仪器通信中短距离无线通信技术的应用

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【摘要】随着信息技术的日益发展，网络通信得到了大范围的普及，在普及与不断应用的过程中，人们的需求也随之而呈现多样化，这同时又为通信技术的发展提出更高的要求。对短距离无线通信技术以及这种技术在仪器通信中的应用进行简要的分析，以供参考。

【关键词】短距离无线通信技术；仪器通信；应用

如今，自动化的终端测试系统已经集成了多种测量功能而形成一个具有现代化网络性的测试中心，仪器中的通信则成为了越来越多人的需求。随着技术的使用与推广，免布线短距离无线通信在其中的应用有着越来越大的潜力，且更适合于一些布线较难且线路容易磨损的环境下使用，也方便了终端与无线相关技术的应用。其中，又以短距离无线通信技术的发展最为突出。

1短距离无线通信技术

受到无线频率资源限制的影响，免费区频段短距离无线通信有了更为广阔的应用市场与发展潜力，随着技术的进步，现今已出现了多个短距离无线技术的广泛应用。当前市场上应用最广的主要包括了蓝牙、无线局域网Wi-Fi、红外数据传输以及一些如ZigBee标准等具有一定发展潜质的标准。

1.1蓝牙技术

这是一种语音通信与无线数据连接的全球开放性规范技术，当前成功用以取代了数据电缆，也实现了多种电子设备之间低成本、低功耗、短距离的功能发挥。蓝牙技术的传输频段是全球通用的2.4GHzISM频段，采用的是1600MHz快速跳频扩频技术，而传播速度也达到了1MB/s，还具备了较强的抗干扰能力，有效传输距离是10米，采用放大器还能增加传输距离至100米。但是蓝牙采用的芯片价格偏高，且传输的距离不长，还有一定的安全漏洞，这是蓝牙技术的缺陷。

1.2Wi-Fi技术

这种技术包含了IEEE802.11标准，也是其统称，最高速率可以达到54MB/s，符合当下人们对信息化功能以及测试系统的需求，尽管其数据在安全上没有蓝牙的安全性强，但其电波覆盖的范围较大，能够达到100米左右，因此也成为了蓝牙技术不具备的优势。

1.3IrDA技术

这是一种通过采用红外线来实现点与点之间通信的技术，也是第一个无线个人局域网技术，如今无论是硬件还是软件技术都发展得比较成熟。比如一些如掌上电脑、手机等小型的移动设备，1米以内的通信速度实现了16MB/s，而采用4PPM的方式进行调试，就更符合容量较大的多媒体数据以及文件进行传输。此外，红外线因其发射的角较小，对应的物理传输过程中还保障了一定的安全性，应用在工业测控网络互连，或是工业移动测试与传输上都能发挥较大的功能。但是这种技术也存在一定的不足，比如传输的距离较短，在视距上受到限制，同时还要求通信设备的位置必须固定，而在点对点的传输过程中，还不能实现灵活的组网[1]。

1.4ZigBee技术

这是一种短距离、架构较为简单，且功耗、传输速度较低的无线通信技术，它的覆盖范围在10米~75米之间，在工作应用的过程中能够选择免费2.4GHzISM、868/915MHz频段，达到了20KB/s~250KB/s的传输速率。同时它还提供了检查数据完整性以及鉴权的功能，可采用AES-128加密的计算方法进行操作，有着较高的安全性，协议过程也较为简单，成本低、时长短、网络容量较大，优点很多，因此具有较大的发展潜力，能够应用在经济高效的各种低功耗无线连接方面，更好地满足了市场的需求[2]。与蓝牙技术或是Wi-Fi技术相比，这种技术都具备了不少优势，但也存在如数据速率低、通信范围小等劣势，这也导致了这种技术更适合于承载数据流量偏小的各种业务。1.5UWB技术这是一种成本低、速率高、功耗低的新兴无线通信技术，指宽带超过500MHz或者是信号宽带和中心频率比大于1∶4，传输速率可达到480MB，在理论应用上还能实现1GB以上，工作频段在3.1GHz~10.6GHz之间，信号传输范围不超过10米，采用的是OFDM的调制方法，成功摆脱了过去无线收发中心需采用载波调制方法的传统应用手段，是在时域中可以直接进行操作的无线技术。

2短距离无线通信技术的特征

我国过去的无线通信技术仅仅应用在军事以及海防作战等领域上，伴随着短距离无线网络通信技术的发展，其逐渐融入于广大群众的日常生活并发挥了无可取代的作用。其特征主要有以下几个方面：（1）短距离无线网络通信技术是两个电子设备之间数据与数据的短距离传输，不需要线路设备来连接，因此具备了快捷的特征；（2）这些技术能够通过控制数据传输的距离、范围等控制其应用过程中产生的成本价，因此应用方式更为灵活，也更好地满足了不同用户的需求；（3）短距离无线网络通信技术还能在使用过程中充分发挥加密处理的功能，很好地保护了用户信息的私密性，提高技术应用的安全性[3]。尽管以上的特征在短距离无线通信技术中具备，但从其分类后的主要技术应用来看，还没有任何一种短距离无线通信技术能够同时全面的满足这些要求，因此，在未来的发展与应用中，还需要相关工作人员深入开发研究。

3仪器通信无线通信模板的开发应用

当前，仪器之间的通信技术已经逐渐实现了自动化的发展，伴随着自动化技术的深入发展及人们需求的增长，无线通信技术的应用已取得了巨大的进步，为了更好更快地实现短距离通信技术的发展，人们对短距离通信模块在仪器通信技术中的应用进行研究，如NRF905芯片，则是典型的无线通信技术模块开发事例。这种芯片在使用的同时主要采用shockburst技术，同时运用高斯频仪监控进行调制，更能在集成电路的过程中减少成本的投入，而且保证了传输速率达到50KB/s，且待机状态下还不会产生能耗，采用载波监测输出的方式还能设计多点的无线通信，完成数据接收以后，有助于降低能耗，降低功率。NRF905芯片可以应用在不同的频段中，也是一种大范围通信应用的实现，且只是一种单独芯片，只需在集成过程中充分利用电路，并借助一些外围元件，就可以实现数字串行接口。另外，还可以实现系统嵌入式应用，将单片机嵌入到系统中加以应用，就能采用控制芯片的方法实现及时发送与接收数据的目的，并与PC机连接使用。如下图1代表无线通信模块的应用原理。由图1可知，NRF905芯片中的TRX与TXEN能够实现系统模块化控制的目标，而MCU中的PO口状态不同时，又能对发射、接收、待机等不同的状态与模式进行分析，同时还实现了针对所有接口进行的配置。应用计算机编成技术的同时，单片机通过借助SPI接口，设计不同模块的参数，随后以反射模式与接收模式的方式，将数据信息进行发射与接收。此外，这种芯片还可以检验载波，并准确匹配相互之间的数据。NRF905芯片还实现了收发一体数据传输模块的建立目标，并与低速率传输的设备进行连接，同时经过相关的验证，这个模块通信过程中的安全性得到了提高，再加上较高的灵敏度，保障了其在没有干扰环境中200米数据传输的范围，而数据的接收率也达到50KB/s，这是对传输范围以及安全性方面的调整[4]。另外，在传输数据的同时，还针对天线端进行了科学合理的设计，有助于减少速率误码情况的出现，在充分分析数据的基础上，还能看出接口速率控制于RF端，更好地实现了点与点之间的数据传输，在工业数据应用中也就保证了身份数据的收集与验证。

4结束语

综上所述，在短距离无线通信技术的不断发展和广泛应用中，其低成本及近距离连接的优势为移动设备与固定设备的通信环境建立了更直接沟通路径与渠道，而无线通信技术的应用也实现了传感器在线监测以及计算机数据传输的功能。不可否认，短距离无线网络通信技术有着巨大的未来发展潜质，只要人们很好地将其运用与开发，定能成为人们生活生产提供重要的技术需求。

参考文献

[1]杨东升.短距离无线通信技术及其在仪器通信中的实践[J].信息通信,2015,8(152):160-161.

[2]应俊.短距离无线网络通信技术及其应用刍议[J].网络与通信技术,2016,11(1):142-143.

[3]刘旭东.短距离无线网络通信技术及其应用分析[J].无线互联科技,2016,3(6):1-3.

[4]马端.分析短距离无线通信主要技术与应用[J].通讯世界,2015,6(12):41-42.

作者：陈有识 单位：广西海警第二支队