無線數據傳輸精選(九篇)
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第1篇：無線數據傳輸范文
關鍵詞：無線通訊模塊 PLC 協議 上位機軟件
中圖分類號：TN402 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（b）-0027-02
信捷研發的G-BOX是一種無線數據傳輸通訊模塊，與信捷XC、XD系列PLC等產品配套應用，采用Modbus-TCP協議，在自動化系統中，實現自動化系統與GPRS網絡，GSM網絡的無線連接。在此模塊的基礎上，可通過信捷上位機軟件XCPPro或者XDPPro組態，對PLC進行遠程編程和診斷，實現程序上下載功能；手機用戶可通過SMS短信服務對PLC實現控制，所以G-BOX特別適用于分布式系統遠程監控等應用場合。
1 信捷G-BOX性能特點及適用領域
信捷的G-BOX具有數據傳輸開放透明、內部集成TCP/IP協議棧的數據傳輸終端、支持TCP、UDP、DNS、PPP等多種協議等特點；可實現PLC程序無線上下載及實時監控，也可與用戶手機實現短信息通訊；適用于工業控制、遙感、遙測、油田、煤礦數據采集和監控等應用場合。
2 性能及參數
2.1 端口排列
以天線在右為基準，端口排列順序為：（1）B端，（2）A端，（3）0V，（4）24V
（1）電源電壓為24V直流，允許范圍為DC21.6V～26.4V。
（2）G-BOX串口通訊接口為：RS232或RS485接口為端子A和端子B，當采用RS485通訊時，A端為“+”信號，B端為“-”信號。
2.2 RS-232通訊串口
RS232為9針孔，串口側只能掛接一個設備，采用Modbus-RTU通訊協議，GPRS網絡側是Modbus-TCP協議。此無線數據傳輸模塊G-BOX，可與信捷XC、XD系列PLC直接通訊。
2.3 RS-485 通訊串口
采用RS485通訊串口時，只需將A、B端子與PLC的A、B端子對接即可。注意：RS232通訊口與RS485通訊口不可同時使用。
2.4 SWITCH 開關
共有2個switch開關，S1，S2。設置如下：
S1=0，S2=1是配置模式：通過電腦對G-BOX進行初始參數設置。
S1=0，S2=0是短信模式：僅支持短信功能
S1=1，S2=0是信捷在線：GBOX處于在線模式，可進行 GPRS通信。
S1=1，S2=1是別家在線：GBOX處于在線模式，可以進行 GPRS通信。
2.5 LED指示燈
上電之后初始化4個燈都亮，初始化結束后PWR燈亮，其余燈滅。
3 使用步驟
3.1 初始配置
初始配置的目的在于使上位機軟件XCPPro或XDPPro與對象G-BOX相關信息相對應，根據用戶對G-BOX內參數信息的可知度，可分為未知狀態和已知狀態。
3.1.1 未知狀態
由于初次使用，用戶無從得知G-BOX內參數信息，故需將上位機與G-BOX關聯，讀取G-BOX信息，使XCPPro或者XDPPro組態軟件對其記錄。同時，也可根據需求對G-BOX進行某些參數的修改，保存文件時，將所有“TCP/IP網絡”設置信息全部保存。
（1）硬件連接及相關設置。
①將撥碼開關1置OFF，2置ON；②通過串口將G-BOX 與上位機相連接；③確定G-BOX中已插入SIM卡，并已開通GPRS業務，上電。
（2）軟件參數設置。
①首先打開上位機軟件XCPPro或者XDPPro組態，進行軟件串口設置，波特率缺省值為19200BPS，奇偶校驗缺省值為偶校驗，通過手動選擇通信串口，當出現表示已成功連接G-BOX，完成后，單擊確定。②單擊“選項”，選擇“通訊方式設置”。③更改通訊方式，單擊“+”。④單擊“添加 G-BOX”，彈出“編輯G-BOX設備”對話框。然后根據具體情況進行設定。⑤關閉此窗口，通訊方式選擇“UDP”，雙擊“站號1”，網絡類型將自動選擇外網。單擊確定，完成配置。
3.1.2. 已知狀態
當用戶了解G-BOX內參數信息時，要在上位機軟件中添加G-BOX信息，無需將上位機與G-BOX相連，可直接打開軟件XCPPro或者XDPPro，單擊“選項”，選擇“通訊方式配置”。
3.2 工作狀態
3.2.1 運行狀態
初始設置后，將S2號撥回OFF便可進入工作狀態，此時，將G-BOX與PLC相連，此時短信功能正常，并不能遠程監控、上下載。
3.2.2 在線狀態
持久在線狀態設置步驟如下：（1）將撥碼開關S1置ON，S2置OFF；（2）確定已插入SIM卡，并已開通GPRS業務，上電；（3）等待ONLINE（在線）燈亮起。
在此狀態下，G-BOX已登陸服務器，上位機軟件一直處于GPRS網絡連接狀態。在以上的狀態下，XCPPro或者XDPPro首先嘗試通過點對點（P2P）連接G-BOX，倘若嘗試失敗會通過服務器進行轉發，稍影響連接速度，確認成功連接后，即可通過XCPPro或者XDPPro執行程序的無線上傳下載與監控，在正常情況下，監控會有3秒延時。
4 短信功能
當G-BOX處于短信功能狀態時，S1、S2都在處于OFF狀態，即使在沒有在線的狀態下，都能實現PLC與用戶手機的短信息功能，但值得注意的是：（1）剛上電50秒為手機模塊初始化時間，此時間段內G-BOX不會作出正確響應。（2）當GPRS網絡中有數據傳輸時，會對PLC向手機通訊的功能（即短信報警功能）產生影響，但不影響短信對PLC的操作。
根據短信息數據傳輸方向，可劃分為以下兩種形式：
4.1 PLC=>G-BOX=>手機（短信報警功能）
在此功能下，PLC為主機，G-BOX為從機，從站號為FF（16進制）。軟件XCPProV3.3q或XDPProV3.22以后版本，PLC硬體XC2以上3.3以后版本才支持G-BOX。
短信報警功能有兩種方式實現：（1）通過工具欄快捷方式實現，單擊短信配置：（2）通過PLC編程指令“多寄存器寫入”命令來實現，G-BOX從站站號為HFF，首地址為 50000。
4.2 手機=>G-BOX=>PLC（控制功能）
在此功能下，G-BOX為主機，PLC為從機，在此由于篇幅所限短信命令格式不作介紹。
5 結語
通過G-BOX的使用，處于遠端的工程師依據 G-BOX 配置信息檔案記錄，通過上位機軟件XCPPro以及信捷組態，即可實現程序的無線上下載功能，并進行實時監控。這樣可以遠距離處理問題，大大提高工作效率。
參考文獻
[1] 龔仲華.S7-200/300/400 PLC應用技術[M].北京：人民郵電出版社，2007.
第2篇：無線數據傳輸范文
關鍵詞: ZigBee技術;無線數據;無線傳感器;傳輸系統
1 ZigBee技術簡介
1.1 ZigBee概論
ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。它是一種高可靠的無線數傳網絡,期數傳模塊類似于移動網絡基站,通訊距離可以無限擴展。
1.2 ZigBee技術特點
1.2.1 低功耗。在正常運行模式下,由于ZigBee技術傳送的傳輸速率低,數據量不大,因此信號收發耗時很短;在非運行模式下,ZigBee節點處于睡眠狀態,普通情況下兩節五號干電池可以維持長達6個月到2年左右的使用時間。
1.2.2 可靠性。使用了免碰撞機制和重發機制,同時預留了專用時隙滿足需要固定帶寬的通信業務,避免了數據傳輸時競爭和沖突。MAC層采用了完全確認的數據傳輸模式,每個發送的數據包都必須等待接收方的確認信息,建立了可靠的通信模式。
1.2.3 時延短。喚醒休眠狀態和通信時延的時延都很短,適用于對時延要求苛刻的無線控制(如工業控制場合等)應用。
1.2.4 成本低。ZigBee模塊的初始成本在6美元左右,而且還在降價,ZigBee協議是免專利費的,所以ZigBee技術成本低。
1.2.5 網絡容量大。ZigBee可采用星狀、串狀和網狀等網絡結構,Zigbee是一個由可多到65000個無線數據傳輸模塊組成的一個無線數據傳輸網絡平臺,在整個網絡范圍內,每一個Zigbee無線數據傳輸模塊之間可以相互通信。
1.2.6 安全性。采用了AES-128的加密算法。
1.3 其他幾種短距離無線技術
目前,短距離無線通信技術還有藍牙、紅外IrDA、無線局域網802.1l(Wi-Fi)、短距通信(NFC)n1等。不同的無線通信技術有不同的特點,或能滿足耗電量、傳輸速度、距離的特殊要求;或能擴充系統的功能;或符合某些單一應用的特殊要求等。根據它們的點被分別應用在各個不同的領域。
2 無線數據傳輸系統結構設計
2.1 整體設計方案
基于ZigBee技術設計的無線傳感器網絡有覆蓋范圍廣的特點,系統由多個自給供電的ZigBee節點組成,每個ZigBee節點都可以進行周圍環境數據的采集、簡單計算以及與其他節點及外界進行通信。這種多節點的特征可以使眾多傳感器的協同合作進行高質量的傳感,從而組成一個容錯性急哦啊好的的數據傳輸采集系統。
無線數據傳輸系統通過傳感器將捕捉的現場信號轉換為電信號,經模/數轉換器、ADC采樣、量化、編碼成為數字信號后存人數據存儲器,然后通過無線方式將數據發送給接收端進行處理。基于嵌入式系統的ZigBee基站節點完成處理各個傳感器節點接收到的數據信息和外界的無線通信。
系統采用部分網狀(Partial Mesh)拓撲結構,使每個節點的范圍被成倍地擴大。大部分短距離無線技術最大范圍一般為10m或更短,但是部分網狀結構沒有最大通信距離的限制。因為它所有的節點都被用作中繼器或路由器,數據傳輸的時,將要傳輸的數據放在一個數據包里,數據包從一個節點跳躍到另一個節點,直到到達ZigBee基站節點。然后,由ZigBee基站節點匯總并發送到PC機、服務器、局域網或網絡終端進一步傳送。如果遇到信號通道阻塞、節點破壞、節點電池沒電等問題,一條路徑傳輸失敗,信號還可以找到其他的替代路徑。
2.2 ZigBee無線傳感器節點
系統中有相當大數量的自給供電的ZigBee無線傳感器節點,ZigBee無線傳感器節點的功能是采集需要的數據,與其他節點及外界進行通信,并且將數據發送到各傳感器節點組成的通信基站。ZigBee無線傳感器節點主要由傳感器模塊、ZigBee 收發模塊、微處理器模塊、存儲模塊和電源管理模塊五部分模塊組成。
電源管理模塊主要負責功耗管理和供電功能;傳感器模塊負責覆蓋區域內信息的采集和數據轉換;MCU模塊負責控制整個節點的處理操作、路由協議、同步定位、功耗管理、任務管理等;ZigBee收發模塊負責與其他節點進行無線通信,交換控制消息和收發采集數據;存儲模塊負責存儲采集到的數據。
系統中ZigBee節點是由微控制單元(MCU)和RF收發器組成的,其中RF收發器芯片設計了SPI接口與MCU通訊,MCU則連接鍵盤、顯示等人機交互界面、傳感器、控制器等。系統的ZigBee節點選擇使用16位微處理器MSP430F149,MSP430F149處理器自身具有A/D功能,從傳感器得到的模擬信號可以直接送到MSP430F149進行模數轉換。RF收發器則選擇CC2420,因為CC2420性能穩定且功耗極低,支持硬件的加密、CRC校驗。
2.3 ZigBee基站節點
ZigBee基站節點硬件部分主要由傳感器模塊、ZigBee收發模塊、ARM模塊、存儲模塊(NAND Flash,64MB-1GB可選)和電源管理模塊組成。它主要完成處理各個傳感器節點接收到的數據信息和外界的無線通信,并將數據匯總發送到PC機、服務器、局域網或網絡終端。
第3篇：無線數據傳輸范文
關鍵詞 3G網絡 無線數據 傳輸
中圖分類號：TN919.81 文獻標識碼：A
現代工程中，許多場所無法進行有線數據傳輸，需要進行無線數據的傳輸，本文介紹一種遠程數據通信模塊的搭建方法，數據傳輸的基本原理為，通過RS485口接收到用戶數據信息，并將其打成IP包，分布在各種工業設備前端控制器和無線通信模塊連接后通過WCDMA網絡接入Internet，將設備的各種狀態信息和現場語音視頻信號通過WCDMA發送到Internet，并接收后端服務器發來的命令，并執行相應的操作。一旦通過3G無線模塊連接上Internet，采集到的前端數據就可以用TCP/IP協議將數據發送到任意一個具有IP地址的公網主機上去，實現數據的實時無線傳輸，從而實現數據的Web。
1無線數據通信模塊的選擇
當前3G各協議傳輸速度分別為：EVDO下行速度為3.1Mbps，上行1.8Mbps；WCDMA下行速度為14Mbps，上行5.8Mbps；TD-SCDMA下行速度為2.8Mbps，上行1.6Mbps。不管通過哪一種3G通信網絡，不管是視音頻監控數據（D1格式），還是傳統的數據，通信傳輸質量均可以得到完全保證。本設計選擇了WCDMA通信傳輸協議。本設計最終選擇了由華為公司開發的EM770W UMTS M2M數據傳輸模塊。
2 EM770W通信模塊特點
完整集成了WCDMA功能的華為EM770W 3G模塊，具有功能齊備的連接接口，只需少量的研發，短時間內，可集成自身應用系統。
3 EM770W通信模塊接口設計
WCDMA 無線3G數據通信模塊EM770W將高頻處理電路、射頻電路（發射和接收）部分都集成在通信模塊內部，我們只要根據實際需要設計好接口電路即可。EM770W的接口形態為通用Mini PCI Express接口，因此通過52pin金手指接口與LPC2103ARM微控制器以及電路相連接。其中，外部供電部分和控制器單元共用3.3V電源，Mini PCI Express接口中52管腳為電源DC3.3V電源輸入，考慮到GSM大功率發射時存在電壓差，應在電源端口上增加一個2200uF以上的大電容。
3.1微控制器接口的設計
EM770W UMTS M2M模塊提供兩路UART接口。全串口UART1可支持DATA服務，即可支持用戶從UART1發起PPP撥號，進行數據業務操作。UART2不支持數據業務，不支持收發AT命令，但可以支持收發DIAG命令。在本系統設計過程中，控制芯片通過UART接口通信，接受AT指令輸入。UART接口支持230.4kbit/s到300bit/s的波特率，默認為115.2kbit/s，可滿足不同設計需求。
LPC2103系列的ARM7嵌入式微控制器的2個UART都帶有小數波特率發生器。其中，UART1含有標準調制解調器接口信號，該接口模塊還完全支持硬件流控制（auto-CTS/RTS），它們的結構符合16C550工業標準。在本設計中，使用3線制串口進行UART1與EM770W模塊之間的通信，兩者之間使用232類芯片與標準RS-232-C的接口連接，在這里使用MAX3232轉換芯片，將信號轉換為RS232電平，LPC2103即可與EM770W連接，并控制其通信。
3.2 USIM卡接口的設計
EM770W UMTS M2M無線模塊提供一路USIM卡接口，外接USIM卡為3.0V或1.8V，接口支持并可以自動檢測的電平為3.0V或1.8V。USIM卡座一共有8個管腳，一個為懸空管腳，一般情況下，第8腳接GND和第7腳接USIM_CD，檢測USIM卡在位情況，但是在EM770W模塊中并未使用這種接法，該用法未使用。USIM卡接口速率為3.25MHz， USIM卡座距模塊接口較近，如果過長會波形失真，影響通信，要求走線不要超過100mm，USIM-CLK和USIM-IO信號的走線需要用地線包絡。
3.3天線接口的設計
EM770W模塊的天線接口有主集和分集之分。必須選擇50 ohm阻抗的天線。使用的是Astron公司的51-3612-50-H連接器。考慮到模塊天線口的射頻性能，使用增益值大于1dBi的天線。
3.4 EM770W無線傳輸模塊初始化設計
系統前端控制器與EM770W模塊配合使用的Mini PCI-E連接器為Molex公司的MPC24-52K3311型號的female Mini PCI-E連接器。EM770W WCDMA無線數據傳輸模塊工作電壓為3V～3.6V，推薦工作電壓為3.3V，在設計中使用了開關電源，信號很弱時天線以最大功率發射，產生瞬態強電流。考慮使用環境，EM770W模塊要上電自動開機。RESET在開機過程中不需要做任何時序配合。當模塊需要重啟時，通過復位鍵（RESIN_N管腳）拉低100ms可以實現EM770W的復位。
4小結
本文主要進行了無線數據通信模塊的設計和實現，主要實現了微控制器接口、USIM卡等接口電路的設計。
參考文獻
第4篇：無線數據傳輸范文
關鍵詞：風電機組；在線監測；無線傳輸；遠程診斷；虛擬儀器
Wireless-based Remote Monitoring and Diagnosis System for Wind Turbines
CHEN Mingze1,2,YU Gang1
(1.Shenzhen Graduate School,Harbin Institute of Technology,Shenzhen,518055,China,2.Alstom Strongwish Ltd.,Shenzhen,518057,China)
Abstract：Because wind turbines are scattered in a widely distributed area,and will be established in the sea in the future,this situation will cause on-line monitoring system for wind turbines to have to deal with the issues of long communication distance,many communication nodes and difficulties to establish a communication network.This paper proposes a wireless-based remote monitoring and diagnosis system,and introduces the whole system architecture,data acquisition functions for both monitoring and diagnosis,wireless transmission scheme for second level network configuration,working mode and realization scheme for remote diagnosis based on database and virtual instruments.
Keywords：wind turbines;on-line monitoring;wireless transmission;remote diagnosis;virtual instrument
オ
1 引 言
故障診斷技術作為一門綜合性很強的技術,已經在很多工廠中得到了應用。最初手段是,基于現場儀表進行故障定位。這種方法至今在絕大多數工廠中尤其非關鍵設備中仍然在廣泛應用。它不僅需要大量人力來進行定期巡檢,而且在進行故障定位時還需要診斷專家必須攜大量笨重的專業儀器到現場,十分不方便,缺乏實時性。
隨著計算機技術的突飛猛進,虛擬儀器技術迅速崛起,它在故障診斷技術中也帶來了翻天覆地的變化。診斷專家不再需要笨重而昂貴的儀器,僅僅有一臺計算機和相應的軟件就可以進行診斷,診斷技術的成本大幅下降。并且通信手段的發展又給診斷技術帶來了新動力,開始由在線監測替代人工巡檢,節省了大量的人力物力,工作人員只需要在辦公室中就可以實現對設備實時的性能評估或診斷。目前,國內很多企業的關鍵設備都已經實現了在線監測。
而近年來的網絡技術進步,又使得診斷技術走向遠程診斷。通過Internet,甚至通過手機,工作人員或是管理者可以隨時隨地了解設備的運行狀況,診斷專家也可以實現遠程診斷,不需要回到工廠,實時性進一步提高。這些故障診斷技術的應用發展,已經在很多文章中都有所論述［1,2］。
故障診斷技術的應用已經為企業帶來了巨大的經濟效益,其應用面也越來越廣泛,遇到的問題也將會越來越多。風電行業是近年來國家能源結構調整的重要方向,風電產業也正在經歷著跳躍式的發展。但是,風電行業中,機組的安裝維護將是十分困難的,不僅要增加人力,還增加了人員傷亡的風險,尤其,在不久的將來,風力發電將進軍海上之后,困難程度將是可想而知的。故障診斷技術的應用將使這些問題迎刃而解,并且,在國外已經有所研究［3,4］,然而對于風電場中上百個高空作業的風電機組來講,監測系統的安裝本身又將是一個浩大而昂貴的工程。如果是海上風電場,那么現有的有線通訊方式在線監測診斷系統,更要面臨如何實現眾多機組的信息到監控室的傳輸問題。海上鋪設有線網絡基本上是不可能的。為此,一個基于無線數據采集與傳輸方式的監測診斷系統將是一個很好的選擇,雖然某些領域已經有少量的應用［5,6］,但是在對于風電產業中,這仍然是個空白。所以,本文提出一個以無線數據傳輸為基礎的,分布式集群化故障診斷與性能監測模式,用以解決風電機組的監測與診斷問題。
2 系統功能要求與整體結構
雖然故障診斷技術發展到今天已經能夠通過多種信號途徑提取設備的性能特征,定位故障部位,但是由于設備出現異常后,首先反映在設備的振動異常,并且由于振動傳感器造價低廉,安裝方便,振動信號仍然是目前最容易獲取的信號。為此,它也仍然是現代診斷技術中的主流手段,應用最為廣泛。本文以振動信號為基礎,并在阿爾斯通創為實技術發展有限公司開發的S8100泵群在線監測系統的基礎上,提出針對風電機組監測的模型。而由于風電機組齒輪箱工作環境十分惡劣,并且安裝在狹小空間,安裝困難,要求可靠性要比普通機械高很多,很可能成為風電機組的薄弱環節之一［7］,為此,我們以對機組齒輪箱的監測診斷為目的構造整個系統。
整個系統以中心服務器為中心進行運作。它能夠采集特征值與波形數據兩種數據類型,以分別實現在線性能監測與故障診斷兩大基本功能。并且,將特征值和波形數據通過無線傳輸網絡發送到中心服務器的數據庫中供人使用查詢。中心服務器負責數據的存儲與管理,接收并響應客戶端的各種請求,為客戶端提供數據服務和診斷工具服務。在線監測模塊與中心服務器通過無線網絡進行通信,接收中心服務器的指令,完成數據采集任務。客戶端通過Internet網絡對中心服務器進行遠程訪問,查詢機組狀態數據,調用所需虛擬診斷工具,判斷機組性能,定位故障。總體結構如圖1所示。
整體結構可分為在線監測模塊、中心服務器、客戶端三個部分。其中在線監測模塊是機組與系統的接口,考慮到風電機組分布分散,每個在線監測模塊負責一臺機組的信號采集。眾多的在線監測模塊,與中心服務器組態成無線網絡進行通信。中心服務器又包含數據庫服務器、虛擬儀器服務器和數據服務器三大功能模塊。客戶端不能直接在線監測模塊中獲得所需數據,而是通過Internet網絡可以路由到中心服務器,間接的獲得所關注機組的信息和服務。客戶端采用B/S構架,允許用戶通過瀏覽器便可進行一系列的分析操作。
3 在線監測功能
在線監測功能由安裝在現場的在線監測模塊實現。它以單片機為中心與機組形成一對一的對應關系,對機組進行不間斷地實時監測。機組的振動信號通過安裝在關注部位的振動傳感器采集獲得,先后通過放大電路和濾波電路的調理過程,使得信號適合A/D芯片對其進行后續的模數轉換。在線監測功能如圖2所示。
對于特征值的采集,完全由單片機控制,單片機按上位機(中心服務器)所要求的時間間隔去控制A/D芯片的工作,讀取一段連續的A/D芯片數據,使用該段數據根據上位機要求計算出相應的特征值數據,并將數據轉存到數據緩存區(外部寄存器)中。上位機會按照一定的時間間隔向單片機發送數據請求,當單片機接收到請求后,會將存儲數據緩存區中的數據讀取出來,發送給上位機。為了保障特征值數據的實時性,緩存區中的數據將會被下一個新讀取的特征值數據覆蓋。
而對于波形數據的采集,由于單片機能力有限,所以不能實時地進行波形采集,要由上位機來觸發。當需要采集波形數據時,上位機會像單片機發送請求。單片機接收到請求后,會對A/D芯片發出指令,并連續讀取A/D芯片的數據,并將數據存儲到波形數據的緩存區中。上位機會定期對單片機發送波形數據的請求,單片機收到請求后對該緩存區訪
問,并讀取數據,發送回上位機。
4 無線數據傳輸
如今現場中的在線監測及診斷系統,應用最為廣泛的通訊模式是RS 485串口通訊。RS 485接口總線速度快,傳送距離遠,以差分平衡方式傳輸信號,具有很強的抗共模干擾能力。該標準雖然規定了最大負載數為32個,并可以通過增大結點輸入電阻的辦法增多收發器數量［8,9］,如果結點數仍然不能滿足需求,還可以通過串口擴展的方法來擴展監測分站數量。并且因為RS 485接口組成的半雙工網絡,一般只需二根連線。現場的在線監測模塊通過RS 485總線連接,再經過串口轉換模塊,將RS 485標準轉換為RS 232標準連接到中心服務器的串口上,實現通訊,這是現場最常用的結構,如圖3所示。
但是由于風電場中單個機組容量比較小,數量眾多,分布廣泛,導致現場工作站數量眾多,通訊距離遠,分布分散,并且一般都在10 m左右的高空作業,監測診斷系統本身的安裝與維護都將是很困難的。為此,我們通過無線通訊網絡滿足以上諸多要求。同時,考慮到頻段的申請問題等,我們選用UM192無線通訊模塊,工作原理如圖4所示。
該模塊采用單片射頻集成電路及單片MCU,電路少,體積精簡,僅為47 mm×26 mm×10 mm,便于安裝；使用ISM頻段,無須申請頻率點,載頻位433 MHz,工作頻率為429.00~434.90 MHz,最多可提供32個信道,不同的信道僅需在硬件上跳線開關便可實現；通訊距離遠,視距情況下,天線放置位置>2 m,可靠傳輸距離可達1 000 m,并且通過適當的天線配置方案進一步擴大通訊距離；具備較大數據緩存區；提供多種數據接口,包括現在現場應用最為廣泛的RS 485和RS 232串口通訊接口；對底層協議透明,用戶只需要在接口進行收發數據即可,無需考慮該通訊模塊的編程問題；并且該模塊已經對抗干擾、誤碼率等問題進行了足夠的考慮。數據通過MUC的處理,轉發到射頻芯片上,發向接收端［10］。
我們在圖3的基礎上,添加一級無線網絡層,達到無線傳輸的目的。中心服務器仍然通過485總線與各個無線網絡通訊,而我們之前提到過,UM192最多能夠32個信道,那么,我們就最多能夠組態32個無線網絡,以解決大量機組的在線監測問題。各個無線網絡采用點對多點的通訊模式,設定掛接在485總線上近服務器端的無線模塊為主站,其余掛接在近機組端的在線監測模塊均為從站,各個無線網絡中的從站都有惟一的地址編碼,互不重復。而各個無線網絡的主站在485總線上又是以中心服務器為主站的從站。這樣就形成了二層網絡結構,如圖5所示。
中心服務器通過轉換后的串口通訊方式掛接到總線上。整個網絡通過廣播方式進行通訊,中心服務器通過485總線發送廣播數據,各個無線網絡的接收端收到廣播信息后,再向各自的從站發送廣播信息。中心服務器采用帶地址碼的數據幀發送數據或命令,所有無線網絡中的從站全部都接收,并將接收到的地址碼與本地地址碼比較,不同則將數據全部丟掉,不做任何響應；地址碼相同,則證明數據是給本地的,從站根據傳過來的數據或命令進行不同的響應,將響應的數據發送回去。這些工作都由上層協議來完成,并可保證在任何一個瞬間,通信網中只有一個電臺處于發送狀態,以免相互干擾。
5 遠程功能
中心服務器包括虛擬儀器(VI)服務器、數據庫服務器、數據服務器三部分。由無線網絡接收到的數據存儲于數據服務器中。根據信息論原理,數據中的波動越大所包換的信息量也就越多,而服務器磁盤空間是有限的,為此應當配以適當的數據管理算法,以使得保存的數據中能夠包含最大信息量,能夠對日后的評估診斷工作提供最大的幫助。
數據服務器采用基于網頁的B/S構架。HTML,HTTP,TCP/IP協議是現今Internet中最普遍應用的協議,可以說,只要有Internet的地方必然會有這些協議,他們組成了Internet的基礎。而現代企業中,絕大多數企業都很容易通過寬帶或撥號接入Internet,這為診斷與監測系統的遠程功能提供了良好基礎。基于網頁的B/S構架,使得用戶不需安裝任何專用客戶端程序,只要在HTML,HTTP,TCP/IP協議之上,便能夠在任何接入Internet的地方對中心服務器進行訪問。用戶不必關心系統本身的升級與修改問題,可以完全專注于故障診斷過程。另一方面,隨著故障診斷技術的進一步發展,新的診斷手段不斷出現,隨之而來的將是新的虛擬儀器工具的出現。這樣B/S構架也為將來虛擬儀器數據庫的擴充或修改提供了方便,體現了系統良好的擴展性能。
用戶在訪問過程中,會通過Internet向中心服務器發送請求。數據服務器講請求解析后,分別向數據庫服務器和虛擬儀器(VI)服務器發送請求,請求所需的數據和虛擬儀器(VI)工具。VI工具服務器和數據庫服務器分別根據請求提取所需工具和數據,再通過數據服務器和Internet反饋到客戶端瀏覽器。通過這樣一個鏈路,將所需的工具和數據下載到客戶端瀏覽器中,從而滿足用戶的各項需求,完成診斷工作。如┩6所示。
整個系統對客戶端的惟一要求就是,瀏覽器能夠支持數據服務器的數據類型。同時,客戶端可以是在多種平臺,只要該平臺能夠接入Internet,并且可以運行瀏覽器,比如在無線上網的筆記本電腦中。
6 結 語
采用無線通訊模塊無須對傳統在線監測系統結構進行大規模改動便可滿足風電機組在線監測的需求,只需開發合適性能的無線通訊模塊便可。這方式也可用于在線監測系統的改造升級,提高其監測范圍及監測對
象數量。基于此系統的中心服務器,可以進一步進行虛擬儀器工具的開發,不斷豐富診斷手段；也可以進一步開發數據管理算法,提高增加數據中的信息量,提高系統效率。數據和虛擬儀器工具的途徑,可以進一步覆蓋能夠上網使用瀏覽器的其他平臺,如PDA、手機等,整個系統還可以整合視頻、音頻和網絡會議功能,連接機組現場和多個客戶端,實現多個客戶端對機組的“會診”。為此,本文內容有待于進一步的豐富發展。
參 考 文 獻
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第5篇：無線數據傳輸范文
關鍵詞：環保監測；數據采集；無線傳輸；HJ/T212協議
中圖分類號：TE973 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599(2011)23-0000-01
Environmental Monitoring Wireless Data Collective Transmission System
Xu Hongning
(Shenyang Ware Digital Technology Co.Ltd.,Shenyang 110015,China)
Abstract:Aiming at a high-function wirelss data collective transmisstion equipment which focuses on all kinds of pollutions to realize the instant monitoring of the instrument and transmit the monitoring data to the monitoring center through transmission network, in the meanwhile receive and carry out the orders from the monitoring center and finally realize distance monitoring,instant monitoring, over-standard alarm.Through analog signal inerface,digital singal interface and all kinds of instrument such as flowmeter,COD,PH device, ammonia antrogen,residual chlorine and smoke monitoring,the environmental monitoring wireless data collective transmission system can monitor the instrument more conveniently and meets the requirements of the contry control,province control and city control.
Keywords:Environmental monitoring;Data collection;Wireless transmission;HJ/T212 agreement
人類不斷的向環境排放污染物質，如果排放的物質超過了環境的自凈能力，環境質量就會發生不良變化，危害人類健康和生存。傳統的環境監測工作主要以人工現場采樣、實驗室儀器分析為主,存在著監測頻次低、采樣誤差大、監測數據分散、不能及時反映污染變化狀況等缺陷，難以滿足政府和企業進行有效環境管理的需求。如今環境在線自動監測已經成為有關部門及時獲得連續性的監測數據的有效手段。只需經過幾分鐘的數據采集，污染源的環境狀況信息就可發送到環境分析中心的服務器中。一旦觀察到有某種污染物的濃度發生異變，環境監測部門就可以立刻采取相應的措施，取樣具體分析。可見，環保監測無線數據采集傳輸系統最大的優勢便在于可快速而準確地獲得環境監測數據，以確定目標區域的環境狀況和發展趨勢。
一、系統總體結構
（一）現場數據采集終端部分。該終端主要是為了獲取現場各個監測儀器的數據、上傳并保存原始數據。包括：系統設置、數據顯示、數據查詢、數據傳輸等功能。（二）服務器中心信息分析處理系統。主要包括：數據接收，綜合查詢分析，系統維護和數據四大模塊。（三）通訊協議。現場數據采集終端與信息分析處理系統之間的通訊完全符合HJ/T212-2005《污染源在線自動監測（監控）系統數據傳輸標準》。
二、現場數據采集終端硬件設計
現場數據采集終端是基于微處理器的數據采集系統，主芯片采用的是的Atmel的32位微處理器AT91SAM7X256[2]，可處理從各種傳感器和分析儀采集的模擬信號和數字信號。整個系統由4部分組成，即電源、數據采集存儲、鍵盤顯示、GPRS無線傳輸。
（一）電源部分。系統選擇220V交流電輸入模式供電，再由開關電源轉換為12V直流作為系統總電源,再由各個轉換芯片為各部分電路供電。備電電源模塊采用12V5Ah的蓄電池，在外部電源切掉的情況下，可持續工作40小時左右，并且將掉電和上電狀態上傳給終端供用戶及時進行處理。（二）數據采集存儲。模擬量通道共11路，每路模擬通道可通過軟件或硬件跳線的方式提供兩種信號輸入方式（4-20mA、0-5V）。所有輸入信號均通過12位A/D轉換器每15秒/30秒掃描一次；數字量通道共5路，按照modbus協議進行通訊；開關量輸入通道共8路，可以讀取繼電器的工作狀態以監測接入設施的工作狀態；開關量輸出通道共4路用來控制相應儀器的電子開關或繼電器的開閉，來完成自動控制儀器的功能。數據存儲部分選用可編程閃速存儲器AT45DB321D，數據存儲量大,達到4M左右。（三）按鍵和顯示部分。數字鍵部分包括0-9，負號跟小數點，用來輸入數據；光標控制部分包括4個箭頭鍵：其中兩個垂直移動鍵和兩個水平移動鍵，顯示菜單時，垂直光標鍵進行選擇條目，水平光標鍵進行選擇類別。除此回車鍵執行進入子菜單/確定，退出鍵執行返回上一級菜單，BK執行退格功能。這些按鍵可以實現全部菜單操作。LCD選用常用的250*64模塊，通信是基于SPI總線。監測點相關信息如監測點名稱編號、污染源名稱及量程單位等可在這里進行設置，并且顯示所連接的監測儀器的實時數據、小時均值、日均值和月均值，還能顯示污染物的小時總量、日總量、月總量。（四）GPRS無線傳輸部分。本系統采用了Motorola公司高性能工業級GPRS模塊。這種模塊與UART連接。通過軟件實現AT命令，可以控制GPRS連網，發送短信，語音通話等，支持固定IP或動態域名尋址；支持多數據中心，自動切換。
三、服務器中心信息分析處理系統設計
包括在線監測數據接收，綜合查詢分析，系統基礎數據維護和數據四大模塊。其中數據接收是系統的核心，它連接著現場數據采集終端，將采集到的監測數據存儲至數據庫Orace10G，更新監控站點的在線情況，實現對數據完整性的判斷，發送補取數據指令，最大限度保證數據的傳輸率;綜合查詢分析是將各個監測終端的實時數據/歷史數據經過特定的計算，生成管理人員可以參考的數值，并將這些數值分類匯總，形成小時均值、日均值和月均值的報表,以便直觀的反映各企業的排污情況。系統基礎數據維護包括污染源信息維護，監測項目類型維護與管理門戶等功能。數據模塊是最終展示在用戶面前的數據形式，分為行政區域，地理信息系統，自定義分組，查詢分析，組態視圖五個部分，集中形象的把監測數據以不同方式展示給客戶，用戶只需打開瀏覽器即可查看。
參考文獻：
第6篇：無線數據傳輸范文
【關鍵詞】無線傳輸；傳輸距離；ZigBee；理論計算
1.引言
無線通信是近些年發展最快，應用最廣的通信技術，無線網絡技術包括藍牙、超寬帶、ZigBee和Wi-Fi等。ZigBee是一種新興的無線網絡技術，它是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議，其特點是距離較遠、低復雜度、自組織、低功耗、低速率、低成本。因此比較適合研究無線通信距離短的問題，可以更好地分析影響傳輸距離的因素，所以本文就以ZigBee技術為例，根據一些理論公式進行計算分析影響無線傳輸距離的因素，希望為以后無線模塊的選用提供參考。
2.ZigBee應用電路設計
為了測試ZigBee在應用中的傳輸距離，設計了基于ZigBee的無線傳輸模塊裝置，用于測試ZigBee實際的傳輸距離。如圖1所示，左邊為無線終端模塊整個電路組成框圖，用于接收從中心模塊發送過來的數據，右邊為中心模塊，與ZigBee基板相連，通過上位機給終端模塊發送數據。ZigBee模塊具有自動組網的功能，當中心節點工作之后，它會自動尋找終端節點進行組網。如果終端節點能夠接收到組網信號，則終端節點的ZigBee模塊就會產生組網端口上的壓降，這個壓降信號就傳遞到觸發器，觸發器打開模擬開關，這樣指示燈的壓降產生，指示燈開始工作，這就表明ZigBee模塊組網成功，既可以開始通信。
3.因素分析
3.1 實際傳輸距離估算方法
IEEE組織根據802.15.4a信道的特點，在實際環境中進行了實際測量，構建了基于802.15.4a心道、適于UWB（2～10GHz），100～1000MHz的信道傳輸損耗模型，其基本模型信道損耗計算公式為
其中Pt為發射機發射功率，發射機和接收機的距離為d，接收機的功率為Pr，收發天線的增益為Gr，Gr，Aant為天線衰減因子，S為損耗計算的標準方差，n為距離損耗為考慮頻率影響修正系數，d0為參數距離等于1m，fc為參考中心頻率等于5G修正系數，kHz（UWB2～10GHz頻段），PL0為參考距離下的損耗大小。與自由空間傳輸方程相比考慮天線收發耦合損耗、反射折射引起的傳輸損耗與距離頻率的變化系數。
對式（1）進行推導得出最大距離方程為：
由上述公式我們可以得知，影響因素包括為天線衰減因子，損耗計算的標準方差，距離損耗為考慮頻率影響修正系數，參考距離下的損耗大小等，下面就通過實際測試具體分析各個因素對無線傳輸的影響。
3.2 具體因素分析
下面通過實際測試得到實驗數據對ZigBee傳輸距離進行比對分析，用上述介紹的實驗裝置測試ZigBee實際的傳輸距離。表2中列出了實驗中模塊的收發功率，收發天線架設高度，天線衰減因子，收發天線增益，參考距離下的損耗大小，損耗計算的標準方差，行為距離損耗修正系數，頻率影響修正系數，天線的饋線長度，天線的架設高度等各種影響因素。
表2中第一組和第二組數據對比，收發天線的架設高度對無線傳輸的距離有著重要影響，天線架設高度不同，損耗計算的標準方差和距離損耗修正系數不同，收發天線的架設高度增加了兩米，則傳輸距離提高了122米，增幅為88.4%。
第二組和第三組數據對比中可以看出，天線的架設高度相同，無線的工作環境的不同，傳輸距離也不盡相同，工作環境的不同，損耗計算的標準方差、距離損耗修正系數不同和頻率影響修正系數都不相同，這導致在復雜環境中，無線傳輸的距離大大縮短，僅為戶外廣闊環境中的53.1%。
第二組和第四組數據得出，天線的增益是影響傳輸距離的最重要因素，發送天線增益增加八倍之后，傳輸距離提高了4倍，同時也說明天線增益和傳輸距離之間不是簡單的線性關系。
第一組和第五組數據顯示，在天線的外配饋線增加時，傳輸距離也會相應縮短，在天線增益、工作環境和天線架設高度都相同的情況下，發送天線加長6米饋線，天線衰減因子變大，導致傳輸距離縮短了48.6%。
第四組和第六組數據顯示，其他影響因素相同的條件下，饋線延長6米，傳輸距離縮短了22.7%。同時和第一組、第五祖對比得出，饋線在影響傳輸距離中遠沒有天線增益對傳輸距離的影響大。
在實際測試中所得到的數據，都經過了實際傳輸距離估算方法的計算，表2中給出了理論計算和實測值之間的誤差，誤差都在5%以內，說明測試得出的數據真實可靠。
4.結束語
本文通過自行設計的ZigBee裝置實際測試了此裝置的傳輸距離，并根據估算公式對其影響因素作了具體分析，最后分析我們可以得知，收發天線的增益是影響無線傳輸距離最重要的因素，其次為天線的架設高度，然后為工作環境，最后是天線的饋線長度。因此為了提高通信距離：第一，最好使用增益大的天線；第二，盡可能的提高天線的有效架設高度；第三，遠離干擾較大的工作環境；第四，盡量縮短發射端的饋線長度等這些措施。這樣可以提高無線通信的穩定性和可靠性。
參考文獻
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第7篇：無線數據傳輸范文
關鍵詞： 無線射頻模塊； GSM/GPRS模塊； 分布式探測器； 數據傳送
中圖分類號： TN911?34； TP391 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）19?0095?04
0 引 言
在一個廣闊區域內對某些參數進行長期動態監測，需要在該區域中的多個不同位置設置監測點用以采集相應的數據。將每個測量點的數據向數據中心匯總，通過對這些數據的綜合分析，進而還原出該區域的某些特征，得到客觀的結果，為工作的展開打下基礎。
采用人工巡查方式進行數據匯總相對初級；先進一些的采用有線傳送，但有時會受到客觀條件的限制而無法實施；更高級的一般采用無線方式傳送。
采用無線方式的數據傳送，不僅可以降低勞動強度，而且節省布線成本，環境適應性好。以這種方式構建的平臺，可用于氣象觀察、環境監測、交通管理、遠程計量等。下面以構建的、用于水環境監測的分布式智能傳感器的數據傳遞為例，介紹和比較了三種無線數據傳送方式。
1 分布式探測器系統
分布式探測器系統由廣為分布的智能傳感器單元、無線傳輸網絡、數據中心主控計算機等組成，如圖1所示。
分布在監測點的傳感器和帶有CPU的本地控制器形成一個“智能傳感器”單元，除了可以獲取探測信號外，還能對探測到的信號進行初步處理，并可與外界進行數據通信。
數據中心主控計算機，用于接收和處理來自不同測量點的智能傳感器傳回的數據，并可向智能傳感器單元發送控制指令。
無線傳輸網絡，為數據中心主控計算機與各個“智能傳感器”的溝通提供了條件。
水環境監測智能傳感器主要以光學方式對水中成份進行采樣，提取光譜信息。該智能傳感器由以下幾部分組成：本機控制單元、光學傳感器組、信號調理單元、數據發送/接收單元等組成，如圖2所示。
本機控制單元：由單片機STC12C5610AD擔任，負責電源管理、接通傳感器、啟動數據轉換、數據儲存、控制數據的發送接收等。單片機STC12C5610AD特點：1T周期，10 KB FLASH ROM，786RAM， 15個I/O，片上帶有8路10位A/D轉換器，UART口等[1]。
傳感器組：包含光電發光管、光電接收管等。
信號調理單元：含有程控放大器等，可以將接收到的信號進行放大、整形。調理后的信號進入A/D轉換器，將模擬信號數字化，從而方便數據保存和傳送。
數據發送接收單元：通過無線傳送模塊，將來自傳感器的數據以無線方式發送出去，或接收來自控制中心的遠程命令。
將多個這樣的“智能傳感器”單元分布在廣闊的江、河、湖面上的不同區段，中心控制計算機接收來自不同區段傳感器的測量信息，從而對區域內的水環境進行動態監測。
2 三種無線傳送模塊的功能比較
“智能傳感器”與遠端的數據中心采用無線方式交換數據。常用的無線發射模塊有：嵌入式無線射頻數傳模塊；GSM短信模塊；GPRS模塊。
嵌入式無線射頻數傳模塊：一般含有高速單片機和高性能的射頻芯片[2]，具有UART接口，采用GFSK的調制方式，工作頻率為418～455 MHz，空中傳輸速率2 400～9 600 b/s。優點是體積小，可以方便地嵌入到測量系統中，數據傳送透明，軟件開銷小，一對這樣的模塊就可構成雙向無線發送?接收系統。但是，無線射頻數傳模塊數據傳輸距離相對較短，一般只有幾百米到幾千米的距離。
GSM（Global System for Mobile Communication）短信模塊：具有UART 接口，為其配備一張SIM卡后，可以通過該模塊收發短消息，從而與同樣配備該類型模塊的數據中心建立聯系。本地測量系統中的CPU通過UART口，以AT指令操作GSM模塊，控制數據接收和發送。因為利用的是GSM網絡，所以數據傳送距離幾乎不受限制[3?4]，只要有手機信號的地方，就可互傳數據。由于數據是通過短信息中心間接傳送，具有非及時傳送的特性，因此，適合應用于實時性要求不強的數據傳送。利用GSM短信傳遞數據，必須按要求將數據翻譯成GSM網絡所能識別的格式，因此額外增加了軟件開銷。
GPRS模塊：GPRS是通用分組無線業務（General Packet Radio Service）的英文簡稱[5?6]，是在現有的GSM 系統上發展出來的一種新的分組數據承載業務，該技術以分組交換為基礎，能夠在移動用戶和遠端的數據網絡之間提供一種連接，從而給移動用戶提供高速無線IP和無線X.25業務，通過GPRS模塊可以方便地與互聯網對接。本地測量系統通過UART口連接GPRS模塊，并以擴展的AT指令操作GPRS模塊，向連接在因特網上的數據中心發起連接，一旦建立連接，永遠在線，數據傳輸速度快，實時性好[6]。相對于GSM，GPRS擁有171.2 Kb/s的訪問速度，快10多倍；GPRS只需要極短的時間就可以訪問到相關請求；GPRS按數據流量計費；GPRS對于網絡資源的利用率遠遠高于GSM。目前，大多數GPRS模塊內嵌有TCP/IP協議，這為編程開發提供了便利。
3 分布式探測器系統中無線模塊的連接
3.1 智能傳感器端
智能傳感器單元中的CPU帶有UART口，而前述3種無線模塊一般也都帶有1～2個UART口，因此傳感器單元中的CPU與無線模塊通常以UART口連接。CPU控制并通過該模塊與外界交換數據。
3.2 數據中心計算機端
在數據中心端，連接方式因不同類型的無線傳送模塊而有所不同。
如果采用射頻無線數傳模塊交換數據，需要將數據中心計算機的RS 232串行接口的電平轉換為TTL電平，然后與一個射頻無線模塊的UART口連接。
如果采用GSM模塊進行數據通信，由于GSM模塊一般帶有RS 232接口，因此數據中心計算機與GSM模塊可以直接通過RS 232相連[7]。
在GPRS方式下，智能傳感器可以通過移動互聯網與數據中心計算機進行通信。數據中心計算機端需要具有獨立的IP地址，并連接在互連網上。
4 無線收發控制及其數據識別
前面分析了3種無線數傳模塊各自的優缺點。下面分別介紹這3種模塊在分布式系統中如何受本地CPU的控制、以及如何進行數據收發。
4.1 采用嵌入式無線射頻模塊交換信息
采用嵌入式無線射頻模塊的分布式系統中，要求所有模塊以相同的工作頻率工作[1]。
由于分布式系統中含有多個智能傳感器單元，為了識別信息來源，必須為系統中的每個傳感器和數據中心控制計算機進行統一的物理編號。例如，編號0代表數據中心計算機，編號1～255 代表1～255號傳感器。因此在傳送的信息中，應包含來源、目標等識別碼。例如，表1為定義的一種數據信息格式。
結束符：表明本段信息結束，結束符用2 B的16進制數 0XFF，0XFD表明。
在智能傳感器端，本地CPU通過UART口與無線射頻模塊相連。通過向UART口寫入和讀取如表1所示格式的信息，本地CPU與遠端計算機建立了聯系。
在數據中心控制端，也是通過一個無線射頻模塊接收和發送數據的。根據來源編號，判斷信息來自于系統中的哪一個智能傳感器；如果要發送信息，信息中的目標編號指明信息流向，從而可以控制對應的智能傳感器。
對本地CPU和遠端數據中心計算機而言，無線射頻模塊是透明的，所有數據傳送只針對串行口進行操作。無線射頻模塊相當于延伸了RS 232數據線的長度。
4.2 采用GSM模塊短消息方式
分布式系統中的每個智能傳感器和數據中心計算機都各自連接一個GSM模塊，模塊中的SIM卡的號碼具有惟一性，因此分布式結構中的模塊通過移動通信網絡可以相互訪問，信息傳遞流向明確。以串行方式與GSM模塊連接的智能傳感器或計算機，通過AT指令對GSM模塊進行控制，讀取和發送短信。根據設計好的約定格式，短信內容既可以是采樣得到的數據信息，也可以是計算機對智能傳感器的設置命令。控制GSM模塊發送和接收短信的常用AT指令見表2[8?9]。
GSM模塊收到短信后，會返回如下信息： +CMTI：“SM”，[N，]其中[N]代表接收到的短信的保存序號。智能傳感器中的CPU或數據中心計算機通過串口對模塊執行AT+CMGR=[N]命令，模塊將返回短信的具體內容。例如數據中心計算機執行AT+CMGR=[N]命令，返回如下信息：
+CMGR："REC UNREAD"，"13405180853"，""，"12/10/23，16：35：28+32"
TF?GSM 2： 3E057001_4B00
返回信息的第一行，包含了信息來源的模塊號碼、接收日期、時間等；第二行開始為接收到的實質內容。
按照約定的方式，對實質內容進行解析，其中“TF?GSM”為特征碼；“2”表明信息來自第二個傳感器（號碼13405180853）；“3E057001_4B00”為傳感器測量得到的數據。
GSM模塊只對訪問本機的信息作出響應，但可能受到垃圾短信干擾，因此在有效信息中一般加有約定的編碼前綴，如TF?GSM，用以識別信息的有效性。
由于在SMS（Short Message Service）協議中，每個短消息的信息量[3]被限制為140 B，因此，如果數據量較大，必須分幾段傳送。
中心計算機數據接收軟件界面如圖3所示。
4.3 采用GPRS方式的數據交換
4.3.1 智能傳感器端
本地CPU通過UART口連接GPRS模塊，執行擴展的AT指令，向具有獨立IP地址的數據中心計算機發起連接。一旦連接成功，就可相互發送/接收數據。
以SIM900A GPRS 模塊為例[10]，如果數據中心主機IP地址為“202.119.45.28”，程序端口為60000，通過指令（AT+CIPSTART =“TCP”，“202.119.45.28”，“60000”）發起連接；一旦連接成功，可以通過（AT+CIPSEND）指令，發送無固定長度數據。
智能傳感器通過GPRS模塊與數據中心主機建立連接后，一旦有主機發來數據，GPRS模塊會通過串口立即返回接收到的數據，本地CPU讀取該數據，就可執行來自數據中心的相應操作。
4.3.2 數據中心計算機端
連接在互聯網上的數據中心計算機，對特定端口進行偵聽，響應連接請求。連接成功后就可進行數據收發。
中心計算機根據端口號判斷信息來源；向某端口寫入數據，則是向與之對應的智能傳感器發送控制命令。
5 結 論
本文分析比較了3種無線傳輸方式，并給出了各自在分布式系統中的實現方法。其中無線射頻模塊使用起來相對靈活，不依賴移動營運商，但是傳輸距離比較短；采用GSM/GPRS模塊，傳輸距離幾乎不受限制，但GSM短消息方式實時性不高，有些場合不適合；GPRS方式，與互聯網對接，永遠在線，傳輸速度快，實時性較好，通信費用低。
依據不同現場條件，上述3種方式分別在分布式“水環境監測”系統中進行了試驗，都取得了理想的數據傳輸效果。
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第8篇：無線數據傳輸范文
面向Java手機GPS數據采集與無線網絡傳輸系統使用的硬件平臺為Java手機（如MotoI.ola388、A388c、Nokia921D等），目前的Java手機操作系統都支持標準的J2MEMIDP1.0Java標準。GPS為MotorolaM12GPS模塊，網絡通訊介質為GPRS。
目前，GPSOEM數據接收模塊的制造技術比較成熟，市面上的產品較多(如Motorola、Tremble等）幾乎所有GPSOEM模塊都支持波特率為4800bits/s的NMEA0183協議。此外，為了提高GPSOEM模塊與相關設備的通訊效率，多數GPSOEM模塊還提供了更高效的通訊數據格式與控制命令61。如MotorolaM12GPS模塊提供了9600bits/s、57600bits/s、115200bits/s等GPS數據通訊速率，以及更高效緊湊的GPS二進制方式的定位數據信息、更精細的二進制控制命令等，所有這些新増特性非常適合小型、嵌入式設備(如Java手機)對GPS數據的采集。
Java手機提供了用戶GUI、內部RMS數據庫、TCP/IP、Http網絡通訊、串行通訊協議等API。基于這些API,開發人員可以開發出各種無線應用程序(如網絡游戲、數據采集等)。由于Java語言特有的跨平臺特性，遵行J2MEMIDP1.0標準的Java應用程序幾乎可以在所有不同廠家、不同型號的Java手機上運行，因而Java手機應用程序兼容性特別好。作為移動用戶定位用的GPS數據格式比較簡單，而且數據量也不大，簡單的經祎度定位坐標信息不過幾十個字節，因此，可以直接使用Java手機采集、存儲、傳輸GPS數據。
目前，國內支持無線數據通訊的網絡有GSM、GPRS(generalpacketradiosrvice通用分組無線業務）、CDMA、CDPD等。其中，GPRS具有高速傳輸、永遠在線、按量計費和自如切換等優點，其峰值數據傳輸可達53.6Kbps,超過GSM技術的3~5倍。因此，GPRS數據的傳輸速度完全可以滿足GPS空間定位數據傳輸的需要。
1系統體系結構設計與實現
系統米用Java手機與通過GPS串行通訊口采集GPS數據。Java手機將采集的GPS數據通過以下兩種方式傳輸：①通過串行通訊將GPS數據傳送到PC臺式計算機上，并以數據文件OJTF-8)格式存儲；②直接利用GPRS或GSM網絡以SMS方式將采集的GPS數據直接提交到Internet上，這種方式非常適于對重大險情精確地點的報警(圖1)。
結構，系統由移動客戶層、GIS應用服務層和數據庫層組成。服務器采用支持J2EE的Weblogic7來構架，并管理Web應用程序和數據庫;數據庫采用MYSQL支撐。同傳統WebGIS相比較，此系統網絡客戶端為Java手機用戶，系統通訊介質為無線GPRS網絡(圖2)。
1.1移動客戶層
移動客戶層是具備GPRS數據通訊Java手機(如Motorola388、Nolda9210等）以及與其相連的GPS模塊，負責采集移動用戶的GPS定位數據和其他相關信息(如地名)。移動客戶層提供了與用戶交互的GUI,用戶可以填寫地名，將地名與采集的GPS定位數據對應存儲。該數據存儲于Java手機，或直接通過無線互聯網將數據提交給GIS應用服務層。移動客戶端的軟件可以通過PC機與Java手機通過串行通訊、紅外線通訊安裝，或利用J2ME的OTA功能直接通過GPRS自動下載到Java手機，并完成客戶端軟件的安裝。
1.2GIS應用服務層
由于本系統只涉及GPS數據的采集與無線網絡傳輸，該GIS應用服務層的功能比較簡單。從功能上主要分為兩大部分：①OTA服務器構架，它屬于GIS應用服務的表示層，用于為移動客戶端提供客戶端軟件的傳輸，通常移動客戶端獲取客戶端軟件后，就不再與OTA服務器構架通訊;②GIS邏輯事物層，它負責與移動客戶交互，將數據校驗并寫入數據庫層的數據庫。應用服務層的功能通過部署在Weblogic7上的JSP網絡應用程序實現對客戶端的響應，完成對數據庫的操縱。
1.3數據庫層
本系統選用MySQL系統來存儲管理數據庫。MySQL是一個真正多用戶、多線程的SQL數據庫服務器。MySQL由一個服務器守護程序MySQL和很多不同的客戶程序及數據庫組成。WS應用服務層通過MySQL的JDBC驅動程序實現對采集的GPS數據的存儲。其邏輯層之間的關系見圖3從邏輯功能上區分GIS應用服務層與數據庫層是兩個獨立的實體而其物理結構可以位于同一臺網絡服務器。
2試驗與分析
系統的試驗主要圍繞Java手機對GPS數據的采集以及GPS數據無線網絡的傳輸這兩個核心內容進行。試驗中使用的Java手機是Motorola388，GPS為MotorolaM12通訊網絡為GPRS。Motorola388是摩托羅拉公司2002年推出的集PDA與傳統通話于一體，支持J2ME的手機，其屏幕分辨率為240X270,可以顯示16級灰度的PNG圖像。Motorola388的內置Java虛擬機支持標準的J2MEMIDP1.0、LWT用戶GUI顯示、標準的串行通訊、GSM/GPRS無線網絡通訊以及Http協議。系統為Java應用開發人員提供了640K的應用程序運行內存和1.4Mb的數據存儲空間。而M12GPS也非常適合與Java手機數據通訊[5。
2.1Motorola388對GPS數據的采集試驗
2.1.1Motorok388與M12GPS采用NMEA0183協議通訊
使用MotorolaM12GPS的二進制控制命令40404369012B0D0A(十六進制數據)，將GPS數據的數據格式轉化為NMEA0183格向通訊，即M12GPS不停地發送NMEA0183定位信息數據，Motorola388只需截獲所需的定位數據即可。打開Motoiola388串口，對GPS數據進行讀取，Motorola388幾乎每次都出現系統掛起或串行通訊超時等現象。其主要原因是：M12GPS數據的輸出速度與Motorola388對串行通訊數據處理的速度不匹配造成的，Motorola388無法及時處理GPS發送來的大量數據，從而被GPS數據“淹沒”，導致系統掛起。該現象是Motorola388以及其他Java手機共有的特性，與筆記本電腦、PDA對GPS串行通訊數據處理性能完全不同。
2.1.2Motorola388與M12GPS交互通訊
為了避免Motorola388在對M12GPS數據采集的過程中GPS數據傳輸與Motorola388數據接收、處理速度的不匹配，通訊雙方只能采用握手交互通訊的方式，才能完成數據采集與處理。即Motorola388向M12GPS發出定位數據請求命令，M12GPS模塊返回給Motorola388定位數據，通訊的雙方在雙向交互中完成數據傳輸，從而解決了在串行通訊中Moto：rok388被M12GPS數據“淹沒”的問題。
將Motorola388與M12GPS的通訊速率切換到9600bit/s,Motorola388通過串口向M12GPS發送M12格式定位二進制控制命令:40404862002A0D0A(十六進制數據）Motorola388可以迅速、準確地獲得M12GPS發細的數據格式說明可參閱M12用戶手冊。將Motorola388對串口的GPS數據讀寫頻率，分別按照每次讀寫間隔時間為1s、2s、3s、4s頻率讀寫50次測試，對讀取的數據按照數據自身的Checksum校驗[51，得到有效的GPS數據，結果如表1所示。
考慮到GPS模塊自身解算定位數據的錯誤，對于計算能力有限的Motorola388手機，串口GPS的讀寫頻率至少要間隔3s,過高的采樣頻率要消耗大量的系統資源、手機電源電能、GPS電源電能，并沒有很大的實際意義。因此，Motorola388可以完全滿足導航與車輛監控對GPS數據采集的要求。
2.2GPS數據無線網絡的傳輸
目前，GPRS無線網絡的實際傳輸速率在30Kbit/s左右，而GPRS手機與特定網站的交互速度取決于GPRS手機到該網站的路徑、路由的速度、網站服務器的硬件性能、服務器的負荷等諸多因素，很難得到一個確切的數據傳輸速率。237.117進行數據傳輸（圖5)通常在6~10s以內(包括了傳輸到服務器，服務器返回信息給用戶）Motorola388手機可以將數據傳輸到服務器，并返回服務器響應信息。
第9篇：無線數據傳輸范文
無線網絡在網絡協議中規定的安全體系主要是WAP中規定的應用。主要是保障數據通信在保密性、真實性、完整性以及不可否認性四個屬性中的安全。保密性主要是從數據加密技術上來進行保障與防御,保密性是為了確保個人隱私不被截取或者中間閱讀,通過強密碼加密明文致使明文不可能被別人截取,除非在接受者能夠獲取口令的情況下,否則密鑰保護足以抵擋被入侵的風險。為此,無線網絡安全體系必須保障加密系統在理論上是不可攻破的,其次是在實際操作中也是不可攻破的。系統不能依賴于自身密碼的保護,而應該依賴于密鑰的保護,否則當前的黑客軟件配上密碼表通過最笨的方法也能夠不斷的測試出其中的密碼設計;真實性是用來確保信息人的身份內容,它同樣是一種技術,是為了在無線網絡應用中確定對方同樣為身份識別人的一種要求;完整性相對于安全體系來說是要確定所接收的數據是原始的,完整的,在其數據傳輸過程的中間環節沒有被修改過。
通過數字簽名等技術制約可以降低完整性不足的風險,在大多數的網絡攻擊情況下,完整性的重要意義甚至高于保密性,這說明一個問題,我們所保密的不一定的完整的,而完整的起碼是保密的;不可否認性的意義在于強調認證系統的安全性,即整個安全系統的認證是無法被篡改的,考驗這種安全性的內容主要有,確認信息的不可更改性和不能抵賴性,接受者能通過驗證并合法,其他人無法更改和否定信息等內容。除了數據通信的安全性外還需要無線網絡的安全性保障與防御,即無線傳輸層的安全保障。無線傳輸層的安全保障(WirelessTrans-PortationLayerSeeurity)主要包括無線傳輸層的規范、無線傳輸層的結構、真實性、密鑰交換、完整性與保密性。無線傳輸層通過安全連接來保證層級規范協議的有效性,通過將客戶與整個安全網絡的連接來保障協議的實現。通過控制網關使用參數的可能性,確保數據的安全。
協議規定要求雙方安全協商,只有本區域的網絡代表才能夠有資格進入協商層級,從而在虛擬的結構中實現了有線網絡式的單線單網。客戶與網絡兩個終端間也能夠有效的互相驗證。無線網絡的結構是一個層級協議,握手、報警、密鑰交換以及應用使得結構趨于完整。無線網絡中的真實性是通過網絡證書來實現的,通過網絡證書的交換,實現了應用網絡中的真實性確認;無線網絡中的完整性則是通過信息驗證程序來進行維護和保障,通過不同的計算方法來實現網絡完整;無線網絡中的密鑰交換是一個關鍵步驟,是無線網絡安全性的一個具體保障措施,首先是Server發送一個Server密鑰交換信息,通過計算的方式轉移到客戶層面,客戶也通過相應的的計算機輔助計算來實現密鑰的交換,雙方互相驗證,獲得通關密碼的生成;最后,主密碼通過20字節的序號加諸于計算公式中得到保密性驗證。這便形成了一系列的無線網絡安全定制,從而有效的保障的無線網絡數據傳輸的安全保衛與防御工作。
