无线数据传输精选(九篇)

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第1篇：无线数据传输范文

关键词：无线通讯模块 PLC 协议 上位机软件

中图分类号：TN402 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0027-02

信捷研发的G-BOX是一种无线数据传输通讯模块，与信捷XC、XD系列PLC等产品配套应用，采用Modbus-TCP协议，在自动化系统中，实现自动化系统与GPRS网络，GSM网络的无线连接。在此模块的基础上，可通过信捷上位机软件XCPPro或者XDPPro组态，对PLC进行远程编程和诊断，实现程序上下载功能；手机用户可通过SMS短信服务对PLC实现控制，所以G-BOX特别适用于分布式系统远程监控等应用场合。

1 信捷G-BOX性能特点及适用领域

信捷的G-BOX具有数据传输开放透明、内部集成TCP/IP协议栈的数据传输终端、支持TCP、UDP、DNS、PPP等多种协议等特点；可实现PLC程序无线上下载及实时监控，也可与用户手机实现短信息通讯；适用于工业控制、遥感、遥测、油田、煤矿数据采集和监控等应用场合。

2 性能及参数

2.1 端口排列

以天线在右为基准，端口排列顺序为：（1）B端，（2）A端，（3）0V，（4）24V

（1）电源电压为24V直流，允许范围为DC21.6V～26.4V。

（2）G-BOX串口通讯接口为：RS232或RS485接口为端子A和端子B，当采用RS485通讯时，A端为“+”信号，B端为“-”信号。

2.2 RS-232通讯串口

RS232为9针孔，串口侧只能挂接一个设备，采用Modbus-RTU通讯协议，GPRS网络侧是Modbus-TCP协议。此无线数据传输模块G-BOX，可与信捷XC、XD系列PLC直接通讯。

2.3 RS-485 通讯串口

采用RS485通讯串口时，只需将A、B端子与PLC的A、B端子对接即可。注意：RS232通讯口与RS485通讯口不可同时使用。

2.4 SWITCH 开关

共有2个switch开关，S1，S2。设置如下：

S1=0，S2=1是配置模式：通过电脑对G-BOX进行初始参数设置。

S1=0，S2=0是短信模式：仅支持短信功能

S1=1，S2=0是信捷在线：GBOX处于在线模式，可进行 GPRS通信。

S1=1，S2=1是别家在线：GBOX处于在线模式，可以进行 GPRS通信。

2.5 LED指示灯

上电之后初始化4个灯都亮，初始化结束后PWR灯亮，其余灯灭。

3 使用步骤

3.1 初始配置

初始配置的目的在于使上位机软件XCPPro或XDPPro与对象G-BOX相关信息相对应，根据用户对G-BOX内参数信息的可知度，可分为未知状态和已知状态。

3.1.1 未知状态

由于初次使用，用户无从得知G-BOX内参数信息，故需将上位机与G-BOX关联，读取G-BOX信息，使XCPPro或者XDPPro组态软件对其记录。同时，也可根据需求对G-BOX进行某些参数的修改，保存文件时，将所有“TCP/IP网络”设置信息全部保存。

（1）硬件连接及相关设置。

①将拨码开关1置OFF，2置ON；②通过串口将G-BOX 与上位机相连接；③确定G-BOX中已插入SIM卡，并已开通GPRS业务，上电。

（2）软件参数设置。

①首先打开上位机软件XCPPro或者XDPPro组态，进行软件串口设置，波特率缺省值为19200BPS，奇偶校验缺省值为偶校验，通过手动选择通信串口，当出现表示已成功连接G-BOX，完成后，单击确定。②单击“选项”，选择“通讯方式设置”。③更改通讯方式，单击“+”。④单击“添加 G-BOX”，弹出“编辑G-BOX设备”对话框。然后根据具体情况进行设定。⑤关闭此窗口，通讯方式选择“UDP”，双击“站号1”，网络类型将自动选择外网。单击确定，完成配置。

3.1.2. 已知状态

当用户了解G-BOX内参数信息时，要在上位机软件中添加G-BOX信息，无需将上位机与G-BOX相连，可直接打开软件XCPPro或者XDPPro，单击“选项”，选择“通讯方式配置”。

3.2 工作状态

3.2.1 运行状态

初始设置后，将S2号拨回OFF便可进入工作状态，此时，将G-BOX与PLC相连，此时短信功能正常，并不能远程监控、上下载。

3.2.2 在线状态

持久在线状态设置步骤如下：（1）将拨码开关S1置ON，S2置OFF；（2）确定已插入SIM卡，并已开通GPRS业务，上电；（3）等待ONLINE（在线）灯亮起。

在此状态下，G-BOX已登陆服务器，上位机软件一直处于GPRS网络连接状态。在以上的状态下，XCPPro或者XDPPro首先尝试通过点对点（P2P）连接G-BOX，倘若尝试失败会通过服务器进行转发，稍影响连接速度，确认成功连接后，即可通过XCPPro或者XDPPro执行程序的无线上传下载与监控，在正常情况下，监控会有3秒延时。

4 短信功能

当G-BOX处于短信功能状态时，S1、S2都在处于OFF状态，即使在没有在线的状态下，都能实现PLC与用户手机的短信息功能，但值得注意的是：（1）刚上电50秒为手机模块初始化时间，此时间段内G-BOX不会作出正确响应。（2）当GPRS网络中有数据传输时，会对PLC向手机通讯的功能（即短信报警功能）产生影响，但不影响短信对PLC的操作。

根据短信息数据传输方向，可划分为以下两种形式：

4.1 PLC=>G-BOX=>手机（短信报警功能）

在此功能下，PLC为主机，G-BOX为从机，从站号为FF（16进制）。软件XCPProV3.3q或XDPProV3.22以后版本，PLC硬体XC2以上3.3以后版本才支持G-BOX。

短信报警功能有两种方式实现：（1）通过工具栏快捷方式实现，单击短信配置：（2）通过PLC编程指令“多寄存器写入”命令来实现，G-BOX从站站号为HFF，首地址为 50000。

4.2 手机=>G-BOX=>PLC（控制功能）

在此功能下，G-BOX为主机，PLC为从机，在此由于篇幅所限短信命令格式不作介绍。

5 结语

通过G-BOX的使用，处于远端的工程师依据 G-BOX 配置信息档案记录，通过上位机软件XCPPro以及信捷组态，即可实现程序的无线上下载功能，并进行实时监控。这样可以远距离处理问题，大大提高工作效率。

参考文献

[1] 龚仲华.S7-200/300/400 PLC应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2007.

第2篇：无线数据传输范文

关键词: ZigBee技术;无线数据;无线传感器;传输系统

1 ZigBee技术简介

1.1 ZigBee概论

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。它是一种高可靠的无线数传网络,期数传模块类似于移动网络基站,通讯距离可以无限扩展。

1.2 ZigBee技术特点

1.2.1 低功耗。在正常运行模式下,由于ZigBee技术传送的传输速率低,数据量不大,因此信号收发耗时很短;在非运行模式下,ZigBee节点处于睡眠状态,普通情况下两节五号干电池可以维持长达6个月到2年左右的使用时间。

1.2.2 可靠性。使用了免碰撞机制和重发机制,同时预留了专用时隙满足需要固定带宽的通信业务,避免了数据传输时竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息,建立了可靠的通信模式。

1.2.3 时延短。唤醒休眠状态和通信时延的时延都很短,适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

1.2.4 成本低。ZigBee模块的初始成本在6美元左右,而且还在降价,ZigBee协议是免专利费的,所以ZigBee技术成本低。

1.2.5 网络容量大。ZigBee可采用星状、串状和网状等网络结构,Zigbee是一个由可多到65000个无线数据传输模块组成的一个无线数据传输网络平台,在整个网络范围内,每一个Zigbee无线数据传输模块之间可以相互通信。

1.2.6 安全性。采用了AES-128的加密算法。

1.3 其他几种短距离无线技术

目前,短距离无线通信技术还有蓝牙、红外IrDA、无线局域网802.1l(Wi-Fi)、短距通信(NFC)n1等。不同的无线通信技术有不同的特点,或能满足耗电量、传输速度、距离的特殊要求;或能扩充系统的功能;或符合某些单一应用的特殊要求等。根据它们的点被分别应用在各个不同的领域。

2 无线数据传输系统结构设计

2.1 整体设计方案

基于ZigBee技术设计的无线传感器网络有覆盖范围广的特点,系统由多个自给供电的ZigBee节点组成,每个ZigBee节点都可以进行周围环境数据的采集、简单计算以及与其他节点及外界进行通信。这种多节点的特征可以使众多传感器的协同合作进行高质量的传感,从而组成一个容错性急哦啊好的的数据传输采集系统。

无线数据传输系统通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号,经模/数转换器、ADC采样、量化、编码成为数字信号后存人数据存储器,然后通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。基于嵌入式系统的ZigBee基站节点完成处理各个传感器节点接收到的数据信息和外界的无线通信。

系统采用部分网状(Partial Mesh)拓扑结构,使每个节点的范围被成倍地扩大。大部分短距离无线技术最大范围一般为10m或更短,但是部分网状结构没有最大通信距离的限制。因为它所有的节点都被用作中继器或路由器,数据传输的时,将要传输的数据放在一个数据包里,数据包从一个节点跳跃到另一个节点,直到到达ZigBee基站节点。然后,由ZigBee基站节点汇总并发送到PC机、服务器、局域网或网络终端进一步传送。如果遇到信号通道阻塞、节点破坏、节点电池没电等问题,一条路径传输失败,信号还可以找到其他的替代路径。

2.2 ZigBee无线传感器节点

系统中有相当大数量的自给供电的ZigBee无线传感器节点,ZigBee无线传感器节点的功能是采集需要的数据,与其他节点及外界进行通信,并且将数据发送到各传感器节点组成的通信基站。ZigBee无线传感器节点主要由传感器模块、ZigBee 收发模块、微处理器模块、存储模块和电源管理模块五部分模块组成。

电源管理模块主要负责功耗管理和供电功能;传感器模块负责覆盖区域内信息的采集和数据转换;MCU模块负责控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定位、功耗管理、任务管理等;ZigBee收发模块负责与其他节点进行无线通信,交换控制消息和收发采集数据;存储模块负责存储采集到的数据。

系统中ZigBee节点是由微控制单元(MCU)和RF收发器组成的,其中RF收发器芯片设计了SPI接口与MCU通讯,MCU则连接键盘、显示等人机交互界面、传感器、控制器等。系统的ZigBee节点选择使用16位微处理器MSP430F149,MSP430F149处理器自身具有A/D功能,从传感器得到的模拟信号可以直接送到MSP430F149进行模数转换。RF收发器则选择CC2420,因为CC2420性能稳定且功耗极低,支持硬件的加密、CRC校验。

2.3 ZigBee基站节点

ZigBee基站节点硬件部分主要由传感器模块、ZigBee收发模块、ARM模块、存储模块(NAND Flash,64MB-1GB可选)和电源管理模块组成。它主要完成处理各个传感器节点接收到的数据信息和外界的无线通信,并将数据汇总发送到PC机、服务器、局域网或网络终端。

第3篇：无线数据传输范文

关键词 3G网络 无线数据 传输

中图分类号：TN919.81 文献标识码：A

现代工程中，许多场所无法进行有线数据传输，需要进行无线数据的传输，本文介绍一种远程数据通信模块的搭建方法，数据传输的基本原理为，通过RS485口接收到用户数据信息，并将其打成IP包，分布在各种工业设备前端控制器和无线通信模块连接后通过WCDMA网络接入Internet，将设备的各种状态信息和现场语音视频信号通过WCDMA发送到Internet，并接收后端服务器发来的命令，并执行相应的操作。一旦通过3G无线模块连接上Internet，采集到的前端数据就可以用TCP/IP协议将数据发送到任意一个具有IP地址的公网主机上去，实现数据的实时无线传输，从而实现数据的Web。

1无线数据通信模块的选择

当前3G各协议传输速度分别为：EVDO下行速度为3.1Mbps，上行1.8Mbps；WCDMA下行速度为14Mbps，上行5.8Mbps；TD-SCDMA下行速度为2.8Mbps，上行1.6Mbps。不管通过哪一种3G通信网络，不管是视音频监控数据（D1格式），还是传统的数据，通信传输质量均可以得到完全保证。本设计选择了WCDMA通信传输协议。本设计最终选择了由华为公司开发的EM770W UMTS M2M数据传输模块。

2 EM770W通信模块特点

完整集成了WCDMA功能的华为EM770W 3G模块，具有功能齐备的连接接口，只需少量的研发，短时间内，可集成自身应用系统。

3 EM770W通信模块接口设计

WCDMA 无线3G数据通信模块EM770W将高频处理电路、射频电路（发射和接收）部分都集成在通信模块内部，我们只要根据实际需要设计好接口电路即可。EM770W的接口形态为通用Mini PCI Express接口，因此通过52pin金手指接口与LPC2103ARM微控制器以及电路相连接。其中，外部供电部分和控制器单元共用3.3V电源，Mini PCI Express接口中52管脚为电源DC3.3V电源输入，考虑到GSM大功率发射时存在电压差，应在电源端口上增加一个2200uF以上的大电容。

3.1微控制器接口的设计

EM770W UMTS M2M模块提供两路UART接口。全串口UART1可支持DATA服务，即可支持用户从UART1发起PPP拨号，进行数据业务操作。UART2不支持数据业务，不支持收发AT命令，但可以支持收发DIAG命令。在本系统设计过程中，控制芯片通过UART接口通信，接受AT指令输入。UART接口支持230.4kbit/s到300bit/s的波特率，默认为115.2kbit/s，可满足不同设计需求。

LPC2103系列的ARM7嵌入式微控制器的2个UART都带有小数波特率发生器。其中，UART1含有标准调制解调器接口信号，该接口模块还完全支持硬件流控制（auto-CTS/RTS），它们的结构符合16C550工业标准。在本设计中，使用3线制串口进行UART1与EM770W模块之间的通信，两者之间使用232类芯片与标准RS-232-C的接口连接，在这里使用MAX3232转换芯片，将信号转换为RS232电平，LPC2103即可与EM770W连接，并控制其通信。

3.2 USIM卡接口的设计

EM770W UMTS M2M无线模块提供一路USIM卡接口，外接USIM卡为3.0V或1.8V，接口支持并可以自动检测的电平为3.0V或1.8V。USIM卡座一共有8个管脚，一个为悬空管脚，一般情况下，第8脚接GND和第7脚接USIM_CD，检测USIM卡在位情况，但是在EM770W模块中并未使用这种接法，该用法未使用。USIM卡接口速率为3.25MHz， USIM卡座距模块接口较近，如果过长会波形失真，影响通信，要求走线不要超过100mm，USIM-CLK和USIM-IO信号的走线需要用地线包络。

3.3天线接口的设计

EM770W模块的天线接口有主集和分集之分。必须选择50 ohm阻抗的天线。使用的是Astron公司的51-3612-50-H连接器。考虑到模块天线口的射频性能，使用增益值大于1dBi的天线。

3.4 EM770W无线传输模块初始化设计

系统前端控制器与EM770W模块配合使用的Mini PCI-E连接器为Molex公司的MPC24-52K3311型号的female Mini PCI-E连接器。EM770W WCDMA无线数据传输模块工作电压为3V～3.6V，推荐工作电压为3.3V，在设计中使用了开关电源，信号很弱时天线以最大功率发射，产生瞬态强电流。考虑使用环境，EM770W模块要上电自动开机。RESET在开机过程中不需要做任何时序配合。当模块需要重启时，通过复位键（RESIN_N管脚）拉低100ms可以实现EM770W的复位。

4小结

本文主要进行了无线数据通信模块的设计和实现，主要实现了微控制器接口、USIM卡等接口电路的设计。

参考文献

第4篇：无线数据传输范文

关键词：风电机组；在线监测；无线传输；远程诊断；虚拟仪器

Wireless-based Remote Monitoring and Diagnosis System for Wind Turbines

CHEN Mingze1,2,YU Gang1

(1.Shenzhen Graduate School,Harbin Institute of Technology,Shenzhen,518055,China,2.Alstom Strongwish Ltd.,Shenzhen,518057,China)

Abstract：Because wind turbines are scattered in a widely distributed area,and will be established in the sea in the future,this situation will cause on-line monitoring system for wind turbines to have to deal with the issues of long communication distance,many communication nodes and difficulties to establish a communication network.This paper proposes a wireless-based remote monitoring and diagnosis system,and introduces the whole system architecture,data acquisition functions for both monitoring and diagnosis,wireless transmission scheme for second level network configuration,working mode and realization scheme for remote diagnosis based on database and virtual instruments.

Keywords：wind turbines;on-line monitoring;wireless transmission;remote diagnosis;virtual instrument

オ

1 引 言

故障诊断技术作为一门综合性很强的技术,已经在很多工厂中得到了应用。最初手段是,基于现场仪表进行故障定位。这种方法至今在绝大多数工厂中尤其非关键设备中仍然在广泛应用。它不仅需要大量人力来进行定期巡检,而且在进行故障定位时还需要诊断专家必须携大量笨重的专业仪器到现场,十分不方便,缺乏实时性。

随着计算机技术的突飞猛进,虚拟仪器技术迅速崛起,它在故障诊断技术中也带来了翻天覆地的变化。诊断专家不再需要笨重而昂贵的仪器,仅仅有一台计算机和相应的软件就可以进行诊断,诊断技术的成本大幅下降。并且通信手段的发展又给诊断技术带来了新动力,开始由在线监测替代人工巡检,节省了大量的人力物力,工作人员只需要在办公室中就可以实现对设备实时的性能评估或诊断。目前,国内很多企业的关键设备都已经实现了在线监测。

而近年来的网络技术进步,又使得诊断技术走向远程诊断。通过Internet,甚至通过手机,工作人员或是管理者可以随时随地了解设备的运行状况,诊断专家也可以实现远程诊断,不需要回到工厂,实时性进一步提高。这些故障诊断技术的应用发展,已经在很多文章中都有所论述［1,2］。

故障诊断技术的应用已经为企业带来了巨大的经济效益,其应用面也越来越广泛,遇到的问题也将会越来越多。风电行业是近年来国家能源结构调整的重要方向,风电产业也正在经历着跳跃式的发展。但是,风电行业中,机组的安装维护将是十分困难的,不仅要增加人力,还增加了人员伤亡的风险,尤其,在不久的将来,风力发电将进军海上之后,困难程度将是可想而知的。故障诊断技术的应用将使这些问题迎刃而解,并且,在国外已经有所研究［3,4］,然而对于风电场中上百个高空作业的风电机组来讲,监测系统的安装本身又将是一个浩大而昂贵的工程。如果是海上风电场,那么现有的有线通讯方式在线监测诊断系统,更要面临如何实现众多机组的信息到监控室的传输问题。海上铺设有线网络基本上是不可能的。为此,一个基于无线数据采集与传输方式的监测诊断系统将是一个很好的选择,虽然某些领域已经有少量的应用［5,6］,但是在对于风电产业中,这仍然是个空白。所以,本文提出一个以无线数据传输为基础的,分布式集群化故障诊断与性能监测模式,用以解决风电机组的监测与诊断问题。

2 系统功能要求与整体结构

虽然故障诊断技术发展到今天已经能够通过多种信号途径提取设备的性能特征,定位故障部位,但是由于设备出现异常后,首先反映在设备的振动异常,并且由于振动传感器造价低廉,安装方便,振动信号仍然是目前最容易获取的信号。为此,它也仍然是现代诊断技术中的主流手段,应用最为广泛。本文以振动信号为基础,并在阿尔斯通创为实技术发展有限公司开发的S8100泵群在线监测系统的基础上,提出针对风电机组监测的模型。而由于风电机组齿轮箱工作环境十分恶劣,并且安装在狭小空间,安装困难,要求可靠性要比普通机械高很多,很可能成为风电机组的薄弱环节之一［7］,为此,我们以对机组齿轮箱的监测诊断为目的构造整个系统。

整个系统以中心服务器为中心进行运作。它能够采集特征值与波形数据两种数据类型,以分别实现在线性能监测与故障诊断两大基本功能。并且,将特征值和波形数据通过无线传输网络发送到中心服务器的数据库中供人使用查询。中心服务器负责数据的存储与管理,接收并响应客户端的各种请求,为客户端提供数据服务和诊断工具服务。在线监测模块与中心服务器通过无线网络进行通信,接收中心服务器的指令,完成数据采集任务。客户端通过Internet网络对中心服务器进行远程访问,查询机组状态数据,调用所需虚拟诊断工具,判断机组性能,定位故障。总体结构如图1所示。

整体结构可分为在线监测模块、中心服务器、客户端三个部分。其中在线监测模块是机组与系统的接口,考虑到风电机组分布分散,每个在线监测模块负责一台机组的信号采集。众多的在线监测模块,与中心服务器组态成无线网络进行通信。中心服务器又包含数据库服务器、虚拟仪器服务器和数据服务器三大功能模块。客户端不能直接在线监测模块中获得所需数据,而是通过Internet网络可以路由到中心服务器,间接的获得所关注机组的信息和服务。客户端采用B/S构架,允许用户通过浏览器便可进行一系列的分析操作。

3 在线监测功能

在线监测功能由安装在现场的在线监测模块实现。它以单片机为中心与机组形成一对一的对应关系,对机组进行不间断地实时监测。机组的振动信号通过安装在关注部位的振动传感器采集获得,先后通过放大电路和滤波电路的调理过程,使得信号适合A/D芯片对其进行后续的模数转换。在线监测功能如图2所示。

对于特征值的采集,完全由单片机控制,单片机按上位机(中心服务器)所要求的时间间隔去控制A/D芯片的工作,读取一段连续的A/D芯片数据,使用该段数据根据上位机要求计算出相应的特征值数据,并将数据转存到数据缓存区(外部寄存器)中。上位机会按照一定的时间间隔向单片机发送数据请求,当单片机接收到请求后,会将存储数据缓存区中的数据读取出来,发送给上位机。为了保障特征值数据的实时性,缓存区中的数据将会被下一个新读取的特征值数据覆盖。

而对于波形数据的采集,由于单片机能力有限,所以不能实时地进行波形采集,要由上位机来触发。当需要采集波形数据时,上位机会像单片机发送请求。单片机接收到请求后,会对A/D芯片发出指令,并连续读取A/D芯片的数据,并将数据存储到波形数据的缓存区中。上位机会定期对单片机发送波形数据的请求,单片机收到请求后对该缓存区访

问,并读取数据,发送回上位机。

4 无线数据传输

如今现场中的在线监测及诊断系统,应用最为广泛的通讯模式是RS 485串口通讯。RS 485接口总线速度快,传送距离远,以差分平衡方式传输信号,具有很强的抗共模干扰能力。该标准虽然规定了最大负载数为32个,并可以通过增大结点输入电阻的办法增多收发器数量［8,9］,如果结点数仍然不能满足需求,还可以通过串口扩展的方法来扩展监测分站数量。并且因为RS 485接口组成的半双工网络,一般只需二根连线。现场的在线监测模块通过RS 485总线连接,再经过串口转换模块,将RS 485标准转换为RS 232标准连接到中心服务器的串口上,实现通讯,这是现场最常用的结构,如图3所示。

但是由于风电场中单个机组容量比较小,数量众多,分布广泛,导致现场工作站数量众多,通讯距离远,分布分散,并且一般都在10 m左右的高空作业,监测诊断系统本身的安装与维护都将是很困难的。为此,我们通过无线通讯网络满足以上诸多要求。同时,考虑到频段的申请问题等,我们选用UM192无线通讯模块,工作原理如图4所示。

该模块采用单片射频集成电路及单片MCU,电路少,体积精简,仅为47 mm×26 mm×10 mm,便于安装；使用ISM频段,无须申请频率点,载频位433 MHz,工作频率为429.00~434.90 MHz,最多可提供32个信道,不同的信道仅需在硬件上跳线开关便可实现；通讯距离远,视距情况下,天线放置位置>2 m,可靠传输距离可达1 000 m,并且通过适当的天线配置方案进一步扩大通讯距离；具备较大数据缓存区；提供多种数据接口,包括现在现场应用最为广泛的RS 485和RS 232串口通讯接口；对底层协议透明,用户只需要在接口进行收发数据即可,无需考虑该通讯模块的编程问题；并且该模块已经对抗干扰、误码率等问题进行了足够的考虑。数据通过MUC的处理,转发到射频芯片上,发向接收端［10］。

我们在图3的基础上,添加一级无线网络层,达到无线传输的目的。中心服务器仍然通过485总线与各个无线网络通讯,而我们之前提到过,UM192最多能够32个信道,那么,我们就最多能够组态32个无线网络,以解决大量机组的在线监测问题。各个无线网络采用点对多点的通讯模式,设定挂接在485总线上近服务器端的无线模块为主站,其余挂接在近机组端的在线监测模块均为从站,各个无线网络中的从站都有惟一的地址编码,互不重复。而各个无线网络的主站在485总线上又是以中心服务器为主站的从站。这样就形成了二层网络结构,如图5所示。

中心服务器通过转换后的串口通讯方式挂接到总线上。整个网络通过广播方式进行通讯,中心服务器通过485总线发送广播数据,各个无线网络的接收端收到广播信息后,再向各自的从站发送广播信息。中心服务器采用带地址码的数据帧发送数据或命令,所有无线网络中的从站全部都接收,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。这些工作都由上层协议来完成,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。

5 远程功能

中心服务器包括虚拟仪器(VI)服务器、数据库服务器、数据服务器三部分。由无线网络接收到的数据存储于数据服务器中。根据信息论原理,数据中的波动越大所包换的信息量也就越多,而服务器磁盘空间是有限的,为此应当配以适当的数据管理算法,以使得保存的数据中能够包含最大信息量,能够对日后的评估诊断工作提供最大的帮助。

数据服务器采用基于网页的B/S构架。HTML,HTTP,TCP/IP协议是现今Internet中最普遍应用的协议,可以说,只要有Internet的地方必然会有这些协议,他们组成了Internet的基础。而现代企业中,绝大多数企业都很容易通过宽带或拨号接入Internet,这为诊断与监测系统的远程功能提供了良好基础。基于网页的B/S构架,使得用户不需安装任何专用客户端程序,只要在HTML,HTTP,TCP/IP协议之上,便能够在任何接入Internet的地方对中心服务器进行访问。用户不必关心系统本身的升级与修改问题,可以完全专注于故障诊断过程。另一方面,随着故障诊断技术的进一步发展,新的诊断手段不断出现,随之而来的将是新的虚拟仪器工具的出现。这样B/S构架也为将来虚拟仪器数据库的扩充或修改提供了方便,体现了系统良好的扩展性能。

用户在访问过程中,会通过Internet向中心服务器发送请求。数据服务器讲请求解析后,分别向数据库服务器和虚拟仪器(VI)服务器发送请求,请求所需的数据和虚拟仪器(VI)工具。VI工具服务器和数据库服务器分别根据请求提取所需工具和数据,再通过数据服务器和Internet反馈到客户端浏览器。通过这样一个链路,将所需的工具和数据下载到客户端浏览器中,从而满足用户的各项需求,完成诊断工作。如┩6所示。

整个系统对客户端的惟一要求就是,浏览器能够支持数据服务器的数据类型。同时,客户端可以是在多种平台,只要该平台能够接入Internet,并且可以运行浏览器,比如在无线上网的笔记本电脑中。

6 结 语

采用无线通讯模块无须对传统在线监测系统结构进行大规模改动便可满足风电机组在线监测的需求,只需开发合适性能的无线通讯模块便可。这方式也可用于在线监测系统的改造升级,提高其监测范围及监测对

象数量。基于此系统的中心服务器,可以进一步进行虚拟仪器工具的开发,不断丰富诊断手段；也可以进一步开发数据管理算法,提高增加数据中的信息量,提高系统效率。数据和虚拟仪器工具的途径,可以进一步覆盖能够上网使用浏览器的其他平台,如PDA、手机等,整个系统还可以整合视频、音频和网络会议功能,连接机组现场和多个客户端,实现多个客户端对机组的“会诊”。为此,本文内容有待于进一步的丰富发展。

参 考 文 献

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［9］李良,朱善安.基于Java的串口通讯［J］.电子器件,2007,30(2):714-717.

［10］深圳市华奥通通信技术有限公司.HAC-μM系列微功率无线数传模块使用手册［Z］.

第5篇：无线数据传输范文

关键词：环保监测；数据采集；无线传输；HJ/T212协议

中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1007-9599(2011)23-0000-01

Environmental Monitoring Wireless Data Collective Transmission System

Xu Hongning

(Shenyang Ware Digital Technology Co.Ltd.,Shenyang 110015,China)

Abstract:Aiming at a high-function wirelss data collective transmisstion equipment which focuses on all kinds of pollutions to realize the instant monitoring of the instrument and transmit the monitoring data to the monitoring center through transmission network, in the meanwhile receive and carry out the orders from the monitoring center and finally realize distance monitoring,instant monitoring, over-standard alarm.Through analog signal inerface,digital singal interface and all kinds of instrument such as flowmeter,COD,PH device, ammonia antrogen,residual chlorine and smoke monitoring,the environmental monitoring wireless data collective transmission system can monitor the instrument more conveniently and meets the requirements of the contry control,province control and city control.

Keywords:Environmental monitoring;Data collection;Wireless transmission;HJ/T212 agreement

人类不断的向环境排放污染物质，如果排放的物质超过了环境的自净能力，环境质量就会发生不良变化，危害人类健康和生存。传统的环境监测工作主要以人工现场采样、实验室仪器分析为主,存在着监测频次低、采样误差大、监测数据分散、不能及时反映污染变化状况等缺陷，难以满足政府和企业进行有效环境管理的需求。如今环境在线自动监测已经成为有关部门及时获得连续性的监测数据的有效手段。只需经过几分钟的数据采集，污染源的环境状况信息就可发送到环境分析中心的服务器中。一旦观察到有某种污染物的浓度发生异变，环境监测部门就可以立刻采取相应的措施，取样具体分析。可见，环保监测无线数据采集传输系统最大的优势便在于可快速而准确地获得环境监测数据，以确定目标区域的环境状况和发展趋势。

一、系统总体结构

（一）现场数据采集终端部分。该终端主要是为了获取现场各个监测仪器的数据、上传并保存原始数据。包括：系统设置、数据显示、数据查询、数据传输等功能。（二）服务器中心信息分析处理系统。主要包括：数据接收，综合查询分析，系统维护和数据四大模块。（三）通讯协议。现场数据采集终端与信息分析处理系统之间的通讯完全符合HJ/T212-2005《污染源在线自动监测（监控）系统数据传输标准》。

二、现场数据采集终端硬件设计

现场数据采集终端是基于微处理器的数据采集系统，主芯片采用的是的Atmel的32位微处理器AT91SAM7X256[2]，可处理从各种传感器和分析仪采集的模拟信号和数字信号。整个系统由4部分组成，即电源、数据采集存储、键盘显示、GPRS无线传输。

（一）电源部分。系统选择220V交流电输入模式供电，再由开关电源转换为12V直流作为系统总电源,再由各个转换芯片为各部分电路供电。备电电源模块采用12V5Ah的蓄电池，在外部电源切掉的情况下，可持续工作40小时左右，并且将掉电和上电状态上传给终端供用户及时进行处理。（二）数据采集存储。模拟量通道共11路，每路模拟通道可通过软件或硬件跳线的方式提供两种信号输入方式（4-20mA、0-5V）。所有输入信号均通过12位A/D转换器每15秒/30秒扫描一次；数字量通道共5路，按照modbus协议进行通讯；开关量输入通道共8路，可以读取继电器的工作状态以监测接入设施的工作状态；开关量输出通道共4路用来控制相应仪器的电子开关或继电器的开闭，来完成自动控制仪器的功能。数据存储部分选用可编程闪速存储器AT45DB321D，数据存储量大,达到4M左右。（三）按键和显示部分。数字键部分包括0-9，负号跟小数点，用来输入数据；光标控制部分包括4个箭头键：其中两个垂直移动键和两个水平移动键，显示菜单时，垂直光标键进行选择条目，水平光标键进行选择类别。除此回车键执行进入子菜单/确定，退出键执行返回上一级菜单，BK执行退格功能。这些按键可以实现全部菜单操作。LCD选用常用的250*64模块，通信是基于SPI总线。监测点相关信息如监测点名称编号、污染源名称及量程单位等可在这里进行设置，并且显示所连接的监测仪器的实时数据、小时均值、日均值和月均值，还能显示污染物的小时总量、日总量、月总量。（四）GPRS无线传输部分。本系统采用了Motorola公司高性能工业级GPRS模块。这种模块与UART连接。通过软件实现AT命令，可以控制GPRS连网，发送短信，语音通话等，支持固定IP或动态域名寻址；支持多数据中心，自动切换。

三、服务器中心信息分析处理系统设计

包括在线监测数据接收，综合查询分析，系统基础数据维护和数据四大模块。其中数据接收是系统的核心，它连接着现场数据采集终端，将采集到的监测数据存储至数据库Orace10G，更新监控站点的在线情况，实现对数据完整性的判断，发送补取数据指令，最大限度保证数据的传输率;综合查询分析是将各个监测终端的实时数据/历史数据经过特定的计算，生成管理人员可以参考的数值，并将这些数值分类汇总，形成小时均值、日均值和月均值的报表,以便直观的反映各企业的排污情况。系统基础数据维护包括污染源信息维护，监测项目类型维护与管理门户等功能。数据模块是最终展示在用户面前的数据形式，分为行政区域，地理信息系统，自定义分组，查询分析，组态视图五个部分，集中形象的把监测数据以不同方式展示给客户，用户只需打开浏览器即可查看。

参考文献：

第6篇：无线数据传输范文

【关键词】无线传输；传输距离；ZigBee；理论计算

1.引言

无线通信是近些年发展最快，应用最广的通信技术，无线网络技术包括蓝牙、超宽带、ZigBee和Wi-Fi等。ZigBee是一种新兴的无线网络技术，它是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议，其特点是距离较远、低复杂度、自组织、低功耗、低速率、低成本。因此比较适合研究无线通信距离短的问题，可以更好地分析影响传输距离的因素，所以本文就以ZigBee技术为例，根据一些理论公式进行计算分析影响无线传输距离的因素，希望为以后无线模块的选用提供参考。

2.ZigBee应用电路设计

为了测试ZigBee在应用中的传输距离，设计了基于ZigBee的无线传输模块装置，用于测试ZigBee实际的传输距离。如图1所示，左边为无线终端模块整个电路组成框图，用于接收从中心模块发送过来的数据，右边为中心模块，与ZigBee基板相连，通过上位机给终端模块发送数据。ZigBee模块具有自动组网的功能，当中心节点工作之后，它会自动寻找终端节点进行组网。如果终端节点能够接收到组网信号，则终端节点的ZigBee模块就会产生组网端口上的压降，这个压降信号就传递到触发器，触发器打开模拟开关，这样指示灯的压降产生，指示灯开始工作，这就表明ZigBee模块组网成功，既可以开始通信。

3.因素分析

3.1 实际传输距离估算方法

IEEE组织根据802.15.4a信道的特点，在实际环境中进行了实际测量，构建了基于802.15.4a心道、适于UWB（2～10GHz），100～1000MHz的信道传输损耗模型，其基本模型信道损耗计算公式为

其中Pt为发射机发射功率，发射机和接收机的距离为d，接收机的功率为Pr，收发天线的增益为Gr，Gr，Aant为天线衰减因子，S为损耗计算的标准方差，n为距离损耗为考虑频率影响修正系数，d0为参数距离等于1m，fc为参考中心频率等于5G修正系数，kHz（UWB2～10GHz频段），PL0为参考距离下的损耗大小。与自由空间传输方程相比考虑天线收发耦合损耗、反射折射引起的传输损耗与距离频率的变化系数。

对式（1）进行推导得出最大距离方程为：

由上述公式我们可以得知，影响因素包括为天线衰减因子，损耗计算的标准方差，距离损耗为考虑频率影响修正系数，参考距离下的损耗大小等，下面就通过实际测试具体分析各个因素对无线传输的影响。

3.2 具体因素分析

下面通过实际测试得到实验数据对ZigBee传输距离进行比对分析，用上述介绍的实验装置测试ZigBee实际的传输距离。表2中列出了实验中模块的收发功率，收发天线架设高度，天线衰减因子，收发天线增益，参考距离下的损耗大小，损耗计算的标准方差，行为距离损耗修正系数，频率影响修正系数，天线的馈线长度，天线的架设高度等各种影响因素。

表2中第一组和第二组数据对比，收发天线的架设高度对无线传输的距离有着重要影响，天线架设高度不同，损耗计算的标准方差和距离损耗修正系数不同，收发天线的架设高度增加了两米，则传输距离提高了122米，增幅为88.4%。

第二组和第三组数据对比中可以看出，天线的架设高度相同，无线的工作环境的不同，传输距离也不尽相同，工作环境的不同，损耗计算的标准方差、距离损耗修正系数不同和频率影响修正系数都不相同，这导致在复杂环境中，无线传输的距离大大缩短，仅为户外广阔环境中的53.1%。

第二组和第四组数据得出，天线的增益是影响传输距离的最重要因素，发送天线增益增加八倍之后，传输距离提高了4倍，同时也说明天线增益和传输距离之间不是简单的线性关系。

第一组和第五组数据显示，在天线的外配馈线增加时，传输距离也会相应缩短，在天线增益、工作环境和天线架设高度都相同的情况下，发送天线加长6米馈线，天线衰减因子变大，导致传输距离缩短了48.6%。

第四组和第六组数据显示，其他影响因素相同的条件下，馈线延长6米，传输距离缩短了22.7%。同时和第一组、第五祖对比得出，馈线在影响传输距离中远没有天线增益对传输距离的影响大。

在实际测试中所得到的数据，都经过了实际传输距离估算方法的计算，表2中给出了理论计算和实测值之间的误差，误差都在5%以内，说明测试得出的数据真实可靠。

4.结束语

本文通过自行设计的ZigBee装置实际测试了此装置的传输距离，并根据估算公式对其影响因素作了具体分析，最后分析我们可以得知，收发天线的增益是影响无线传输距离最重要的因素，其次为天线的架设高度，然后为工作环境，最后是天线的馈线长度。因此为了提高通信距离：第一，最好使用增益大的天线；第二，尽可能的提高天线的有效架设高度；第三，远离干扰较大的工作环境；第四，尽量缩短发射端的馈线长度等这些措施。这样可以提高无线通信的稳定性和可靠性。

参考文献

[1]吴勇志.2.4GHzISM频段传输距离计算方法[J].菲尼克斯电气公司第二届学术年会交流论文，172-176.

[2]郭宏福，白丽娜，郭志华.2.4GHzZigBee数传模块传输距离的估算方法[J].西安电子科技大学学报（自然科学版），2009，36（4）.

[3]王成帅.ZigBee无线传感网络在冲击波测试中的应用研究[D].硕士学位论文，中北大学，2010.

[4]李文仲，段朝玉，等，编著.ZigBee无线网络技术入门与实战[M].北京航卒航天大学出版社，2008.

第7篇：无线数据传输范文

关键词： 无线射频模块； GSM/GPRS模块； 分布式探测器； 数据传送

中图分类号： TN911?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）19?0095?04

0 引 言

在一个广阔区域内对某些参数进行长期动态监测，需要在该区域中的多个不同位置设置监测点用以采集相应的数据。将每个测量点的数据向数据中心汇总，通过对这些数据的综合分析，进而还原出该区域的某些特征，得到客观的结果，为工作的展开打下基础。

采用人工巡查方式进行数据汇总相对初级；先进一些的采用有线传送，但有时会受到客观条件的限制而无法实施；更高级的一般采用无线方式传送。

采用无线方式的数据传送，不仅可以降低劳动强度，而且节省布线成本，环境适应性好。以这种方式构建的平台，可用于气象观察、环境监测、交通管理、远程计量等。下面以构建的、用于水环境监测的分布式智能传感器的数据传递为例，介绍和比较了三种无线数据传送方式。

1 分布式探测器系统

分布式探测器系统由广为分布的智能传感器单元、无线传输网络、数据中心主控计算机等组成，如图1所示。

分布在监测点的传感器和带有CPU的本地控制器形成一个“智能传感器”单元，除了可以获取探测信号外，还能对探测到的信号进行初步处理，并可与外界进行数据通信。

数据中心主控计算机，用于接收和处理来自不同测量点的智能传感器传回的数据，并可向智能传感器单元发送控制指令。

无线传输网络，为数据中心主控计算机与各个“智能传感器”的沟通提供了条件。

水环境监测智能传感器主要以光学方式对水中成份进行采样，提取光谱信息。该智能传感器由以下几部分组成：本机控制单元、光学传感器组、信号调理单元、数据发送/接收单元等组成，如图2所示。

本机控制单元：由单片机STC12C5610AD担任，负责电源管理、接通传感器、启动数据转换、数据储存、控制数据的发送接收等。单片机STC12C5610AD特点：1T周期，10 KB FLASH ROM，786RAM， 15个I/O，片上带有8路10位A/D转换器，UART口等[1]。

传感器组：包含光电发光管、光电接收管等。

信号调理单元：含有程控放大器等，可以将接收到的信号进行放大、整形。调理后的信号进入A/D转换器，将模拟信号数字化，从而方便数据保存和传送。

数据发送接收单元：通过无线传送模块，将来自传感器的数据以无线方式发送出去，或接收来自控制中心的远程命令。

将多个这样的“智能传感器”单元分布在广阔的江、河、湖面上的不同区段，中心控制计算机接收来自不同区段传感器的测量信息，从而对区域内的水环境进行动态监测。

2 三种无线传送模块的功能比较

“智能传感器”与远端的数据中心采用无线方式交换数据。常用的无线发射模块有：嵌入式无线射频数传模块；GSM短信模块；GPRS模块。

嵌入式无线射频数传模块：一般含有高速单片机和高性能的射频芯片[2]，具有UART接口，采用GFSK的调制方式，工作频率为418～455 MHz，空中传输速率2 400～9 600 b/s。优点是体积小，可以方便地嵌入到测量系统中，数据传送透明，软件开销小，一对这样的模块就可构成双向无线发送?接收系统。但是，无线射频数传模块数据传输距离相对较短，一般只有几百米到几千米的距离。

GSM（Global System for Mobile Communication）短信模块：具有UART 接口，为其配备一张SIM卡后，可以通过该模块收发短消息，从而与同样配备该类型模块的数据中心建立联系。本地测量系统中的CPU通过UART口，以AT指令操作GSM模块，控制数据接收和发送。因为利用的是GSM网络，所以数据传送距离几乎不受限制[3?4]，只要有手机信号的地方，就可互传数据。由于数据是通过短信息中心间接传送，具有非及时传送的特性，因此，适合应用于实时性要求不强的数据传送。利用GSM短信传递数据，必须按要求将数据翻译成GSM网络所能识别的格式，因此额外增加了软件开销。

GPRS模块：GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的英文简称[5?6]，是在现有的GSM 系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务，该技术以分组交换为基础，能够在移动用户和远端的数据网络之间提供一种连接，从而给移动用户提供高速无线IP和无线X.25业务，通过GPRS模块可以方便地与互联网对接。本地测量系统通过UART口连接GPRS模块，并以扩展的AT指令操作GPRS模块，向连接在因特网上的数据中心发起连接，一旦建立连接，永远在线，数据传输速度快，实时性好[6]。相对于GSM，GPRS拥有171.2 Kb/s的访问速度，快10多倍；GPRS只需要极短的时间就可以访问到相关请求；GPRS按数据流量计费；GPRS对于网络资源的利用率远远高于GSM。目前，大多数GPRS模块内嵌有TCP/IP协议，这为编程开发提供了便利。

3 分布式探测器系统中无线模块的连接

3.1 智能传感器端

智能传感器单元中的CPU带有UART口，而前述3种无线模块一般也都带有1～2个UART口，因此传感器单元中的CPU与无线模块通常以UART口连接。CPU控制并通过该模块与外界交换数据。

3.2 数据中心计算机端

在数据中心端，连接方式因不同类型的无线传送模块而有所不同。

如果采用射频无线数传模块交换数据，需要将数据中心计算机的RS 232串行接口的电平转换为TTL电平，然后与一个射频无线模块的UART口连接。

如果采用GSM模块进行数据通信，由于GSM模块一般带有RS 232接口，因此数据中心计算机与GSM模块可以直接通过RS 232相连[7]。

在GPRS方式下，智能传感器可以通过移动互联网与数据中心计算机进行通信。数据中心计算机端需要具有独立的IP地址，并连接在互连网上。

4 无线收发控制及其数据识别

前面分析了3种无线数传模块各自的优缺点。下面分别介绍这3种模块在分布式系统中如何受本地CPU的控制、以及如何进行数据收发。

4.1 采用嵌入式无线射频模块交换信息

采用嵌入式无线射频模块的分布式系统中，要求所有模块以相同的工作频率工作[1]。

由于分布式系统中含有多个智能传感器单元，为了识别信息来源，必须为系统中的每个传感器和数据中心控制计算机进行统一的物理编号。例如，编号0代表数据中心计算机，编号1～255 代表1～255号传感器。因此在传送的信息中，应包含来源、目标等识别码。例如，表1为定义的一种数据信息格式。

结束符：表明本段信息结束，结束符用2 B的16进制数 0XFF，0XFD表明。

在智能传感器端，本地CPU通过UART口与无线射频模块相连。通过向UART口写入和读取如表1所示格式的信息，本地CPU与远端计算机建立了联系。

在数据中心控制端，也是通过一个无线射频模块接收和发送数据的。根据来源编号，判断信息来自于系统中的哪一个智能传感器；如果要发送信息，信息中的目标编号指明信息流向，从而可以控制对应的智能传感器。

对本地CPU和远端数据中心计算机而言，无线射频模块是透明的，所有数据传送只针对串行口进行操作。无线射频模块相当于延伸了RS 232数据线的长度。

4.2 采用GSM模块短消息方式

分布式系统中的每个智能传感器和数据中心计算机都各自连接一个GSM模块，模块中的SIM卡的号码具有惟一性，因此分布式结构中的模块通过移动通信网络可以相互访问，信息传递流向明确。以串行方式与GSM模块连接的智能传感器或计算机，通过AT指令对GSM模块进行控制，读取和发送短信。根据设计好的约定格式，短信内容既可以是采样得到的数据信息，也可以是计算机对智能传感器的设置命令。控制GSM模块发送和接收短信的常用AT指令见表2[8?9]。

GSM模块收到短信后，会返回如下信息： +CMTI：“SM”，[N，]其中[N]代表接收到的短信的保存序号。智能传感器中的CPU或数据中心计算机通过串口对模块执行AT+CMGR=[N]命令，模块将返回短信的具体内容。例如数据中心计算机执行AT+CMGR=[N]命令，返回如下信息：

+CMGR："REC UNREAD"，"13405180853"，""，"12/10/23，16：35：28+32"

TF?GSM 2： 3E057001_4B00

返回信息的第一行，包含了信息来源的模块号码、接收日期、时间等；第二行开始为接收到的实质内容。

按照约定的方式，对实质内容进行解析，其中“TF?GSM”为特征码；“2”表明信息来自第二个传感器（号码13405180853）；“3E057001_4B00”为传感器测量得到的数据。

GSM模块只对访问本机的信息作出响应，但可能受到垃圾短信干扰，因此在有效信息中一般加有约定的编码前缀，如TF?GSM，用以识别信息的有效性。

由于在SMS（Short Message Service）协议中，每个短消息的信息量[3]被限制为140 B，因此，如果数据量较大，必须分几段传送。

中心计算机数据接收软件界面如图3所示。

4.3 采用GPRS方式的数据交换

4.3.1 智能传感器端

本地CPU通过UART口连接GPRS模块，执行扩展的AT指令，向具有独立IP地址的数据中心计算机发起连接。一旦连接成功，就可相互发送/接收数据。

以SIM900A GPRS 模块为例[10]，如果数据中心主机IP地址为“202.119.45.28”，程序端口为60000，通过指令（AT+CIPSTART =“TCP”，“202.119.45.28”，“60000”）发起连接；一旦连接成功，可以通过（AT+CIPSEND）指令，发送无固定长度数据。

智能传感器通过GPRS模块与数据中心主机建立连接后，一旦有主机发来数据，GPRS模块会通过串口立即返回接收到的数据，本地CPU读取该数据，就可执行来自数据中心的相应操作。

4.3.2 数据中心计算机端

连接在互联网上的数据中心计算机，对特定端口进行侦听，响应连接请求。连接成功后就可进行数据收发。

中心计算机根据端口号判断信息来源；向某端口写入数据，则是向与之对应的智能传感器发送控制命令。

5 结 论

本文分析比较了3种无线传输方式，并给出了各自在分布式系统中的实现方法。其中无线射频模块使用起来相对灵活，不依赖移动营运商，但是传输距离比较短；采用GSM/GPRS模块，传输距离几乎不受限制，但GSM短消息方式实时性不高，有些场合不适合；GPRS方式，与互联网对接，永远在线，传输速度快，实时性较好，通信费用低。

依据不同现场条件，上述3种方式分别在分布式“水环境监测”系统中进行了试验，都取得了理想的数据传输效果。

参考文献

[1] 南通国芯微电子有限公司.STC12C5620AD系列单片机器件手册[EB/OL].[2011?10?08].http：//.

[2] 深圳市安美通科技有限公司. APC802?43 多通道微功率嵌入式无线数传模块[EB/OL].[2007?11?12].http：//.cn.

[3] 赵建领.51系列单片机开发宝典[M].北京：电子工业出版社，2007.

[4] 蔡跃明，吴启晖，田华，等.现代移动通信[M].北京：机械工业出版社，2010.

[5] 李春光.GPRS相对GSM技术在水文自动测报中的应用优势探讨[J].数字技术与应用，2010（3）：50?52.

[6] 邓，王清.GRPS网络无线数据通信设备应用研究[J].科技创新导报，2010（21）：17?18.

[7] SIMCom有限公司.SIM900A硬件设计手册V1.01[EB/OL]. [2010?02?12].http：///document.aspx.

[8] Shanghai SIMCom Wireless Solutions Ltd. SIM900 AT command manual V1.03 [EB/OL]. [2010?12?24]. http：///product.aspx？id=1006.

第8篇：无线数据传输范文

面向Java手机GPS数据采集与无线网络传输系统使用的硬件平台为Java手机（如MotoI.ola388、A388c、Nokia921D等），目前的Java手机操作系统都支持标准的J2MEMIDP1.0Java标准。GPS为MotorolaM12GPS模块，网络通讯介质为GPRS。

目前，GPSOEM数据接收模块的制造技术比较成熟，市面上的产品较多(如Motorola、Tremble等）几乎所有GPSOEM模块都支持波特率为4800bits/s的NMEA0183协议。此外，为了提高GPSOEM模块与相关设备的通讯效率，多数GPSOEM模块还提供了更高效的通讯数据格式与控制命令61。如MotorolaM12GPS模块提供了9600bits/s、57600bits/s、115200bits/s等GPS数据通讯速率，以及更高效紧凑的GPS二进制方式的定位数据信息、更精细的二进制控制命令等，所有这些新増特性非常适合小型、嵌入式设备(如Java手机)对GPS数据的采集。

Java手机提供了用户GUI、内部RMS数据库、TCP/IP、Http网络通讯、串行通讯协议等API。基于这些API,开发人员可以开发出各种无线应用程序(如网络游戏、数据采集等)。由于Java语言特有的跨平台特性，遵行J2MEMIDP1.0标准的Java应用程序几乎可以在所有不同厂家、不同型号的Java手机上运行，因而Java手机应用程序兼容性特别好。作为移动用户定位用的GPS数据格式比较简单，而且数据量也不大，简单的经祎度定位坐标信息不过几十个字节，因此，可以直接使用Java手机采集、存储、传输GPS数据。

目前，国内支持无线数据通讯的网络有GSM、GPRS(generalpacketradiosrvice通用分组无线业务）、CDMA、CDPD等。其中，GPRS具有高速传输、永远在线、按量计费和自如切换等优点，其峰值数据传输可达53.6Kbps,超过GSM技术的3~5倍。因此，GPRS数据的传输速度完全可以满足GPS空间定位数据传输的需要。

1系统体系结构设计与实现

系统米用Java手机与通过GPS串行通讯口采集GPS数据。Java手机将采集的GPS数据通过以下两种方式传输：①通过串行通讯将GPS数据传送到PC台式计算机上，并以数据文件OJTF-8)格式存储；②直接利用GPRS或GSM网络以SMS方式将采集的GPS数据直接提交到Internet上，这种方式非常适于对重大险情精确地点的报警(图1)。

结构，系统由移动客户层、GIS应用服务层和数据库层组成。服务器采用支持J2EE的Weblogic7来构架，并管理Web应用程序和数据库;数据库采用MYSQL支撑。同传统WebGIS相比较，此系统网络客户端为Java手机用户，系统通讯介质为无线GPRS网络(图2)。

1.1移动客户层

移动客户层是具备GPRS数据通讯Java手机(如Motorola388、Nolda9210等）以及与其相连的GPS模块，负责采集移动用户的GPS定位数据和其他相关信息(如地名)。移动客户层提供了与用户交互的GUI,用户可以填写地名，将地名与采集的GPS定位数据对应存储。该数据存储于Java手机，或直接通过无线互联网将数据提交给GIS应用服务层。移动客户端的软件可以通过PC机与Java手机通过串行通讯、红外线通讯安装，或利用J2ME的OTA功能直接通过GPRS自动下载到Java手机，并完成客户端软件的安装。

1.2GIS应用服务层

由于本系统只涉及GPS数据的采集与无线网络传输，该GIS应用服务层的功能比较简单。从功能上主要分为两大部分：①OTA服务器构架，它属于GIS应用服务的表示层，用于为移动客户端提供客户端软件的传输，通常移动客户端获取客户端软件后，就不再与OTA服务器构架通讯;②GIS逻辑事物层，它负责与移动客户交互，将数据校验并写入数据库层的数据库。应用服务层的功能通过部署在Weblogic7上的JSP网络应用程序实现对客户端的响应，完成对数据库的操纵。

1.3数据库层

本系统选用MySQL系统来存储管理数据库。MySQL是一个真正多用户、多线程的SQL数据库服务器。MySQL由一个服务器守护程序MySQL和很多不同的客户程序及数据库组成。WS应用服务层通过MySQL的JDBC驱动程序实现对采集的GPS数据的存储。其逻辑层之间的关系见图3从逻辑功能上区分GIS应用服务层与数据库层是两个独立的实体而其物理结构可以位于同一台网络服务器。

2试验与分析

系统的试验主要围绕Java手机对GPS数据的采集以及GPS数据无线网络的传输这两个核心内容进行。试验中使用的Java手机是Motorola388，GPS为MotorolaM12通讯网络为GPRS。Motorola388是摩托罗拉公司2002年推出的集PDA与传统通话于一体，支持J2ME的手机，其屏幕分辨率为240X270,可以显示16级灰度的PNG图像。Motorola388的内置Java虚拟机支持标准的J2MEMIDP1.0、LWT用户GUI显示、标准的串行通讯、GSM/GPRS无线网络通讯以及Http协议。系统为Java应用开发人员提供了640K的应用程序运行内存和1.4Mb的数据存储空间。而M12GPS也非常适合与Java手机数据通讯[5。

2.1Motorola388对GPS数据的采集试验

2.1.1Motorok388与M12GPS采用NMEA0183协议通讯

使用MotorolaM12GPS的二进制控制命令40404369012B0D0A(十六进制数据)，将GPS数据的数据格式转化为NMEA0183格向通讯，即M12GPS不停地发送NMEA0183定位信息数据，Motorola388只需截获所需的定位数据即可。打开Motoiola388串口，对GPS数据进行读取，Motorola388几乎每次都出现系统挂起或串行通讯超时等现象。其主要原因是：M12GPS数据的输出速度与Motorola388对串行通讯数据处理的速度不匹配造成的，Motorola388无法及时处理GPS发送来的大量数据，从而被GPS数据“淹没”，导致系统挂起。该现象是Motorola388以及其他Java手机共有的特性，与笔记本电脑、PDA对GPS串行通讯数据处理性能完全不同。

2.1.2Motorola388与M12GPS交互通讯

为了避免Motorola388在对M12GPS数据采集的过程中GPS数据传输与Motorola388数据接收、处理速度的不匹配，通讯双方只能采用握手交互通讯的方式，才能完成数据采集与处理。即Motorola388向M12GPS发出定位数据请求命令，M12GPS模块返回给Motorola388定位数据，通讯的双方在双向交互中完成数据传输，从而解决了在串行通讯中Moto：rok388被M12GPS数据“淹没”的问题。

将Motorola388与M12GPS的通讯速率切换到9600bit/s,Motorola388通过串口向M12GPS发送M12格式定位二进制控制命令:40404862002A0D0A(十六进制数据）Motorola388可以迅速、准确地获得M12GPS发细的数据格式说明可参阅M12用户手册。将Motorola388对串口的GPS数据读写频率，分别按照每次读写间隔时间为1s、2s、3s、4s频率读写50次测试，对读取的数据按照数据自身的Checksum校验[51，得到有效的GPS数据，结果如表1所示。

考虑到GPS模块自身解算定位数据的错误，对于计算能力有限的Motorola388手机，串口GPS的读写频率至少要间隔3s,过高的采样频率要消耗大量的系统资源、手机电源电能、GPS电源电能，并没有很大的实际意义。因此，Motorola388可以完全满足导航与车辆监控对GPS数据采集的要求。

2.2GPS数据无线网络的传输

目前，GPRS无线网络的实际传输速率在30Kbit/s左右，而GPRS手机与特定网站的交互速度取决于GPRS手机到该网站的路径、路由的速度、网站服务器的硬件性能、服务器的负荷等诸多因素，很难得到一个确切的数据传输速率。237.117进行数据传输（图5)通常在6~10s以内(包括了传输到服务器，服务器返回信息给用户）Motorola388手机可以将数据传输到服务器，并返回服务器响应信息。

第9篇：无线数据传输范文

    无线网络在网络协议中规定的安全体系主要是WAP中规定的应用。主要是保障数据通信在保密性、真实性、完整性以及不可否认性四个属性中的安全。保密性主要是从数据加密技术上来进行保障与防御,保密性是为了确保个人隐私不被截取或者中间阅读,通过强密码加密明文致使明文不可能被别人截取,除非在接受者能够获取口令的情况下,否则密钥保护足以抵挡被入侵的风险。为此,无线网络安全体系必须保障加密系统在理论上是不可攻破的,其次是在实际操作中也是不可攻破的。系统不能依赖于自身密码的保护,而应该依赖于密钥的保护,否则当前的黑客软件配上密码表通过最笨的方法也能够不断的测试出其中的密码设计;真实性是用来确保信息人的身份内容,它同样是一种技术,是为了在无线网络应用中确定对方同样为身份识别人的一种要求;完整性相对于安全体系来说是要确定所接收的数据是原始的,完整的,在其数据传输过程的中间环节没有被修改过。

    通过数字签名等技术制约可以降低完整性不足的风险,在大多数的网络攻击情况下,完整性的重要意义甚至高于保密性,这说明一个问题,我们所保密的不一定的完整的,而完整的起码是保密的;不可否认性的意义在于强调认证系统的安全性,即整个安全系统的认证是无法被篡改的,考验这种安全性的内容主要有,确认信息的不可更改性和不能抵赖性,接受者能通过验证并合法,其他人无法更改和否定信息等内容。除了数据通信的安全性外还需要无线网络的安全性保障与防御,即无线传输层的安全保障。无线传输层的安全保障(WirelessTrans-PortationLayerSeeurity)主要包括无线传输层的规范、无线传输层的结构、真实性、密钥交换、完整性与保密性。无线传输层通过安全连接来保证层级规范协议的有效性,通过将客户与整个安全网络的连接来保障协议的实现。通过控制网关使用参数的可能性,确保数据的安全。

    协议规定要求双方安全协商,只有本区域的网络代表才能够有资格进入协商层级,从而在虚拟的结构中实现了有线网络式的单线单网。客户与网络两个终端间也能够有效的互相验证。无线网络的结构是一个层级协议,握手、报警、密钥交换以及应用使得结构趋于完整。无线网络中的真实性是通过网络证书来实现的,通过网络证书的交换,实现了应用网络中的真实性确认;无线网络中的完整性则是通过信息验证程序来进行维护和保障,通过不同的计算方法来实现网络完整;无线网络中的密钥交换是一个关键步骤,是无线网络安全性的一个具体保障措施,首先是Server发送一个Server密钥交换信息,通过计算的方式转移到客户层面,客户也通过相应的的计算机辅助计算来实现密钥的交换,双方互相验证,获得通关密码的生成;最后,主密码通过20字节的序号加诸于计算公式中得到保密性验证。这便形成了一系列的无线网络安全定制,从而有效的保障的无线网络数据传输的安全保卫与防御工作。