静载仪多点长距无线通信系统设计

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1、华中科技大学硕士学位论文端越远越好，通常达到1km。其工作示意图如图1-2所示。几十米至几百米测试负载待测基桩数据盒数据盒数据盒同轴电缆线米千至米百几工控机图1-2静载仪工作示意图远距离通信要求，使得通信线缆十分笨重，不便于携带和布线，而且成本昂贵。目前国内三家最大的岩土静载仪设计和生产单位——中科院岩土所、武汉岩海公司和徐州市建筑工程研究所，只有徐州建筑工程研究所一家研制了基于无线传输控制的静载仪系统JCQ-503E。然而该JCQ-503E系统采用GPRS无线通信模块，使用成本昂贵，不利于推广。

2、[3]基于以上原因，本课题拟在已开发完成的“近距离静载仪无线通信系统”的基础上，扩大静载仪系统的覆盖范围，并解决原无线系统多点通信的诸多问题，最终开发出一套具有实际应用价值的静载仪多点长距通信系统。2华中科技大学硕士学位论文1.2长距通信技术发展动态今天，各种各样的无线通信技术已经广泛应用于我们的日常生活之中，从文件传输到媒体分享，从楼宇对讲到手机通信，无时无刻不体现着无线技术的作用。无线通信技术的出现和发明，使生活变得更加自由自在。在工业应用中，无线传输技术也逐渐发挥越来越大的作用，在远程医疗监

3、护、工业远程控制等各种环境恶劣或其他不易实现有线通信的条件下发挥着重要作用。因此，研究无线通信技术十分必要。通常，根据传输距离的不同可以将无线通信技术分为短距通信技术（几米到几百米）、长距通信技术（几百米到几千米）以及超长距通信技术（几千米以上）。每种通信技术类型又包含众多实现技术，例如蓝牙Bluetooth和近距离红外IrDA等技术可以实现短距离通信，而短波通信技术、光通信、GPRS和CDMA等技术则可以实现长距或超长距通信。本文主要针对长距通信技术进行研究，并设计出一套适用于岩土静载测量系统的

4、长距通信系统。长距通信系统通常有以下特点：1.通信距离可达到1km以上；2.传输速率较低；3.无线发射功率较高；4.天线增益要求较高，保证信号稳定传输。1.2.1长距通信技术标准介绍长距通信技术种类繁多，而且随着通信技术的发展和演化，还会有越来越多的新技术出现。然而，每一种通信方式都有它自身的优点和缺点，关键在于所应用环境的具体要求和侧重点。常见的长距通信技术有微波通信技术，光通信技术，无线局域网技术和现有通信网通信技术（GPRS/CDMA）等。1.微波通信技术微波通信（MicrowaveComm

5、unication），使用波长在0.1毫米至1米之间的电磁3华中科技大学硕士学位论文[4]波——微波进行通信。利用微波进行通信具有容量大、质量好并且传送距离远的优点，因此是国家通信网的一种重要通信手段，也被普遍适用于各种专用通信网。本课题所采用的就是433MHz的微波通信技术。目前市面所流行的长距无线数传模块，如上海桑瑞1100A和敏阳SUNRF_2051数传模块，都存在通信速率低的问题，仅能达到1.2kbps，远无法满足静载仪系统的使用需要，因为静载仪系统中要求无线数据传输速率至少大于4.8kb

6、ps。同时，普通的无线长距模块也无法解决多个静载仪网络同时进行通信的问题，当多个网络进行通信时，会存在严重的干扰和冲突，或者需要用户指定通信的频点，这是不合理的。因此需要重新研发大功率无线模块及其协议栈以解决这些问题。2.光通信技术大气光通信技术（FSO）是新近在城区接入网络兴起的一种宽带光无线传送技术。这种无线的激光信号传送系统使用与光纤通信相似的激光二极管或发光二极管作光[5]源。其特点是点对点传送，传送距离可以达到1km，传输速率最高可以达到1Gbps。其缺点是受大气影响较大，例如大气的吸收

7、、散射，障碍物的阻隔，建筑物的摆动等，都会严重影响实际通信距离。3.无线局域网技术IEEE802.11委员会指定颁布了一系列802.11无线局域网标准，规定了无线局域网技术的实现方式。无线局域网可以方便的组网，支持无中心模式（Adhoc）或[6]有中心模式（Infrastructure）的多点通信，通常在较短的距离范围内（几百米）可以达到较高的传输速率（1Mbps～54Mbps）。通过使用特殊的无线设备也可以达到千米的传输距离，不过成本较高。无线局域网技术需要专门的无线网卡支持，通常只适用于有PC

8、机的场合。4.现有通信网通信技术（GPRS/CDMA）现有的通信网种类繁多，目前常用的数据传输业务主要是GPRS或CDMA网络。GPRS(GeneralPacketRadioService)实在现有GSM网络基础上进行硬件和软件升级实现的一个新的网络逻辑实体。他以分组交换技术为基础，采用IP数据网络协议，传输速率最高可达到170kbps，传输距离可达到任何有基站覆盖的地方。CDMA(Code4华中科技大学硕士学位论文DivisionMultipleAccess)网络采用扩展频谱技术