短距离无线通信技术研究现状

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1、1.1引言人类的日常生活、生产活动和科学实验都离不开测试和信息采集。信息采集就是获取信息，是对实际工作中物理、化学、工程技术等方面的参量和数值信息进行提取的过程。由于信息本身不具备处理、传输的功能，只能通过一定的手段和方法将信息转化为可知的信号，并进行传输。数据采集就是将外界或现场的被测对象中各种参量（可以是物理量，也可以是化学量、生物量等）通过各种传感元件进行适当的转换后，在经过采样、量化、编码、传输等步骤，最后送到控制器进行数据处理或存储记录的过程[1]。在数据采集系统中，控制器一般由微处理器、计算机承担，是数据采集系统的核心，它对整个

2、系统进行控制，完成对数据的采集，并对采集数据进行处理[2]。在数据采集和处理过程中，CPU对采集的控制和数据的传送都是通过总线或接口来实现的。数据采集系统涉及到传感器技术、模拟信号处理技术、模数转换和数模转换技术、信号处理技术、数据采集系统抗干扰技术、误差分析与处理、人机接口技术、数据存储与打印、数据传输技术、虚拟仪器技术等相关技术。随着科学技术的发展，尤其是计算机技术的发展与普及，数据采集技术将具有广阔的发展前景。在日常生活、生产活动中，环境中的温度指标在许多场合中都是重要的参数，需要对其进行采集和控制。温度参数很多时候用于对工业工场、仓

3、库管理、粮食蔬菜大棚、花卉温室、医疗制药等领域，需要对其监控，以达到生产生活需要，并及时对测试结果做出相应的处理。故研究温度数据采集系统具有很好的实际应用价值。随着科技的不断发展，传感器技术已成为国内外优先发展的科技领域之一，应用越来越广。温度数据采集的实现需要从对现场温度数据的有效获取开始，采用温度传感器能够实现对温度数据的有效采集及简单处理。随着集成芯片及各种无线技术的发展，针对一些现场环境比较复杂的地方，有线传输方式的布线会比较繁琐且不适宜在偏远、环境恶劣的情况下使用，而无线传输方式可以避免以上的问题[3]，且在采集点较多和需更换采集

4、位置的场合显得更为方便简单。1.2课题研究内容及意义温度在很多工业场合或生产生活坏境中具有重要的意义，这些环境中的温度指标或多或少的影响着生产的质量和产量，故研究温度数据采集系统具有很好的现实意义。在温室中进行温度数据的采集、测量及监控具有重要的意义。原始的温度测控系统一般是将所测得的温度数据通过有线的方式传输到监测房或上位PC机，这样的有线传输方式虽然在传输速度和运行可靠温度性方面有一定的优势，但其也存在不便的地方，如在环境比较恶劣或较偏远的地方，通过有线布线就显得尤为困难，而在温室、粮仓、及大棚等较扩散和时常变更测试位置的地方，有线布线

5、也会显得比较麻烦。而无线传输的方式就可以很好的解决这一问题。目前无线传输有很多种方式[4]，根据通信距离可以分为无线广域网（WAN）、无线局域网（WLAN）和无线个人网（WPAN）。GSM、CDMA和第三代移动通信技术（3G）能实现远距离的通信，属于WAN领域；WLAN和WPAN领域中，短距离无线通信技术有UWB无载波通信技术、ZigBee技术、WirelessUSB技术、蓝牙、Wi-Fi技术等。本文采用由无线射频收发芯片与MCU组成的无线通信模块进行温度数据的无线收发。具有低功耗的优点从而能够免除布线的麻烦，提高设备的可移动性，方便移动测

6、试位置和随时增减点采集数目。此种构成的无线的模块，在传输速度和可靠性等通信实现能力上能够基本达到有线通信的标准。本文单片射频收发芯片采用挪威公司的PTR2000，其可满足低功耗、开发周期短的要求且集成模块小，便于嵌入其他设备中使用。1.3短距离无线通信技术研究现状按照通信距离的不同，无线网络大致可以分为WAN、WLAN、WPAN三大类，他们之间的搭配组合，搭建了完整的无线网络体系，为不同需求的用户提供了不同的覆盖技术手段。在当前的远距离移动通信领域上，目前主流技术有GSM蜂窝通信系统、CDMA通信系统及第三代移动通信系统（缩称3G），这些手

7、段主要用于跨区域、国家的远距离通信；在当前的短距离无线通信领域上，目前主流技术有WLAN（无线局域网）、蓝牙(Bluetooth)技术、红外线技术、UWB、ZigBee、RFID等。WLAN技术作为3G网络的补充，主要用于固定且面积较小的区域，如：写字楼、小区、酒店、政府等，目前较常见的WIFI(WirelessFidelity)属于无线局域网(WLAN)的一种，通常是指IEEE802．11b产品，利用AP点进行短距离覆盖的新型局域网组建技术。主要特点是上下行速率高、保密性高、建网快速、移动性强、网络结构弹性大、组网方式多、组网成本低等，因

8、此具有良好的发展前景。蓝牙技术是一种将信息终端与通信采用无线连接的技术，如手机、笔记本电脑、台式电脑、打印机等设备，具有低成本高速率、多点连接、功耗小、抗干扰能力强等优点[11]