèi)核，工作頻率最高72 MHz，具有多種標(biāo)準(zhǔn)和通信接口（I2C、SPI、SDIO、USART）。帶有靈活的靜態(tài)存儲(chǔ)器控制器，支持 SD卡，方便數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

無(wú)線傳輸模塊采用XBee-PRO 900HP，它和單片機(jī)通過(guò)串口或SPI接口連接，并通過(guò)API協(xié)議通訊。該模塊采用了Digimesh的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可自組織成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

圖像采集模塊由CMOS圖像感光元器件OV775和緩存芯片ALB422B組成，利用SCCB總線協(xié)議配置攝像頭不同格式輸出、分辨率調(diào)整、亮度和增益等。

SL620人體感應(yīng)模塊是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制產(chǎn)品，靈敏度高，感應(yīng)距離在0-20m，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式。

2.2.2 無(wú)線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

無(wú)線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)匯聚野生動(dòng)物圖像信息，以及通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)奖镜毓芾碇行幕蛘咄ㄟ^(guò)3G網(wǎng)絡(luò)上傳服務(wù)器。匯聚節(jié)點(diǎn)在終端節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上增加了以太網(wǎng)模塊和3G無(wú)線路由器模塊，其結(jié)構(gòu)圖和實(shí)物圖分別如圖4、5所示。

匯聚節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)模塊選取了WIZnet公司的W5500，其內(nèi)部集成全硬件TCP/IP協(xié)議棧，具有簡(jiǎn)單快速、可靠性高、安全性好等顯著優(yōu)勢(shì)。W5500 提供了 SPI作為外設(shè)主機(jī)接口，使得微控制器接入以太網(wǎng)方案的硬件設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)捷和高效。

3G模塊選用W3100系列 3G路由器，其內(nèi)置無(wú)線通信模塊，通過(guò)交換機(jī)可實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和匯聚節(jié)點(diǎn)共同連接到Internet上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸。

3 野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠傳輸研究

確認(rèn)機(jī)制是ZigBee協(xié)議MAC層保證數(shù)據(jù)可靠性傳輸?shù)挠行Р呗?。匯聚節(jié)點(diǎn)接收終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包后，發(fā)送ACK應(yīng)答，但森林環(huán)境中，由于無(wú)線信道不穩(wěn)定或者信號(hào)衰減，ACK應(yīng)答容易被湮沒(méi)；當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)無(wú)法正常接收ACK應(yīng)答時(shí)會(huì)重復(fù)發(fā)送該數(shù)據(jù)包，直到收到ACK應(yīng)答或達(dá)到最大重傳次數(shù)閾值。另外，森林環(huán)境下，數(shù)據(jù)包丟率高也是無(wú)法回避。

BMP圖片文件頭和位圖信息頭包含文件類(lèi)型、文件大小和位圖尺寸等重要信息，這些數(shù)據(jù)一旦丟失，圖片將無(wú)法還原。而B(niǎo)MP圖片位圖數(shù)據(jù)少量丟失對(duì)圖片還原不會(huì)造成致命傷害。為使野生動(dòng)物圖像數(shù)據(jù)可靠性傳輸與速度相結(jié)合，本文在應(yīng)用層設(shè)計(jì)了重傳機(jī)制，流程圖如圖6所示。

為每一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行ID標(biāo)號(hào)，對(duì)于文件頭和文件尾包進(jìn)行無(wú)限次的重傳，直到匯聚節(jié)點(diǎn)正確接收到數(shù)據(jù)。而對(duì)位圖數(shù)據(jù)設(shè)定重傳閾值，當(dāng)數(shù)據(jù)包無(wú)法正確接收后進(jìn)行重傳，但當(dāng)重傳次數(shù)達(dá)到設(shè)定的重傳閾值后，舍棄這個(gè)數(shù)據(jù)包，進(jìn)行下一包數(shù)據(jù)發(fā)送。等到整個(gè)結(jié)束包發(fā)送完畢后讀取匯聚節(jié)點(diǎn)未正確接收數(shù)據(jù)包ID，根據(jù)ID標(biāo)號(hào)對(duì)舍棄數(shù)據(jù)包重新發(fā)送。另外，設(shè)定ID標(biāo)號(hào)，也可以避免匯聚節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)重復(fù)接收。

4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

利用本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)丟包率進(jìn)行了測(cè)試。通過(guò)圖像數(shù)據(jù)丟包率測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

試驗(yàn)時(shí)，在內(nèi)蒙古賽罕烏拉自然保護(hù)區(qū)選取野生動(dòng)物經(jīng)常出沒(méi)的區(qū)域；設(shè)置天線距離地面高度為1.5m，節(jié)點(diǎn)以最大發(fā)射功率（24dBm）發(fā)送數(shù)據(jù)，固定匯聚節(jié)點(diǎn)于野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)區(qū)域中心位置，將野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)分別放置于與匯聚節(jié)點(diǎn)相距100m、150m、200m和250m的樹(shù)林下。采用休眠喚醒機(jī)制降低網(wǎng)絡(luò)能量消耗，當(dāng)野生動(dòng)物進(jìn)入監(jiān)測(cè)視野范圍時(shí)，啟動(dòng)設(shè)備，抓取圖片，進(jìn)行無(wú)線傳輸。終端節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)圖和網(wǎng)絡(luò)丟包率實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別如圖7、8所示。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著距離增大，圖像數(shù)據(jù)包丟包率也不斷增大。在有應(yīng)用層數(shù)據(jù)重傳網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的節(jié)點(diǎn)丟包率明顯減少，在100m、150m、200m、250m丟包率分e為0.64%、0.94%、1.46%、1.83%。

5 結(jié)論

為有效監(jiān)測(cè)野生動(dòng)物，本文設(shè)計(jì)了基于無(wú)線圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)的野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。首先設(shè)計(jì)了以STM32F103VE為核心、以Xbee Pro為無(wú)線傳輸模塊的終端節(jié)點(diǎn)硬件電路。然后，在終端節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上增加了以太網(wǎng)模塊和3G路由模塊形成了匯聚節(jié)點(diǎn)。為解決林區(qū)環(huán)境中由于無(wú)線信道不穩(wěn)定引起的匯聚節(jié)點(diǎn)丟包和數(shù)據(jù)重復(fù)接收問(wèn)題，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)重傳網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。試驗(yàn)證明，系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)區(qū)域野生動(dòng)物的圖像監(jiān)測(cè)和無(wú)線傳輸，而且有效減少了圖像數(shù)據(jù)傳輸中的丟包率。為野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)提供了一種有效的解決方案。后續(xù)工作將在系統(tǒng)的能耗和節(jié)點(diǎn)故障監(jiān)測(cè)方面做進(jìn)一步研究。

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第7篇：無(wú)線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞 交通事故隱患檢測(cè)自動(dòng)報(bào)警裝置；道路交通事故；單片機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)U12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）48-0170-02

1研究背景

目前，雖然交警部門(mén)可通過(guò)監(jiān)控實(shí)時(shí)掌握交通事故現(xiàn)場(chǎng)狀況，但根據(jù)對(duì)北京交通控制中心調(diào)查發(fā)現(xiàn)[1]，雖然北京的數(shù)字監(jiān)控點(diǎn)有400多個(gè)，但大屏幕上一次只能顯示48個(gè)，需要人工不斷地切換，很多事情報(bào)告還是依賴(lài)“122接處警”系統(tǒng)，然后通過(guò)調(diào)出數(shù)字監(jiān)控核實(shí)，確定之后安置警力去解決。如果采用隱患檢測(cè)自動(dòng)報(bào)警裝置，可提前將汽車(chē)出現(xiàn)的非正常運(yùn)行狀態(tài)反饋到監(jiān)控中心。國(guó)外研究表明，自動(dòng)切換監(jiān)控屏幕進(jìn)行可能發(fā)生事件車(chē)輛的重點(diǎn)監(jiān)控能夠減少事件持續(xù)時(shí)間5min~8min。因此設(shè)計(jì)自動(dòng)報(bào)警裝置，讓大屏幕進(jìn)行自動(dòng)切換屏幕和監(jiān)控，具有重要價(jià)值。

2本文設(shè)計(jì)思路

事故隱患檢測(cè)自動(dòng)報(bào)警裝置安裝在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車(chē)車(chē)頭處，根據(jù)已知汽車(chē)制動(dòng)加速度和紅外線測(cè)速模塊所測(cè)得的汽車(chē)行駛速度計(jì)算出安全距離，再通過(guò)超聲波測(cè)距模塊檢測(cè)出本汽車(chē)與前方汽車(chē)的距離，若小于安全距離時(shí)，自動(dòng)報(bào)警。

報(bào)警裝置設(shè)計(jì)思路及結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

3安全距離的確定[2]

1）駕駛員反應(yīng)時(shí)間經(jīng)過(guò)的距離,t1為反應(yīng)時(shí)間，取為0.3s；

2）制動(dòng)器作用時(shí)間t2經(jīng)過(guò)的距離；

3）持續(xù)制動(dòng)時(shí)間t3經(jīng)過(guò)的距離,為附著系數(shù)，本文取為0.8；

4）汽車(chē)的安全距離:。

4測(cè)距模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由單片機(jī)[3]系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接收電路三部分組成。采用AT89S52來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外接收芯片和超聲波轉(zhuǎn)換模塊的控制。

4.1超聲波測(cè)距原理[3]

單片機(jī)用P1.0端口輸出超聲波轉(zhuǎn)化器所需的40KHz方波信號(hào)，利用外中斷0口檢測(cè)超聲波接受電路輸出的返回信號(hào)。顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的4位共陽(yáng)LED數(shù)碼管，段碼用74LS244驅(qū)動(dòng)，位碼用PNP三極管驅(qū)動(dòng)。超聲波測(cè)距原理框圖：

4.2超聲波發(fā)送和接受電路設(shè)計(jì)

壓電超聲波轉(zhuǎn)換器的功能是利用壓電晶體諧振工作。內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3所示，它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，這時(shí)它就是一超聲波發(fā)生器；如沒(méi)加電壓，當(dāng)共振板接受到超聲波時(shí)，這時(shí)它就成為超聲波接受轉(zhuǎn)換器。

超聲波接收器的電路采用集成電路CX20106A，這是一款紅外線檢波接收的專(zhuān)用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38KHz與測(cè)距超聲波頻率40KHz較為接近，可以利用它作為超聲波檢測(cè)電路。

4.3軟件設(shè)計(jì)

如圖4所示，首先對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時(shí)器T0工作模式為16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器模式，置位總中斷允許位EA并給顯示端P0和P2清0。然后送出一個(gè)超聲波脈沖，延遲0.1ms后，打開(kāi)外中斷0接收返回的超聲波信號(hào)。當(dāng)主程序檢測(cè)到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器T0中的數(shù)按下式計(jì)算即可測(cè)得被測(cè)物體與測(cè)距儀之間的距離。

5轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊設(shè)計(jì)

測(cè)量轉(zhuǎn)速的模塊由信號(hào)預(yù)處理電路、單片機(jī)STC89C52、系統(tǒng)化LED顯示模塊、串口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路和系統(tǒng)軟件組成。

5.1信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)[4]

光電傳感器首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。論文選用紅外光二極管做系統(tǒng)測(cè)量的光源。本設(shè)計(jì)采用高性能集成四運(yùn)放LM324來(lái)進(jìn)行光電信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)。為了達(dá)到預(yù)定效果，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)MULTISIM 8進(jìn)行模擬仿真，并利用模擬仿真結(jié)果對(duì)有關(guān)元器件進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。如圖5所示是模擬仿真圖及其仿真結(jié)果。

5.2單片機(jī)

圖6是AT 89S52單片機(jī)引腳分布和最小系統(tǒng)圖。單片機(jī)的引腳除了電源、復(fù)位、時(shí)鐘接入、用戶(hù)I/O口外，其余管腳是為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展而設(shè)置的。

5.3無(wú)線傳輸模塊設(shè)計(jì)

如圖7顯示的是用于無(wú)線傳輸?shù)臄U(kuò)展示意圖，將單片機(jī)所有引腳引出，便于進(jìn)行無(wú)線傳輸模塊的擴(kuò)展。

6結(jié)論

本文進(jìn)行了道路交通事故隱患檢測(cè)自動(dòng)報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)將時(shí)時(shí)檢測(cè)汽車(chē)的行駛速度和汽車(chē)與前方汽車(chē)的距離，當(dāng)其與前方小車(chē)距離小于單片機(jī)計(jì)算所得的安全距離時(shí)，會(huì)自動(dòng)通過(guò)GSM模塊報(bào)警提醒駕駛員注意并且將報(bào)警信息傳遞給指揮中心。

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第8篇：無(wú)線傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：人體參數(shù)，無(wú)線監(jiān)測(cè)GSM網(wǎng)絡(luò)

 

1概述人口老齡化已成為世界范圍內(nèi)的社會(huì)問(wèn)題，是社會(huì)發(fā)展的必然階段。老人護(hù)理消耗大量的人力、物力，同時(shí)家屬等護(hù)理人員對(duì)表征老人健康的一些生理參數(shù)如血壓、脈搏、體溫等專(zhuān)業(yè)知識(shí)知曉率低，不利于健康狀況異常的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，容易引起意外事故的發(fā)生或病情的惡化。傳統(tǒng)的監(jiān)護(hù)儀器體積通常比較大，而且價(jià)格昂貴，主要應(yīng)用于醫(yī)院等專(zhuān)業(yè)場(chǎng)所，大部分沒(méi)有無(wú)線傳輸功能，不能在醫(yī)院以外的地方，如家庭、野外等環(huán)境下使用。本文設(shè)計(jì)了一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)（移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)）的人體健康狀況無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器，類(lèi)似隨身聽(tīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)表征人體健康狀況的生理參數(shù)（體溫、血壓等）的實(shí)時(shí)檢測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，并以短信的形式將異常信息發(fā)送護(hù)理人員及家屬，甚至可以發(fā)送給醫(yī)生或醫(yī)院等醫(yī)療機(jī)構(gòu)，對(duì)老人異常狀況及時(shí)做出處理。

2硬件電路設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖1所示。主要由單片機(jī)、語(yǔ)音電路、LCD顯示電路、鍵盤(pán)、血壓檢測(cè)、脈搏檢測(cè)、體溫檢測(cè)、GSM通信模塊組成。圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2.2無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

GSM通信模塊選用德國(guó)西門(mén)子公司的TC35i，具體結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。TC35i模塊采用40引腳的ZIF連接形式和應(yīng)用處理器連接。通過(guò)ZIF 連接器提供了應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)和電源線。共有40個(gè)管腳，通過(guò)一個(gè)ZIF（Zero Insertion Force）連接器引出。

圖2：TC35i模塊結(jié)構(gòu)示意圖

TC35i 模塊通過(guò)ZIF 連接器提供給用戶(hù)4 個(gè)應(yīng)用接口:電源接口（1-10）、串行接口（18、19）、兩路音頻傳輸接口、SIM卡接口（24-29）。而在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中通常用到其中的3個(gè)接口, 即: 電源接口、串行接口、SIM卡接口。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。模塊與單片機(jī)的接口電路如圖3所示。

圖3TC35i模塊與單片機(jī)的連接電路

2.3 體溫檢測(cè)

體溫檢測(cè)選擇Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20, 它是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器, 3引腳封裝, 可以大大節(jié)省系統(tǒng)資源。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。DS18B20與單片機(jī)的硬件連接如圖4所示。

圖4 DS18B20引腳圖圖5 ：血壓及脈搏檢測(cè)示意圖

2.4 血壓及脈搏檢測(cè)

血壓、脈搏的電子檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，本設(shè)計(jì)直接從電子式血壓計(jì)取測(cè)量結(jié)果，檢測(cè)方案見(jiàn)圖5，由送顯示的數(shù)據(jù)引出發(fā)送到MCU。該方案測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、專(zhuān)業(yè)，減少由于測(cè)量方法等原因造成的誤差，提高系統(tǒng)可靠性，同時(shí)又能夠節(jié)省開(kāi)發(fā)周期。

3軟件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)整體軟件流程圖如圖6所示。其中測(cè)量部分由無(wú)線收發(fā)子程序、溫度檢測(cè)子程序、血壓脈搏數(shù)據(jù)處理子程序等組成。

圖6 系統(tǒng)軟件流程圖

3.2 通信軟件設(shè)計(jì)

（1）AT指令簡(jiǎn)介

AT即Attention，AT指令集是從終端設(shè)備或數(shù)據(jù)終端向終端適配器或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備發(fā)送的。用戶(hù)可以通過(guò)AT指令進(jìn)行呼叫、短信、電話(huà)本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制?？刂破魍ㄟ^(guò)AT 指令控制TC35i模塊, 本設(shè)計(jì)的短消息格式就是這種格式。

（2）基于單片機(jī)的短消息發(fā)送程序設(shè)計(jì)

指令內(nèi)容均為ASCII碼，短消息的中文編碼方式為UNICODE碼。所以單片機(jī)通過(guò)AT指令控制TC35i模塊時(shí)，發(fā)送的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)代碼轉(zhuǎn)換。由于漢字?jǐn)?shù)量眾多，單片機(jī)資源有限，所以必須把短信內(nèi)容中涉及到的漢字的UNICODE碼放入單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)部。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。短信發(fā)送子程序的流程圖見(jiàn)圖7所示。

圖7 TC35i數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)本系統(tǒng)是為全國(guó)大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽參賽作品，樣機(jī)已研制成功，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，獲得了河南省三等獎(jiǎng)的好成績(jī)。

參考文獻(xiàn)：

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【2】 朱步樓，人口老齡化問(wèn)題及其對(duì)策研究[ J] .人口與計(jì)劃生育, 2005, (7)

【3】SIEMENS，AT Commands for GPRS，[ Z]120001

【4】SIEMENS，TC35 / TC37 Hardware Interface Description ，Version: 04.00

【5】周嶸，家庭GSM短消息遙控監(jiān)測(cè)裝ZP，中國(guó)專(zhuān)利，ZL02217548.2，2002.05.17

第9篇：無(wú)線傳輸技術(shù)論文范文

1.1現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是電子技術(shù)、儀表技術(shù)以及計(jì)算機(jī)計(jì)算等多項(xiàng)技術(shù)融合的成果,能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制設(shè)備間的全數(shù)字化和雙向多變量數(shù)字通信,為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的全數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。

1.2無(wú)線傳感器技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著無(wú)線傳感技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線傳輸?shù)乃俾室苍诓粩嗵岣?。在無(wú)線傳輸方式中比較有代表性的是ZigBee技術(shù),它的傳輸速率為10～250kb/s,用于溫度和濕度等數(shù)據(jù)的傳輸,其工作狀態(tài)下的功耗為30MW,所以其成本較低,并且能夠在10m～75m范圍間進(jìn)行信息的傳遞。ZigBee技術(shù)是未來(lái)無(wú)線通信技術(shù)的主流,而且支持ZigBee的設(shè)備的價(jià)格也會(huì)越來(lái)越低。其應(yīng)用范圍包括對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品成分的檢測(cè)以及火警的早期檢測(cè)和預(yù)報(bào)等等。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)病人的血壓、心跳以及體溫等,減少醫(yī)生的勞動(dòng)工作量。另外該技術(shù)還可以用于家庭安全系統(tǒng)的構(gòu)建,避免了紅外裝置受角度影響的限制。

1.3PLC技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC分為固定式和組合式兩種不同的類(lèi)型,但是其基本結(jié)構(gòu)式相同的,一般是由CPU、存儲(chǔ)器和I/O輸出設(shè)備等組成。采用PLC技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)可以用于隧道交通信號(hào)燈的控制,以及檢測(cè)電流模擬信號(hào)。一般風(fēng)機(jī)控制柜上的軟啟動(dòng)器也是采用PLC進(jìn)行控制的,通過(guò)配置開(kāi)關(guān)量來(lái)控制風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。

2監(jiān)控系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)中需要采集的數(shù)據(jù)量非常大,要求設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)處理能力,所以我們選用DSP處理器。為了簡(jiǎn)化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)的額結(jié)構(gòu),提高其運(yùn)行可靠性,設(shè)計(jì)中決定采用集成的視頻處理芯片,該類(lèi)型的芯片將信號(hào)的預(yù)處理、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換和時(shí)鐘發(fā)生器都功能集中在一起,在將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程中避免了系統(tǒng)對(duì)分立元件的要求,也節(jié)省了設(shè)計(jì)成本。另外,采用集成視頻處理信號(hào)只需要在新器件中加載新的寄存器初值就可以方便的改變?cè)须娐返奶匦?避免了元件更換和調(diào)節(jié)過(guò)程中的不便,也減少了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的時(shí)間。這次設(shè)計(jì)我們采用的是飛利浦公司生產(chǎn)的SAA7113視頻處理芯片。

2.1系統(tǒng)主控芯片的設(shè)計(jì)

這次設(shè)計(jì)中系統(tǒng)采用了DSP處理器,它采用改進(jìn)的哈佛機(jī)構(gòu),能夠同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù);并且具有獨(dú)立的DMA控制器,能夠在不影響DSP處理速度的情況下完成數(shù)據(jù)的高速傳輸。目前,國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是T1公司生產(chǎn)的TMS320C54x系列,其價(jià)格低,功耗小。這次設(shè)計(jì)中我們也采用該系列的產(chǎn)品其型號(hào)為T(mén)MS320VC5402。它具有40個(gè)邏輯運(yùn)算單位,內(nèi)含兩個(gè)累加器和一個(gè)40位的桶形移位器。C5402內(nèi)部還有ROM單元,可以用來(lái)存儲(chǔ)程序或者數(shù)據(jù),另外還有一個(gè)緩沖串行口和8位的HPI接口,兩個(gè)16位定時(shí)器、一個(gè)六通道DMA控制器和一個(gè)PLL時(shí)鐘發(fā)生器。

2.2電源設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)中TMS320VC5402芯片要求輸入輸出的電壓為3.2V,但是內(nèi)核電壓只有1.5V,所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)中其他芯片的接口電壓要能夠兼容3.3V,電源的設(shè)計(jì)要特別考慮功率的影響。本次設(shè)計(jì)中電源采用雙電壓供電,這時(shí)只需要考慮上電順序的問(wèn)題。主控芯片對(duì)上電順序的要求是電源的核電壓應(yīng)比I/O口先供電,斷開(kāi)時(shí)要晚于I/O口,且要Vd先上電,上電時(shí)要保證整個(gè)系統(tǒng)的上電過(guò)程必須在25ms內(nèi)完成。這時(shí)因?yàn)閂c先于Vd上電時(shí)對(duì)芯片本身沒(méi)有損害,只是芯片周邊的輸入和輸出變?yōu)闊o(wú)效,反之會(huì)對(duì)芯片的驅(qū)動(dòng)和緩沖造成沖擊,從而損壞芯片。所以在這次設(shè)計(jì)中我們選擇的是T1公司生產(chǎn)的TPS767D318,該電源的輸出為3.3V和1.8V的雙路輸出,保證了系統(tǒng)對(duì)功率和上電次序的要求。

2.3復(fù)位電路設(shè)計(jì)

DSP系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)時(shí)鐘頻率較高,在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生干擾和擾的現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成死機(jī)。所以在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中我們還加入了復(fù)位電路,以確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。其原理是給監(jiān)視線提供一個(gè)高低電平發(fā)生變化的信號(hào),在規(guī)定時(shí)間內(nèi)如果沒(méi)有出現(xiàn)信號(hào)的變化,復(fù)位電路就會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作,反之,則繼續(xù)運(yùn)行。這次設(shè)計(jì)中我們采用的是MAXIM公司的MAX706T監(jiān)控電路,能夠滿(mǎn)足3V電源系統(tǒng)和5V電源系統(tǒng)的供電需要。

3結(jié)語(yǔ)