时间:2023-12-23 15:47:54
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇无线通讯最新技术,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
我国煤矿领域无线通信市场近年来得到迅猛发展,专网无线通信技术得到极大发挥,涌现出各种新式通讯工具如:WiFi无线局域网、数宇无线对讲、PHS小灵通、SCDMA大灵通,当前最新技术产品为NGP技术。广大煤矿企业如何选择适合的通讯工具成为一项重要课题,文中对比分析了煤矿企业目前已应用的通信技术的特点。
1应用在煤炭企业的通信技术
1.1PHS技术
又称矿井小灵通,是全球四大移动通信标准(GSM/CDMA/3G/PHS)之一,有国家电信公网商用运营的经历,符合国际电信联盟标准,是目前井下无线通讯的主要应用产品之一。该系统的结构设计上采用一体化,广泛应用了大量硬件技术像FPGA、DSP。该系统的软件是基于模块化开发的,它的控制体系采用逐级分布。系统的配置非常灵活,用户可根据需要灵活调整业务功能和系统容量,这都是归功于该系统的数据驱动技术。该系统的另一特点是能够统一指挥和调度矿区内的固定和移动用户,实现公众通信移动网络和矿区通信移动网络相连接。
1.2SCDMA技术
也就是所说的矿区大灵通,这项技术在通信行业里属于边缘技术,因为它不符合国际电信联盟标准,所以没有得到大规模的应用。从技术层面来看,该技术在煤矿行业应用存在以下局限:第一,该技术覆盖矿井坑道的通信方式是泄露电缆,这样做是为了大蜂窝基站不用在井下多点安装分布网络,尽管节约成本,但信号衰减很大,影响通讯质量;第二,整个矿井仅设一个或几个定点放置的大功率基站,限制了手机定位,无线通讯依赖性强。
1.3矿井无线数宇对讲
此项产品成熟性较高,配套设备及产品产业链完善,在传统企业专网无线通信市场中应用广泛,可靠、实用、价位适当,矿井通信领域使用历史较长,但这种技术受到手持机点对点或点对多点、一播通信方式限制,应用范围较窄,主要缺憾在于:(1)没办法实现一部手机全双工的保密通信,企业大规模的组网无法实现(;2)很难实现电信公网和企业原有的固话交换之间的相互通联;(3)业务信道不足、覆盖面积窄、通话安全性低、手持机功率大等。
1.4WIFI(矿井无线局域网)
WIFI(WirelessFidelity)技术,属短距无线宽带数据传输,属于国际电信联盟ITU,为非移动无线宽带数据通信,不支持无线语音业务和移动数据传输,主要应用于无线网片和无线网桥。该技术存在如下技术劣势:(1)缺乏语音压缩算法,只能进行数据压缩传输计算,通话最失真;(2)手机跨基站移动通话常掉线,通讯只能在本基站下进行;(3)每部手机在不恒定的空口无线业务信道带宽的环境下很难保证正常通话。WIFI技术在煤矿企业的光纤环网对接和综合自动化监控数据的传输以及多个网络合并的网关等通信设备中应用非常广泛,这是因为该技术以太网传输和宽带数据接入功能非常强大,所以适合在煤矿开展宽带数据通信。
1.5第四代移动通信技术(NGP)
NGP技术具备矿井小灵通通话音质好的特性,同时也能发挥WIFI技术中的数据传输优势,通过国际电信联盟ITU的标准认证。该技术能够提供质量好、速率高的多媒体服务。在煤矿系统,这项技术的作用得到了极大发挥,能够满足矿井监控、工作人员的位置定位、提供高质量的通讯等要求,尤其是它的并网传输能力,降低了矿井工作中网络通信的成本。将5种技术具体指标进行对比,见表1。
2当前煤矿各种无线通讯技术发展趋势
2.1PHS技术
矿井小灵通是当前煤矿通信领域应用最广的无线通信系统,近500家企业采用,具备强大技术优势,如语音通话质最好、移动切换呼通率高、组网通信规范严格等。2011年,小灵通的原有频段将让给3G组网。
分析如下:(1)PHS基站和手机功率小,属于无线微蜂窝通信体制,基站对3G的网络通信影响不大。(2)该技术基站通过自动调整可以确保完成在线通话手机的信道频点无缝实时切换,能够实现动态选择质量最好的频点重新进行业务信道分配。(3)一些商用3G网络建设较成熟的国家,当地PHS和与DECT系统均能实现与3G网络兼容并网,因此可借鉴其先进经验。(4)矿井小灵通通信主要集中在矿井下,对地面3G网络信号不产生干扰;且国家无线电管理委员不限制20mW以下的无线微蜂窝通信,因此当前矿井普遍采用小灵通在矿井通信中是比较可行的。
2.2WiFi无线局域网技术
WiFi技术系统因其部署和调度的强大优势,正在逐步取代PHS技术。在该技术支持下,矿井工作人员在同一个平台上,可以同时完成无线和有线网络通信,网络接入十分便利,井上、下网络通讯可轻松完成。
2.3NGP移动通信技术
NGP技术系统较其他通信技术节约电缆,更具备其他技术难以实现的人员定位功能,还能进行自动监控井下作业,它独特的多媒体技术支持奠定了矿井多网合一无线通讯的技术基础;该技术的新通信协议可以实现即时精确的定位和上传定位信息,是真正的移动生产调度系统,基站接收灵敏度和井下直线通信距离比传统矿井小灵通更远,具有宽带视频接入和窄带串口数据采集监测分控功能;使用NGP技术的同时,PHS与3G频段不发生冲突,因此小灵通业务可以在该技术系统下继续使用。
1应用在煤炭企业的通信技术
1.1PHS技术
又称矿井小灵通,是全球四大移动通信标准(GSM/CDMA/3G/PHS)之一,有国家电信公网商用运营的经历,符合国际电信联盟标准,是目前井下无线通讯的主要应用产品之一。该系统的结构设计上采用一体化,广泛应用了大量硬件技术像FPGA、DSP。该系统的软件是基于模块化开发的,它的控制体系采用逐级分布。系统的配置非常灵活,用户可根据需要灵活调整业务功能和系统容量,这都是归功于该系统的数据驱动技术。该系统的另一特点是能够统一指挥和调度矿区内的固定和移动用户,实现公众通信移动网络和矿区通信移动网络相连接。
1.2SCDMA技术
也就是所说的矿区大灵通,这项技术在通信行业里属于边缘技术,因为它不符合国际电信联盟标准,所以没有得到大规模的应用。从技术层面来看,该技术在煤矿行业应用存在以下局限:第一,该技术覆盖矿井坑道的通信方式是泄露电缆,这样做是为了大蜂窝基站不用在井下多点安装分布网络,尽管节约成本,但信号衰减很大,影响通讯质量;第二,整个矿井仅设一个或几个定点放置的大功率基站,限制了手机定位,无线通讯依赖性强。
1.3矿井无线数宇对讲
此项产品成熟性较高,配套设备及产品产业链完善,在传统企业专网无线通信市场中应用广泛,可靠、实用、价位适当,矿井通信领域使用历史较长,但这种技术受到手持机点对点或点对多点、一播通信方式限制,应用范围较窄,主要缺憾在于:(1)没办法实现一部手机全双工的保密通信,企业大规模的组网无法实现(;2)很难实现电信公网和企业原有的固话交换之间的相互通联;(3)业务信道不足、覆盖面积窄、通话安全性低、手持机功率大等。
1.4WIFI(矿井无线局域网)
WIFI(WirelessFidelity)技术,属短距无线宽带数据传输,属于国际电信联盟ITU,为非移动无线宽带数据通信,不支持无线语音业务和移动数据传输,主要应用于无线网片和无线网桥。该技术存在如下技术劣势:(1)缺乏语音压缩算法,只能进行数据压缩传输计算,通话最失真;(2)手机跨基站移动通话常掉线,通讯只能在本基站下进行;(3)每部手机在不恒定的空口无线业务信道带宽的环境下很难保证正常通话。WIFI技术在煤矿企业的光纤环网对接和综合自动化监控数据的传输以及多个网络合并的网关等通信设备中应用非常广泛,这是因为该技术以太网传输和宽带数据接入功能非常强大,所以适合在煤矿开展宽带数据通信。
1.5第四代移动通信技术(NGP)
NGP技术具备矿井小灵通通话音质好的特性,同时也能发挥WIFI技术中的数据传输优势,通过国际电信联盟ITU的标准认证。该技术能够提供质量好、速率高的多媒体服务。在煤矿系统,这项技术的作用得到了极大发挥,能够满足矿井监控、工作人员的位置定位、提供高质量的通讯等要求,尤其是它的并网传输能力,降低了矿井工作中网络通信的成本。将5种技术具体指标进行对比,见表1。2当前煤矿各种无线通讯技术发展趋势
2.1PHS技术
矿井小灵通是当前煤矿通信领域应用最广的无线通信系统,近500家企业采用,具备强大技术优势,如语音通话质最好、移动切换呼通率高、组网通信规范严格等。2011年,小灵通的原有频段将让给3G组网。分析如下:(1)PHS基站和手机功率小,属于无线微蜂窝通信体制,基站对3G的网络通信影响不大。(2)该技术基站通过自动调整可以确保完成在线通话手机的信道频点无缝实时切换,能够实现动态选择质量最好的频点重新进行业务信道分配。(3)一些商用3G网络建设较成熟的国家,当地PHS和与DECT系统均能实现与3G网络兼容并网,因此可借鉴其先进经验。(4)矿井小灵通通信主要集中在矿井下,对地面3G网络信号不产生干扰;且国家无线电管理委员不限制20mW以下的无线微蜂窝通信,因此当前矿井普遍采用小灵通在矿井通信中是比较可行的。
2.2WiFi无线局域网技术
WiFi技术系统因其部署和调度的强大优势,正在逐步取代PHS技术。在该技术支持下,矿井工作人员在同一个平台上,可以同时完成无线和有线网络通信,网络接入十分便利,井上、下网络通讯可轻松完成。
2.3NGP移动通信技术
NGP技术系统较其他通信技术节约电缆,更具备其他技术难以实现的人员定位功能,还能进行自动监控井下作业,它独特的多媒体技术支持奠定了矿井多网合一无线通讯的技术基础;该技术的新通信协议可以实现即时精确的定位和上传定位信息,是真正的移动生产调度系统,基站接收灵敏度和井下直线通信距离比传统矿井小灵通更远,具有宽带视频接入和窄带串口数据采集监测分控功能;使用NGP技术的同时,PHS与3G频段不发生冲突,因此小灵通业务可以在该技术系统下继续使用。
【关键词】TD-LTE技术;配用电通信;应用
为了响应国家建设智能化电网系统的号召,我们应当完善现有的配用电系统。配电和用电,是电力供给活动的最后一环,其作用是直接为社会公众和广大系统用户输送能源。搞好配用电环节工作,是建设功能健全电网体系的重要手段。智能化电网的优势主要体现在配电自动化和服务智能化上,提高电网的可靠程度,是促进电网体系现代化的必然要求。TD-LTE技术,代表了无线通讯技术的发展方向。采用这种新式技术,能够扩展无线电传输在电力系统中的应用范围,提高整个电网的智能通信能力。
1现存配用电通信系统的弊端
配用电设备应该能够适应各种气候条件,可以在较为恶劣的气候环境下发挥正常功能,而不会受到天气变化和停产检修等因素影响。同时,配用电设备应当具有较为灵活的接口组装方法,具有很好的延展性,并易于维护。然而,现存的配用电通信系统却存在诸多弊端。受到社会历史等因素影响,现有系统缺乏规划性与逻辑性,系统的网络水平不够发达。系统内各种设备的性能不完善,顺序混乱,这些因素都严重阻碍着无线通讯网络的智能化程度提升。
针对这样的现状,我国很多主要的电力供应企业也在尝试开发新型的无线通讯技术手段。要想发展智能化的电网服务业务,就要建立一个性能可靠、安全程度高的无线设备宽带通讯体系。然而,光纤设备的成本较高,且覆盖面偏小,难以覆盖到所有的业务连接点,尤其是广大农村;某些专网系统的宽带都比较窄,不能满足统一传送电能的需要;某些公用电网又存在安全性能方面的隐患,在某一特定的时间段内,电力服务的质量无法保证。因此,许多国家都在积极研究专用的无线式宽带通讯体系,以提高电网设备之间的互动水平。
2 TD-LTE通信技术概述
(1)宽带传送通信技术
随着我国无线式通信科技的不断进步,可以被用于建设无线系统的频谱资源呈现稀缺状态。因此,专用于电力传送的频段日益受到人们的关注。技术人员应当考虑如何利用这种专用能源,来解决电力设备通讯中遇到的各种问题。
在所有可以被利用的频谱中,有些频段在传送信息过程中损耗率大,容易与其他网络系统之间形成干扰波;有些频段由各个地方的相关部门自行审查批准,各地应用过程的差异较多。只有450MHz至806MHz这个频段能够被广泛应用在广电传输工作中,传送信息质量较高,信息丢失率低。为了有效实现较窄宽带的传送功能,技术人员发明了聚合技术。这种技术指的是某一个信息终端可以调度各种站点、分配多个离散电波,从而准确传送数据。聚合技术能够判断不同的客户需要和网络计划方案,并以此为基础,分配TD-LTE系统中的不同频段资源,灵活扩展技术适用范围。
(2)关键接入通信技术
关键接入技术,主要指的是容量较大的接入方案技术。其中,OFDMA的技术方式是最新移动通讯的主要方式,利用这种调制技术,可以增强频谱资源的高效性和抗击衰落的能力,还可以通过均衡的方式来实现较为简单的信息接收。采用这种关键技术,能够有效提高频谱资源的使用效率,增加接入网络的客户数量,确保宽带业务的开展可以满足多数用户的需要。
关键接入技术还应当包括对于干扰信号的协调处理技术。对于整个通讯系统而言,每一个小区内都存在特定数量的子载波。这种形式的子载波需要被正确分配,才能有效降低同一个小区里面不同用户之间的相互影响程度。尤其是在组网为同一频率时,临近的小区之间干扰程度会更强。为了协调不同用户之间的利益关系,将用户之间的干扰程度降至最小,我们需要考虑应用干扰信号的协调处理技术。
3 智能化电网业务类型
TD-LTE无线通讯系统,主要面向智能化的通讯网络,主要负责配用电信息的收集、配电网的自动程度管理和负荷监管、抢修电网突发故障、检查和管理各种移动化资产、为用户提供智能式的服务,以及为用户提供物联网技术服务等。
3.1配用电通信信息的收集
在收集配用电信息时,智能化电网以小区居民用户为单位,完成对于某个楼道或者某个单位负荷范围内所有用户的信息收集工作。安装在楼道内部的信息采集设施、小区的集中电器设施等,都可以视作一个远程通讯联系点。变压器运行过程中产生的各种数据,是配用电网络数据的关键部分,而落后的通讯技术一直制约着这部分数据的收集工作开展。目前的配电系统以光纤设备为主要通讯设备,由于用电数据收集的端口较多,每一个端口的数据信息量又比较小,再加上通讯系统的时间差较小,信息传送距离长,导致光纤设备难以覆盖全部的节点。TD-LTE新式技术的应用,有效解决了这个问题。同时,这种新兴技术网络具有成本低、覆盖面广、耗时少、信息量大以及接入方式先进等优点,能够为配电信息数据的收集提供可靠的通道。
3.2配电网的自动程度管理和负荷监管
我国的自动配电业务起源于电力控制业务,配电网络通讯具有分散性强、节点数量多、每一个特定结点数据通过量少的特点。为了降低成本,同时优化系统内部结构,技术人员一般会采用用一个子电站向周边区域内的各种终端传送数据的方式,子电站通常设置在变电所里面。但是,将光纤设备覆盖到每一个终端,不仅会延长施工周期,还会增加设备成本造价。对于经济不够发达的地区来说,这种问题体现得更为明显。
而利用TD-LTE新式技术设计成的通讯系统,可以有效避免上述问题的发生。技术人员只需要在配电设备里面安装一个无线的通讯端口,就可以实现数据信息收集、网络监控等各种电网的基本功能,同时实现对于配电现场各种开关和端口设备的自动监督管理。用光纤设备作为主要设备、用无线设备作为辅助设备,能够扩展配用电系统的覆盖面,实现自动化全面覆盖的系统目标。
3.3抢修电网突发故障
电力系统的监控视频,主要用来处理应急现场,及保护重要的设备设施。TD-LTE技术可以加宽传输的宽带,有效满足视频传送数据信息的要求。这种技术系统能够通过传送视频资料,来实现对于通讯网络抢修或者检修现场的全程监控。通过采用这种监控技术,不在故障现场的工作人员能够及时了解现场情况,并以此为依据调整工作方向,提高作业的标准化程度。
4总结
研究智能化电网对于通讯系统的要求,应当从配用电通信现状、频率分布和设置、电网核心技术以及智能化电网的具体需求入手。技术人员通过将各种无线电传送技术与无线电频率段落进行对比,研制出了TD-LTE新式技术。这种新型技术系统基于专用的无线通讯端点,采用最新移动通讯科技手段,来构建宽带通讯网络,较好地满足了用户收集信息、控制负荷、自动配电、自主用电以及传送视频等需要。在配用电通信中引入TD-LTE技术,能够提高整个通讯系统的稳定性程度,对于完善我国的智能化电网系统具有关键性意义。
参考文献:
[1]欧清海,谢杰洪,曾令康.TD-LTE技术在配用电通信中的应用 [J].现代电子技术,2012(12).
本课题是实验室的实验设备开发研究项目,针对能力风暴机器人自身的内存较小,不能像计算机那样存储大量数据,且无法实现实时控制这些问题,分析了机器人串口通讯原理。本文应用WAP200B无线数传模块,研究了PC机与能力风暴机器人的无线通讯问题,最终实现了PC机与能力风暴机器人及PC机与PC机无线数据通讯。
本文首先分析了无线数传模块的特点,在能够进行数据通讯的基础上,对无线数传模块的通讯协议进行修改,使之能够与机器人的通讯协议一致,从而实现了无线数据通讯功能。
通过对WAP200B无线数传模块的通讯协议的研究,开发了无线数传模块一对多、多个设备公用串口时的数据通讯问题,并解决了RS232串口只能一对一通讯的弊端。应用VB软件做了一个PC机对能力风暴机器人的通讯控制软件,可以实施对能力风暴机器人的实时控制。并对能力风暴机器人主板进行改进,使得程序下载自动运行,完全脱离手动过程。
关键字:能力风暴机器人;WAP200B数传模块;RS232串口;无线数据通讯协议。
Abstract
This subject researches into the laboratory equipment. And gives effective solutions towards little memory of Ability Storm Robot . It also gives in time controls towards Ability Storm Robot. Analyses the robot communication by interface, and studied the PC to Ability Storm Robot Wireless Communication agreement , by the end the PC to PC PC to Ability Storm Robot by Wireless Communication were enable .
This paper Analyses feature of the RF Modem , based on the Wireless Communication , modify the agreement to build communications between PC and Robot . So that we can easily control the Robot.
By the research of the WAP200B RF Modem , tap the ability of the Wireless Communications between multitudinous RF Modem . And gives effective solutions towards the individual between RS232 interface . This subject implemented Wireless Communication by a program compiled by powerful designing language -Visual Basic ,which controls the robot. Finally this paper gives some new creative about the Ability Storm Robot main board , so that the Ability Storm Robot run programs without your hand when the power is on.
Key words :Ability Storm Robot;WAP200B RF Modem;RS232 interface;Wireless Communication agreement .
目 录
第一章 综述
1.1 机器人综述
在原始森林里,我们的祖先就学会了使用工具来狩猎或者是劳动,人类文明不断发展,各种各样的工具层出不穷,于是我们就想有没有一天,出现一种可以替代人类体力劳动的机器,并且能够完成我们预期要完成的工作,因此在我们的脑海里就出现了“机器人”这个词语,它可以完成我们想要完成的工作,并且具有一定的判断力和逻辑推理的能力。机器人英文名称“Robot”,不管是在中国还是在外国,人们都渴望这一种可以取代人工的机器。对于机器人,世界各国都在深入研究,随着计算机技术的发展,现在机器人的功能不断完善,并且越来越智能化。
1.1.1
机器人由来
为了提高工作效率,导致了机器人的诞生,也正由于机器人的诞生,使得我们的生活有了本质的提高,现在世界各国不断深入探究机器人。将来机器人必将在我们的生活当中充当十分重要的角色。尽管“机器人”一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世, 都是近几十年的事;然而,们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类向往制造一种像人一样的机器,来代替、帮助自己完成各种工作。[1]
机器人是为了完成和人一样的工作,所以机器人也必须有手、脚、眼睛、耳朵,通过各种传感器传送给大脑。以根据需要,我们应用生物仿真的一些原理,设计制造了相应的器件,并且在不断完善的过程中。 机器人的几个发展时期
西周时期,我国的能工巧匠偃师研制出了能歌善舞的木制伶人,这是史书记载的我国最早的机器人。春秋后期,我国著名的木匠鲁班,曾制造过一只木鸢,它能在空中飞行,三日不下”。1800年前的汉代,大科学家张衡不仅发明了地动仪,而且发明了计里鼓车;行一里,车上木人击鼓一下,每行十里则击钟一下。三国时期,蜀国丞相诸葛亮发明了“木牛流马”,用它来运送军粮,支援前方战争。
现代机器人的研究始于20世纪中期。为了替代人来处理放射性物质,美国科学家于1947年开发了遥控机械手,1948年又开发了主从机械手。为了确保汽车生产流水线的产品质量,1954年提出了工业机器人的概念,并申请了专利。该专利的要点是利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。1980年,工业机器人在日本普及,故称该年为“机器人元年。”
2005年,日本爱知世博会,风度优雅的机器人接待员特别引人瞩目。它们的外表酷似20多岁的日本女子,有仿真的眼球、睫毛和会动的嘴唇,能听、说四万多个中文、英文、日文和韩文短语,并配有2000多种面部表情。它们有幽默感,它们还会用基于隐私的理由而拒绝回答那些敏感问题,并交叉双臂向你鞠躬。[1]
由于新技术的应用,特别是计算机技术在机器人上的应用,使得现代机器人的功能越来越强大,并且在很多领域机器人已经取代人力,实现了真正的人工智能化工业生产。伟大的发明家爱迪生曾说:“上帝创造人类,两条腿是最美妙的杰作。”让机器人像人一样用两条腿走路并非易事。最新研制的检测脚底打滑技术和形成自然步态技术,保证了用于抢险救援的人形机器人,能在各种极其困难的环境中工作。即使在摩擦系数为0.1的十分容易滑倒的路面上,它也能保持身体平衡,稳步行走。摩擦系数为0.1,相当于汽车行驶在冰面上。它的步行能力由此可见一斑。[1] 1.2.1
新材料的应用
现代科技越来越发达,新的特种材料的应用,不仅使得机器人的体积很小,并且结构也越来越合理,小而精是机器人的主流。在《西游记》里有这样一个经典场面令人难忘:孙悟空保唐僧去西天取经,在路过火焰山时,想借铁扇公主的扇子扑灭火焰山的烈火,不料铁扇公主不给面子,孙悟空便变成一只小虫子钻进铁扇公主的肚子里,大闹五脏六腑,迫使铁扇公主将扇子借给了他。如今随着纳米武器的出现,这种神话正成为现实。
“纳米技术”概念首先是由美国未来学家德雷克斯勒提出的。1968年,他在一本名为《造物引擎》的书中描述了能够进行自我复制的纳米机器人。它们能疯狂地复制自身,在很短的时间内就把地球变成了一大团完全由纳米机器人组成的“ 灰色粘质”。德雷克斯勒的“ 纳米技术” 概念听上去有点幻想,但确实是一种天才的预言。随着纳米技术的迅猛发展,特别是微机电系统的初步成功,为军事科技工作者研制纳米武器奠定了物质基础。现在,各军事大国相继制定了项目繁多的军用纳米技术开发应用计划,美国在此领域取得的进步最大。
我们也不难发现,机器人的应用,很大程度上得益于新材料的应用,而纳米技术的出现也使机器人在材料上有了新的突破。小而精的机器人也越来越广泛的出现在我们的生活当中,给我们带来了很大的方便,特别是在人们无法到达的一些地方,机器人起到了至关重要的作用。[3] 计算机的应用
计算机的发明是人类的一大跨越,很多数据计算可以通过计算机,而人的作用就是对计算机的计算结果进行综合比较,得到比较优越的结果。
每一步的工作过程,每一个工作过程的时间间隔,通过计算机来编程实现是非常精确的。机器人的各种行为,脱离了计算机的作用将会受到很大的限制。有了计算机,对机器人的控制最终体现的是通过计算机几个程序的运行,机器人就完全按照我们的意图进行运作。而我们也没有了繁琐的手工控制,只要在每一个运行的程序上输入我们的预期达到的目的,剩下的就是计算机对机器人的控制。
现实的使用过程当中,计算机与智能机器人是相互依存的,没有计算机的实现,机器人是一个很简单的劳动工具;有了计算机,机器人的劳动就像一个有思想的智能机器一样,会自己处理一些事件。而光有计算机没有智能的机器,那么,就没有一个会实现人类意图的工具,因此计算机与智能机器人是相互依存的,密不可分的。 是人类生产的辅助工具
在茫茫宇宙中,人类是无法生存的,而在这个充满着各种挑战的空间中,机器人取代了人类的劳动。各种各样的灵巧的机器人正是宇航员的得力助手,协助人类对未知世界的探索。
机器蛙重量轻,质量不超过1.3kg
,可以像青蛙那样跳跃,因此可以在崎岖多障碍的星球表面上快速的活动。例如在地球上机器蛙最远可以跳2.4米,而由于火星的重力只有地球的三分之一,因此机器蛙在火星上最远可以7.2米
。给机器蛙安装上很多的传感器之后,由于重量轻,比各种探测车经济很多。
蜘蛛机器人是科学家从蜘蛛的攀爬中得到启发,给蜘蛛机器人的触角安装上各种传感器,就可以完成很多任务了。科学家在蜘蛛机器人的前部安装上微型摄像机,凭借小巧的身材,蜘蛛机器人很适合勘探彗星、小行星等天体。在国际空间站上,蜘蛛机器人还可以充当小小的维护员,及时发现空气泄露等意外事故。
如今的机器人越来越像人了。它们有人造肌肉、皮肤,还会像人一样认字。机器人正朝人类“进化”着。日本科学家开发出一种新型的人造肌肉。它的形状像口香糖,长约5厘米
,宽1厘米
韩国科学家研制出一种机器人,它能读书并对人的行动做出反应。以前的机器人以体力劳动型居多,该机器人。的出现预示着具有智能和感性的新机器人时代印巧来临,它能给人提供各种知识和信息服务,该机器人是以影像和文字识别功能以及语音合成技术相结合而制作的。它能从人的脸型中判断其身份,也能够辨认文字,并把它读出来。它能够与人做一些简单的沟通,甚至能够在网上聊天。这种新型智能机器人的智商只有40,但经过一些具体改进的话,能够提高到70—80左右。设计该机器人的特点是能够及时地应用软件技术的新成果,实用性很强。现阶段已经能够制造出盲人用的智能机器人、读书机器人等。
虽然真正会思考的机器人还没有出现,但是可以预料,在不久的未来这种机器人会诞生。一旦这种机器人来到世界上,不少科学家也担心机器人太聪明了,它们会反过来控制人类。也许到那时,科学家能在超级智能机器人上安装保护指令,以便在任何情况下保护人类不受伤害。[4]
1.3 机器人的无线通讯
对于机器人控制,在无线电出现之前,只是通过有线来实现的。当我们有了无线电波的时候,人们充分认识到了它的作用,特别实在通信领域,更是离不开无线电波。到了现代,无线通讯十分发达,几乎所有的移动机器人都需要无线通讯。可以说无线通讯是现代机器人不可或缺的一个部分,如果没有无线通讯,那么机器人的很多现场数据无法实时的传输给工作人员,机器人的作用将会受到很大的影响。
无线通讯,在发展的初期是报文通讯,是我们熟悉的收发电报。到了现代各种信息的通讯,通讯技术已经非常成熟了。
对于机器人的通讯,如果脱离了无线电波,那么我们的易用性、实时性将会受到很大的影响。无线电波以光速传播,在通讯过程中,在一定的范围内,传输的时间可以忽略。众所周知在潜艇的通讯中,除了声波的通讯外,长波通讯也是必不可少的。声波通讯虽然方便,但是受海洋的影响很大,而且距离很短。在所有的通讯设备当中,只有无线电波通讯是应用最为广泛的,我们几乎每天都离不开无线电波。而且无线通讯相比有线通讯,除了省去布线的麻烦,还有一点就是传输的距离长,具有衍射效应,不易受到外部障碍物的干扰。
1.4 本文的工作
机器人无线通讯在自动控制技术中非常重要。通常,在对能力风暴机器人的数据传输中,一直使用的是RS232串口数据线。目前,实验室购买的能力风暴机器人不具备无线数据通讯,并且由于RS232串口是负逻辑,线路传输的电压相对较高,使用不当容易损坏设备,而无线通讯就可以解决这个问题。本文通过对WAP200B无线数传模块的研究,实现用WAP200B无线数传模取代RS232串口数据线,从而实现对能力风暴机器人的实时无线数据传输。WAP200B无线数传模性能优越,不仅通讯模块的传输稳定,而且拥有64个频道,达到在多机通讯时互不干扰,给用户的功能扩展带来了极大的方便。有了无线数传模块我们在多机器人的足球赛当中就可以实现实时给能力风暴机器人下载新的程序,达到对能力风暴机器人的实时控制。并且在一些危险的场合,例如公安机关在使用机器人实施排爆过程中,需要处理很多机器人传回的实时数据,这时布线速度慢,使用无线数传模块可以解决这个问题。
第二章 能力风暴机器人
2.1 能力风暴机器人简介
AS-UII能力风暴机器人是由广茂达公司生产的大学版机器人,扩展能力强,是动手操作和实现能力培养的机器人平台,它还可以借助于交互式C语言和开放式接口进一步提高机器人的开发潜力。该机器人外形成圆盘状,底盘上有两个主动轮和两个导向轮,自带的传感器有:碰撞传感器、红外传感器、光敏传感器、光电编码器等,同时利用硬件扩展总线ASBUS可以增加红外扩展卡以及其他各种类型的传感器。通过该机器人可以实现设计者所希 望的各种动作和任务。从任务的实现过程中可以使设计者的各种能力得到进一步的训练和提高。在具体的实现过程中我们发现由于机器人硬件本身的精度以及 各种综合因素的影响,使得在对能力风暴进行实际开发和应用过程中可能会遇到一系列的技术问题,在我们的设计、开发与实践中通过自身体验,对在实际操
作中所遇到的实际问题采取了各种相应的补救措施,得到了几种较好的解决方案。[5]
2.1.1
机器人组成
能力风暴机器人主要由底盘、主板、液晶显示屏四部分组成。
底盘:由万向轮、直流电机、电池、电池巢、碰撞开关、光电码盘等器件构成。其主要的作用是完成设备的机械运动,为功能的扩展提供搭载平台。光电码盘适用于获取测试电机的转速。
主板:提供各种传感器的接口,电源开关、数据线接口、运行、复位键。实验中采用能力风暴智能机器人作为平台 ,能力风暴是一个直径为30cm
(1) 是典型的自主移动机器人。具有较高的自规划、自组织、自适应能力,适合于在比较复杂的非结构环境中工作, 是一个高智能、高模块的复杂系统 ; 范围内的物体 ;光传感器可判断光线的强弱 ;碰撞传感器安装在机器人外部的碰撞环上 ,能感受到 8 个方向上的碰撞 ;麦克风没有方向性 ,能感知声音的强弱 ;旋转编码器用来测量轮子旋转的角度数 ;
(3) 机器人与计算机之间使用基于M68 HC11单片机开发的交互式C语言进行编程。交互式C语言由两部分组成 : 编译环境和机器人操作系统 。 它的强大功能是可多进程运行 。机器人和计算机之 间通过串口操作 ,将在计算机上编译通过的程序通 过串口线下载到机器人上后 ,机器人即可自主运行 ;
(4) 机器人设计了硬件扩展总线 ASBUS(ability storm BUS) 。这样可方便对机器人的外围电路 进行扩展 ,也为机器人之间的相互无线通信提供了前提条件。硬件扩展总线分两组,分别为硬件扩展总线A、硬件扩展总线B ,共28根信号线 。[6]
(5)液晶显示屏的作用是显示能力风暴机器人的输出等一些需要直观显示的数据。 机器人性能扩展
能力风暴机器人提供了各种扩展卡,用户可以根据需要对能力风暴机器人进行扩展。主要有:光敏扩展套件、红外接收扩展卡、红绿灯卡、远红外火焰扩展套件、地面灰度检测卡、I/O 扩展卡、I/O 扩展卡、红外测距卡、超声测距卡、数字指南针、无线通讯模块、多功能扩展卡、伺服电机驱动卡、模拟口扩展卡。
能力风暴机器人的大部分功能都是通过使用扩展卡来实现的,因此要有一个功能完善的机器人,扩展卡的使用是不可或缺的。如果用户对扩展卡的使用还是觉得不够,可以使用多功能扩展卡,进行自己的设计,在设计之前必须熟知各个扩展地址,否则可能会出现事半功倍的结果甚至会导致一些不必要的麻烦。
功能的扩展是能力风暴机器人的一大特色,由于能力风暴机器人的扩展功能非常丰富,并且使用的是我们非常容易读懂的图形化交互式C语言,因此给用户提供了很大的方便。例如无线通讯模块,可以实现PC机对能力风暴机器人的数据传输,能力风暴机器人与能力风暴机器人之间的数据传输,还可以实现PC机对能力风暴机器人的程序下载。[7]
2.2 图形化交互式C语言简介
对于C语言,我们是比较熟悉的,C语言具有符合英语的日常使用习惯,比较容易读懂程序。
在VJC 中,不仅可以用直观的流程图编程,也可以用JC语言编写更高级的机器人程序。流程图和 JC 语言双剑合壁,既能领读者轻松入门,又能够让读者在编程中发挥最大的创造力。VJC 操作简便,有活泼明快的图案和简短的文字说明。读者可以使用形象化的模块,由顶向下搭建流程图,搭建流程图的同时,动态生成无语法错误的JC 代码。流程图搭建完毕,程序就已经编写完成,可以立即下载到机器人中运行。已入门的读者可以直接在JC 代码编辑环境中编写程序,还可以边写边试,发现错误,校正修改,十分方便。[8]
2.2.1 VJC
简介
图形化交互式C语言(简称VJC)是用于能力风暴智能机器人系列产品的软件开发系统, 具有基于流程图的编程语言和交互式C 语言(简称 JC)。VJC 为开发智能机器人项目、程序与算法、教学等提供了简单而又功能强大的平台,是全球开创性的具有自主知识产权的产品。
2.2.2
流程图
流程图是用一些图形表示各种操作的。用图形表示算法,直观形象,易于理解。用常规的计算机编程语言(如 C、FORTRAN、JAVA)编程,需要输入复杂的程序代码,并且编写的程序还要符合特定的语法。而流程图编程不需要记忆计算机语言的语法,不需要使用键盘输入程序代码,只需要按照“先作什么,后作什么”的设想,就可以编出程序。VJC正是按这个思想设计的。使用VJC 软件,用户不用关心语言实现的细节,同时也有效避免了语法错误,有利于集中精力寻求解决问题的方法。图2.1 程序流程图
如图2.1所示能够比较清楚地显示程序的逻辑关系,因此它是表示算法的较好工具,我们很清楚程序是如何执行的。省去了编辑的过程,流程图的使用给我们带来了很大的方便。
流程图没有计算机编程复杂以及一系列语法、逻辑、变量定义等问题,不会出现因为变量使用不当而出现逻辑错误,即使是没有计算机编程基础也很容易上手。另外流程图因为结构清晰,思绪明朗可以让人一眼就读懂程序,不需要注释。有的计算机程序,由于比较复杂,难以读懂,并且在相应的位置需要有一些注释,即使有注释,在重新读程序的时候,仍然需要一步一步的看程序整个执行过程,不仅浪费时间,效率也很低。流程图就不会出现上述的情况。通观整个图形化编程,一目了然。
2.2.3 VJC
特点
从流程图自动生成正确 JC代码、智能下载、实时多任务机器人操作系统(运行错误检测)是VJC语言的特点。 (1) 解释执行:允许检查运行错误。例如:JC在运行时,数组下标的检查。
(2) 代码更精简:伪代码比机器代码更简短。
(3) 多任务:由于伪代码是完全基于堆栈的,进程状态完全由它的堆栈和程序计数器所决定。因此只需要装载新的堆栈指针和程序计数器就可以方便地实现任务切换。任务切换由操作系统处理,而不是编译器。
JC与标准C对比:
JC语言是建立在ANSI C标准上的。但是它们有些重要的区别。许多区别是因为JC比标准C更“安全”。例如,JC在运行时要检查数组下标,所以数组不能被变为指针,也不可以进行指针运算。另一些区别是由于JC的运行时间更短更高效。例如,JC的printf函数就没有ANSI C中的许多不常用的格式化选项。
2.3 能力风暴机器人的无线通讯
对于机器人,最重要的作用就是完成我们指定的任务。比如说,在排爆机器人中,我们需要机器人先到达指定的地点,然后返回一些数据给现场工作人员,如果在短距离可以用有线通讯,而长距离就需要无线通讯了。并且有线通讯有种种的局限性,最大的一点就是距离越长越不可靠,并且越不方便,特别是在复杂的情况下,无线通讯更具有优势。所以我们把无线通讯作为我们的研究对象。
机器人的无线通讯,有很多的形式,这里我们主要研究PC机对能力风暴机器人的串口无线通讯。由于串口通讯在现在的试验中使用的是最为广泛的,并且串口通讯协议简单,对设备的要求并不高。
无线通讯的形式多种多样,红外无线通讯也是其中的一种,红外线的有效作用距离相对于波长比它长很多的无线电波要逊色很多,红外线的接收脉冲频率是38.5KHz左右,对于数据流量大一点的数据是传送不了的。因此红外无线通讯的距离近,频带窄,不能满足我们对数据传输的要求,所以我们选用无线电波进行串口通讯。WAP200B无线数传模块的作用距离长,并且波特率范围广,适合于一般场合的无线数字通讯。
2.3.1
通讯模块的作用
(1)保护设备 (2)实时通讯
通过无线数传模块可以在各种情况下实现对能力风暴机器人的实时控制。能力风暴机器人的功能非常强大,但是它只是一个不会进行“人际交往”的机器人,如果我们有一些想法想尽快告诉它,还必须给它“重新输血”。如果情况复杂,而且距离很远,数据交换就变得非常困难。所以无线通讯就是增强能力风暴机器人的“人际交往”能力,拓展它的功能。通过无线通讯,我们就可以只在计算机上操作,就改变了能力风暴机器人的内部程序,而且由于无线通讯是全开放的。在多个能力风暴机器人的程序下载过程中,我们直接对所有的机器人广播就可以了。
PC机接收能力风暴机器人反馈的信息,对能力风暴机器人的实时控制是为了让能力风暴机器人按照我们的意图运行程序,但是能力风暴机器人具体做的怎么样,除了通过我们的观察,我们是没有具体的反馈信息。也就是我们需要对能力风暴机器人执行过程中的运动参数进行修改,如果单凭视觉观察,是没有办法给出精确的数值,而能力风暴机器人本身带的传感器所探测的信息也没有办法传输回给计算机处理。所以接收能力风暴机器人反馈的信息是数据通讯的一个部分,是我们实现对能力风暴机器人实时状态控制的信息来源。
(3)取代数据线进行稳定数据传输
通过测试,WAP200B无线数传模块对能力风暴机器人的数据传输相当稳定,可以与有线传输相媲美。当参数设置DTR信号线有效时,可对模块的频道、发射功率进行修改。共有64个频道。
2.3.2
通讯模块的经济性
在不考虑经济因素的情况下,可以制造出很多很好用的产品,但是这些产品的价值会很低,实验就会失去意义,也是我们所不会采纳的。因此,在考虑到一定的实用性的同时,我们有必要对产品的价格进行一定的考虑。WAP200B无线数传模块不仅功能齐全,并且价格相对于广茂达公司提供的专供能力风暴机器人使用的无线数传模块要低很多,所以我们使用了WAP200B无线数传模块。并且由于这个价格相对较低。在一支足球机器人的队伍里,如果每一个机器人都安装上无线数传模块,那么使用WAP200B无线数传模块会令我们的开支减少很多。
第三章 WAP200B无线数传模块 无线数传模块特征
(1)抗干扰能力强,传输稳定
(2)参数软件修改,参数设置掉电即保存 通过实验,我们发现WAP200B无线数传模块修改完参数之后只有在切断电源,再重新上电时,参数才会改变。在断电之前,用户使用的参数还是原来的,只有在断电之后再上电,新的参数才有效。出厂默认设置为:27频道、波特率115200、校验位N、数据位为8、停止位为1、发射的频率为434.026MHz。[9]
(3)传输机制透明
WAP200B无线数传模块的传输机制是透明传输,也就是说在数据发送时天线是向外发射无线电波的,当数据发送完毕,WAP200B无线数传模块的天线是用于接收数据的,只要没有数据的发出过程,那么无线数传模块就一直在等待需要发送的数据和无线数传模块天线接收到的无线电波。还有一种模式就是WAP200B无线数传模块处于低功耗待机状态,当需要工作的时候,再唤醒数传模块,无线数传模块的数据发送过程是很耗电的,这就可以节约电量,让模块的工作时间更长一些。 基本组成、接口特性
WAP200B无线数传模块接收到的数据输出格式是TTL逻辑电平,在电路板上有一个MAX202的电平转换芯片用于将无线数传模块输出的TTL逻辑电平转换为串口RS232电平,以及将串口接收到的数据转换成TTL逻辑电平再输入到WAP200B无线数传模块通过载波将数据发送出去。图3.1 WAP200B无线数传模块实物图
3.1.3
发射频率、功率可变
无线数传模块共有64个频道,最大20dBm(100mW)发射功率;工作频道可以软件最小 0.5MHz 步进调整;发射功率可以软件最小0.5dBm步进调整。发射功率和工作频道的调整,使我们能更好的对无线电波资源进行利用。功率的修改,可以更好的适应于不同距离的数据通信,更具有灵活性,在一些不必要的场合减少功率,可以延长使用时间。
WAP200B无线数传模块的频道数多,在同一环境下多对设备之间相互通信,互不干扰。例如在一些参数测量过程中,传感器很多,如果每一个参量都连接一根数据线,那么将会使测量很繁琐,而使用多个无线数传模块同时发数据,可以直接通过修改无线数传模块的在线接收频率来达到有选择的接收其中有用的数据。或者通过修改无线数传模块的参数,令模块以一定的时间间隔在全部或是部分频道之间循环接收,对数据进行分类、分时处理,达到提高数据处理的高效率以及提高数据的实时性。 无线数传模块引脚说明
如图3.2所示,右是WAP200B无线通讯模块的实物图、左侧是WAP200B无线通讯模块的引脚示意图,以下是关于WAP200B无线通讯模块引脚的具体说明。
VCC_CPU :MCU 电源输入, DC3.0-3.6V。
/SET:配置或者正常工作模式选择信号输入,低电平将使WAP200B进入配置模式,此时串口的数据将被视为配置指令而不会被传送出去。
TXD:串口数据从 WAP200B 输出, 3.3V/5V 兼容 TTL逻辑电平。
RXD:串口输入到 WAP200B, 3.3V/5V 兼容 TTL逻辑电平。
/RESET:复位信号输入,低电平将使 WAP200B 复位,复位脉冲低电平宽度至少需要10uS。
GND:公共地。
VCC_RF:RF 短路电源, DC3.0-3.6V。
VCC_PA:RF 功放电源, DC2.2-12V。
ANTENNA:天线接口,50 欧姆阻抗。
图3.2数传模块引脚示意图 无线数传模块通讯协议
波特率:1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200bps。 在实现无线数据通讯时两个模块之间的通讯协议必须是一致才能正常的传输数据,否则会出现数据格式的不正确和乱码。例如使用波特率为1200bps传输数据,但是使用波特率为2400bps接收数据,这样虽然有数据的收发,WAP200B无线数传模块的信号接收端指示灯亮,但是接收的和传输的数据处理机制不同,仍然接收不到正确的数据,所以要正常通讯的前提条件就是要有一致的串口通讯协议。
在不同的设备之间除了要有一致的通讯协议,还需要数据即时传输。否则数据发送之后,过了很长一段时间才收到,这些数据就失意义。
3.2 WAP200B无线数传模块技术参数及配置方式
-+65℃。外形尺寸:40×20×7 mm(金属屏蔽壳尺寸)。模块的接口是3.3V/5V 兼容 TTL 接口。详细基本技术参数见表3.1所示。
PA_SET=0xFF
CH_SET=0x27 (434.026MHz) UART_Mode=0x00 N81
Scan_Mode=0x00(自动跳频关闭) 串口波特率:115200bps,工作于39频道,频率434.026MHz,串口模式:校验位N,8位数据位,1位停止位;自动跳频关闭,功率为19.5dbm。
3.2.3
参数配置方式
(1)软件配置方式
通过大量实验,发现无线数传模块在发送数据时使用的串口通讯软件必须有一项是修改DTR的值,否则数据无法发送出去,而会被认为是参数配置数据;而参数配置又有一定的握手指令,所以数据传输到WAP200B无线数传模块是没有任何意义的。应用VB编写串口通讯程序时,由于不定义DTR的值,那么DTR的值为默认的True,数据不能发送出去,而只会认为是参数配置数据。所以编程时直接定义DTR的值为False,再创建一个修改DTR值的选项,用于在参数配置的时候使用。当通上电,由于软件设置了DTR的初值为False,所以WAP200B无线数传模块的参数设置功能就会失效,参数设置红灯灭,数据通过WAP200B无线数传模块正常发送。如果需要设置参数,只需用鼠标点击串口通讯软件DTR值的修改选项即可,再下发相应的参数设置数据即可。
(2)硬件配置方式
要使得无线数传模块进入参数配置模式,就是令无线数传模块DTR的值为高电平,所以需要参数配置的时候将连接DTR的接线(RS232串口的4接口)接在高电平上。因此可以用一个开关将无线数传模块串口的4接口连接到高电平上,通过开关来控制参数的设置。
参数设置的命令格式如下:
用户下发:0xAA+Command+Data0+Data1+0xBB
WAP200B应答:0xAA+0x4F
+PA_Now+CH_Now+RSSI_Now+0xBB
3.2.4
参数修改命令
WAP200B无线数传模块的参数修改说明如下:
0x40+任意值+任意值:握手指令
0x41+0x5A+0xA5
:模组待机,待机后需要/RST引脚低电平脉冲来唤醒。
0x42+任意值+CH_Now:在线配置模组当前工作频道,参数掉电不保存。
0x43+ PA_Now+任意值:在线配置模组当前发射功率,参数掉电不保存。
0x44+ Group_NoW+任意值:在线配置模组当前自动跳频频道组,参数掉电不保存。
0x45+任意值+Scan_Mode:在线配置模组当前自动跳频模式,参数掉电不保存。
0x48+Group_Set+Scan_Mode:设置上电后默认的自动跳频参数,掉电后参数保存。
0x49+PA_SET+CH_SET:设置上电后的默认工作频道、发射功率、掉电后参数保存。
0x4A +Bode_Set+UART_Mode
:设置模组的波特率和串口模式,掉电后参数保存。
0x4B+ PA_Now+CH_Now:单频发射功率测试模式。
0x4C+PA_Now+ CH_Now
:接收灵敏度测试模式,串口会返回调制频率值。
0x4F+ PA_Now+CH_Now+RSSI_Now
:正确指令的应答,PA_Now为当前发射功率,CH_Now为当前工作频道,RSSI_Now为当前信号强度。
3.2.5
参数修改表
以下是修改具体参数的十六进制指令;
波特率(冒号前面是参数值,冒号后面是修改的指令):
1200:0x00;
2400:0x01;
4800: 0x02;
9600:0x03; 38400:0x05;
57600:0x06; 串口模式(冒号前面是参数值,冒号后面是修改的指令):
N、8、1:0x00;
N、8、2:0x01; O、8、1:0x03。
3.3 PC机与能力风暴机器人串口通讯协议简介
3.3.1
串行通讯分类
串行通信是指通信的发送方和接收方之间数据信息的传输是在单根数据线 ,以每次一个二进制位移动的,他的优点是只需一对传输线进行传送信息,因此其成本低,适用于远距离通信,他的缺点是传送速度低,串行通信有异步通信和同步通信两种基本通信方式。
(1)同步通信 ① 以数据块为单位传送数据;
② 在一次传输的数据中包含的数据较多,所以接收与发送时钟严格同步;
③ 在一个数据块内字符与字符之间无间隔。
(2)异步通信
异步通信中,数据是一帧一帧传送的,每一串行帧的数据格式由1位起始位,5-8位的数据位,1位的奇偶校验位(可省略)和1位停止位4部分组成,在串行通信前,发送方和接收方要约定具体的数据格式和波特率(通信协议)。并且在数据传输的过程中,只能有一个接收端,而如果数据需要同时被多个设备使用,就需要经过中转,没有灵活性。
异步串口通讯是按字符传输的,每传输一个字符,就用起始位来通知收方,以此来重新核对收发双方同步。若接收设备和发送设备两者的时钟频率略有偏差,这也不会因偏差的累积而导致错位,加之字符之间的空闲位也为这种偏差提供一种缓冲,所以异步串行通信的可靠性高。但由于要在每个字符的前后加上起始位和停止位这样一些附加位,使得传输效率变低了,只有约80%。因此,起止协议一般用在数据速率较慢的场合。
异步通讯中起始位实际上是作为联络信号附加进来的,当它变为低电平时,告诉收方传送开始。它的到来,表示下面接着是数据位来了,要准备接收。而停止位标志一个字符的结束,它的出现,表示一个字符传送完毕。这样就为通信双方提供了何时开始收发,何时结束的标志。传送开始前,发收双方把所采用的起止式格式(包括字符的数据位长度,停止位位数,有无校验位以及是奇校验还是偶校验等)和数据传输速率作统一规定。传送开始后,接收设备不断地检测传输线,看是否有起始位到来。当收到一系列的停止位或空闲位之后,检测到一个下跳沿,说明起始位出现,起始位经确认后,就开始接收所规定的数据位和奇偶校验位以及停止位。经过处理将停止位去掉,把数据位拼装成一个并行字节,并且经校验后,无奇偶错才算正确的接收一个字符。一个字符接收完毕,接收设备应该继续测试传输线,监视高电平的到来和下一个字符的开始,直到全部数据传送完毕。
3.3.2
能力风暴机器人采用的通讯协议
能力风暴机器人的串口通讯,采用9600bps的波特率,校验位为默认,8位数据位,1位停止位。起止式异步协议的特点是一个字符一个字符传输,并且传送一个字符总是以起始位开始,以停止位结束,字符之间没有固定的时间间隔要求。每一个字符的前面都有一位起始位(低电平,逻辑值0),字符本身有5~7位数据位组成,接着字符后面是一位校验位(也可以没有校验位),最后是一位,或一位半,或二位停止位,停止位后面是不定长度的空闲位。停止位和空闲位都规定为高电平(逻辑值),这样就保证起始位开始处一定有一个下跳沿。这种格式是靠起始位和停止位来实现字符的界定或同步的,故称为起始式协议。传送时,数据的低位在前,高位在后。
能力风暴机器人的串口通讯由于数据流量不大,所以我们可以采用异步通讯协议。
3.4 RS—232串口通讯
目前串口RS-232是PC机及通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。串口RS-232只能提供一对一的通讯。 串行接口标准
数据由2脚、3脚实现接收与发送, 4脚为DTR(数据终端准备),5脚为数据的地端,6脚为数据设备准备好,7脚为请求发送,8脚为清除发送,9脚为振铃指示。
3.4.2 RS-232
串行接口工作方式
,最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的,其驱动器负载为3~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。
3.4.3 RS-232
串口特点
第四章 PC机与机器人无线数据通讯
本文应用WAP200B无线数传模块实现PC机与能力风暴机器人的无线数据通讯。
4.1 无线数传模块的安装与调试
数传模块的安装
在PC机与无线输传模块的连接过程,只需要连接2、3、5三根接线,只有在参数配置期间需要连接第四根接线(DTR)。如果是直接将无线数传模块与PC机相联的话,在编程过程中就需要让第四根接线悬空或者让DTR的值在数据发送过程中为低,在调制WAP200B无线数传模块的时候为高。
4.1.2
通讯协议不一致的问题
WAP200B无线数传模块的初始通讯协议并不与能力风暴机器人一致,导致了实验初期的工作量较大。
WAP200B无线数传模块的出厂默认设置是: 串口模式:校验位N,8位数据位,1位停止位。
能力风暴机器人的通讯协议为:
波特率:9600 bps;
串口模式:校验位N,8位数据位,1位停止位。 4.1.3
通讯协议的研究与调整
图4.2 相同的波形,不同波特率表示的数据示意图 4.1.4
无线通讯的实现
通过WAP200B无线数传模块实现PC机与能力风暴机器人的通讯之后,我们就可以在PC机上进行一些操作,实现对能力风暴机器人的控制。 PC机对能力风暴机器人的无线数据通讯,不仅表现在给能力风暴机器人下载程序上,还应该有能力风暴机器人对PC机操作的反馈。WAP200B无线数传模块是透明的传输机制,这个机制决定了只要没有数据的发送,WAP200B无线数传模块就是一个数据的接收终端。因此WAP200B无线数传模块完全可以应用于串口RS232的数据通讯。在能力风暴机器人有需要传输数据给PC机的时候,可以通过调用相应的函数发送给PC机。
4.2 PC机对能力风暴机器人的基本控制过程
4.2.1
能力风暴机器人数据通讯原理
(1)数据发送
实现了PC机对能力风暴机器人的无线通讯,我们就可以通过PC机给能力风暴机器人发送相应的程序或数据,以达到对能力风暴机器人的基本控制。在能力风暴机器人的程序设计过程当中,如果需要给能力风暴机器人通讯,那么在通讯之前就需要先调用开始通讯的子函数,让能力风暴机器人停止与主机的通讯,打开串口,发送数据。如图4.3是能力风暴机器人的数据发送流程图设计。
图4.3能力风暴机器人发送程序
(2)数据接收
WAP200B无线数传模块提供透明的数据接口,能适应任何标准或非标准的用户协议。自动过滤掉空中产生的噪音信号及假数据(所发即所收)。通讯开始之前需要将无线数传模块之间的工作频率调整一致,通讯协议也要一致。无线数传模块为半双工通信方式,所以编程时要注意收发的来回时序,否则会丢失数据。无线数传模块的通信信道是半双工的,最适合点对多点的通信方式,这种方式首先需要设1 个主站,其余为从站,所有站都编一个唯一的地址。
如图4.4是能力风暴机器人的接收子程序,在能力风暴机器人停止与主机的通讯,打开串口,调用相应的数据接收函数,将从串口接收的数据暂存在一个变量当中,当我们需要对接收的数据进行处理时,只需要处理对应的串口变量。
图4.4能力风暴机器人接收程序
无线数据通信的协调完全由主站控制,主站采用带地址码的数据帧发送数据或命令,从站全部都接收,并将接收到的地址码与本地地址码比较,不同则将数据全部丢掉,不做任何响应;地址码相同,则证明数据是给本地的,从站根据传过来的数据或命令进行不同的响应,将响应的数据发送回去。这些工作都需要上层协议来完成,并可保证在任何一个瞬间,通信网中只有一个电台处于发送状态,以免相互干扰,如果同时有几个发送设备,那么就需要在设置每一个设备上的频率都不同。[7]
4.2.2
通过无线数传模块实现程序下载
没采用数传模块前,在PC机上编辑好程序之后,需使用数据线给能力风暴机器人下载程序。使用数据线传输数据有很大的局限性,例如每次下载程序都需要插拔数据线,这时必须关闭电源。如果忘记关闭电源,容易损坏设备。而使用无线数传模块下载程序将不会存在这些问题,非常方便。
4.2.3 通过编制通讯界面实现对能力风暴机器人的无线控制
应用VB软件编制了串口数据通讯控制界面,使我们对能力风暴机器人的通讯就会更加的方便、迅捷,便于对能力风暴机器人的实时控制。
通讯界面的左侧是状态显示区及一些基本控制参数调整。对能力风暴机器人可控的参数有前进与后退的速度、左右的转动角度,停止运行。右侧是数据接收显示,串口数据的英文字母发送区;PC机与WAP200B无线数传模块串口数据通讯协议的设定,以及设置WAP200B无线数传模块参数时DTR值的调整;停止PC机与能力风暴机器人的数据传输,转向与主板的通讯过程。图4.5是无线通讯控制界面的截图,可以直观、方便的实现对能力风暴机器人的基本运行控制。
图4.5 通讯控制软件截图
(1)通讯界面作用
PC机上的通讯控制界面就是为了更直观的实现PC机对能力风暴机器人的各项基本控制,方便我们的操作,也是无线通讯实现的基本组成部分,避免了各项繁琐的数据查阅过程。因为每一个按钮就是对应的一个数据,而能力风暴机器人接收到数据之后,只要有相应的程序就会执行。
(2)通讯界面使用方法
通讯控制界面“停止通讯等待数据接收”的按钮作用,在能力风暴机器人通过串口与外界通讯的过程中,停止了与主板CPU的通讯,所以要下载程序、恢复与主板CPU的通讯就必须终止与外界的数据通讯,否则就有可能出现死机、不受控制的情况出现,给我们的数据通讯带来不必要的麻烦。为此通过对能力风暴机器人下发停止通讯的指令来调用能力风暴机器人的相关库函数,当能力风暴机器人停止通讯之后我们就可以下载程序或者执行通讯之后的后续程序。在需要修改程序的时候只要在通讯控制界面用鼠标点击“停止通讯等待数据接收”的按钮就可以重新下载程序了。而其他的对应功能也是用鼠标直接点击相应的按钮就可以实现对能力风暴机器人的控制。
(3)能力风暴机器人通讯使用的ASCII码定义
对能力风暴机器人的基本控制是通过发送0~255的十进制数,或者是0~FF的十六进制数,能力风暴机器人对所接收的数据进行处理并做出相应的行为而实现数据通讯的。能力风暴机器人对PC机的通讯是将传感器接收的数字量转换成0~255的十进制数,通过无线数传模块发出,PC机接收到数据之后就将能力风暴机器人状态直观的显示给用户端了。如表4.1是能力风暴机器人数据通信的具体含义(只针对本课程设计所编的串口通讯程序有效)。
表4.1数据通讯传递的ASCII码含义
传输ASCII值 数据含义 传输ASCII值 数据含义 52 前进速度20 103 左转角度40
53 前进速度40 104 左转角度60
54 前进速度60 105 左转角度80
55 前进速度80 106 左转角度100 57 停止通讯 108 右转角度40
97 后退速度20 109 右转角度60
98 后退速度40 110 右转角度80
99 后退速度60 111 右转角度100
100 后退速度80
101 后退速度100
(4)界面串口设置栏的作用
RS232串口数据通讯的形式多种多样,能力风暴机器人的通讯协议是:波特率9600bps,校验位N,8位数据位,一位停止位。如果在程序设计的时候,为了程序的简单、操作界面的整洁,取消波特率、校验位、数据位三者的参数设置值,那么,WAP200B无线数传模块的扩展性将会受到很大的影响,只能用于与能力风暴机器人的串口通讯。而加上这些参数设置内容之后,可以方便与其它的串口设备进行通讯。串口号的的设置可以方便在多台计算机上选择PC机的串口,否则取消该选项,那么在固定使用一个串口时,容易因为在其它计算机上使用时由于串口被占用而出错。
4.2.4
通过PC机键盘的方向键实现对能力风暴机器人的无线控制通讯控制软件键盘数据的传送,只要将鼠标点击通讯控制软件右侧文本框,通过敲击键盘,能力风暴机器人就会受到相应的文本文件了。键盘的方向键是用于对能力风暴机器人运行的控制,具体控制如表4.2所示。
表4.2 键盘四个方向键及“Esc”键的含义
控制状态 键盘按键 控制状态 键盘按键
静止时前进 方向键的“” 静止时后退 方向键的“”
前进时加速 方向键的“” 后退时加速 方向键的“”
减慢后退速度 方向键的“” 前进时减速 方向键的“”
向左行驶 方向键的“”
向右行驶 方向键的“”
停止电机 “Esc”按键
说明: 4.3 能力风暴机器人硬件改造
4.3.1 硬件改造目的
能力风暴机器人实现了无线通讯之后,省去了连接数据线的过程。但是,在下载程序完毕的时候,还需要手工将能力风暴机器人的运行键按下才会运行程序。为此可以通过对能力风暴机器人主板进行改进达到程序下载完毕就自动运行的目的。
4.3.2
硬件改造途径
实验过程中,能力风暴机器人打开电源、复位的过程,我们可以直接观察到的就是主板上的蜂鸣器“哒”一声响声。蜂鸣器的声音信号显示在示波器上的波形是一串方波脉冲。能力风暴机器人主板的复位键是低电平有效,而运行键是高电平有效,高低电平只需要维持很短的时间就可以对能力风暴机器人主板起作用。蜂鸣器的声音信号是一串方波脉冲,在运行键与蜂鸣器的声音信号之间串接上一个电容器。电容器对于脉冲信号是一个短暂的导通过程,这样就相当于有一个时间很短的电压加载到能力风暴机器人运行键上,蜂鸣器“哒”一声响声之后能力风暴机器人就自动运行了。
图4.6红色部分为对主板改动示意图
经过改动之后,在能力风暴机器人通上电或者复位之后或者程序下载完毕之后,都有蜂鸣器“哒”的一声响声,能力风暴机器人都会运行。所以我们只需要接通电源就可以实现对能力风暴机器人的通讯。下载程序、运行、停止、重新下载程序都不需要再对能力风暴机器人做出任何操作。达到了完全脱离人手工操作,图4.6是对能力风暴机器人主板改动示意图。
第五章 无线通讯的应用
5.1 现场测量的应用
完全不能达到要求,而对于几十上百米的数据,使用无线数传模块就会非常方便。[10]
WAP200B无线数传模块数据抗突发干扰和随机干扰的能力强,无线数传模块的传输误码率很低。并且由于是透明的传输,使用变得更加方便,在有单片机的地方,就有串口的数据通讯,而串口的数据通讯就可以使用无线数传模块来实现。
5.1.1
多个频道,互不干扰
无线数传模块提供多通讯信道,采用不同信道的机器人之间信号相互不会干扰,有效的避免了多个数据同时传输过程中需要对同一频段的数据进行分时传输的缺点。无线电的发射机使用较小的功率就可以实现较远距离传输,所以在同一个空间场内,如果有多个无线电设备,相互之间的干扰是比较大的。所以大部分时间可以通过同频率的无线电资源分时复用,这是国际上很多短波电台的惯用方法。如果希望同时使用一台设备进行多频率的数据通讯,就要求无线通讯能够在线修改发射频率了。
WAP200B无线数传模块可以在线修改64个频道就可以有效的解决不同设备同时使用的相互干扰的问题。PC机的计算能力非常强,相对于使用单片机的设备,无论是计算速度还是数据的存储容量都要大很多。对于PC机大部分都只有一个或者是两个RS232串口,如果需要接收多个信道的数据,光用RS232串口是没有办法实现的,而无线数传模块就可以用一定的时间间隔对无线数传模块的接收频率进行修改,用以接收多台设备的数据。接收数据处理完毕之后,对多台设备的控制仍然可以通过在线修改无线数传模块的工作频率来实现对多台设备的控制。可以解决单片机内存小,处理速度慢的缺点。
近年来,随着现代化生产技术的提高,以及计算机技术、信息技术和通讯技术的相互渗透, 纱线的不匀直接导致布面的不平整,这就说明在纱线生产环节极为重要。纱线不匀是影响其品质的重要指标之一。传统的纱线检测方式都是在实验室离线进行的,通过对纱线的抽样,要求一定的温湿度前提下,相对于纱线的在线检测反映出离线检测的滞后性和随机性。RS232串行通讯实现比较容易,常被用于自动控制、数据采集、智能仪表等上位机与外部设备的数据通讯。在棉纺厂的纺纱质量在线检测,使用PLC与RS232串口的通讯,在很多道检测工序里每一道都需要串口的通讯,并且不是每一道工序每时每刻都在工作的,为了节省资源,提高效率,使用无线数传模块可以实现多道工序分时与同一台主机通讯。[11] 一发多收,一机多频
无线数传模块只要没有数据的发送,对于同频率的无线电波是一直处于接收状态,所以在多台设备同时接收数据时,就可以通过广播的方式实现数据通讯。PC机具有较强的数据分析处理能力,良好的人机界面及大容量数据存储空间 ,可充当上位机 ,用来监控下位机的运行状况。但是,通常 PC机上只有 RS232串口,要使用RS232实现 1∶ N 通信就可以使用无线数传模块进行拓展。[10] 5.2 传输安全简便不易中毒
由于WAP200B无线数传模块提供透明的数据接口,能适应任何标准或非标准的用户协议。自动过滤掉空中产生的噪音信号及假数据(所发即所收)。因此我们只需要将我们的发送数据以十进制或是十六进制发送出去,而接收端相应的做出一些处理就可以了。
5.2.1
数据处理简便
在无线数传模块的数据收发过程中,我们只需要设置一些简单的数据通讯协议就可以实现数据通讯。数据通讯是接收和发送设备之间收发0~255之间的任何十进制数据,转换成十六进制就是0x00到0xFF之间的数据。数据处理的时候可以根据预先编辑的程序对传送给PC机的终端数据进行相应的处理,对于需要实现数据控制的就直接通过相应的程序发送给终端接收设备。 5.2.2
通讯系统简便单不易中毒
任何一项物理实验如果加上计算机,那么实验的效率将会有很大的提高,在对每一个设备的通讯过程中,通过计算机的相应程序,可以节省很多人力劳动。计算机更是实现智能控制的主要设备之一,有了计算机控制,无线数传模块的在线功能将会更加完善。
随着计算机系统的应用和微机的发展 ,各系统之间通信功能越来越显的重要。这里所说的通信是指计算机与外界的信息交换。因此 ,通信既包括计算机与外部设备之间 ,也包括计算机和计算机之间的信息交换。由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息,所用的传输线少,适合于对信号进行编码。对于那些与计算机相距不远的人机交换设备和串行存储的外部设备 ,采用串行方式交换数据也很普遍。在实时控制和管理方面,采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中,各 CPU之间的通信一般都是串行方式,所以串行接口是微机应用系统常用的接口。而且随着网络病毒广泛流传,简单的串口通讯方式,保障了不同系统之间既能够互联互通,又能够相互隔离不易受网络病毒的侵害。[13]
5.3 串口无线数据传输的应用前景
无线数据传输的应用前景很广泛,在PC机与PC机之间、PC机与多台辅助设备之间、多个单片机之间都可以实现数据通讯。并且由于数据传输的透明化,数据处理方便,特别适合于PC机对单片机、PLC等设备的数据通讯。
随着科技的发展,我们对于计算机、计算机数据通讯的依赖程度越来越大,所以数据传输途径的改进可以极大的改变我们设备的性能。在一些排爆机器人的控制当中,使用最为广泛的就是无线数据通讯。其他领域,特别是有数据通讯的场所,无线数据传输是最方便最快捷的。
无线数据通讯是我们未来的主要发展趋势,随着科技的发展,无线通讯的优势将会越来越明显。现代电子技术、计算机软硬件技术的飞速发展,促进了移动机器人在导航、视觉控制和遥控操作等关键技术领域的进步。无线通信在人们不方便随时到达现场的条件下得到了越来越广泛的应用,移动机器人在与外部的通信方式选择上,由于其具有广阔的运动空间,无线通信成为移动机器人所必须具备的通信方式。在这种背景下,有关移动机器人无线控制的课题便应运而生。[14]
5.4 串口无线数据传输的功能拓展
WAP200B无线数据通讯模块的扩展性非常好。在计算机上,通过下发相应的十六进制指令修改WAP200B无线数据通讯模块的串口通讯协议。利用这一点,对多个外接设备的串口通讯设备,在计算机上,对有不同串口通讯协议的设备不需要连接数据线,也不需要使用数据线,直接在计算机上给WAP200B无线数据通讯模块下发参数协议修改指令即可。无线数传模块接收到参数修改指令后,修改相应参数就可以对不同通讯协议的设备进行数据通讯。
5.4.1
在LED大屏幕显示系统的应用
如果是一条数据线,需要与外界多个设备进行通讯,那么数据线的插拔是经常的事情,而且距离太长,每一个设备都布线的话,费用可想而知,不仅需要规划布线的问题,一旦一条线路出现故障,查出哪里损坏是比较困难的。而总线损坏的话,全部瘫痪。WAP200B无线数传模块的64个频道,可以在每一个设备上安装一个,通过相应的编程来控制,而要实现对多个设备的控制,只要改变主机的工作频道既可以了。WAP200B无线数传模块是通过在线软件修改工作频道,适合于一对一的通讯,也适合于广播通讯系统。
5.4.2
摄像头控制系统的应用
根据需要我们学校每一个教室都安装了摄像头,摄像头的控制过程如果通过有线,在安装完毕时间不长的情况下,摄像头的控制是比较方便的,但是摄像头的使用至少是五年或者是十年。经过在这么长的时间,线路老化,故障频频而导致检修困难。如果使用无线数据通讯实现对摄像头的控制,只要出现故障,更换相应与摄像头连接的无线通讯模块就可以了,给维修带来了很大的方便。而且由于没有室内布线的过程,安装快捷方便、室内更加简洁美观。
[2] 陈爱珍.日本工业机器人的发展历史及现状[J]. 机械工程师,2008(7):3.
[3] 无痕.“纳米武器”重写战争历史[J].科技广角:3.
[4] 瞿佳.机器人在“进化”[J]. 5.
[5] 丛爽,钱辉环.广茂达机器人几个实际应用问题的解决方案[J].机器人技术与应用,2003(6):7.
[6] 刘祚时,张海英,林桂娟.能力风暴智能机器人无线通信系统的研究[J].传感器技术,2004(4):8.
[7] 能力风暴智能机器人扩展卡使用手册[J]. 9.
自1996年开始,得逻辑的产品通过商进入中国市场。随着中国市场规模的扩大,2003年4月,中国独资公司――得逻辑(上海)无线技术有限公司在外高桥保税区注册成立。凭借一流的技术、一流的质量、一流的服务,在短短4年半的时间里,得逻辑中国业务增长达到600%,系列产品已在国内有了广泛的应用,对推动无线技术在中国更快、更健康地发展起到了积极作用。得逻辑(上海)公司也得到集团公司的高度认可,目前所管辖区域从祖国大陆扩展为包括香港和台湾在内的大中国区。因此,得逻辑(上海)无线技术有限公司大中国区董事、总经理朱蕴女士近年来的主要工作地域也从大陆转向了亚太地区。按照计划,朱总将在10月16日前往台湾参加RFID展会,与合作伙伴进行沟通;24日还要赶赴欧洲,参加集团公司会议。临行之前,朱总接受了记者的采访。她认为,基于公司的产品特色、技术和服务优势,得逻辑在市场竞争中找到了属于自己的位置和发展策略。
记者:得逻辑自2003年正式进入中国以来,取得了令人瞩目的成绩,您认为是哪些因素促进了公司业务的高速发展?
朱蕴:我始终认为,与其他供应商相比,无论从技术还是服务角度看,得逻辑都有着鲜明的特色。作为一家全球性的无线应用技术供应商,得逻辑活跃在新技术的前沿领域,以保证我们的客户能够充分享受最新技术的应用。例如,1984年公司开发出被称为“组织者”的革命性产品,该产品可以支持现场数据采集、储存与处理,并可与计算机保持同步,开创了现代PDA的先河。而作为RF/DC技术的开创者,得逻辑可以向各个领域的企业客户提供无线移动解决方案,无论何时何地都可以帮助客户准确快速地移动登录到企业数据,实时进行信息更新。为保持技术领先,得逻辑在新技术和新产品的研发上孜孜不倦,每年将公司销售额的8%投入研发,不断追求品质的先进性和卓越性。
在中国,得逻辑不仅提供坚固耐用的终端设备、安全可靠的无线网络、灵活易用的开发工具(包括软件开发包和硬件开发包),并且与渠道和分销商、战略和技术合作伙伴等,为客户提供专业周到的服务以及全方位的技术支持,完善我们的产品和方案服务。与在其他地区市场一样,我们也向中国市场和广大用户承诺“只要使用得逻辑的产品就是我们的VIP”,并配备了强有力的技术支持队伍,以最快的响应速度解决客户的问题。公司每年还在召开合作伙伴大会之外,专门举办客户大会,让客户在一起畅谈、交流使用经验,对我们的产品与服务提出意见与建议。通过贴近客户,倾听客户心声,我们得以及时了解客户的发展需求,并做出相应的努力与改进,这也是得逻辑保持行业影响力和技术领先地位并迈向成功的关键。
此外,我认为优秀高效的团队对企业的健康稳定发展至关重要。中国公司成立后,吸引了一批出色的专业人员。这些年来,我们的核心力量一直没有太大变化,大家齐心协力共同为公司的发展献计献策。这也是让我引以为豪的一个方面。
记者:据悉,得逻辑无线解决方案在全球冷链市场占有80%的份额。请介绍一下公司在这个领域的技术优势。
朱蕴:得逻辑是窄频无线通讯技术的先驱和倡导者,这种安全优秀的无线技术多年来为户外大面积区域和室内复杂环境提供了良好的覆盖能力。特别是得逻辑最新一代窄频技术,对于冷冻仓库、码头等特定应用场合更是无与伦比的;加上我们专门针对冷冻环境开发的手持终端(如7530 G2等),能够承受极端的工作温度范围,从-30℃到60℃,即使在极低的温度下,屏幕加热装置和电池寿命优化组件也能很好地控制冷凝现象的产生,完全可以满足客户对设备的苛刻要求,确保我们在冷冻冷藏领域始终独占鳌头。在中国冷链市场,我们的产品也备受青睐。位于青岛的国内最大的保鲜海产品冷冻库――怡之航,一期建筑面积4万平方米,就使用了得逻辑的无线解决方案对冷库里的海产品进行现场管理。
其实,除了在冷链市场占据绝对优势,我们还拥有很多值得称道的产品。例如,功能更强大、工业等级更高的新一代WORKABOUT PRO(7525)产品,设定了户外应用设备的升级标准,可以提供更大的移动应用的灵活性,尤其适用于RFID技术的应用,通过集成不同的读写器,即可以作为低频、高频、超高频的RFID读持终端,还可以同时读条码,为物流配送领域提供了一款可以兼容RFID和条码技术的终端。此外,得逻辑的车载终端也以更高的安全性和可靠性在同类产品中脱颖而出,目前,大约占据90%以上的国内市场份额。车载终端的技术含量高(如防震、防凝露),由于其稳定性和效率都优于手持终端,特别适于同叉车配套使用。在国外,仓库里只要用到车的地方,就配有车载终端,相信不久的将来,该产品在中国的使用将会更为普遍。
总之,通过专注于特定技术领域,开展差异化竞争,得逻辑虽然公司规模不很大却以技术精深见长,40年来为广大配送中心、码头、堆场、仓库及制造业用户提供了众多整套的无线技术解决方案,因此我们积累了丰富的无线系统设计和实施经验,公司自成立以来始终保持着良好的上升势头。至今,得逻辑的产品在全球75万个地点拥有近400万名使用者,帮助客户提高其运营效率,同时增强了客户的业务增长能力、盈利能力和综合竞争力。
记者:从市场角度看,中国本土企业与外资企业在自动识别技术的应用方面有哪些差异?得逻辑如何在满足中国客户需求的过程中不断拓展业务领域?
朱蕴:虽然中国应用自动识别技术比起国外来要晚一段时间,但是后发并不一定是坏事。目前在技术应用方面,国内企业与国外企业几乎没有明显差距。甚至在某些方面比欧洲企业还要超前,有些需求做到了一步到位。例如,有些从未采用条码自动识别技术的企业会提出直接采用RFID技术。
实际上自动识别只是得逻辑三大核心业务的一个部分,另两大业务领域是局域网和广域网解决方案,特别是广域网业务已成为公司新的增长点,其应用覆盖到电力巡检等众多行业领域,每年业绩增幅都超过100%,营业额目前已占公司总营业额的40%,预计明年将达到50%。
从行业角度来看,2003年,我们在中国的无线业务80%来自港口码头,现在公司加速向制造业和仓储与配送等领域扩展业务,在上述领域已拥有众多客户,销售额直线上升,目前码头的业务量逐步
下降至公司总营业额的40%左右。
除了拓宽行业应用领域,我们还在加快RFID等新技术的推广应用。现在RFID在有些领域的应用是以前根本预料不到的。相反,在实践中,我们发现RFID在物流领域的应用不如其他行业的应用推广得快,主要是由于物流领域涉及的软件、业务流程等更为复杂,需要一点点地沉淀、积累经验。
记者:在物流领域,自动识别技术与无线通讯技术的结合越来越紧密。得逻辑如何不断增强在这两大技术领域的优势?
朱蕴:目前,得逻辑的无线终端产品的应用范畴日益广泛,在结合RFID的使用研究上也处于领先地位,并且实现了难度很大的与SAP ERP系统的集成以及提供MOBITEX解决方案等。得逻辑无线终端产品有极强的耐用性,使其能够胜任在极端恶劣环境下使用,这项实力令竞争对手只能望其项背,自叹不如,这正是得逻辑公司在中国市场高速成长的原因之一。同时,得逻辑拥有网络集成方面的强大能力,能够根据客户的不同情况为其定制不同的无线局域网(WLAN)以及相关的专业服务。在40年的时间里,得逻辑已经为各个行业的领先客户提供了最佳的无线局域网系统。基于对WALN和wi-Fi技术的深入掌握,得逻辑始终在无线数据传输领域处于领先地位。
记者:您认为今后几年国内物流行业对自动识别技术的市场需求趋势如何?在上述背景下,得逻辑有怎样的发展规划和举措?
关键词:GPRS数据传输,自动感应,无线通讯,网络版巡逻管理
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(b)-0000-00
一、普光气田供电、供水、通讯设施及管理现状
普光气田供电系统主要包含220kV变电站1座,主变容量为2×90MVA。其中:一次设备:90MVA三相双圈有载调压变压器2台,主变220kV中性点设备2台;220kV封闭式组合开关(GIS)5套;35kV GIS开关27套,并联电容器组共4组,容量为4×5.4Mvar,接地兼站用变2台,接地电阻器2台。二次设备:监控系统11台套,保护设备6台套。直流系统设备12台,蓄电池2组。防雷接地:4支30米独立避雷针和接地系统1个。
220kV输电线路2条,线路全长52.4km,铁塔115基。
35kV输电线路7条。35kV外输首站甲乙线长3.2km,铁塔18基;35kV至各集输站场架空线路3条,总长度57.9km,杆塔260基;35kV生产管理中心甲乙线长3.1km,铁塔17基;至净化厂电缆线路9条。
给排水设施:主要包括单级双吸离心泵4台,水冷电机4台;水罐2个;输水管线2.2米;多功能水泵控制阀4台;暗杆手轮弹性座密封闸阀4台;暗杆手轮弹性座密封闸阀4台;铸铁镶铜圆闸门2台;电动一体平板闸阀4台;TST型过滤器1台;特殊高速潜水搅拌机(TBD11)2台;搅拌式排沙泵3台。
通信设施:主要包括语音软交换系统1套;2.5G光传输MSTP设备3套;MPS2000系列调度电话交换系统2套;800M数字集群系统交换控制子系统1套安装在生产管理中心通信机房;基站子系统6套及287户紧急疏散广播点的预警通讯业务;5.8G微波传输系统2套,为红线与阿伯通设备;220kV变电站通信机房包括传输设备2套、PCM设备2套;调度语音交换机一套;视频监控设备共7套;视频会议系统共7套;电源系统共20套,包括高频开关电源与UPS以及相应容量蓄电池组,紧急疏散广播点共273套,每套广播点设备包含蓄电池、UPS、户外号角、数传电台、自检终端、机柜等装置。
二、存在问题及采用电子巡检系统的优点
第一节 电子巡检系统的发展现状
电子巡检系统是一种通过先进的移动自动识别技术。对突发事件的处理提供了方便的条件及重要的依据。当人员及时准确到位,才可以对损坏及破坏行为进行快速反应,同时对破坏分子也有强大的心理威慑作用;而人员的及时准确到位又能及时发现隐患,预防破坏,减少事故。因此它是一种科学化,规范化管理的全新产品。
当前,电子巡检系统广泛服务于社会,如公安、保安、邮政、机场、铁路、油田、房地产物业、银行、博物馆、水力、电力、煤气瓦斯监测行业等。
第二节 传统设备巡检存在的问题
生产服务中心的供电、供水、通讯等业务已整体外包给油田相关单位。电子巡检系统可很好的解决,改变对巡逻人员监督不力的管理方式。使人员管理更科学化和准确。
第三节 采用电子巡检系统的优点
采用电子巡检系统可实现:
(一)摆脱巡检信息传递不及时,调度、管理人员无法对巡检过程进行监控的弊端。
(二) 实现巡检工作的电子化、信息化。
(三)有效降低人为因素带来的漏检问题。
(四)使生产管理层能有效的监督巡检员的工作状态。
(五)实现了巡检故障信息和紧急信息的自动报警功能。
第三章 设备选用情况
通过甄选,我们选择了北京蓝卡公司开发生产的感应式电子巡检系统。该系统成功应用于燕山石化、胜利油田等化工单位。
第一节 电子巡检系统的原理及作用
电子巡检系统基本原理是根据巡检方案,在需要精确巡检的关键控制点安装电子信息源,巡检人员按照指定线路和计划进行巡检。线路管理人员通过设定巡检路线和计划时间表后,把特定编号的巡检机发放到巡检员手中,巡检员手持 GPS(双用) 巡检机,沿着规定的线路巡逻,实时接收 GPS 卫星定位信息(时间、经纬度),并在关键巡检控制点处采集信息源信息,记录下时间和编码。线路管理人员根据需要将每个巡检记录收集汇总存入管理站(队)计算机。以考核巡检员的工作情况。
通过电子巡检系统投入,能够解决中心管理人员不足的问题,能够及时掌握业务外包单位线路、及时掌握生产动态,提高设备运行的可靠性。
第二节 电子巡检系统的组成
电子巡检系统由巡检机、信息钮、通讯底座、巡逻管理软件及巡检系统服务器组成,其系统组成见图表三。
(一)电子巡检系统的主要设备及系统特性
本工程采用北京蓝卡创新公司的巡检管理系统,其各个设备和管理系统的特性如下:
1、BLC-30型信息钮
信息钮内核采用进口非接触EMID卡芯片,感应距离为50mm~60mm;无需电源,内置具有唯一性的16位十六进制代码,外加硬塑壳,内灌进
口胶,抗冲击、防浸水;可在-40℃-80℃的温度范围内使用。在安装时只需固定在仪器设备上,或埋在水泥内。感应型信息钮配合感应型巡检器使用。
2、 BP-3000巡检器
BP-2002K坚固型汉字巡检器主要用于巡检人员在巡检过程中对设备运行状况进行记录检查,其有一下特性:
(1)抗摔防水:超强铝合金外壳,内部硅胶减震,实测可承受两米水泥地面跌落超过100次(六面平均),完全防水设计,可在水中使用。
(2)自动感应:靠近即可读取巡更点信息,不受灰尘、雨,雪,冰等环境影 响,使用方便。
(3)感应读卡: 有EM卡、Temic卡、电子标签、Mifare卡等。
(4)自动背光液晶:112×64点阵,可显示6×4个汉字。
(5)无线传输:无接口,零功耗无线通讯,不用消耗巡检器的电能即可实现数据的无线上传(通过无线通讯座),使用方便,防止破坏。
(6)智能参数输入:各点可以智能设定不同的参数状态输入具体由上位机软件设定。
(7)自动引导:自动提示未检点、设备、项目,防止漏检,自动提醒下一巡检点。
(8)故障报警:可以通过上位机设定各点的参数范围,超限将报警。
(9)安全可靠: Flash存储,不会丢失数据。容量8MB以上,数万条巡检记录,内置国标或其他语言字库。
(10)超低功耗:充电锂电池,容量900mAh,一次充电可工作一个月。有关机自动探测卡功能,探测电流小于0.2mAh。
(11)精致轻便 :尺寸110×50×22mm,重量170克,携带使用非常方便。
4、BS-4000远程无线通讯座
BS-4000远程无线通讯座可以在没有计算机的条件下通过电话线将数据传输到远程主机。在没有电话线的地方,也可以将数据传到通讯座存储起来,远程通讯座特别适用于长途线路、管线等巡检点分散的地方使用。用户也可将BS-4000直接由USB线连接到计算机,上传所储存的信息。
产品特点:高通讯速度;采用工业级嵌入式Modem远程传输,可以适应恶劣的线路条件;可远程进行巡检机设置及调校巡检机时钟;可离线工作,将巡检机数据转存到远程通讯座中,当线路接通时自动拨号上传数据;全自动工作,提取完巡检机数据后,自动关闭巡检机;遇主机或线路故障,自动重新拨号上传;4个LED指示灯,具有数据满、数据空、连线等状态指示及拨号蜂鸣提示;一个通讯座可供多台巡检机使用,并可以反复上传,数据安全;提供无线传输方式;采集数据时不消耗巡检机内的储电;全塑压制,可靠性高、高档;便于携带使用。
5、CS网络版巡逻管理系统
特点:把数据库建立在本地硬盘,数据高度安全;我们不推荐使用B/S结构,因为它的网络接口是开放的,为数据安全带来严重隐患,我们虽然也有这一系统,但建议不要在国家战略性资源工程上使用。我公司设计的系统独创智能排班、自动核查、自动通讯、自动备份,完全“傻瓜式”操作,可显示巡检人员一共巡查了多少次,每次是否按照要求的时间、路线巡查。
远程服务器数据库B/S结构
特点:安装维护简单,通过用户权限登陆,可以在任何因特网终端电脑上传数据,数据集中存在服务器数据库内,方便维护管理。由于服务器直接连接到因特网,存在受黑客攻击、传播病毒和信息泄密的风险,安装防火墙和杀毒软件可以大大提高服务器安全性。
上述两种结构的软件,都具有自动维护功能,当数据将满时,会自动切换到新的数据库提高运行速度,并自动保存历史数据。同时还能自动备份数据,提高了系统的可靠性。
软件还可以与GIS地理信息处理系统结合使用,回放巡检线路、时间,真实准确,清晰直观,一目了然。
6、电子巡检系统的工作流程
五、创新点
电子巡检设备创新点:
(一)所采用的新设备、新技术全部符合信息产业部的最新相关标准。
(二)针对直接客户的需求专门设计的管理类软件,有用户最为关心的各类报表;
(三)管理软件呈网络结构,方便用户内部数据传输及处理及管理层得到有效的数据;
(四)特别定制的中文巡检器,符合客户特定的巡检结果记录要求,并通过石化类CT4防爆认证,得以在炼化行业内下使用;
(五)可拓展,对于新加入的设施和设备,均可纳入该套系统进行管理。
2月25-28日
会议名称:2013年世界移动通信大会 GSM Mobile World Congress 2013
会议地址:西班牙 巴塞罗那 Fira de Barcelona Gran Via
主办单位:GSM协会中国邮电器材集团公司 展览事业部
展会概况:由GSM协会主办的“世界移动通信大会”是在全球最具影响力的移动通信领域的展览会。本届展览会将以其展示系统设备的先进性、技术的前瞻性成为全球移动通信领域最有影响力的展览会。参展单位涉及信息通信运营企业、通信设备制造企业、电子设备制造企业、消费类电子产品制造企业、计算机软件、设备制造企业、ICP、ISP、媒体等。
展览范围:移动电话及配套设备、GPS、移动电话应用软件、蓝牙设备及相关应用、无线区域网络、天线、电力设备、无线电、PDA及配套产品、微波通信设备、IP电信及网络产品与服务、电线电缆和电子商务应用等。
会议组委会地址:北京市西城区复兴门内大街158号远洋大厦F106A
联系人:孙平
电话:010-66426974
传真:010-66429898
邮箱:.cn
2013年3月展会一览
3月5-9日
会议名称:德国汉诺威消费电子、信息及通信博览会
会议地址:德国汉诺威展览中心
主办单位:德国汉诺威展览公司
展会概况:CeBIT展会已发展成为全球规模最大的信息、通信和软件领域的权威展览会。本届展会继续2012年的四大展区(数字商务、数字政务、数字实验室和数字生活)展示模式。包括IBM、微软、英特尔、谷歌、沃达丰、德国电信、诺基亚、西门子、阿尔卡特-朗讯、日立、松下、富士通、三星、卡巴斯基、诺顿等参展商的世界知名企业展示了ICT产业发展的最新技术趋势,包括:智能技术及终端、平板电脑、移动网络和电视、3D技术、公共媒体、新一代商务应用软件、安全解决方案、电子医疗和车载信息系统等。
展览范围:IT基础设备;商务通讯和网络系统;银行和金融世界;商务IT应用;安全世界;网络社会;导航及自动化世界;自动识别和无线射频识别系统
电话:021-62990137-811
传真:021-62990157-802
3月19-21日
会议名称:第32届美国广电卫星展
会议地址:美国华盛顿Walter E. Washington Convention Center
主办单位:美国政府及相关军事部门
展会概况:全美最专业的卫星领域行业盛会,由美国政府及相关军事部门亲自操办,展品涉及通信,航空,卫星,地质勘探,军事应用等各种领域。此展不同于其他国际卫星展,他以展示高科技产品和技术为主,提供给各企业更宽广的探讨平台!
展览范围:广播及卫星相关产品及服务,电缆连接设备,移动设备,数据内容安全及加密,数字音频广播及相关服务工程设施,交互式电视,放大器,天线,互联网,发射设备及服务,移动媒体,网络硬件和软件,接收器和转换器,卫星网络,综合传输装置,卫星操作相关产品。
电话:021-62990137-811
传真:021-62990157-802
3月21-23日
会议名称:中国国际广播电视信息网络展览会
会议地址:中国国际展览中心(三元桥)8号馆
主办单位:国家广播电影电视总局
展会概况:CCBN展会已经发展成为亚太地区规模最大的广播影视技术设备展览会、世界排名首位的数字电视与宽带网络行业展览会。CCBN 的展览内容包含广播电视采、编、播、传、收、测各类设备与技术,编播网络与传输网络建设,媒体资产管理,高清节目制作,用户管理系统等多个方面,汇集了全球范围内数字电视与宽带网络方面的创新成果以及广电新业务的应用、设计与开发技术。
展览范围:摄录编设备;制作设备;影视灯光音响;数字电影制作和放映设备;媒体资产管理系统;系统管理;播控设备;有线电视传输网络;地面发射传送接收系统;卫星发射传送接收系统与运营商;数字电视系统;数字电视平台;新媒体及新业务;数字家庭网络;视频通讯与监控网络;测试仪器;电源/元器件与材料
会议组委会地址:北京朝阳区北三环东路六号
电话:010-86091647;86091340
传真:010-86091976
邮箱:
网站:http://
2013年4月展会一览
3月28-4月1日
会议名称:巴西国际电子元器件展览会/巴西电子展
会议地址:巴西圣保罗
主办单位:慕尼黑展览公司
展会概况:巴西国际电子展是由世界著名的慕尼黑展览公司主办, 是拉美最大的电子电力展。该展两年一届,成功举办了26届,并取得了骄人的成绩。世界各国著名的电子企业均普遍看好巴西市场并云集该展会。
展览范围:电子元器件产品,测试测量仪器;系统集成和子系统、IC封装技术、电子制造设备等;电力产品、电力电子及工程安装配套产品、电力器件、连接材料、输电系统等相关电力产品。
会议组委会地址:广州企发展览服务有限公司
联系人:朱峰
电话:020-82591007
传真:020-82590747
邮箱:
4月6-11日
会议名称:美国广播电视设备展览会NAB
会议地址:拉斯维加斯国际展览中心
主办单位:美洲集团ALL Americas Inc
展会概况:其主题是促进世界广播、电视、电影等电子通信传播媒体业的发展,并将在展会上展示与传播媒体相关的通信产品、技术和服务的未来趋势,包括电视广播产品、数字音频广播、网上广播技术、音频制作、视频编辑与特技、数字资源管理与存储、电影动画制作设备、卫星与无线通信产品、互联网的应用及技术等。NAB2013是涵盖了电子传媒各个方面的唯一全球性展会,展示音频、视频所有产品的最新技术,除了数字音频广播、数字电影电视制作、数字卫星电视、卫星直播、有线电视宽带综合业务网以外,更加强了广电产品与无线网络及通信产品的结合。NAB是全面了解全球广电行业最新技术与趋势的平台、全球广电行业最广泛的交流平台、全球广电行业最大的采购产品和解决方案的平台、全球广电行业最佳的寻求合作的平台。
展览范围:各类广播电台、电视发射装备、音响制品、移动电视和技术、数码管理设备、电视、数码照相机、邮政产品数码信号设备、无线广播设施、游戏设备、卫星系统、HDTV、IPTV、节目制作设备、数码录音录象设备、雷射音响设备、杜比环绕混音设置、灯光灯具、多媒体电脑和软件、通讯设备、移动电话、数码电视及照相装备、节目软体、电线电缆、卫星通讯、动画制作等。
报名机构:美洲集团(深圳)分公司【深圳市美之旅会展服务有限公司】
联系人:何强
电话:0755-33358915;13058034165
传真:0755-83774750
MSN:
邮箱: 4
4月7-9日
会议名称:中国国际云计算技术和应用展览会
会议地址:中国国际展览中心(三元桥)8号馆
主办单位:工业和信息化部国际经济技术合作中心
中国国际贸易促进委员会电子信息行业分会
展会概况:云计算被称为是继大型计算机、个人计算机、互联网之后的第四次IT 产业革命,是新一代互联网、物联网和移动互联的引擎和神经中枢。云计算作为中国“十二五”期间重点发展的战略性新兴产业,在信息化建设和应用中发挥着重要作用。我国云计算产业正在迅速发展,市场规模不断扩大。
展览范围:云技术区:主要展示云计算平台构建技术,云计算适用芯片和软件平台开发、云计算服务解决方案、数据中心建设与运营、云计算通信网络设备和服务、数据存储、服务外包、数据与网络安全、云计算标准等方面。云应用区:包括各种基于云架构以及云服务的行业应用和特色应用。如:交通云、健康云、平安云、中小企业云、商务云,制造云、教育云、娱乐云、社交云、旅游云、地理信息云等。云终端区:主要包括基于云计算服务和解决方案的笔记本电脑、台式电脑、智能手机、平板电脑、打印机、云电视、网络计算机、车载导航设备、传感器、读写设备等云计算信息终端。
会议组委会地址:北京市海淀区万寿路27号院8号楼9层
联系人:张静
电话:010-68207935
联系人:秦垒
电话:010-68200617
联系人:袁旭立
电话:010-68200623
传真:010-68200616
网站:
4月11-13日
会议名称:中欧(波兰)国际通讯展览会
会议地址:波兰罗兹国际展览中心
主办单位:波兰电信局 波兰国家建设部 波兰罗兹市政府 波兰国家通讯部
展会概况:INTERTELECOM是波兰最重要、最专业的通讯类博览会,也是波兰唯一一个专业电信通讯方面展会,本届展会主要关注互联网通信、光纤光电、电话、电视等,主题为电子化、宽带化、移动技术和智能电脑,展会为科研、商业应用搭建对接平台,同时提供公共管理、政府引导、商业规划等单元。
展览范围:多媒体服务和供应商;电信和ICT系统和网络;电信和ICT网络的维护;IT技术和电子通讯;ICT安全设备;广播和电视的数字化;多媒体和游戏;市区网络和自治机构网络;执行、设计和咨询服务等;分支媒体设备
电话:021-62990137-811
传真:021-62990157-802
4月12-15日
会议名称:俄罗斯消费类电子及影像产品展览会
会议地址:莫斯科CROCUS 展览中心
主办单位:俄罗斯MIDEXPO 展览公司
展会概况:莫斯科消费类电子及影像产品展览会是在俄罗斯、独联体及东欧最大的消费电子行业展会。观众来自俄罗斯及独联体国家的多个城市,展会期间还举办行业发展热点问题的研讨会、国际性学术会议及圆桌会议。
展览范围:音视频产品;数码论坛;移动及数字产品;高保真音箱产品;家电产品(新增);打印设备
组团单位:深圳市沃尔德会展策划有限公司
联系人:甘小姐
电话:0755-25862480;18718679523
传真:0755-25857457
邮箱:
4月17-19日
会议名称:(中欧)波兰国际电子通讯博览会波兰电信展
会议地址:波兰罗兹国际展览中心
主办单位:波兰基础设施部 波兰电信办公室 罗兹市政府等
展会概况:近年来,波兰电信业发展迅速,其中以无线通讯发展最快。尽管波兰电信业发展迅速,但与欧盟国家相比,其线路饱和率仍然较低,仍然有巨大的发展空间,快速发展的电信服务市场对外国投资者具有很大的吸引力。本届展会主要关注互联网通信、光纤光电、电话、电视等,主题为电子化、宽带化、移动技术和智能电脑,展会为科研、商业应用搭建对接平台,同时提供公共管理、政府引导、商业规划等单元。本届的特别新设有INTERTELECOM 实验区同,展出者可以展示行业内的最新科技和新产品。
展览范围:通信、无线与网络;信息技术设备及系统;电子元器件;商务应用;消费电子;光通信设备与系统;广电及系统
电话:021-62990137-811
传真:021-62990157-802
4月18-20日
会议名称:第三届中国(华东)国际物联网技术及应用展览会
会议地址:苏州国际博览中心
主办单位:中国物联网(传感网)行业协会 苏州市物联网协会
展会概况:大会以“智慧物联-云享未来”为主题,突出展示物联网及云计算技术的大力推广应用。
展览范围:射频识别(RFID技术);传感网;软件与系统集成;共性支撑;云计算;物联网应用
关键词:无线网络;快捷;信息技术;发展趋势
中图分类号:TP393.1 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 10-0000-01
Wireless Network Technology Applications Status and Development Trend
Li Ning
(Great Wall Motor Company Limited,Baoding071000,China)
Abstract:With the rapid development of the information technology,wireless network technology with fast,efficient,flexible fabric characteristics is also more and more attentioned and achieved fast development.In this paper,the point is wireless network applications,analysis of the technical aspects of the application status,and combined with current information technology,discuss the development trend of wireless networks.
Keywords:Wireless networks;Fast;Information technology;Trends
随着经济的发展与科技的进步,个人数据通信技术得到飞速的发展,人们对功能强大、应用便捷的便携式数据终端的要求也越来越高。与有线网络相比,无线网络具有安装便捷、移动性强、建设成本低、可扩充性强、兼容性强以及可实现多种终端接入等优点。
一、无线网络技术的应用现状
(一)无线网络的应用类型
1.无线局域网(WLAN)
使用无线网络技术的用户可以在任意地方创建本地的无线连接,因此能够使用户轻松实现随地办公和通信。一般情况下WLAN具有两种工作方式,第一种是在基础结构无线局域网中,将无线站连和无线接入点进行连接,后者主要是起纽带作用,将无线站和现有的网络中枢实现连接;第二种是在点对点的无线局域网中,有限区域内(如办公室)的多个用户在不需要访问网络资源的情况下,可以不通过接入点连接而直接建立临时网络。
2.无线广域网(WWAN)
目前的无线广域网技术被称为通讯第二代系统,及2G系统。用户通过该技术可以在远程公用网络或专用的网络建立起无线连接,并实现该连接覆盖广大的地理区域。2G系统的组成部分主要有码多分址(CDMA)、蜂窝式数字分组数据(CDPD)以及移动通信全球系统(GSM)。
3.无线城域网络(WMAN)
使用无线城域网络,用户可以在城区的多个场所(如同一个城市的多个校园或同一校园的多个建筑之间)建立无线连接。无线城域网络使用无线电波或红外光波进行数据传送,该网络覆盖区域较大,最远可达50公里,因此不同地方接受的信号功率和信噪比等也会有比较大的差别。
4.无线个人网络(WPAN)
用户可以通过无线个人网技术为个人操作空间创建临时的无线通讯。个人操作空间一般指以个人为中心的空间范围,其最大距离为10米。蓝牙技术是一种可以在30英尺内使用无线电波传送数据的电缆替代技术,该数据的传递可以穿透墙壁、文件袋等障碍。
(二)无线网络的应用领域
无线网络技术作为顺应信息时代而生的新技术,其应用领域在自身不断更新发展中得到迅速扩大。一般可以将无线网络的应用划分为室内和室外两种。前者主要有医院、工厂、办公室、商场、会议室以及证券市场等场所;室外的无线网络应用主要有学校校园网络、工矿企业区域信息管理网络、城市交通信息网络、移动通信网络、军事移动网络等。
二、无线网络技术发展趋势
(一)WCDMA技术的未来展望
WCDMA技术是3G基本制式三大主流无线接口标准之一,该技术在提供市场前期牵引方面具有独特的功能,更加注重了其业务能力的开发,并加以规范。在WCDMA的发展计划中,其应该呈现一种多元化的发展模式。WCDMA还支持多呼叫功能,即可以在同一时间向多个终端提供的PS进行会话或呼叫。
(二)第4代移动通信系统(4G)
第4代移动通信系统(4G)集WLAN与3G技术于一体,其支撑高速率通信环境,并致力于不同通信技术的无缝融合,是一种宽带接入和分布式的全企网络。4G技术通过将不同的无线平台及固定平台及跨越不同频带的无线网络进行无缝连接,为其提供一致性的移动计算环境,在该环境下支持200Mb/s的数据传输能力,能够轻松实现数据、图像和语音的高质量传输。
(三)LWAPP协议集中式WLAN应用
在3G系统环境下,WLAN网络的设计是基于对等架构的模型,能够使网络管理和信息安全上存在的一些问题得到很好的解决。未来无线网络WLAN发展中的一个重要协议LWAPP协议,是专门针对集中式WLAN环境下的无线控制器和接入点之间的开放标准通信协议,能够对各个无线网络厂商的设备都实现网络接入,通过LWAPP协议可以进行无线控制器和轻量型的无线接入点之间的自由通讯。
(四)WIFI技术的应用
随着电子信息技术的不断发展,WIFI技术在手机、笔记本电脑等电子产品中的应用越来越广泛,基于WIFI标准的无线网络也成为无线组网的最新流行方式。WIFI技术通过无线电波进行数据传输,其覆盖范围广、传输速度快、稳定性能好,无需布线而完全能够满足个人和社会信息化的需求,不受地理和区域条件的限制。
三、结论
无线网络技术作为信息时代的新生力量,其以强大的技术功能为人们的生活和工作带来了极大的方便,并逐渐成为人们网络生活的主流应用。随着无线网络技术的发展,以3G和超3G技术为代表的无线网络新技术将得到更大的发展,为我国信息产业和通信市场步入国际市场提供强大的技术支持和良好机遇。
参考文献: