无线传输范文

导语：如何才能写好一篇无线传输，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：无线传输有线传输比较水厂供水运行情况

1概述

大唐岩滩水力发电有限责任公司（以下简称“业主”）2010年开始进行扩建工程的施工，需要为施工单位提供取水点，取水点为原用于生活供水的一个100m3的圆形水池，取水点与水厂分布在一座500米高的山头的两侧，环山距离约3公里，中间有电厂一期厂房。水池原供水方式为通过水厂控制中心的PLC控制两台供水泵进行定时供水，此供水方式满足不了施工单位的连续用水需求，为了保证施工用水，需要根据水池水位实时供水。因此，需要对原水泵控制方式进行改造。

2方案的选择

水厂控制中心的控制PLC采用的是施耐德电气Premium TSX PLC，为实现根据水池水位实时供水，必须将水池水位信号引入水泵控制PLC。

承接此项改造项目的施工单位最初提出的方案为从水池埋设电线杆至水厂，通过架空电缆将水池水位的开关量信号送至水厂控制中心，此方案也是控制信号引入的常规方法，看起来无可非议，但预算价格高达90多万元，超出了业主的预想，而且此方案还牵涉到埋杆需征用农民的土地的问题，协调很困难，此方案被否决。之后承建单位提出了第二个方案：取消埋杆，通过将信号电缆埋入地下的方式，预算可降低到60多万元，此方案虽降低了成本，但是将信号电缆埋入地下，一方面仍存在埋设电缆需补偿农民的问题，另一方面还存在电缆埋入农民耕种的土地中，容易被损坏，且损坏后难以查找故障点的问题，此方案也不合适。

此时，一方面是扩建工程的施工单位用水的迫切需要，另一方面是水池水位信号引入的方案定不下来，业主陷入了两难的境地。

此问题最终提到了扩建工程项目部机电部，要求机电部拿出一个合理的方案。由于电缆传输信号的方式不论是敷设电线杆还是埋入地下，都存在造价高、牵涉到农民的土地补偿的问题，要避免这些问题，只有采用无线传输信号的方式。而且用无线数传模块建立专用无线数据传输方式比有线传输方式相比具有如下优点：

1． 成本廉价

有线通信方式的建立必须架设电缆，或挖掘电缆沟，因此需要大量的人力和物力；而用无线传输方式只需要在每个终端安装无线数传模块既可。相比之下用无线数传模块建立专用无线数据传输方式，节省了人力物力，投资是相当节省的。

2． 建设工程周期短

当要把相距数公里到数十公里距离的远程站点相互连接通讯的时候，采用有线的方式，必须架设长距离的电缆或者挖掘漫长的电缆沟，这个工程周期可能就需要数个月的时间，而用数传模块建立专用无线数据传输的方式，只需要架设适当高度的天线，工程周期只需要几天或者几周就可以，相比之下，无线的方式可以迅速组建起通信链路，工程周期大大缩短。

3． 适应性好

有线通讯的局限性太大，在遇到一些特殊的应用环境，比如遇到山地、湖泊、林区等特殊的地理环境或是移动物体等布线比较困难的应用环境的时候，将对有线网络的布线工程有着极强的制约力，而用无线数传模块建立专用无线数据传输方式将不受这些限制，所以说用无线数传模块建立专用无线数据传输方式将比有线通讯有更好的更广泛的适应性，几乎不受地理环境限制。

4． 设备维护上更容易实现

有线通讯链路的维护需沿线路检查，出现故障时，一般很难及时找出故障点，而采用无线数传模块建立专用无线数据传输方式只需维护数传模块，出现故障时则能快速找出原因，恢复线路正常运行。

咨询了几个大的自动化控制公司，都没有使用无线传输信号的经验；其他厂家的PLC虽然有无线传输模块，但和PLC配套使用，只有选用第三方开发的无线传输设备比较合理。

目前，各厂家开发的无线传输设备种类繁多，价格也相差很大，在进行了多次比较以后，最终选用了性价比较高，结构简单，维护容易的西安达泰电子有限责任公司的DTD110系列无线测控终端。

3DTD110系列无线测控终端简介

DTD110系列无线测控终端是一种远端测控单元装置，测控终端集A/D功能和I/O功能为一体，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。该模块提供4路模拟量信号输入和4路模拟量信号输出；或者4路开关量输入、4路开关量输出。模拟量可以是0~5V电压信号，或者是4~20mA电流信号。能采集工业现场的变送器输出的各种模拟量、开关量信号；可以输出控制信号，控制继电器输出。

产品型号 说明

DTD110FA 4通道模拟输入，远端4通道模拟输出，200米以内。

DTD110FB 同上，参考距离1000米左右

DTD110FC 同上，参考距离2000米左右

DTD110HA 4通道开关输入，远端4通道开关输出，200米以内。

DTD110HB 同上，参考距离1000米左右

DTD110HC 同上，参考距离2000米左右

产品特点：

多种配置应用方案，可以满足用户不同的需要

4个开关量输入通道，4个开关量输出通道

4个模拟量输入通道，4个模拟量输出通道

可以直接代替有线的PLC设备

一体化设计，结构紧凑,轨道式安装，安装方便

多种产品规格适应于不同的传输距离

射频输出功率10mW、500mW、1000mW

GFSK调制，高效前向纠错信道编码技术

软件无线电技术保证高抗干扰能力和低误码率

ISM 频段433MHz，无需申请频点

工业标准设计，能工作于各种恶劣环境

直流9~24V供电，电流小于800mA

标准PVC外壳：115×74×60mm

4方案的实现

由于我们的实际应用只需传输水池水位的开关量信号，考虑传输距离的要求，我们选用了型号为DTD110HC的开关量模块，DTD110HC模块提供点对点无线遥测遥控功能，通常该模块是成对使用的，一个是发射模块，一个是接收模块。通过将安装在水池的三个浮球水位信号器提供的三个液位信号引入发射模块，接收模块接收信号后将输出信号引入水厂控制中心的PLC，由PLC实现对水池水位的自动控制。

由于无线传输模块需要提供电源，所以在离水池300米远的一个变电站内安装了一个控制箱，水池水位信号通过沿输水管敷设的信号电缆首先引入发射模块。另因信号传输距离超过了一对无线传输模块的最远传输距离，所以增加了一级中继，即在水池与水厂控制中心之间的电厂厂房内安装一个控制箱，在控制箱内安装一个接收模块和一个发射模块，接收模块接收变电站内发射模块发送的数据，输出接至发射模块，发射模块再将数据发送至水厂控制中心的接收模块。整个系统接线原理图如下：

图一：水池水位信号及变电站内控制箱接线原理图

图二：电厂内中继控制箱接线原理图

图三：水厂控制中心控制柜接线原理图

使用此无线传输方案，需要投入的设备为3个浮球式水位信号器，300米4×1.5电缆，4个无线传输模块，2个控制箱及配套元器件，总投资不超过10万元，且在一周内就完成了施工及调试工作，与原两个方案相比较，极大的节省了投资，大大缩短了施工周期。

5设备运行情况

设备投运4个月后出现了信号传输失败的故障，但因模块无故障指示灯，无法直观确认是水池至变电站控制箱电缆的故障还是某一个无线传输模块的故障，经故障查找，最终确定为模块故障，更换故障的一组模块后，设备一直运行正常。结果表明，无线传输方式在本工程的应用是成功的。如果对无线传输模块进一步的改进，增加电源指示灯，输入/输出信号指示灯，故障指示灯，更加便于用户使用，相信此类无线传输设备会有更广阔的应用前景。

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关键词：光纤；无线传输技术；传输系统

Abstract: in the science and technology and rapid economic development today, in the wireless communication network rail, has been widely applied to optical fiber/wireless transmission technology. This paper introduces the optical fiber/wireless transmission technology railway the characteristics, analyzed the railway optical fiber/wireless transmission system the working principle and system structure.

Keywords: fiber; Wireless transmission technology; Transmission system

中图分类号：F530.3文献标识码：A 文章编号：

一、铁路光纤/无线传输技术的特点

铁路沿线一般都经过山区、隧道以及市区等地区，通信的环境非常复杂，采用通常的大区制的基站来覆盖整个地区，常常会出现通信的盲区，尤其是对于手持机用户进行通信就更加困难了。而采用最新引进的铁路光纤/无线传输技术，基站覆盖的范围将会被延伸和扩大，同时还可以使基站信道的利用率得到提高和通信盲区的减少。以下介绍一下铁路光纤/无线传输技术的特点：第一，端站射频信号，主要由电/光转换器、光/电转换器和低噪音放大器组成，不能对接收到的功率进行监测，也没有调制解调的功能，其它功能的实现都是在基站中进行的，所以，光纤/无线传输系统是很简单的，但是非常的可靠，可以实现低成本化以及小型化；第二，在光纤/无线中进行传输时，信号不会被放大或是中继，所以对信号的损耗也是非常小的，信号能够传输的距离将很远；第三，光纤/无线传输的频带比较宽，利用光的波分复用技术以及电的频分复用技术, 一条光纤同时可以将不同频段的无线信号进行传输。[1]

二、铁路光纤/无线传输系统的原理

在传统方式下的无线蜂窝系统中，中心的控制站和许多基站相连接。而且每个基站都有对无线信号进行调制解调的功能，还能对接收的电频进行监测。所以，每个基站的成本很高，而且结构比较复杂。然而，新引进的光纤/无线传输技术方式下的蜂窝系统，中心基站和各个端站是通过光纤进行连接的。端站并不能对信号实现调制解调的功能，而无线信号所进行的传输是一种透明式的信号传输，相当于是延伸和扩大了基站的覆盖范围。[2]

光纤/无线技术传输方式的蜂窝系统结构图，如图1所示。射频信号是由下行方位的基站发出的，通过E/O将射频信号转换为光信号，然后传输到光纤中。而在光纤中传输的光信号将被传输到终端站中，并再次转化为射频信号，接着在滤波放大以及辐射的作用下，将其传输到端站服务小区，最后移动台进行射频信号的接收。

而反方向的传输是，移动台将上行信号发出，终端站接收该信号，将进行低噪、滤波以及放大处理之后，射频信号转化为光信号。在光纤/无线的传输作用下，光信号被传输到中心站，光信号被转化为射频信号，到达基站，由其进行处理。

光纤/无线传输式的蜂窝系统，还可以采用壁挂式的端站，在路灯、墙壁上进行安装，这种方式与高架式的天线塔相比，系统的控制更加精准，紧密；对发射功率降低的射频信号的传输将会更加安全；同时基站的数量减少，可以实现成本的降低。

图1光纤/无线技术传输方式的蜂窝系统结构图

三、铁路光纤/无线传输系统

3.1铁路无线通信的特点

目前，在铁路无线通信系统中，应用比较广泛的是450MHz无线式列车调度和800MHz车务、公务以及公安等铁路部门独立于一体的通信系统。但是只有450MHz无线式列车调度系统，能够在不受到业务量以及建筑成本的限制下，保证铁路沿线通信的连续性，其它系统则难以实现。【3】铁路无线通信有其自身的特点：第一，铁路无线通信网成链状，覆盖铁路的范围比较大。以调度区间为标准，将无线调度的指挥系统进行区域的划分，但是传统方式下的大区制的调度指挥系统并不能对过网越区进行切换，当列车经过该区域时，很可能导致通信信号的中断。如果采用的是基站式的覆盖方式的话，架设的基站是很多的，投资将非常大；第二，铁路无线通信主要是调度方式的通信，服务对象主要是在铁路沿线范围内，各部门中的移动用户。由于各个基站在覆盖的区域内，所服务的对象比较少，如果采用多信道基站的方式进行覆盖，会对频率资源造成很大程度的浪费。在枢纽地区、工程的抢险救援等特殊地区，建设的话务量将很大，这样就会出现频率资源不足的情况；第三，铁路无线通信的环境非常复杂。铁路沿线一般都是经过山区、隧道以及市区等地区的，采用通常的大区制的基站来覆盖整个地区，常常会出现很多通信的盲区，尤其是对于手持机用户进行通信就更加困难了；第四，在铁路无线通信服务和运输的需求下，铁路多个不同部门的通信系统常常在同一个基站的覆盖区内进行工作，但这些部门建设自己独立的基站又是不实际的。

3.2铁路光纤/无线传输系统的构成

铁路采用光纤/无线传输系统，可保留铁路无线通信自身的特点并对存在的问题进行处理，同时使铁路无线的覆盖率得到提高，实现铁路沿线多个部门的多个通信系统在同一个覆盖区同时进行工作，最终使铁路无线通信改变了单一式的通信网，实现了综合式的通信网。

铁路光纤/无线传输系统构成图，如图2。铁路通信的系统采用多信道移动的通信系统或者是集群式的通信系统，在铁路的调度中心建设光纤/无线的中心站，光纤/无线的终端站要沿着铁路线进行设置。中心站的设立，可采用CDMA或者是GSM式的基站，也可以采用集群式的基站。铁路光纤/无线传输系统采用的结构是链状网，上下行通过光纤与N个终端站进行连接，利用N个终端站来完成基站的覆盖。BS1、BS2表示无线通信系统的基站，该基站可以采用800MHz的集群基站，也可以采用450 MHz的集群基站，或者是将450MHz的列调电台和其它的频段接入作为基站使用。

CCU表示：中心控制单元 ONU表示：光网络单元

NMU表示：网管单元TS表示：终端站

图2铁路光纤/无线传输系统构成图

在调度所中，设置网管单元和中心站，各个频段基站发出的射频信号通过调度所传输到中心站，再经过光调制的作用之后，信号被传输到区间光纤。而对于终端站的设置，一般设在无线电场覆盖比较广的弱场区或者是车站，铁路沿线范围内的移动用户经过电磁波可以接入到终端站。

在铁路中采用光纤/无线传输系统，集群式通信中大区制的特点被充分的体现出来。一个调度区作为传输的一个大区，在该大区的任何一个地方列车或者是其它的移动台都不需要进行过网频率的切换，充分保证了连续地进行调度和指挥。铁路光纤/无线传输系统，不光使得司机和调度之间的通信问题得到了解决，同时在铁路的通信系统中心设置铁路各个部门的独立基站，再利用光纤/无线传输技术就可以实现信号的连续传输。采用大区制的基站进行小区的覆盖是铁路光纤/无线传输的系统最主要的特征，这种覆盖方式避免了盲区，而且铁路沿线的移动用户进入系统更加的可靠。所以，在铁路无线通信中，采用光纤/无线传输系统在改善目前铁路通信中存在问题的同时，为铁路无线通信未来的发展打下了坚实的基础。

四、结语

铁路无线通信中，光纤/无线传输技术不仅能够应用到高速铁路的无线通信中，而且能够应用到有线路的通信之中。它的应用非常广泛，尤其是在山区、市区、隧道中的应用更是显得尤为重要，不仅解决了山区、隧道等复杂地区无线通信的问题，而且展示出其自身的优势。在光纤/无线传输技术的不断发展下，在铁路中应该光纤/无线传输技术的情景将非常广泛。

参考文献：

[1]袁惠清,董天临.铁路光纤在线监测系统设计及优化和改进的设想[J].电信工程技术与标准化,2003,(03)

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关键词：HDMI；硬件编码；无线传输；H264

中图分类号：TN926+.24；TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）01-00-03

0 引 言

在当前物联网技术浪潮的推动下，物与物相连的需求快速增长，而多媒体信息特别是视频信息因其数据量大的特点，一直是通信领域的研究热点。在应用方面，智能家居、智能会议室、智能教学等系统得到了不断推广，而音视频的局域网内传输技术始终扮演着智能系统的重要角色。虽然传统的有线传输方式能提供高质量的音视频传输效果，但在实际应用中人们常常囿于布线困难，因而提出无线传输的需求。目前，市场上的音频无线传输方案已经相对成熟，其媒介选择有U段无线、WiFi、蓝牙等。相比而言，无线视频的发展相对缓慢，因为其开发难度和开发成本都相对较大。尽管如此，无线视频的需求依然是市场的热点。比如安防专用的摄像头无线监控系统，拍摄专用的无人机拍摄无线传输系统，教学或会议专用的无线视频投影应用等。

无线视频传输应用中的视频源和接收端在不同场景中各有不同。例如教学或会议中的无线投影，其视频源可来自个人电脑的HDMI输出或VGA输出，接收端则一般是投影仪的HDMI端口或VGA端口。由于HDMI标准对高清视频的支持较好，因此在高质量视频传输中，研究HDMI视频流的无线传输方案具有很好的应用价值。

对于视频数据，未经压缩的原始视频数据量是无线传输难以承受的，尤其对于高清晰度视频，大数据量的无线传输将导致系统传输方案的成本大大增加[1]。因此对HDMI视频流的无线传输必须引入合适的编码方案，平衡编码效果和无线通信容量之间的矛盾，达到低延时的播放效果[2]。为解决上述问题，本文采用S5PV210处理器，以ADV7611接收HDMI视频流，然后通过硬件编码器进行视频编码，再由处理器打包无线发送；接收端接收到视频数据后解码视频，并由HDMI接口输出。

1 系统整体硬件方案设计

图 1所示为高清视频无线传输的系统原理及实现结构图。系统分为发送端和接收端两部分，这两部分是独立的系统，可以使用一个发送端和一个接收端进行一对一工作，也可以使用一个发送端和多个接收端同时工作，或者多个发送端和一个接收端分时连接工作，这些都可以在软件应用层实现。底层的编解码和无线通信架构相同，为了描述方便，在此以一个发送端对一个接收端作为描述实例。

由图1可知，发送端包括视频接收前端模块和编码发送模块。视频接收前端主要由ADV7611实现HDMI视频流的输入，并将视频数据转为YCbCr信号，通过板上总线传输到编码发送模块。编码发送模块主要是S5PV210处理器，通过处理器内部的多格式编解码器（Multi Format Codec，MFC）对视频进行压缩。压缩后的视频由RTP协议发送，通过物理层WiFi实时传输到接收端[3]。解码端将视频流解码，获取LCD设备的缓存区视频流数据，将HDMI流以HDMI流媒体的形式输出。

在应用方面，上述系统的发送端通过HDMI接口接收电脑或视频播放器等视频源的输出，而接收端也通过HDMI接口连接投影仪或显示器等设备，实现HDMI视频流的无线传输。

2 系统软件设计

2.1 系统配置

系统配置包含Linux系统内核配置与对ADV7611的配置。根据系统需求，ADV7611与S5PV210之间以ITU601的格式传输视频数据，因此在Linux内核中需要修改视频输入驱动为ITU601格式，并设置好YCbCr数据的顺序格式，例如CbYCrY等。这两个参数在内核中的结构体s2c_platform_camera定义。对ADV7611的寄存器配置则是在应用程序中通过I2C驱动实现，具体参数可根据需求按芯片文档说明设定。

2.2 视频编码

为了实现大数据量高清视频的无线传输，平衡视频效果和无线通信容量之间的矛盾，系统对HDMI接收器得到的视频流进行实时压缩，通过减少和去除冗余视频数据的方式，达到可靠发送的目的[4]。为了达到低延时的播放效果，可以充分利用S5PV210中集成的MFC硬件编码模块，以减轻处理器的计算量。MFC是ARM微处理器内部一种支持多种硬件编码方式的硬件电路，视频编码支持 MPEG-4、H.263以及H.264，分辨率可达到1 080P@30fps。本文选用H.264的编码方式。

图 2所示为MFC硬件编码流程图。MFC硬件编码在程序实现中定义了三个函数，分别为初始化函数，执行函数和句柄放函数，利用这三个函数即可实现整套编码操作。初始化函数的作用是对整个MFC的参数进行设置。打开设备节点，进行内存到应用的内存映射，初始化关于MFC设备的结构体，并提供相应的参数，把_MFCLIB_H264_ENC参数传入MFC跟深层次的结构体当中，通过ioctl函数把参数传入内核。

初始化MFC之后读取视频流，得到输入图像的地址缓冲指针，等待缓冲区成像数据。成像后读取一帧视频数据，并将这一帧数据放入MFC编码，第一次的编码需要传入配置参数。编码完成后得到H.264编码格式的网络提取层（Network Abstraction Layer，NAL）数据。因为系统采用RTP协议进行网络数据传输，对于一帧图像的NAL数据需要根据RTP网络数据的帧长度进行分片，分片后的视频数据添加载荷头FU-A打包，添加RTP包头并向客户端发送一帧视频数据。之后系统重新读取一帧视频数据再进行MFC编码。

为了方便描述没有显示编码过程的退出机制，实际程序中根据具体需求以合适的方式退出编码，释放句柄，解除映射。

2.3 无线传输

编码后的视频以RTP协议在局域网传输。为了实现点对点或点对多点的视频传输，发送端利用WiFi网卡实现软接入点的功能。因此多个接收端可以同时连接到发送端的接入点，从而访问RTP服务获得视频数据。对于多个发送端对一个接收端的情况，可以设定接收端为WiFi接入点，发送端连接到接收端再进行数据传输，但是在应用中各发送端只能以时分复用的形式将数据发送到接收端。

2.4 视频解码

解码器对发送来的H.264等压缩格式的视频数据包进行实时解码，通过采用相应的解压缩算法还原视频的高清晰度，转化为可播放的非压缩视频流格式。FFMPEG是一个集音视频编解码在内的多种功能为一体的开源解决方案，支持H.264在内的40多种编码和70多种解码[5]。解码端利用FFMPEG旖饴耄主要涉及libavcodec库、libswscale库和libavformat库[6]。视频数据流解码流程：由ByteIOContext表示的广义输入文件，在AVStream提供的特定文件容器流信息的指引下，用AVInputFormat接口的read_packet（）函数读取完整的一帧数据，分别放到音频或视频PacketQueue队列中，这部分功能由独立的解码线程完成。对于视频数据，视频处理线程不停从视频PacketQueue 队列中取出视频帧，调用AVCodec接口的decode（）函数解码视频帧，在适当延时后做颜色空间转化并调用显示输出函数库显示出来。

3 功能测试

为了验证系统的功能和效果，本节搭建一发一收的演示系统，其实物图如图3所示。

发送端由ADV7611的视频前端测试板接收笔记本电脑输出的HDMI视频流，然后通过ITU-R.BT601标准接口将转码得到的YCbCr数据传输到S5PV210开发板进行硬件编码。发送端S5PV210开发板配置了WiFi的软接入点，并与接收端建立无线连接，同时开启视频RTP传输服务，支持编码后的视频数据发送服务。

接收端硬件只需提供WiFi网卡和HDMI视频输出接口。接收端处理器通过网卡连接到发送端接入点，然后由RTP客户端软件获取发送端的视频数据，将视频数据解码后由HDMI接口输出。

由图3可知，笔记本电脑直接复制屏幕并输出到HDMI接口；HDMI接口的视频流输入发送端S5PV210开发板；S5PV210开发板将视频压缩编码后通过无线连接发送给接收端；接收端将视频解码输出到HDMI接口，并最终输出到显示器显示。

4 结 语

本文针对HDMI视频流给出了一种无线视频传输系统的设计方案。该方案将传输系统分为发送端和接收端两个独立模块，可以灵活配置为一发一收、一发多收、多发一收等应用场景。系统采用硬件编码的方式实现了在无线传输条件下的视频清晰度和视频传输延时的优化。针对该方案，可以从进一步提高视频清晰度着手，因为S5PV210的硬件编码模块在1 080P的输入分辨率时最高支持的帧率为30 fps，而很多高清视频源可达50/60 fps。因此可以在帧率提高方面进行研究，或对更高分辨率如2 160 P的视频处理进行研究。

参考文献

[1]马思伟.AVS视频编码标准技术回顾及最新进展[J].计算机研究与发展，2015，52 （1）：27-37.

[2]CHIEN S Y， HUANG Y W， CHEN C Y， et al. Hardware architecture design of video compression for multimedia communication systems[J]. IEEE Communications Magazine， 2005， 43（8）： 122-131.

[3]胡东，黄辰，朱文杰，等.基于H264的智能家居视频监控系统的设计与实现[J].物联网技术，2016，6（2）：25-26.

[4]樊晓平，熊哲源，陈志杰，等.无线多媒体传感器网络视频编码研究[J].通信学报，2011，32（9）：137-146.

[5]杨德伟，易善强，王华.基于ARM和WiFi的无线视频传输实验系统[J].实验室研究与探索，2014，33（10）：156-161.

[6]王刚，毛剑飞，田青，等.基于ARM11的无线视频监控系统[J].计算机系统应用，2011，20 （8）：18-22.

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【关键词】家用 电视信号 无线传输

家庭环境中的综合电视线号传输并非专业高要求，对于这种业余的条件下的综合信号的传输方式并不复杂，文中针对涉及到的家用综合电视信号的无线传输方法主要从信号的无线发射器的工作原理（包括确定信号发射器的发射频率以及分析信号发射器的工作原理）以及元器件的选择（包括型号或制作方法）和调试以及注意事项等方面来进行阐述，以期为家用综合电视信号的无线传输提供指导性意见。

1 无线发射器工作原理

无线发射器主要分为发射天线以及宽带放大器两大元素。

1.1 确定发射频率

对于属于射频信号分配网的有线电视用户分配网来说，系统设置为450 MHz和550 MHz以及750 MHz系统，此外系统还设置有860 MHz系统（全频段系统）。针对上述所设置的系统，目前广泛采用的是550 MHz系统，550 MHz系统的最高频道为22频道（UHF波段），综合市面上正规厂家生产的卫星接收机和DVD或VCD机以及录像机等等音像设备的信息：频率为526 MHz到 654 MHz之间，20-35频道（LHF波段），以及有线电视系统传输信号的最低频率（48.5 MHz）决定家庭综合电视信号的发射频率范围为45 MHz到650 MHz之间。

1.2 发射器工作原理

发射器的电路图如图1所示，图1中左下角是经过混合的影像设备以及有线电视信号的综合电视信号，综合电视线号林勇75Ω同轴的射频电缆线送至电容C1和C2以及电感L1所组成的高通滤波器，按照所确定的最低发射频率，此处的截止频率为45MHz，所以高通滤波器能够把频率低于45MHz的传输信号进行滤除，达到要求的信号之后通过前置放大器（由三极管V1等组成）放大后，再通过电容C3偶合到至ICl （uPC1651G）的2号管脚进行信号放大，放大之后的综合信号由ICl的4号管脚输出，放大后的综合信号通过天线进行发射。由二极管和IC2（LM7805）以及电阻R3等元器件组成正5 V的电源指示电路以及稳压电路，图1中反向连接的二极管D1和D2的作用是避免输入电压过高而损坏集成电路ICl （uPC1651G）。

2 元器件的选择与调试

2.1 元器件的选择以及元器件的制作

图1中所示的IC1采用由NEC公司所制造的高增益高频放大器集成电路uPC1651G，（注，文中选择的这种高增益高频放大器集成电路为电视天线信号放大器专用的集成电路）集成电路uPC1651G的主要技术参数如下所述：uPC1651G的电压为4.5V到5.5V之间，电流为15 mA 到25 mA之间，功率的增益为16dH 到19dH之间，噪声系数是5.5dH，uPC1651G的通频带宽频率是1200 MHz。

图1中所示的三极管VI采用超高频、低噪声的三极管9018 （FR=700MHz）或者2SC3358。图1中所有的电容均选用高频瓷介电容器，所有的电阻均使用1/8 W的普通碳膜电阻，电感L1采用Φ为0.2 毫米的漆包线密绕直径是3 毫米的圆棒支撑脱胎而成，缠绕的圈数为16圈，图1中的反向保护二极管D1以及D2采用1N4148，发射器的天线可使用音像设备收音机的拉杆天线。

2.2 电路调试以及注意事项

使用的各种元器件的工作电流的情况如下所述：整机的工作电流大约为25 毫安左右，图1中的三极管V1的工作电流为5 毫安左右，如果家用综合电视信号不能达到要求，采取的应对措施为，适当的调整电阻R1的阻值，使得发射器的发射功率得以提高，文章将发射器的整机增益设计为30 dB，发射器的发射半径设计为14 米左右，家用电视接收机的天线采用长度为1米的铜芯导线或者长度为1米的拉杆天线。

3 结束语

文章主要针对家庭业余的条件下环境中的综合电视线号传输方法进行讨论分析，对于这种的综合信号的传输方式并不复杂，文中针对涉及到的家用综合电视信号的无线传输方法主要从信号的无线发射器的工作原理，综合市面上正规厂家生产的卫星接收机和DVD或VCD机以及录像机等等音像设备的信息以及目前大部分地区所使用的射频信号分配网系统频率和有线电视有线电视系统传输信号的最低频率（48.5 MHz），最终将家庭综合电视信号的发射频率范围决定为45 MHz到650 MHz之间；此外，根据信号发射器的电路图对于信号发生器的工作原理进行分析，最后进行元器件的选择（包括型号或制作方法）和调试以及注意事项等方面来进行阐述，以期为家用综合电视信号的无线传输提供指导性意见。

参考文献

[1]王清.卫星电视信号在FTTH网络中的传输[J].中国新通信，2014（22）：110.

[2]李宁静.我国电视数字化发展的失衡生态及发展形态[J].西部广播电视，2013（19）：3-5.

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[关键词]数据信息；无线传输；采集和控制

中图分类号：TN919.72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0185-01

前言

如今数据信息于无线传输的方式渗透在我们生活的方方面面，无线传输虽然正处于一个快速发展的阶段，但作为一个近几年刚兴盛起来的一项技术仍然有许多问题等待我们去解决，数据信息于无线传输之下的采集和控制就是其中重要的一项。数据信息于无线传输的发展不仅会给数据信息传输的发展更是会给我们的生活带来极大的好处，这也是社会现代化进程须要实现的。

1.数据信息于无线传输的现状

1.1 数据信息于无线传输方式

数据信息的采集与控制的无线传输方式起步较晚，近20年来才开始发展。虽然较有线传输有很大的优势，但在很多方面无线传输技术还不够成熟，无线传输本身还需要改进很多地方。当前，我国主要采用的两种无线传输数据信息的方式为ISM（Indnstrial Scientific Medical）的频段射频通信技术和IrDA的红外无线通信技术。ISM的频段射频通信技术。其原理是当电磁波频率高于100khz时可以在空气中传播，经过大气层外缘的电离层反射就可以形成远距离传输能力，这种具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。ISM的频段射频通信技术主要包括三种技术，分别是蓝牙技术、802.11标准以及Home RF技术。其中蓝牙技术在我们的生活当中应用较为广泛，1994年时由爱立信公司提出，是一种关于短距离无线通信技术和以及无线数据与语音通信的开放性的规范。IrDA技术是（Infrared Data Association）的简称。是由红外线数据标准协会（InfraredDataAssociation）制定的一种无线协议，IrDA技术利用红外线在两个设备之间进行点对点通信。IrDA设备的核心部件是红外线LED，其作为一种不耐用的器件，其寿命随使用频率升高而大大缩短。另外红外线传输要求不能有阻挡，必须在视线上直接对准，且通信距离较短，但因IrDA硬件及相应软件技术都已比较成熟，而且产品价格低廉，通信速度也比较快，所以目前采用该技术的设备数量庞大。

1.2 数据信息于无线传输之下所面临的主要问题

近距离，通过红外线在设备之间进行点对点传输；远距离，通过高频电流调制（调幅或调频）电信息源（模拟或数字的），经过天线将其形成的射频信号发射到空中，远距离接收射频信号后进行反调制，还原成电信息源，这两种都称为无线传输。经过仔细分析，我们不难发现在数据信息无线传输的整个过程中，主要的技术组成部分是数据信息的采集技术，数据信息的控制技术，还有无线传输技术，这也是我们在研究数据信息于无线传输下需要重视的三个方面。虽然数据信息的采集与控制这两个方面本身不相关，但是想要进一步提高无线传数据信息的能力，我们必须将其连接起来共同作用。因此，在当前的发展阶段，我们面临的主要问题就是通过无线传输的技术，将这数据信息的采集和数据信息的控制这两个部分智能地连接起来，建立一个高效率的、智能连接地无线传输系统，并增强各个系统的性能。

2.数据信息于无线传输的采集和控制内容

2.1 数据信息于无线传输的必要性

由于科学技术的发展，人类已经步入信息化的时代，人类生产和生活的方方面面都离不开各种各样的数据信息，无线传输给我们带来的变化日益重要。如果数据信息的传输中断，科学技术的发展也将陷入僵局，无法及时得到有效信息，社会的生产和人类的生活也讲受到影响，由此可见，数据信息的采集和控制是各项科学技术发展的基础，同时也是人类现代生活的一个保障。举例来说，现在随着人们对网络的需求越来越大，人们对无线网络的期待也越碛高，而无线网络的发展更是离不开数据信息于无线传输之下的采集和控制。数据信息于无线传输下的采集系统和控制系统虽然还存在许多问题，但是在高新科学技术的支持下已经在较短时间内得到了快速的发展，并渐渐显露出智能化、小型化的特点，这是人类社会所期待的。为实现我国现代化进程的目标，我们要深入研究数据信息于无线传输下的采集技术和控制技术，而如何快速的收集和处理信息，即数据信息的采集和控制是我们要重点研究和改进的。

2.2 无线传输的采集和控制系统的工作原理和设计要求

数据信息于无线传输之下的采集和控制系统的基本原理如下：当我们准备工作完毕，使得传输设备处于工作状态后，充上电，控制系统会根据相应的数据信息做出相应的指令，采集系统接收到指令后会进行将工作和数据信息进行一定程度的转换，采集好相应的数据信息后，控制系统再发出将数据信息传输到相应的系统的指令，此时数据信息的无线传输过程完毕。所有联合完成上述工作的机器应用的就是无线传输系统。由上述工作原理可见数据信息的控制系统指挥了整个数据信息的采集和控制过程，其在传输过程中起主导作用。同时我们要注意到繁杂的指令容易导致控制系统出现信息紊乱的问题，因此在设计控制系统时要将系统设置成只有在前一个指令完成后下一个指令才开始。

优化系统此过程，需要我们深入研究并增强控制系统发出信息指令的灵敏度和准确度还有使采集系统快速精确的收集信息，并注意数据信息在传递时的传输质量。具体的就是保证采集系统、控制系统和传输系统各个机器的性能指标符合严格的工作要求，主要的有采样速率、系统分辨率、系统精度等，系统输入信号的特性，如输入信号的通道数、信号的强弱及动态范围还有数据量的大小，数据传输的速率，存储器的容量等因素都要充分考虑。另外我们还要坚持的一个设计原则就是保证数据信息的采集系统部分、数据信息的控制系统部分和无线传输系统部分这三个不可缺少的组成部分完整地结合在一起，因为整个系统的完整性是系统高效工作的基础。基于数据信息于无线传输之下的采集和控制系统的基本原理，我们的设计要保证数据信息于无线传输之下的采集和控制系统的设计要求，充分考虑社会生产和人们生活两方面的需求并重点发展数据信息的采集和控制。

3.结语

时代在迅速的发展，无线传输数据信息的方式必将逐渐取代传统的有线传输方式，大力发展数据信息于无线传输之下的采集和控制具有必要性。目前我国的无线传输技术正处于快速发展的阶段，还有很多的问题等待科技研究人员解决。根据无线传输的工作原理，坚持采集和控制系统的设计原则对系统进行不断优化，这样才能促进我国无线传输的进一步发展，加快我国社会现代化的进程。

参考文献

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关键词：无线传输；网络；优化技术；应用实践

对无线传输网络而言，其应用和服务要求具备优良的带宽效能、宽泛的覆盖范围和较强的传输能力。随着移动通信的不断发展，移动网络也大力兴建，用户数量急剧增加。基于市场竞争，移动网络逐步扩容，而网络规划也全面调整，这要求无线传输网络一定要精益求精，逐步优化。

1 无线网络概述

1.1 基本分类

1.1.1 无线个域网。无线个域网主要连接活动范围不大、业务类型多样的终端，例如，把手机和蓝牙耳机相连。无线个域网不仅造价低，而且能耗小，便于操作。

1.1.2 无线局域网。无线局域网一般通过无线通讯技术面向特定范围所打造的网络系统。它主要运用无线多址信道充当传输媒介，让用户可在特定范围自主上网。

1.1.3 无线城域网。无线城域网指代同城区中多个场所相连组成的无线网络，其构建成本和光缆铺设相比偏低，且便于施工。同时，待无线网络真正铺设后，如果有线网络发生问题，则无线网络能够充当备用网络来应用。

1.1.4 无线广域网。无线广域网是把物理距离较为分散的局域网通过无线通信进行连接。无线广域网可连接较大范围，主要包含末端系统和通信系统这两种结构。

1.2 主要优势

1.2.1 安装便捷。常规网络建设中不仅施工周期长，而且会对周边环境产生显著影响的即网络布线施工，在具体的施工过程，通常应破墙倔地。但无线局域网无需太多的网络布线，仅仅安装若干个设备便能够覆盖每一个建筑角落。

1.2.2 便于使用。对于有线网络而言，信息点位置会对网络设备安放产生较大影响，如果无线局域网一旦建成，则无线网信号所覆盖的所有位置均能够接入网络。

1.2.3 经济节约。因有线网络不具有灵活性，为此，网络规划者应综合思量未来发展需求，使得预设较多的利用率不良的信息点。当网络发展突破设计规划，则会花费较多费用来实施改造活动，而无线网能够防范或规避上述问题的出现。

1.2.4容易扩展。无线局域网存在多种配置样式，可依照具体的需求合理选择。由此可知，无线局域网可应用在小型局域网和大型网络中，且适用范围宽泛，同时，还可提供有线网络不能提供的特性。因无线局域网具备众多优势，所以大力发展。其中近几年，不管在医院，还是工厂学校这些不适宜网络布线场合均得到大面e应用。

1.3 应用模式

1.3.1 多网段互联。多网段互联主要包含三种模式，其一，点对点，该模式一般应用在距离远和不能布线的情形中；其二，一点对多点。对于这一模式，有线网络发挥着不同网段的作用；其三，户外中继。此模式涉及的天线均为定向天线。

1.3.2多点接入。多点接入包含移动办公和有线扩展这两种模式，其中前者形成于星型拓扑模式之上，把接入点AP看成网络中心，当网络内部的每一个基站通信时务必要利用AP进行接转；后者是把无线接入点和有线网内部的HUB相连，此种模式应布设和应用有线网络。

1.3.3 对等连接。此模式主要应用Net BEUI协议，在实际运行过程无需特意连接AP，它覆盖的每一个基站均能够进行对等通信。该模式可把基站调节为初始站，还能面向无线网络实施初始化处理，使得全部基站均位于相同局域网内，且局域网内基站可在相同时间发送信息，也不会出现任何干扰。

2 优化技术的具体应用实践

2.1 应对话务阻塞与不均衡问题

2.1.1 原因探究。基站天线高度和俯仰角不适宜，小区覆盖宽泛，使得小区内话务量偏高，进而引发不均衡问题；移动用户自身消费习惯的作用。因移动用户通话具有移动性，在不同时段形成高话务量地区也存在差异，可能会出现此消彼长的现象，同时，突发事件也可能引发话务阻塞；准许连接最小电平等基本参数设置不科学，出现话务量不均衡的问题；网络地理位置作用，例如，若小区处在繁华商圈，则移动用户数目庞大，将引发该小区化话务量多于其他小区的问题。

2.1.2 应对方案。利用OMC-R话务统计数据充当依照，利用网络参数调节和结构改变等手段实现网络均衡。利用OMC-R校验参数准许连接最小电平值，判断设置是否科学。对于业务量过载地带，可有效提升该值，缩减覆盖面积，让话务量有所缩减，但话务量较低地带，则可合理减小准许连接最小电平，拓展覆盖范围，增加话务量，以此来帮助高话务量且邻近小区。调节参数时，此值不允许太大，规避盲区问题，然而，也不允许太小，若不合理，可反复修正，直至达到理想值。对于因用户过多导致小区化话务量显著的情形，若相同BTS内，三扇区频点存在差异，那么可调整扇区天线和内部频点的实际分布，以此实现话务均衡，还可通过频点增加等方法来减小每信道话务量，借此分担话务量。调节基站天线高度与俯仰角，整合基站覆盖面积，实现话务均衡。利用基站搬迁、构建新基站来攻克话务阻塞，因基站设置不科学，与话务中心相距较远，我们可利用基站搬迁实现话务均衡。其中话务不断增长地带，可利用新增基站等方法来增大相应的话务容量。

2.2 应对通话掉话问题

网络优化大多需要依照OMC-R话务研究和无线场强检测等内容，辅以基站的具体情况来开展。

2.2.1 原因剖析。掉话为无线网络的多发问题，还是用户投诉的主要内容，控制无线掉话率为改善网络通信质量的重点内容。无线系统掉话主要包含下述几种原因：手机接收信号不强；切换设置不适宜；不良干扰；基站软硬件出现故障。

2.2.2应对方案。（1）切换问题。首先，借助测试车开展大范围测试。因切换主要在小区与基站中进行，本小区掉话主要是因和相邻小区的内部切换设置不适宜。为此，应针对和本小区存在切换拓扑关系，但拥塞可能性大的小区进行重点测试，确定小区附近是否有盲区，若真是这种原因引发的，需马上调节相关频率，改变话务量。（2）干扰问题。无论是上行干扰，还是下行干扰，均可经由路测明确干扰源，有效清理，待重新实施频率规划方可。对于天馈线，则可利用功率计检测由XOMBINER到天线的实际驻波比，若VSWR超出1.3倍正常值，那么应进行适当调节，若VSWR不超过1.3倍正常值，则表明发射部分处于正常水平。当因基站内部软硬件故障出现掉话问题时，应马上排除故障。

3 结束语

无线传输网络优化具有长期性和持续性，我们应在实践过程全面探索，大力积累相关经验。只有攻克网络现有问题，改善网络资源配置方可优化运行环境，提升运行质量，让网络始终处于最理想的运行状态，进而促进通信业务发展。

参考文献

[1]孙永，韩松悦.无线传输网络优化技术探索[J].才智，2016（21）：49.

[2]王培适.无线网与传输网网络规划及优化设计[D].哈尔滨工程大学，2015.

[3]陆璐.无线中继网和无线网络编码中的子载波分配和功率分配研究[D].南京邮电大学，2015.

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【关键词】无线通信；协议设计；参数整定

基于上述的情况，构建一个无线传输系统极为重要。利用嵌入式系统和GPRS网络，实现监控系统中的GPRS无线数据终端。通过采集、传输、控制消防员的生命体特征和环境信息，实现远程监测后台服务。根据无线网的结构和功能设计通信协议。协议设计主要是应用层自定义设计，根据需求自定义GPRS协议和数据结构定义。通过自定义协议报文格式，制定出一个完善的协议，确保系统稳定可靠地工作，是本系统研制工作中一个十分重要的部分。

1.通信协议基本概述

1.1 底层协议

本文设计了GPRS无线数据终端，主要目标是利用GPRS网络与远程控制中心通讯。在无线传输系统中，相对于终端而言，要通过GPRS网络来接入互联网，该过程涉及到5个层次的通信：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

物理层是无线信道，通过终端内部的无线Modem（GTM-900）拨号到GGSN的号码即可实现。终端内部的单片机STM32通过标准串口RS232与无线GPRS Modem通信，通过无线Modem提供的AT指令驱动无线Modem拨打GGSN的接入号码，GGSN应答后就建立载波，实现物理层接口。

数据链路层采用PPP协议。通过PPP协商过程，终端与GPRS网络之间相互收发IP数据包。终端发出的IP数据帧被封装成PPP帧后，被无线Modem打成数据分组，进入GPRS网络，在GPRS网络内部经过多种接口和协议转换，经GGSN接入Internet。终端网络接口层可以通过GPRS信道之上的PPP来实现。具体协议过程如下：

（1）GPRS模块在拨号后先与GPRS网关进行通信链路的协商，协商点到点的各种链路参数配置。协商过程遵守LCP、PAP和IPCP等协议。LCP协议用于建立、构造、测试链路连接；PAP协议用于处理密码验证部分；IPCP协议用于设置网络协议环境，分配IP地址。

（2）协商完成，创建链路。IP地址按照协商的标准进行分配和IP报文的传输。跟据应用的不同，IP报文可以携带UDP报文，也可以是TCP或ICMP报文。

（3）数据传输完成后，单片机向GGSN发送LCP的断开连接报文，终止网络连接。

单片机登陆GPRS网关（GGSN）与网关协商LCP、PAP、IPCP协议。LCP、PAP与IPCP协议的帧结构最常用的是请求（REQ）、同意（ACK）和拒绝（NAK）三种。单片机与GGSN各为一方进行协商，任何一方都可以发送REQ帧请求某方面的配制，另一方觉得配置不接受回应NAK帧，接受则回应ACK帧。过程如下：

（1）在拨号成功连接后，GGSN首先返回一个PAP REQ数据帧。发送一个空LCP REQ帧，强迫进行协议协商阶段。随后GGSN发送LCP设置帧，拒绝所有的设置并请求验证模式。GGSN选择CHAP或PAP方式验证，只接受PAP方式。

（2）进行PAP验证用户名和密码过程，GPRS中用户名与密码都为空，如果成功，GGSN会返回IPCP报文分配动态IP地址，完成与GGSN的协商过程。

1.2 网络层、传输层协议

采用内嵌TCP/IP、PPP、UDP协议的华为GTM-900模块。TCP是基于连接的协议，在正式收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。UDP是与TCP相对应的协议。UDP适用于一次只传送少量数据，对可靠性要求不高的应用环境。消防员的生命体特征和环境特征，属于少量数据，选用UDP协议比较合适。

1.3 应用层协议

采用自定义协议。整个协议分成四种类型：消防员携带系统控制，获取消防员生命体特征信息，监测周围环境信息，报警信息和决策消息。整个协议采用请求/应答的方式。

2.自定义协议报文格式

包括四个部分：报文头，报文主题，报文校验，结束符。

（1）报文头

包含一个字节，定义为0X7B，即起始符

（2）报文主体

由命令符，SIM卡号长度，SIM卡号，GPRS ID GID，终端编号AID，消防员编号RID，控制符，数据组成。其中命令符包括：消防员携带系统控制，获取消防员生命体特征信息，获取消防员周围环境信息，生命体报警信息和环境报警信息等。

（3）报文校验

仅对报文主体部分进行CRC校验。

（4）报文尾部

定义为0X7D。

（5）报文总长度

报文总长度=1（报文头）+1（命令符）十1（SIM卡号长度）+n（SIM卡号）+1（GPRS编号）+1（终端编号）+1（消防员编号）+1（控制符）+m（数据）+2（CRC校验）+1（报文尾）=10+n+m

3.自定义协议指令和命令字定义

为便于查找，按功能分类，分别描述各协议指令和命令字的含义。采用一条请求，多条返回的形式。控制符按照成功/失败的格式返回。

3.1 消防员携带系统控制

此类型协议用于控制单个消防员信息，确定携带的智能消防系统是否正常工作。设定消防员携带系统控制响应命令字控制符0X30和0X31（0X30表示模块正常工作，0X31表示模块非正常工作）。

3.2 消防员生命体特征信息

获取的消防员生命体特征有体温，呼吸频次和深度，脉搏，体温等。当发出一条获取指定消防员生命体特征消息后，就会返回对应该名消防员所有的生命体特征信息。每个获取的信息都有取值范围，在协议设计中，对每个获取信息都设定一个取值范围，得到数据以后，就会对所得到数据进行判断，如果在其取值范围内，则为正常数据，进入数据库存储。如果数据不在取值范围内，即数据超出正常范围界限，这个错误数据就会被剔除，进行下一次的数据采集。响应命令字都为0X40，选用不同的控制符。

（1）体温TEM的读取。控制符 0X41

（2）脉搏PUL的读取。控制符 0X42

（3）呼吸频率RPR的读取。控制符 0X43

（4）呼吸深度RPD的读取。控制符 0X44

（5）瞬时耗气量IGC的读取。控制符 0X45

（6）气体剩余时间GRT的读取。控制符 0X 45

3.3 消防员周围环境信息

响应命令字都为0X50：

（1）火场温度FTE的读取。控制符 0X51

（2）氧气含量的读取。控制符 0X52

（3）CO含量的读取。控制符 0X53

（4） H2S含量的读取。控制符 0X54

（5）SO2含量的读取。控制符 0X54

3.4 生命体报警信息

控制符都为0X30/0X31：

（1）体温TEM报警。命令字 0X61

（2）脉搏PUL报警。命令字 0X62

（3）呼吸频率RPR报警。命令字 0X63

（4）呼吸深度RPD报警。命令字 0X64

（5）瞬时耗气量IGC报警。命令字 0X65

（6）气体剩余时间GRT报警。命令字 0X66

3.5 环境报警信息

控制符都为0X30/0X31：

（1）火场温度报警。命令字 0X71

（2）氧气含量报警。命令字 0X72

（3）CO含量报警。命令字 0X73

（4）H2S含量报警。命令字 0X74

（5）SO2含量报警。命令字 0X75

4.小结

本文介绍了传输协议的基本概述和设计思路。阐述了自定义设计的协议报文格式，协议指令和命令字定义等方面，介绍了系统实现的通讯规约。无线网络传输的物理层，数据链路层，传输层，网络层采用已经存在的现有协议，应用层采用自定义形式的协议。制定好一个完善的协议，能确保无线通信系统稳定、可靠地工作，是研发工作中的重要部分。

参考文献

[1]杜，李波.内置TCP/IP协议的GPRS模块的应用[J].新器材新技术，2006（10）：41-43.

[2]马丁.移动通信GPRS模块应用开发分析[J].现代电子技术，2006（6）.

[3]ST-MICROELECTRONICS.STM32F 103xE Data Sheet[M].ST MICROELECTRONICS，2010.

[4]Datasheet of STM32F103x6，STMicroelectronics，http：///.

[5]华为技术有限公司.GTM900-C无线模块V100R001产品概述[Z].2009.

[6]王志平，程韬波.基于GPRS的远程无线监控系统的数据中心设计[J].工业控制计算机，2005（3）：6-14.

[7]华为技术有限公司.华为AT资料手册_精典[Z].2004.

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【关键词】无线传输功能 智能丙酮 气敏传感器

丙酮也称作二甲基酮，是属于饱和脂肪酮系列中最简单形式的酮。无色的液体，有特殊气味，能够溶解于醋酸纤维与硝酸纤维，还能够溶于乙醇和水等有机溶液。丙酮的用途很广泛，常用作涂料和农药的原材料，医用领域也经常涉及。但丙酮也属于易燃易爆的液体，和空气相结合便迅速形成爆炸性的混合物。所以，在生产过程中一定要注意丙酮的保存，一旦泄露很容易发生安全事故。

由于丙酮的特殊性，现在普遍使用检测丙酮气体的传感器，一般属于广谱型敏感器件，使用范围较广，在此基础上研发一种无线传输功能的丙酮蒸汽传感器有更高的应用价值。无线传输功能的丙酮气敏传感器不但应用于数据监控与反馈领域，还可以进行实时检测。

一、气敏薄膜的制备

实验室实验一般采用的是JCK一500E的磁控溅射仪进行薄膜的制备。在不同的温度进行退火的样品，丙酮气体选择性能和灵敏度也会有所不同并且在恢复的时间上也有差异。在700摄氏度退火处理工艺之后样品对于丙酮气体的选择性有明显的效果影响，但是对丙醇或者是究竟影响力会比较小。薄膜的灵敏度会很好的作用于丙酮气体，可以达到57.368，恢复时间一般是2秒，此时的丙酮气体的灵敏传感器灵敏度可以表示为：s=R/Rs，式中：R，Rs分别代表元件在被测的气体和空气中的电阻值。

二、智能丙酮气敏传感器系统的电路设计

（一）传感器系统的总体结构设计

智能丙酮气敏传感器系统的芯片是ARM，经过严格的采样电路检测气体，在控制电路和无线传输，再经过显示单元这一系列系统流程实现传感器的功能。智能丙酮气敏传感器对气体的浓度进行采样，并将其发送到ARM芯片LPC2131，然后读取A/D转换值与气体浓度的计算，并得出气压值。电压值的传输形式主要是无线发送，接收端是通过接收模块进行的，把无线数据发送到LPC213l芯片，LPC213l芯片经过信息处理再经过Pc机或者是LCD显示传给用户。并且智能丙酮气敏传感器系统的无线接收电路均是采用了无线收发的模块nRF905，nRF905是一种单片射频收发器，无需客户端对数据进行曼彻斯特编码，收发模式是无线的数据发送，具有很高的可靠性，操作方便，被广泛的应用到工业控制和消费电子等领域。

（二）采样电路

智能丙酮气敏传感器无线接收流程内容是：丙酮气敏传感器上的敏感元件会感受到气体的浓度变化，经过严格的测量电路，通过曲线的拟合会出现电压信号的变化，在控制电路上将电压信号经过一系列的串口发送到LPC213l芯片，芯片在接受完数据后通过SPI接口继而发送给nRF905，nRF905会将数据的前面加上导码与CRC代码，并将数据包发送客户端。在nRF905正确读取数据之后，经过USART传输到LCD显示或者是PC机器等外用设备上。

三、无线传输功能的智能丙酮气敏传感器软件设计

在nRF905基础上进行的智能丙酮气敏传感器设计不但在传统的电路基础上增加了低通滤波和电压跟舶器的隔离电路，并能够自动换挡，设计思路是改进传统传感器的不稳定性能与改善测量精度低的缺点，丙酮气敏传感器还可以通过软件改进提高传感器系统整体性能。硬件设计是测量装置，软件设计主要含有：中断处理（服务）程序、层芯片驱动程序、无缦收发程序、监控程序和实现各种不同种类计算的功能性模块。软件的设计应该保持在ADS的集成开发的环境中独立完成，并且根据EASYJTAG仿真器进行严格的系统调试。

无线传输功能的智能丙酮气敏传感器系统模块软件的设计通过nRF905的接受和发送功能实现的驱动程序，能够有效准确的进行数据衔接，并且在传感器驱动程序中可以自动设置初始化的各种参数值的变量，例如：静态的变量、全局的变量和端口变量等，对软件系统进行整体性的编译，从而实现丙酮气敏传感器的数据采集的无线传输功能。

四、结束语

无线传输功能的智能丙酮气敏传感器的设计基础是nRF905，它的功能不但可以进行丙酮和丙酮气体浓度的准确测量，还可以检测其阻值变化的范围，电阻的测量精度可以达到±0 5%。在智能丙酮气敏传感器系统中结构设计简单，并且具有很高的集成度，因此具有低消耗的特点。在操作上借助于ARM7内核作为MCU，使得传感器的系统能够更好的发挥扩展能力，并且发展前景也比较好，被广泛的应用于无线测试和远程显示领域中。

参考文献：

[1]潘国峰；何平；王其民；孙以材；高金雍.具有无线传输功能的智能丙酮气敏传感器[J].仪表技术与传感器.2011（04-15）.

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关键词：乘客信息系统；无线传输；数字电视； WLAN； LTE

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.132

1 概述

乘客信息系统（简称“PIS”）是运用现代科技成熟可靠的网络技术与多媒体技术、显示技术等，实现运营控制中心（简称“OCC“）一车站一列车之间的文字、图像、视频信息的双向传输系统。

本文将着重讨论车地无线通信在乘客信息系统中的应用，并提出可行性发展趋势。

2 无线传输系统

分析目前城轨车辆实际应用，乘客信息系统的车地传输可分为三种方案：

（1）车载子系统自成一体，不实现车地之间的实时移动传输，车辆播出车载媒体播放器中已存储的节目列表，不受中心或车站控制，即为通常所述的录播模式。

（2）利用列车进站或回库的较短时间，通过无线传输将事先存储好的视频数据发送给列车，带列车行驶时向旅客播放，实现车地之间的准实时传输；

（3）通过在整个列车运行的区间设置无线基站，在任意时刻和地点列车都可以与地面进行数据交换，可以实时地进行车地信息（包括视音频、文字、图形）传输，实现车地之间的实时移动传输。

而不论是准实时还是实时传输，都已涉及车地通信，其传输技术包括：数字电视广播技术、无线局域网技术、LTE（Long Term Evolution，长期演进）技术，且PIS系统无线带宽应有Qos（Quality of Service）控制，所传图像都应要顺畅清晰，不能出现画面中断或者跳播现象。

2.1 录播模式

当无法建立良好的车地通信时，车载播放控制器中存储的媒体信息通过车载播放系统，根据预先设定好的播放列表在客室显示屏中进行播放。该技术的主要特征是：

（1）不受列车运行环境影响，能持续为乘客提供信息；

（2）信息预存储或更新仍需通过车载机械接口逐一实现，无法批量完成，耗时耗力；

（3）乘客无法获取实时信息。

这种方式已无法适应现代化民众对信息高度攫取的需求，仅能作为一种备份播放模式。

2.2 数字电视广播技术

目前地铁中主要应用无线数字电视技术（Digital Video Broadcasting-Terrestrial，DVB-T），可以满足下行速率大于10Mbps 的多媒体数据信息传输要求。

这种传输模式在上海地铁中是典型应用，上海地铁数字电视覆盖系统建设已应用于上海地铁1-13号线，上海地铁列车内5700个LCD显示屏与站台内1500个PDP显示屏都通过该技术实时播出地铁电视节目、地铁运营信息及新闻、娱乐等综合资讯。

城轨车辆持续接收由地面发射基站传递到区间敷设的漏缆放射出的数据信号，解码后转换成视频和数字信号，经放大后输出到LCD显示屏。该技术的主要特征是：

（1）可实时获取信息；

（2）采用广播的方式发送信号，其信息量较小；

（3）视频源由电视台统一，地铁内部无法编辑视频源，不利于地铁运营方根据实际情况进行灵活控制，不能在突发事件发生时紧急信息；

（4）单向传输，无法通过该通道回传车辆信息至OCC。

2.3 无线局域网（Wireless Local Area Networks，WLAN）技术

IEEE 802.11 是无线局域网的主要标准，也是国际上通用的标准[1]。该协议族主要包括以下4个技术标准：

（1）802.11b 通常被人们称为 Wi-Fi（Wireless Fidelity），该技术标准的工作频段主要在2.4GHz 频段，最高可支持 11Mbps 的共享接入速率；

（2）802.11a ，该技术标准的工作频段主要在5.8GHz 频段，速率可高达 54Mbps，但最高速率的无障碍接入距离降到 30-50米；

（3）802.11g 可支持最高 54 Mbps 的速率，工作频段也在 2.4 GHz频段，因此，可以做到与 802.11b兼容，但是最高速率相比 802.11b 高出5倍；

（4）802.11n 支持的速率高达 l50Mbps，最大可达到600Mbps；采用智能天线技术，可以减少其他信号的干扰，接收到稳定的信号，而且可以同所有的 802.11 标准兼容。

比较802.11b、802.11a、802.11g 和 802.11n 可知：802.11b工作l段开放，目前应用多，技术成熟，但兼容性最低；802.11a工作频段有管制，传输速率较高；802.11g兼容性较高，应用较多；802.11n兼容性最高，可兼容前三者，传输速度最高，但应用较少。

国内建设的城市轨道交通车地无线通信系统采用的技术基本为WLAN技术 ，WLAN 作为一种宽带无线接入网技术，其网络化、宽带化等特点具有相当的优势。但较多项目采用的WLAN 技术方案主要为802.11a或802.11g，具有很大的局限性：WLAN 网络在固定情况下能提供高达54 Mbps 的数据带宽，但在支持步速移动情况下提供11～13 Mbps的数据带宽，仅能实现标清信号的传输，暂不能满足高清的要求，而802.11n技术能较好的解决该情况。目前802.11n技术仅在AMGLRV项目上有应用。

以AMGLRV项目为例（采用802.11n技术，准实时传输），介绍无线局域网传输过程：

车辆在每个司机室配置一个RF Receiver（三层交换机，带映射功能）和一个RF Antenna。车载设备经过交换机地址转换可以访问OCC数据库，实现数据的交换，读取，存储等功能。

根据项目实际需求，用802.11n的协议替换初期确定的802.11a协议。

保持设备配置不变，即每司机室配置1根RF Antenna（5.8GHz），此时传输速率理论上可达到一般150Mps传输速率要求；在百兆带宽情况下，传送一部容量为600M大小 mp4文件，802.11a协议下传送时间约为T1=600/（54÷8）=1.5minute，现在最快理论传送时间T2==600/（150÷8）=32s，时间大大缩短。

该传输性能已经过实验室验证，效果良好，且已准备好线上测试。

2.4 LTE技术

LTE（Long Term Evolution）是是第三代移动通信与第四代移动通信技术之间的一个过渡，这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。LTE按照双工方式可分为频分双工（FDD）和时分双工（TDD）两种。我国应用最多的是TDD―LTE。

已运营的郑州地铁1号线（ZZL1项目）乘客信息系统无线网络子系统就是采用的TDD―LTE演M的TD―LTE技术。采用1795-1805MHZ频段，与公网无线信号合路后共用漏缆，单向隧道中配备2条漏缆 ，承载PIS+CCTV业务，10M带宽下实现全线路下行8Mbps，上行6Mbps的的覆盖，具体设备分别部署在控制中心，车站区间和车辆[2]。

以ZZL1项目车地组网方案为例，该方案分中心、车站及车载3部分。在方案中，PIS视频数据下发路由如下：电视台光端机一列车直播编码器一PIS核心交换机LTE（长期演进）核心网一PIS核心交换机一中心SDH（同步数字体系）传输系统一车站PIS交换机车站BBU（基带处理单元）设备一区间RRU（射频拉远单元）一列车TAU（车载无线设备）一车载交换机车载LCD 控制器一编码器一解码器分频器一LCD显示屏。

ZZL1项目开通后，第三方机构对LTE车地无线传输性能进行了验证。标准要求为车一地吞吐量≥6 Mbit/s，地一车吞吐量≥8 Mbit/s。测试结果表明LTE车地无线通道性能符合标准要求。实际运行中直播效果良好，未出现卡屏、花屏现象[3]。

该项目仍存在库内带宽（10M）无法满足所有列车在线数据接收；应用较少，造价较高昂；传输组网不独立，较多依赖车地PIS系统的网络等问题。

综上所述，LTE技术可以较为圆满解决地铁车地传输的难题，实现地铁运行列车与地面控制中心的实时数据传输，但仍存在一定的缺陷待弥补。

3 车地无线传输技术选择

PIS系统中无线局域网的传输技术选择主要考虑三个方面因素[4] ：

（1）满足车-地数据传输容量要求（信息传输速率不小于13Mb/s）；

（2）保证地铁列车最高120km/h运行速度条件下的可靠通信；

（3）无线双向大数据传输。

根据上述分析可知，满足以上条件的无线技术主要有LTE、WLAN技术。

目前WLAN技术非常成熟，主要设备从802.11a、802.11g发展到802.11n时，设备可兼容，采购方便、接口标准、成本较低。但802.11n技术应用于国内时仍存在如下问题：

802.11n技术虽然可工作在2.4GHz频段和5GHz频段，且5.8G频段干扰较少，但是由于在国内该信道的使用需要向当地主管部门无委会申请，需要缴纳费用，应用很少；2.4GHz则属于开放的免费频段，综合不重叠信道因素考虑，一般只能采用1个信道给车地无线传输网络使用，干扰较多。

而TD-LTE技术目前应用较少，造价较为高昂，而且在地铁上应用时，较多依赖车地PIS系统，导致其性能会受到PIS网络影响。如PIS系统网络遇到广播风暴、环路问题时，都将直接导致LTE网络不稳定，在ZZL1项目实际运行中也曾发生过地面PIS网络风暴造成整个车地传输全部瘫痪的情况。但仍然有良好的解决办法：

（1）应用较少，造价较为高昂问题。随着LTE 全球商用化的进程进一步加快，全球各大设备供应商的全力投入以及产业链和产业生态环境的快速发展，整体设备和终端成本会有较大的降低 。

（2）依赖车地PIS系统网络问题。后续项目应用时可以采取独立组网方式，有效提高系统运行稳定性。

综合以上因素考虑，个人认为802.11n技术和LTE技术都存在非常明显的优势及一些固有缺陷。但相对而言，LTE技术问题更容易通过车地传输架构的完善及市场调节进行弥补，故LTE技术将会成为国内地铁车地无线传输的一种发展趋势。

4 结束语

本文结合地铁车辆车地无线传输的实际情况和需求，针对三种技术（数字电视技术、LTE技术、WLAN技术）进行较为深入的研究和对比，通过以上的分析研究表明，LTE技术是车地无线传输的应用趋势。

同时，针对LTE在库内传输的限制性，我们也需要考虑LTE（线路动态传输）+802.11n WLAN（库内传输）的混合组网方案的可行性，这对城轨车辆车地传输系统有一定的参考意义。

需要注意的是，混合组网技术并没有通用型产品，设备必须实时开发并进行测试，这些需要各方的积极推动，首先需要各地铁公司在招标时能积极鼓励开放性方案；其次需要各设备厂商不断提高设备开发能力，这样才能更好的适应地铁行业的发展。

参考文献：

[1]阚庭明.城市轨道交通乘客信息系统技术发展趋势探讨[J].轨道交通信息系统，2008（18）.

[2]孙寰宇，顾向锋.基于LTE技术的车地无线通信组网方案分析[J].铁道标准设计，2014（08）.

[3]赵晗.基于LTE（长期演进）技术的地铁乘客信息系统组网方案分析[J].应用技术，2015（10）.

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引言

随着短距离、低功率无线数据传输技术的成熟，特别是蓝牙、802.11b等应用的推广，无线数据传输应用再次成为应用的热点。本文介绍一款基于新加坡Winedge公司WE904芯片的无线收发模块，说明其在一个实时无线图像数据传输系统中的应用，以其实现一个低发射功率和低成本的实际应用系统。为低成本中低速的无线数据传输提供一种新的解决方案。

1 系统简介

系统的简单框图如图1。此系统的简单工作过程为：①电脑眼负责图像采集和图像信号的A/D转换。②电脑眼输出的图像信号由DSP芯片TMS320VC5402（以下简称5402）编码压缩。③5402通过McBSP(多通道缓冲串口)实现与WE904模块的接口，实现WE904模块的配置，并且将编码后的图像信号以RS232协议的信号格式输到WE904模块，经调制后发送出去。④接收端的WE904模块输出TTL电平的信号，经过RS232电平接口的电平转换后由串口输入PC机。⑤PC机将收到的图像信号解码并显示出来。

2 WE904无线收发模块WE915CTX1介绍

WE915CTX1无线收发模块的主芯片是新加坡Winedge公司的WE904。WE904是一款支持全双工的单片调频收发芯片，仅需少量外部元件即可实现无线收发功能，工作频率范围可以从0.1GHz到1GHz。WE904提供串行编程接口，通过串行编程接口可以灵活地调整收发频率、信号输出模式、是否支持全双工等参数。本系统在设计初期直接使用了WE904的模块WE915CTX1。WE915CTX1集成了WE904芯片和所需的外部元件，并提供了简明的使用接口，可以非常方便地嵌入到应用系统中。其主要的特点是：

①工作于902MHz～928MHz美国ISM频段，可以提供20个通道；

②使用FM/FSK的调制方式，频道宽度100kHz；

③提供数字信号和模拟信号两种输出模式，可用于数字和模拟信号的传输；

④灵敏度为-115dBm；

⑤在低输出功率0dBm时，可以提供约80m(数字信号) 和300m(话音等模拟信号)的有效传输距离；

⑥传输速率可达57.6kbps，与传输距离有关；

⑦提供串行编程接口，可能灵活配置收发频率等参数；

⑧提供RSSI接收信号强度指示。

3 WE904模块WE915CTX1的接口

WE915CTX1提供简单的用户接口，如图2所示。①VCC和GND为电源，电源电压为3.3～4.5V。②Audio In为待调制基带信号的输入引脚。其输入信号可以是话音等模拟信号，也可以是数字信号。对输入信号的要求是，其交流有效值通常为140mV～200mV，更大的输入有效值能得到更好的信噪比，但也将占用更大的带宽。通常200mV将产生25kHz的频偏。TTL电平的数字信号输入Audio In引脚时，必须先降低其电压有效值，这可以通过使用2个串联电阻分压来实现。例如，可以用1个10kΩ和1个1.8kΩ的电阻串联分压，但使用的电阻阻值不能太大，否则会使输入的方波波形产生严重的畸变。③Audio Out为接收信号的输出引脚。当输出模式设置为模拟输出（analog）时，输出信号有效值通常为140mV～180mV的已解调基带信号。当输出模式设置为数字模式（digital）时，输出信号Vp-p为3V左右的数字信号方波。④LNA_ON为低哭声放大器电源控制引脚，低电平有效。在接收时必须置低，能够得到约15dB的增益；在不接收信号时可以关掉，以降低功耗。⑤ANT为天线连接引脚，其输出阻抗为50Ω。⑥RSSI为接收信号强度提示。接收信号从-110dBm变化到-50dBm时，RSSI的电平大约从0.65V变化到1.70V。⑦CLK、DATA和LE为串行编程控制端口，用来实现对WE904芯片的编程控制。以下将详细介绍。

4 WE904模块WE915CTX1的编程控制接口

WE904芯片内部有4个控制寄存器，用来对WE904芯片的工作状态进行控制。这4个寄存器分别是参考频率寄存器、发送频率寄存器、接收频率寄存器和模式寄存器。这4个控制寄存器的相应位的功能定义此处不作介绍，读者可以参考W904的芯片资料。对这4个寄存器的写入控制则是通过CLOCK、DATA和LE三个引脚业实现的，分别与模拟WE915CTX1的CLK、DATA和LE相对应，其写入时序如图3所示。

写入的基本过程为：①LE开始时为低电平。②当LE变为高电平后，数据在CLOCK的驱动下开始由DATA引脚移入内部的移位寄存器。数据的移位操作是在CLOCK的上升沿进行的。所以设计接口时通常使时钟CLOCK的下降沿和位边界对齐，这样在CLOCK的上升沿能有效的采样到数据。③在最后一个数据位移入内部移位寄存器后，LE在下一个时钟上升沿之前变低。在LE的下降沿，数据将由内部移位寄存器写入控制寄存器。④数据具体写入4个控制寄存器中的哪一个，是由DATA的最低两位的值来决定的。这两位称为装载控制位（load control bit）。⑤WE915CTX1要求在CLOCK上升沿到来之前，DATA的数据至少已经保持45ns,所以CLOCK的频率不能太高，建议取10MHz以下。

5 5402r McBSP简介

5402是TI公司一款性价比非常优越的通用DSP芯片，有着广泛 的应用。它提供有两个McBSP。McBSP是一种全双工的高速同步串行口，可以用来与系统中其它的DSP芯片、编码解码器等进行高速的串行通信。McBSP的操作由DSP芯片中一系列寄存器来控制。图4是McBSP的标准操作时序。无论是发送还是接收的移位操作，都是由帧同步信号FSX或者FSR的上升沿触发的，并且由时钟CLKR或CLKX来同步位边界。从FSX或FSR的上升沿到移位操作开始可以有几个时钟的延迟，图4所示为1个时钟的延迟。这可以由控制寄存器XCR2和RCR2中的相应的位来设定。在每一个帧同步信号之后发送或者接收的数据的位数也在控制寄存器XCR2和RCR2中有相应的设定，图4是McBSP的最简单的操作时序，对一般的应用已经足够，更强大的功能则需要更复杂的设计。

6 5402与WE904模块的接口设计

在本系统的设计中，图像数据的发送和对WE904模块的编程配置是使用DSP芯片5402的同一个McBSP来完成的。这了使这两个过程互不影响，在设计中还使用了5402的一个I/O引脚XF。图5为接口电路的简单原理，基本原理如下：①在对WE904模块配置期间，XF为高电平，LE的输入决定于McBSP的发送帧同步FSX，而发送时钟CLKX和发送数据线DX分别驱动WE904模块的CLK和DATA。②为了对WE904模块进行配置，McBSP的设置为FSX周期大于24个CLKX的时钟周期，高电平宽度设置为24个CLKX的时钟周期。CLKX在驱动CLK时先反相。这样即可得到与图4大体相同的时序，能够完成对WE904模块的配置。这里给出McBSP各个控制寄存器的参考值：SPCR1=0x0080,SPCR2=0x0262,RCR1=0x0000,SRGR2=0x301f,MCR1=0x0000,MCR2=0x0000,PCR=0x0b02。③在对WE904模块的配置完成后，XF设置为低电平输出，此时LE的输入值恒为高电平，因此，CLK和DATA的输入不会再改变WE904的设置。此时，发送的图像数据从DX串行输出，经分压后输入EW904模块的Audio In。发送的时钟CLKX从FSR引脚输入。这主要是因为本系统的DSP时钟为100MHz，DSP的时钟经过内部计数器分频后仍然无法从CLKX引脚得到要求的几十kHz的时钟，所要求的时钟必须经过再次分频后（在寄存器FPER中设定分频参数）从FSG得到，而发送帧同步FSX将设置成在数据从DXR拷贝到XSR时自动产生。在模块的配置期间，FSR设置为输入，不会影响CLK的输入值。④XF在与FSX做或运算前经过了一次反相，主要是因为XF在此系统中还同时用于其它结构的控制，在图像的发送期间，要求XF为低电平。

图4

7 RS232异步串行通信

本系统采用RS232异步串行通信协议。RS232异步串行通信接口是微机的传统外设接口，特点是使用简单，但速率较低。RS232接口在低速数据传输和工业控制、工业数据采集等方面有着广泛的应用。由于本系统要传输的图像数据已经得到较好的压缩，速率在几十kbps，所以本系统使用RS232串行口进行通信。当不需要握手时，最简单的串口通信只需要3条线即可完成连接，单向通信甚至只需要2条线即可。但是由于RS232串行接口的电平较高（通常为正负4V～12V），不同于通常的TTL电平，所以必须经过必要的电平转换。本系统中使用MAXIM的MAX232完成电平转换。RS232的通信协议的数据格式如图6所示。在每一个字节的传输时，都是以一个起始位开始，以停止位结束（停止位个数可设定）。在停止位前可以加入奇偶校验位，在各个字节之间还可以插入空闲位。起始位为0，停止位为1。空闲位也为1，与停止位有相同的电平。接收串口总线在检测到起始位的下跳沿时开始接收数据。在本系统设计中，由于数据是单向传输，RS232的数据格式直接由McBSP负责构建。之后送入WE904模块的Audio In调制发送。如果要求双向的数据传输，则可以加上一个异步串行通信的接口芯片来实现，如TI公司的TL16C750。接收方的微机负责串口数据接收。串口接收程序的编写通常有三种：①使用C或汇编语言控制硬件；②使用Windows的API函数；③使用VB提供的Mscomm控件。本系统使用的是VB的Mscomm控件。这种方法比较简单，但是效率稍低，如需要更高效率的程序，可以选择前两种方法。关于串口收发程序编写的资料很多，这里不再详述。

8 FSK无线数据传输中低频分量引起的误码

在FSK无线数据传输中，输入信号中的低频分量有可能引起很高的误码率。在二相FSK中的具体表现为当短时间内输入信号中的“1”或“0”的个数显著增多时，接收信号的误码率也显著上升。这主要是因为整个系统对信号中的低频分成衰减造成的，如系统中的隔直耦合电容的影响等。低频成分衰减后造成信号无法正确恢复，从而引起了很高的误码率。要提高系统性能，必须使输入信号中的低频成分尽量小并保持恒定，这就是所谓的均衡问题。对于简单的二元输入，就是要使输入信号中的1和0的个数尽可能的平衡。通常为减小低频分量，可以将输入信号采用HDB3编码和曼彻斯特编码等。HDB3是三元输入码，信号传输中有三种电平，需要用专门的硬件实现。曼彻斯特码是二元码。它的简单规则是：1用1到0的跳变来表示，0用0到1的跳变来表示。显然采用曼彻斯特编码后，1和0的个数达到了完全的均衡，但同时它增加了一倍的数据量。考虑到数据量的要求，本系统在设计中借用了高速光纤通信中使用的5B6B编码。5B6B编码将5位的二进制数用6位二进制数表示，它从6位二进制数的64种组合中精选出32组对信码进行编码。编码时有正模式和负模式两种，使用时成对选择以使得码序列中1、0码个数趋于平衡。5B6B具有这样的特性：该传输序列中最大的连及连1个数为5。累积的1、0码个数的差值（称为数字和）在-3～+3范围内变化。5B6B码解决了输入信号中1和0的均衡问题，同时具有较高的传输效率，它只增加了20%的码数。本系统采用5B6B编码后（在RS232输出前进行），在降低系统的误码率方面取得了非常明显的效果。