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1、第30卷第7期电子工程师Vol.30No.72004年7月ELECTRONICENGINEERJul.2004基于无线通信网络技术的远程监控系统1211房新兵,瞿元新,赵文华,罗汉文(1.上海交通大学,上海市200030;2.中国卫星海上测控部,江苏省江阴市214431)【摘要】中国卫星海上测控部多艘“远望号”测量船装有多套不同型号和规格的大型测控设备,对塔标校需求频繁,而且都是移动对象,因此,需要设计和研制一套能长期使用、连续工作能力强、各设备可综合利用的无线远程监控系统。文中简要分析了“远望”号远洋航天测量船船载无线电测控设备在出海前对塔标校的总体需求,在分析扩频技术特点的基础上,探讨了利
2、用扩频技术实现标校塔远程监控系统工程的可行性,给出了远程监控系统的软件和硬件设计方案,并提出了结合网络技术对系统进行改进的设想。关键词:无线通信,局域网,远程监控中图分类号:TP871a)船靠码头期间,各船各设备对塔的方位角不相0引言同。在对塔标校时,要求标校塔电标尽量覆盖到30°随着网络技术的飞跃发展,远程监控或远程设备角度,相应的光电标所在平面法线方向必须对准测控维护已成为可能,这样,可以在降低设备维护费用的同设备天线,因此,标校塔系统要具有多船共用性和相对时,提高工作效率。另外,随着无线扩频通信技术的应准确性,即要求监控信息相对全面准确。用,增加了系统的灵活性,对于一些特殊场合以及需要b
3、)各船各设备对塔标校的时段相对集中,特别是移动的对象,是一个较为理想的解决手段。校飞准备、系统联调和试验任务准备阶段,测控设备对中国卫星海上测控部多艘“远望号”测量船装有多塔标校项目多、用时长,因此要求标校系统具有较强的套不同型号和规格的大型测控设备,对塔标校需求频时效性和连续工作的能力,即要求监控系统安全可靠,繁,而且都是移动对象。随着我国航天测控事业的发实时性好。展,高效率、高质量地完成后续任务准备工作显得尤为c)各船各设备在对塔标校过程中,需及时了解塔重要。因此,设计和研制一套能长期使用、连续工作能上设备的工作状况并进行实时控制,例如点频切换、应力强、各设备可综合利用的无线远程监控系统是
4、非常答/信标切换、增益控制、电平调整、相应标志灯的开/必要的。关等。这就要求监控系统综合性高、可扩充性强。基于上述分析,应当充分考虑采用无线通信网络1测控设备对塔标校的总体需求技术设计该标校监控系统。中国卫星海上测控部所属的测控设备对塔标校系2无线扩频通信系统的初步设计统布置示意图如图1所示。在无线电测控设备的标校系统中,远程监控选用了无线扩频通信与网络控制一体化的方案。它的优点是:独立于其他系统,保证系统的自主性;有较高的传输带宽,保证了系统的实时性;有较好的隐蔽性,抗干扰能力强,保证了系统的安全使用。2.1扩频通信的基本原理扩频通信的原理是,无线电信号功率分散在很宽图1对塔标校系统布置示意
5、图的频率范围内发射,信号湮没在噪声中,在接收端又收拢到原来的频率上。其优点是:抗干扰能力强、安全保测控设备对塔标校的总体需求分析如下:密性好、抗多径能力强,并且功率密度谱低,无须申请专用频段许可证。收稿日期:2004203231·1·©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·测控技术·电子工程师2004年7月扩频通信系统的基本组成框图如图2所示,发端提供虚电路、差错控制等服务,从而保证了数据的可靠简化为调制与扩频,收端简化为解扩和解调。在正常传输。另
6、外,标校塔无线网络通信程序使用了客户/服工作时,要求接收端产生的伪随机码序列与接收信号务器模型,塔上计算机是服务器,船上便携机是客户中包含的伪随机码序列精确同步。机。程序的基本流程如下:图2扩频通信系统的基本组成框图2.2无线遥控标校系统的设计无线遥控系统由塔上计算机、数据采集与控制接口电路、船上便携机、无线收发装置等组成,见图3。由上可知:客户程序和服务程序的作用是非对称的,所以编码不同;服务程序要先于客户程序而启动。无线通信是系统可靠工作的一个重要环节。由于塔上设备是无人值守的,这样就要求当通信异常中断后,塔上标校监控软件必须具有自动复位并等待连接的功能。我们在软件调试过程中发现,当系统正
7、常通信中断(例如船上应用程序退出运行状态)时,塔上计算机能检测到通信中断并自动复位。但当通信异常中图3无线遥控系统组成示意图断(例如拔掉无线网桥的电源)时,塔上计算机就处于无限等待数据读取的状态,然后,当系统恢复正常时,无线收发装置的组成框图如图4所示,其中无线塔上和船上再也无法正常通信了。通过对软件进行分收发装置选用WaveLAN无线扩频通信产品。析,从通信机制上对软件进行了改造,由原来的同步通
