近距离高速无线数据传输系统分析

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1、中北大学学位论文1．1本课题的研究背景及意义1绪论在军事战争中，由于大当量航弹、云雾弹、气浪弹和核装药战斗部的出现，爆炸冲击波成为武器的重要杀伤因素，是兵器测试的重要研究对象n1。近十多年来，国内外研究人员利用各种测试方法对爆炸冲击波进行了大量的研究。这些测试方法主要包括：等效靶板法、等效压力罐法、生物试验法、光电测试法、引线电测法、存储测试法等瞳L∞1，其中引线电测法和存储测试法较为常用。引线电测法是将压力传感器置于爆炸测试现场，前置适配器、瞬态信号记录仪及计算机等二次记录仪表置于远离现场的测量室，爆炸冲击波作用于压力传感器所产生的电信号通

2、过长电线传输到测量室的测试仪器上，经适配器转换放大后由瞬态记录仪进行数据采集和存储记录，最后由计算机对测试数据进行分析处理和再现。该测试方法将传感器与后续适配电路分离，信号通过长电缆传输，因此存在以下缺点：·干扰噪声大：爆炸冲击波通常伴随有强火光、强冲击波场和强电离场，这些都会严重干扰被测信号。另外，冲击波作用于信号传输电缆会因“电缆效应”产生虚假信号，从而叠加在被测信号上引起干扰。·容易误触发：由于电测法不能有效抑制冲击波场产生的噪声，致使测试系统往往误触发，从而导致测试失败。·系统标定和校准复杂：组成测试系统的压力传感器、信号传输电缆、前

3、置适配器、瞬态信号记录仪等彼此都是分离的，整个测试系统的标定繁琐，校准困难。·现场布设不方便：冲击波破坏性较大，尤其是大当量航弹、云雾弹等静爆冲击波超压高，且有碎片，传输电缆及其接插件常常遭到破坏，并且传输电缆及其接插件的质量、爆炸现场电缆的安装敷设工艺直接影响到测试数据的精度，因此现场固定和保护要求高，造成布设非常不方便，并且数据捕获率较低。总之，引线电测法采用有线数据传输的方式，长电线则成为整个测试系统的薄弱环节。中北大学学位论文存储测试法是把传感器、适配电路、A／D转换器、存储器、控制电路、接口电路以及电源等集合在一起，组成一个微型化测

4、试系统H1。在实际应用中，要将存储测试系统预先置入被测环境，待记录完毕后回收测试系统，以读取测试数据。存储测试技术具有体积小、低功耗、抗干扰、不需要外接引线等特点，比较适合冲击波场的测试。由于采用提前置入事后读取数据的方法，现行冲击波场存储测试系统存在两点不足：①无法实时监测系统状态：测试系统置入爆炸现场后，就无法确知系统状态，虽然可以通过外设状态指示的方法，但仍不能满足实际测试的需要。②不能第一时间获取测试数据：爆炸结束后，需要回收测试系统，才能读取存储数据。回收过程可能存在耗时长、回收困难或意外掉电等风险。总之，存储测试法采用事后读取的有

5、线数据传输方式，避免了系统分离、长电线传输等问题，有效克服了引线电测法的缺点，是一种较理想的冲击波测试方法，但在系统智能化、数据传输等方面仍存在一些问题。从以上分析可以看出，现行的冲击波测试方法都是基于有线的数据传输方式，众多的线缆不仅带来布线复杂的不便，而且存在着短路、断线隐患、成本高、易老化等缺点，错综复杂的线路还给系统的调试和维护增加了难度。因此，需要迫切研究一种便捷的、能够实现数据传输的无线通信技术，以满足冲击波测试智能化、高效率的要求。无线通信技术与有线通信技术相比，具有许多突出的优点：首先，无线通信技术可降低投资成本，支持冗余连接

6、配置，数据可达性强，且数据有多条通道可以抵达目的地；其次，它具有成熟可靠的系统安全体系，不会因系统增大而出现不可预料的故障；接着，它可实现远程访问、远程诊断，具有互操作性等等。尤其是在有线网络不通畅或者现场环境因素的限制不便架设线路的情况下，使用无线通信技术进行数据采集、传输则显得更加实用、高效、快捷瞄1。正是无线通信技术所具备的这些优点使其在各行各业得到了广泛的应用，并取得了引人瞩目的成果，但在冲击波测试等军工项目中鲜有应用。倘若将无线通信技术引入到冲击波测试当中，将会组成一个完善的冲击波测试解决方案。本课题就是在冲击波测试背景下提出的，课

7、题将存储测试技术和新兴的近距离无线通信技术相结合，力图以现场设备的无线化来解决由线缆带来的诸多问题。2中北大学学位论文1．2近距离无线通信技术的现状与发展趋势随着移动通信需求和远程数据采集量的增加，加之有线传输的费用日益增长，人们正逐渐认识到在许多测试领域采用无线传输的必要性。在过去的几年中，无线通讯领域取得了很大的进展，这其中包括数字电路和射频电路制作工艺的进步、低功耗电路、高能电池以及微电子技术的采用。以上诸多方面的发展使移动通信设备更加灵巧、经济、可靠。与上述技术一样，数字通信技术和数字调制技术的发展也发挥了很大的作用，它们使无线通信网

8、络向更加经济、更加容易操作的方向发展。所以如果我们能够很好地了解无线通信的基本原则以及这些技术的特点，就能更好地理解并完成测试数据的无线传输。无线通信技术可分为两大