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2藍牙(Bluetooth)技術
“藍牙(Bluetooth)”是一個開放性的、短距離無線通信技術標準,也是目前國際上最新的一種公開的無線通信技術規范。它可以在較小的范圍內,通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網絡互聯,使得近距離內各種通信設備能夠實現無縫資源共享,也可以實現在各種數字設備之間的語音和數據通信。由于藍牙技術可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中,因此特別適用于小型的移動通信設備,使設備去掉了連接電纜的不便,通過無線建立通信。
藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎,采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進技術,為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接。藍牙技術使得一些便于攜帶的移動通信設備和計算機設備不必借助電纜就能聯網,并且能夠實現無線連接因特網,其實際應用范圍還可以拓展到各種家電產品、消費電子產品和汽車等信息家電,組成一個巨大的無線通信網絡。打印機、PDA、桌上型計算機、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數字設備都可以成為藍牙系統的一部分。目前藍牙的標準是IEEE802.15,工作在2.4GHz頻帶,通道帶寬為lMb/s,異步非對稱連接最高數據速率為723.2kb/s。藍牙速率亦擬進一步增強,新的藍牙標準2.0版支持高達10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),這是適應未來愈來愈多寬帶多媒體業務需求的必然演進趨勢。
作為一個新興技術,藍牙技術的應用還存在許多問題和不足之處,如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問,藍牙技術已成為近年應用最快的無線通信技術,它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個方面。
3超寬帶(UWB)技術
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術起源于20世紀50年代末,此前主要作為軍事技術在雷達等通信設備中使用。隨著無線通信的飛速發展,人們對高速無線通信提出了更高的要求,超寬帶技術又被重新提出,并倍受關注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通信方案。與常見的使用連續載波通信方式不同,UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息,通常每個脈沖持續的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz,因此最大數據傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通信的同時,UWB設備的發射功率卻很小,僅僅是現有設備的幾百分之一,對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲,因此從理論上講,UWB可以與現有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數據通信方式,它有望在無線通信領域得到廣泛的應用。UWB的特點如下:
(1)抗干擾性能強:UWB采用跳時擴頻信號,系統具有較大的處理增益,在發射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中,輸出功率甚至低于普通設備產生的噪聲。
(2)傳輸速率高:UWB的數據速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s,有望高于藍牙100倍。
(3)帶寬極寬:UWB使用的帶寬在1GHz以上,高達幾個GHz。超寬帶系統容量大,并且可以和目前的窄帶通信系統同時工作而互不干擾。
(4)消耗電能少:通常情況下,無線通信系統在通信時需要連續發射載波,因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波,只是發出瞬間脈沖電波,也就是直接按0和1發送出去,并且在需要時才發送脈沖電波,所以消耗電能少。
(5)保密性好:UWB保密性表現在兩方面:一方面是采用跳時擴頻,接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據;另一方面是系統的發射功率譜密度極低,用傳統的接收機無法接收。
(6)發送功率非常小:UWB系統發射功率非常小,通信設備可以用小于1mW的發射功率就能實現通信。低發射功率大大延長了系統電源工作時間。
(7)成本低,適合于便攜型使用:由于UWB技術使用基帶傳輸,無需進行射頻調制和解調,所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉換器及本地振蕩器等復雜元件,系統結構簡化,成本大大降低,同時更容易集成到CMOS電路中。
參考文獻:
[1]方旭明,何蓉.短距離無線與移動通信網絡[M].北京:人民郵電出版社,2004.
一、巡更系統概述:
巡更系統根據工作的方式,分為2大類:在線式巡更系統和離線式巡更系統。
離線式電子巡更系統:
根據物業管理的具體需要,在小區(或廠區)的巡更路線必經之處,粘上信息鈕,然后在電腦中按照要求規定巡更班次、時間間隔、巡更路線以及具體的巡更員。工作時,巡更員根據規定的巡更時間、路線進行巡更,到達每一個信息鈕處,使用隨身攜帶的數據采集器接觸信息鈕即可記錄下巡更員到達的時間和地點,利用巡更專用軟件處理數據信息,就能做到科學有效的管理。
巡更人員手握資料讀取器在值班室接觸代表自己的那個紐扣記憶體,表示開始上班,然后,沿巡更路線,手握資料讀取器逐個接觸紐扣記憶體(設于各巡更點),資料讀取器便記錄了這位巡更員上班的時間,到達各巡更點的時間。接班的巡更人員重復上述過程。
管理人員將資料讀取器插入資料轉換器后,電腦便可顯示巡更資料(巡更人員上班時間、到達各巡更點時間)。
該子系統由巡更棒(信息采集器)、巡更點(信息鈕)、電腦系統組成。
離線式電子巡更系統的巡更點及巡更點的位置的安排很容易通過軟件方法擴充,且信息鈕的安裝也十分方便。造價便宜。
普通在線式巡更系統
每個巡更點放置一個信息采集器,通過電纜直接連至控制管理中心電腦(原理上和門禁相同)。每個巡更點均設有時鐘,儲存巡更記錄達3200條以上。巡更時只要巡更員將巡更牌(感應式IC卡或者信息鈕)靠近(或者接觸)巡更點,信息采集器便自動記錄巡更員編號、時間、地點等信息(或者通過巡更按鈕來實現)。控制管理中心隨時可以實時了解巡更員(保安)的巡更情況。
該子系統由巡更牌(IC卡或信息鈕)、巡更點(信息采集器)/巡更按鈕、網絡擴展器、電腦系統組成。
在線式巡更系統因為安裝擴充巡更點比較困難(需要布線),而且其信息鈕和采集鈕的數量正好與離線式相反,大量的采集器導致成本居高不下。
二、短距離無線巡更系統簡介:
作為智能化安保系統的一個重要組成部分,巡更系統在每一個職能化小區內是必然配置。但是,基于成本以及巡更系統工程的難易程度的考慮,房產商一般會采用離線式巡更系統。
然而,在線式巡更系統因為其無與倫比的實時性,是離線式巡更系統無法做到的。那么是否有一種系統,兼具這2種巡更系統的優勢呢?
短距離無線巡更系統應該是個比較例向的解決辦法。
三、無線在線式巡更系統工作原理:
在小區(或廠區)的巡更路線必經之處,粘上信息采集鈕,然后在電腦中按照要求規定好巡更班次、時間間隔、巡更路線以及具體的巡更員。工作時巡更員根據規定的巡更時間、路線進行巡更,到達每一個信息采集鈕處,使用隨身攜帶的信息采集器接觸信息鈕,并且通過短距離無線模塊發送巡更時間、地址等信息,遠端通過與電腦連接的短距離無線接收模塊接收信息,在電腦上實時記錄下巡更員到達的時間和地點,并且可以通過電腦的電子地圖或LED顯示模塊即時直觀反映巡更信息。
無線巡更系統的巡更點及巡更點的位置的安排很容易通過軟件方法擴充,巡更點的安裝也和離線式巡更系統的信息鈕安裝同樣方便,并且可以和離線式系統的信息鈕兼容。
在線式巡更系統的管理人員不需要資料讀取器,電腦便可實時顯示巡更狀態(巡更人員信息、到達各巡更點時間)。
四、無線巡更系統設計原理
4.1、無線巡更系統軟硬件簡介:
巡更點:無源地址,一線傳輸--I-BUTTON
巡更棒:無源地址一線讀取、時間、時間地址儲存、緊急按鈕、可充電電池、身份地址識別(I-BUTTON)等(可以參造I-BUTTON的DS9092K系列)、無線即時輸出。
巡更接收器:無線輸入、記錄、報警暫存、實時輸出(2口包括接PC的RS232、繼電器模塊)、充電
軟件:模擬地圖、實時紀錄、實時報警、閃爍(聲光)顯示、SQL巡更紀錄、記錄查詢、報警(巡更異常)范圍鎖定等。
4.2、無線巡更系統硬件功能:
巡更棒:(包含發送器)
信息鈕地址信號采集,采集正確發出“嘀”和綠色LED亮的提示;
實時時鐘,并且可以被接受器調校;
信息鈕地址信號、采集時間的即時發送;
信息鈕地址信號、采集時間的存儲(需要16k以上的斷電保持的存儲空間);
信息鈕地址信號、采集時間可以被接受器讀出;
緊急按鈕,以及信號可以被即時發送、存儲、被接受器讀出;
可充電電池、電量不足時的LED提示;
巡更棒地址,且隨其他信號同時發送、存儲、讀出;
巡更棒和發送器可以一體,但需要可以進行分別調試;
與接受器的直接連接口,可以在接受器上為PC機直接調試(包括校時)。
天線
發送信號時,考慮到信號的完整性,可以采用多次發送、和帶校驗碼等手段。
選用的無線電頻率是固定、零漂移,頻率為315MHz、400MHz、433MHz或900MHz。
接受器:
接受巡更棒的無線信號并解碼;
室內天線,留有室外高增益天線口
直接讀取、存儲巡更棒數據;
較大的信息儲存(斷電保持)量,可以選擇儲存滿覆蓋還是報警;
計算機直接串口(或USB口)連接,實時讀寫,以及串口保護;
報警及狀態存儲,包括:通訊連接口數據堵塞、通訊連接口丟失、失電、訊號校驗錯誤等;
信號指示:電源(上電自檢)、故障(應可以區分)、數據錯、外接繼電器等
繼電器輸出,基本32路繼電器輸出,擴展32路繼電器輸出;繼電器輸出保持狀態時間可調;
外接高增益天線;
上電自檢功能、防死機電路;
接受PC機時間校準;
直流穩壓電源輸入接口、備用電池輸入接口,閑時對電池充電;
電路設計時考慮該接受器可作為無線中繼的電路預留;
硬件測試、調校、設置小軟件:
巡更棒、發送器、接受器調測、自動記錄;
通訊頻率設置;
繼電器輸出保持狀態時間調節;
發送器、接受器的發送接受重復次數選擇
一般,巡更棒信號重復發送幾次(按照實際需要),在接受器收到信號(完整)后,剔除同一時間、同一巡更棒發送的其余數據信號。
4.3巡更軟件功能:
巡更地圖(示意圖)可以更換;
巡更路線、巡更點之間(順序)相對時間的設定(表格形式);
雙擊巡更棒和巡更棒等彈出詳細資料。(包括編號、位置、等)
實時顯示巡更點觸發(到達),(再巡更圖上表示為某種顏色標志的閃爍延時);
巡更棒移動模擬(巡更圖上),其顏色、形狀(人形,能夠輸入巡更員照片),、閃爍頻率區別于巡更點;巡更路線用刻度模擬距離和時間;巡更棒在2個巡更點之間模擬移動.
聲光報警;(可以分別設定是否禁止喇叭以及選擇報警的聲音;接收器對報警也應該有相應的指示燈和聲音提示;
接收器與管理計算機串口掉落報警;
緊急報警窗口彈出,窗口內線是巡更棒編號、巡邏員紀錄、相對巡更點(離開的巡更點和即將抵達的巡更點),以及可能位于的報警地點放大顯示;
巡更超時報警(有個默認值,為60秒);
非順序巡更報警;
各種報警的值班操作員原因說明、處理紀錄;
報警紀錄表格顏色區別查詢、打印
巡更紀錄、巡更棒交接紀錄、操作員交接紀錄報表查詢、打印;
電腦與巡更棒、GSM接收器之間的時間參數自動校對。
各種調測程序;
操作員權限設定。
五、無線巡更系統的功能優勢以及成本優勢
作為在線式巡更系統,在功能上除了具備普通電纜直聯在線式巡更系統的優勢外,還具有:
實時報警功能:在巡更員巡更過程中發現以外情況可以用巡更棒自帶的報警按鈕進行報警,有利于監控中心得到處警信號后及時出警。該功能尤其適合于規模大、巡更時間長的小區、廠區。該功能還可以根據實際需要和巡更員體溫探測器等結合,使巡更途中發生以外使得到監控中心得即時救援,保護巡更員的自身安全。
脫機(計算機)工作:由于無線巡更系統自帶大型LED電子地圖輸出端口以及較大內存容量,系統完全可以脫離計算機進行工作,這樣可以避免由于計算機和微軟操作系統自身的故障導致系統的死機,使本系統工作更穩定,需要的外部環境更簡單。
大型LED電子地圖輸出功能:無線接收器還自帶32端口繼電器模塊,可以根據需要配置32個巡更點以內的LED電子地圖,接收器還可以根據需要擴展到64個巡更點的LED電子地圖顯示模塊。
造價低廉:無線巡更系統的巡更點的信息鈕和離線式巡更系統完全兼容,主要改變的只是巡更棒,其系統的造價相對低廉。
工程簡便:不需要埋管、不需要布線,整個工程量就是把沒有任何連線的巡更點(信息鈕)固定在巡更位置上,整個過程只要確保固定點的牢靠,沒有其他技術要求。工程還可以在小區(廠區)智能化系統全部完工之后進行,隨到隨裝。簡便易行。
六、無線巡更系統的展望
無線巡更系統以其優越的性價比,直觀、友好的用戶界面將有可能是今后巡更市場的主推產品。
無線巡更系統因為是模塊化的設計,為今后產品線的延伸留下了比較簡單的接口,將來可以根據小區、廠區不同的客觀環境以及客戶的不同需求,分別可以采用GSMSMS(短消息)、GPRS(分組無線業務)、2.4G等不同的無線傳輸接收方式。
附注:
無線巡更市場簡要分析:
前言
目前,我國大型石化企業在廠內的通訊方式,一般仍然采用傳統的有線傳輸方式,即依靠有線通訊電纜來傳輸信號,配合以傳統的程控交換機和防爆電話,防爆揚聲器等等設備終端來實現在防爆區與非防爆區之間的通訊。這樣的通訊系統龐大,線纜眾多不易于人員維護,加之廠區內部腐蝕性氣體,工作環境,自然環境等經年累月極容易造成設備的線纜損壞,影響通訊,由于是有線電纜連接在事故發生時更加容易遭受破壞。一旦通訊中斷,對企業的事故救援,員工的人身安全,都造成巨大的損失。所以要大力發展無線通訊網絡在企業的應用。 1、無線通訊技術的重要作用
石化工廠廠區面積大,人員分布散,防爆區內移動作業人員和零散作業人員眾多。無線通訊系統對滿足人員通訊需要,加強防爆區內分布人員的動態管理,優化廠區網路結構,實現企業安全生產,調度指揮的有線,無線互聯互通,相互結合的信息傳遞,保證企業安全高效的生產具有十分重大的現實意義。
2、常用的無線通訊技術分析
目前廣泛應用的無線通訊技術主要有GPRS/CDMA、數傳電臺、擴頻微波、無線網橋及衛星通信、短波通信技術等。 2.1 數字電臺用于點對點或點對多點的工作環境,能夠提供標準RS-232接口,可直接與計算機、RTU、PLC等數據終端連接,實現透明傳輸。數傳電臺的傳輸速率從1200~19.2Kbit,傳輸距離20~50公里。具有抗干擾能力強、接收靈敏度高等特點。數傳電臺技術比較成熟,標準統一。但隨著GPRS/CDMA技術的日漸成熟,相應的設備價格的降低,使得在很多應用場合中數傳電臺被GPRS/CDMA所取代。但同時,數傳電臺的相關技術也在不斷發展,智能化、網絡化、高帶寬的數傳電臺也不斷涌現。
2.2 擴頻微波和無線網橋技術是近幾年興起的一門數據傳輸技術。擴頻微波最大優點在于較強的抗干擾能力,以及保密、多址、組網、抗多徑等,同時具有傳輸距離遠、覆蓋面廣等特點,特別適合野外聯網應用。而無線網橋是無線射頻技術和傳統的有線網橋技術相結合的產物。無線網橋是為使用無線(微波)進行遠距離數據傳輸的點對點網間互聯而設計。它是一種在鏈路層實現LAN互聯的存儲轉發設備,可用于固定數字設備與其他固定數字設備之間的遠距離(可達50km)、高速(可達百Mbps)無線組網。這兩項技術都可以用來傳輸對帶寬要求相當高的視頻監控等大數據量信號傳輸業務。
3、短距離無線通訊技術簡介
“藍牙(Bluetooth)”是一個開放性的、短距離無線通訊技術標準,也是目前國際上最新的一種公開的無線通訊技術規范。它可以在較小的范圍內,通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網絡互聯,使得近距離內各種通訊設備能夠實現無縫資源共享,也可以實現在各種數字設備之間的語音和數據通訊。由于藍牙技術可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中,因此特別適用于小型的移動通訊設備,使設備去掉了連接電纜的不便,通過無線建立通訊。 藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎,采用高速跳頻(Frequency Hopping)和時分多址(Time Division Multi-access—TDMA)等先進技術,為固定與移動設備通訊環境建立一個特別連接。作為一個新興技術,藍牙技術的應用還存在許多問題和不足之處,如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問,藍牙技術已成為近年應用最快的無線通訊技術,它必將在不久的將來滲透到生活的各個方面。
4、超寬帶(UWB)技術研究
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術起源于20世紀50年代末,此前主要作為軍事技術在雷達等通訊設備中使用。隨著無線通訊的飛速發展,人們對高速無線通訊提出了更高的要求,超寬帶技術又被重新提出,并倍受關注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通訊方案。與常見的使用連續載波通訊方式不同,UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息,通常每個脈沖持續的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz,因此最大數據傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通訊的同時,UWB設備的發射功率卻很小,僅僅是現有設備的幾百分之一,對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲,因此從理論上講,UWB可以與現有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數據通訊方式,它有望在無線通訊領域得到廣泛的應用。UWB的特點如下:
4.1 抗干擾性能強:UWB采用跳時擴頻信號,系統具有較大的處理增益,在發射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中,輸出功率甚至低于普通設備產生的噪聲。 4.2 傳輸速率高:UWB的數據速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s,有望高于藍牙100倍。 4.3 帶寬極寬:UWB使用的帶寬在1GHz以上,高達幾個GHz。超寬帶系統容量大,并且可以和目前的窄帶通訊系統同時工作而互不干擾。 4.4 消耗電能少:通常情況下,無線通訊系統在通訊時需要連續發射載波,因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波,只是發出瞬間脈沖電波,也就是直接按0和1發送出去,并且在需要時才發送脈沖電波,所以消耗電能少。 4.5 保密性好:UWB保密性表現在兩方面:一方面是采用跳時擴頻,接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據;另一方面是系統的發射功率譜密度極低,用傳統的接收機無法接收。 4.6 發送功率非常小:UWB系統發射功率非常小,通訊設備可以用小于1mW的發射功率就能實現通訊。低發射功率大大延長了系統電源工作時間。 4.7 成本低,適合于便攜型使用:由于UWB技術使用基帶傳輸,無需進行射頻調制和解調,所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉換器及本地振蕩器等復雜元件,系統結構簡化,成本大大降低,同時更容易集成到CMOS電路中。
5、結束語
總之,無線通訊方式由于其建立物理鏈路簡單易行,成本低,可以根據現場需求及時調整項目方案,靈活性好,系統的功能擴展方便,因此特別適合石化行業對通信鏈路的要求。
參考文獻:
[1]方旭明,何蓉.短距離無線與移動通訊網絡[M].北京:人民郵電出版社,2004.
中圖分類號:TP391.4 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2013)11-180-001
研究生教育堅持”加強建設,積極發展,深化改革,注重創新,規范管理,提高質量”的總體工作方針,積極探索新形勢下研究生教育規律,以提高研究生創新意識、創新能力為核心,深化研究生培養制度改革,培養出優秀創新拔尖人才。
隨著3G無線通訊技術的推廣運用,利用無線通訊技術高速傳輸圖形圖像、音頻、視頻等多媒體信息已變成現實。在進行移動學習平臺的建設時,應充分考慮手機性能、學習者時間分散等特點。本系統將WAP基于手機在線服務的思想與面向服務的思想貫穿系統開發始終,采用了多層次、分布式的J2EE架構技術、MVC設計模式與基于手機開發的J2ME架構。這是一個具有與平臺無關的、可移植的、支持并發式訪問且安全的應用系統的架構。系統所采用的整合框架結合各自特點及Web應用分層思想,為Web應用各層都提供了相應的整合策略。
一、手機3G技術
3G無線通訊技術的推廣運用,將會極大地推動移動學習的運用與研究。對于筆記本類型的移動設備而言,利用3G無線上網卡,可以為用戶提供隨時隨地的上網條件,無需改變現有的網絡教學環境即能滿足移動學習的需要,因此基于3G無線通訊技術的移動學習研究將主要集中在手機、PDA等這些性能相對較弱、顯示屏幕較小、輸入不便的設備上。基于手機、PDA的特點,移動學習只能作為別的教學形式的有益補充,以滿足學習者隨時隨地學習的需要。本文就是基于這個原則,提出了基于3G手機平臺遠程答辯系統的建設原則及實現的主要功能,作為同等學力教育的補充,相信此移動學習平臺的運用,將會對學生的學習起到促進作用,同時也將為學習型社會創建提供一個可借鑒的方法。
二、手機平臺在研究生教育中解決的問題
移動學習適應范圍廣泛,其既適于學歷教育,也適于非學歷教育,針對不同類型的教育,移動學習平臺的功能將有所不同,本平臺將針對某高校同等學力人員教育進行設計。同時由于受到3G手機性能、顯示屏幕及輸入不便等限制,移動學習平臺的功能不可能與傳統的教育教學模式相比較,因此移動學習只能作為基于互聯網技術或其他教育方式的有益補充,而不能取代其他任何類型的學習方式。
推廣這個平臺的作用在于,同等學力學生為在職工作人員,從論文開題到中期以及最后的答辯,時間相對不容易集中,獲取信息渠道也很有限,撰寫論文遇到困境時,與導師面對面交流的機會和時間都很少。這個平臺針對同等學力學生的這些特點,只需簡單注冊,即可登錄系統,可以進行選題,查看下載相關通知及模版,提交開題報告,進行中期檢查,以及與導師及時溝通,修改完善論文內容。上報答辯論文,以及答辯當天,時間安排均可在手機上清晰顯示出來。
三、平臺的主要功能
本論文重點論述了學生遠程答辯系統,包括:選題管理,論文管理,答辯管理,教師管理,學生管理,評語管理,查詢統計。
選題管理包括:課題維護,參考課題,選題維護。
論文管理包括:論文過程維護,論文監督,論文指導資料。
答辯管理包括:答辯組維護,查看答辯組。
教師管理包括:教師維護,教師角色查看,綜合評價更新。
學生管理包括:添加畢業生,畢業生信息維護,導出答辯成績。
評語管理包括:論文評語管理,評閱項目管理,答辯評語管理,評語模板管理。
查詢統計包括:課題統計,學生狀態,老師答疑統計。
四、系統具體實現
本系統的目的是基于教育技術學的相關理論,采用計算機、網絡、多媒體、數據庫等技術手段,把遠程教育的思想融入到系統中,為學生、研究生管理人員提供一個網上虛擬集成的答辯管理環境,有效提高學、教、管三方的積極性和協調性,高質量完成論文輔導與論文答辯,推動遠程教育的發展。
整個系統的功能模塊是根據高等教育論文和答辯的過程設計開發的,分為:論文選題、論文輔導、論文答辯三大主要模塊。系統的用戶分為:研究生管理員、同等學力學生、導師。以研究生管理員身份為例,詳細描述平臺的具體功能。
1.論文管理
1.1論文過程維護。操作步驟:點擊“答辯管理”――>“論文過程維護”,該頁面列出了當前已有的答辯組及其一些基本信息,可對開題報告,開題狀態,中期報告,中期狀態進行維護。
1.2論文監督。操作步驟:點擊“論文管理”――>“論文監督”,在此頁面中可以查看論文的詳細以及論文是否通過評審。
1.3論文指導資料。操作步驟:點擊“論文管理”――>“論文指導資料”,在此頁面中可以查看論文詳細的指導以及論文目前的狀態。
2.答辯管理
2.1答辯組維護。操作步驟:點擊“答辯管理”――>“答辯組維護”,在此頁面中可以查看開題狀態,配置答辯老師與答辯學生的具體情況。
近年來,隨著智能電網的深入發展,智能電表作為智能電網的智能終端,被廣泛應用于各類電量結算關口、工商業用戶及民用計量點。智能電表在運行過程中,除了實時的電能計量功能外,還會定時記錄負荷曲線,包括電量、電壓、電流、功率等數據,同時,電表的事件記錄可以記錄電表發生的各類歷史事件,智能電表還會根據用戶要求進行電量凍結,凍結電量數據會被記錄為歷史數據。智能電表提供了豐富多樣的實時數據和歷史數據,通過讀取這些數據,可以幫助用戶監控電表的工作狀態,分析電表的負荷變化情況,查找電表出現計量異常的原因。目前國內對于智能電表的實時監測基本沒有相應手段,廣泛采用的電能量計費系統,主要是用來遠程采集電量相關數據,通過采集終端的存儲和轉發,在主站段獲得一定時間間隔的電量相關的負荷數據,通過電能量計費系統獲得的數據不具備實時性,基本不具備問題追溯和故障診斷的功能。當前,計量部門如果要對某一只計量表計的數據進行數據分析,唯一的方法就是通過表計廠家提供的服務軟件,通過計算機和RS485等通訊方式,在當地進行數據的抄讀,往往受到現場環境和軟件使用的專業性的限制,操作起來極不方便,效率低。本課題研究的基于Android平臺的藍牙電表監測系統,實現了通過方便的移動終端對電表的狀態進行實時監控,分析并顯示向量圖。同時,也可以讀取實時數據和歷史數據。
2基本原理
2.1本課題所要解決的技術問題通過開發一套基于Android系統的APP軟件,利用手機等移動終端的藍牙無線通訊技術,配合藍牙無線光電頭,實時與智能電表進行交互通訊,獲取電表的各類實時數據和歷史數據,同時,可以對實時數據進行分析,通過圖形化界面,顯示計量線路的向量圖,極大的方便了用戶的抄表,安裝檢查,狀態分析,歷史數據讀取等工作。2.2本課題的技術原理藍牙無線光電頭采用吸附式非電接觸方式,與電能表通訊采用近紅外通訊方式,本光電頭內置藍牙無線模塊,可以實現藍牙通訊接口與紅外通訊接口的轉換,是本系統重要的通訊轉發單元。手機或移動終端的藍牙通訊模塊通過自動搜索功能與藍牙光電頭實現匹配,建立點對點的通訊連接。手機上的電能表監測系統軟件APP,根據請求指令,發出數據請求,通過藍牙光電頭轉發給電能表,電能表應答數據給監測系統。電能表監測系統軟件通過數據分析、處理,在檢測界面顯示實時數據,實時繪制向量圖,通過向量圖,不僅顯示了各相電壓電流的數值,還可以顯示相互的相位關系,對于分析電表的運行狀態,發現錯誤接線提供了更為直觀的判斷依據。當用戶讀取電表的負荷曲線、事件記錄等歷史數據時,系統會自動將讀取的數據轉化為文本或Excel文件的格式存儲,便于分析處理。
3技術關鍵點及創新點
3.1技術的關鍵點關鍵點一:藍牙無線通訊光電頭,采用電池供電,數據通訊可靠性要求高,尤其是大量數據通訊時的功耗保證。要求采用低功耗設計,重量輕,便于攜帶。關鍵點二:基于Android平臺的軟件設計方法,為了提供交互式的人機界面,需要顯示數據和圖形,為此,必須優化軟件設計,將軟件功能模塊化。關鍵點三:基于Android平臺的移動終端的應用。3.2技術的創新點創新點一:智能電表都具有紅外通訊接口,通常采用近紅外通訊,本課題采用了藍牙通訊光電頭,本光電頭可以將紅外通訊轉換為一般移動終端能識別的藍牙通信方式,利用藍牙技術,能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信,從而使移動終端與智能電表的數據傳輸變得更加迅速高效,是智能設備之間進行短距離無線通信的最佳選擇。創新點二:基于Android平臺的運用,由于是對電能表的直接通訊,本發明要求集成智能電表的通訊規約,要求可以兼容各種版本的智能電表的通訊協議,對不同軟件版本之間的區別,能夠自動適應。為此,軟件設計必須采用開放式的程序設計方法,通訊軟件的設計也必須在充分理解電能表計量原理的基礎上采用合理的數據采集方式。
4軟件設計方案:
4.1系統軟件設置框圖(圖2):4.2開發環境:軟件開發平臺:系統是Android4.0以上版本開發工具Xamarin。4.3功能模塊設計:4.3.1軟件登錄和常用軟件設計一樣,提拱用戶登錄功能。4.3.2軟件連接監測電表需要一些通訊配置參數,只有正確配置好,才能夠連接電表,監測電表。連接電表成功后,會把電表的基本信息顯示出來。4.3.3方案配置本軟件功能點是通過配置方案來進行的,可以靈活配置。默認配置是三個方案:安裝檢查;向量圖;歷史數據。安裝檢查(1)配置需要監測的數據項。(2)選擇需要監測的數據項。(3)對電能表的運行工況進行檢查的時候,需要實時監測電表的運行狀況,監測電壓、電流、功率、功率因數,相角。向量圖(1)系統會自動讀出三相電壓,三相電流的數值和各自的相角關系。(2)根據讀出的電壓電流數值及相角,繪制實時向量圖。歷史數據當某一只電表出現可疑情況,或出現缺陷時,我們需要讀出電表的歷史數據記錄和事件記錄,用于故障分析。
5結論
基于Android平臺的藍牙無線電表監測技術可以方便地安裝在用戶手機上,供電局計量專業人員和供電營業所抄表人員不需要借助電腦和服務軟件,僅通過手機操作,就可以檢查電表的安裝是否正確,監測電表運行狀態是否正常。本項目研發成功后,不僅計量管理部門可以采用本電表監測系統軟件進行安裝調試,故障診斷,數據讀取。還可以推廣到其他變電站運行維護人員作為必備的巡查工具,尤其是,還可以給各供電所用戶抄表人員作為現場抄表的工具,減少人為抄表的差錯率,大大提高工作效率,節省運維成本。
二十一世紀以來,人們對無線通訊的需求越來越大,要求越來越高,無線頻譜空間的占用也越來越多,使得可用頻譜越來越少。在這樣的大背景下,如何將有限的頻譜發揮出最大的功效成為了無線通訊技術領域的一個熱點話題。隨著研究的深入,美國聯邦通信委員會研究指出,頻譜的利用存在很不平衡的情況,一些非授權頻段占用擁擠,而有些授權頻段則經常空閑,3GHz以下頻段的平均頻譜利用率僅為5.2%[1]。基于此種發現,眾多的專家、學者將目光聚焦到了不可再生的頻譜資源實現再利用的頻譜共享技術上,認知無線電隨之進入了公眾視野。
一、認知無線電的定義
認知無線電這一概念始于1999年,美國Joseph Mitola博士首先提出,他指出認知無線電即通過一種“無線電知識表示語言”的新語言提高個人無線業務的靈活性, 隨后在2000 年瑞典皇家科學院舉行的博士論文答辯中,Joseph Mitola對此進行了深入的探討[2]。在Joseph Mitola博士研究的基礎上,美國聯邦通信委員會也對認知無線電進行了定義,指出認知無線電是一種可通過與其運行環境交互而改變其發射機參數的無線電,這種定義在當前得到了較為廣泛的認可。綜合看來,筆者認為認知無線電是一種能夠依靠人工智能的支持,感知無線通信環境,根據一定的學習和決策算法,實時、自適應地改變系統工作參數,動態地檢測和有效地利用空閑頻譜的無線電。
二、認知無線電的功能
認知無線電的研究尚屬起步階段,其功能亦等待我們去發現。從目前的研究來看,認知無線電具有檢測、分析和重構三大功能[3]。
一是檢測功能。認知無線電必須具備精確的無線頻譜檢測能力,必須在可使用的全頻段范圍內多維度進行頻譜檢測,從而發現可使用的頻段。由于是免許可使用,認知無線電必須具備迅速發現主用戶的能力,在工作過程中時刻檢測主用戶是否處于活動狀態,從而確保不對其產生干擾。
二是分析功能。分析包括對自身性能、網絡內部狀態、外部相關數據和用戶自身需求等相關知識的分析。如果說檢測是信息的獲取,那么分析就是對相關信息的初步處理。認知無線電設備通過所獲取的頻譜檢測結果分析主用戶的位置、使用的頻點和發射時間,同時分析可用頻點位置、可用帶寬、信道狀況、自身傳輸可能會對其他用戶產生的影響以及完成業務傳輸所需的帶寬和時間等。
三是重構功能。重構能力使得認知無線電設備可以根據無線環境動態編程,從而允許認知無線電設備采用不同的無線傳輸技術收發數據。在不對頻譜授權用戶產生有害干擾的前提下,利用授權系統的空閑頻譜提供可靠的通信服務,這是重構的核心思想。當該頻段被授權用戶使用時,認知無線電有兩種應對方式:切換到其它空閑頻段進行通信和繼續使用該頻段,但改變發射功率或者調制方案,以避免對授權用戶造成有害干擾。
三、認知無線電運用的關鍵技術
認知無線電要得到有效運用,就必須解決好頻譜資源匱乏和目前固定分配頻譜利用率較低的問題,以下技術研究就顯得尤為重要。
一是頻譜分配技術。頻譜分配是指根據需要接入系統的節點數目及其服務要求將頻譜分配給一個或多個指定節點,是認知無線電實現有效運用的前提與核心。頻譜分配策略的選擇直接決定系統容量、頻譜利用率以及能否滿足用戶因不同業務而不斷變化的需求。頻譜分配技術按分配方式可以分為一般分為靜態頻譜分配、動態頻譜分配和混合式頻譜分配,按網絡結構分類可分為集中式頻譜分配和分布式頻譜分配,按合作方式分類可分為合作式頻譜分配與非合作式頻譜分配。無論是哪種分配方式,在進行分配時都必須堅持靈活性原則、系統性原則、減小信令開銷和計算量原則,在此基礎上設計認知無線電頻譜分配模型。
二是感知位置技術。無線電信號會受到地理環境的影響,不同的地理空間對與無線電信號的影響各異。室內與室外、市區與鄉村、山區與平原相比,室外、鄉村和平原就更有利于無線電信號的傳輸。認知無線電與全球定位系統、地理信息系統結合,通過自我學習的方法,能夠識別出自身所處的地理位置,進而能根據地理環境選擇合適的發送頻率、調制方式等參數,這對認知無線電功能的實現有著重要的作用。
三是功率控制技術。認知無線電技術必須有效控制功率,這樣才能使主用戶不受干擾,實現頻譜共享。在研究功率控制問題時,有兩種方法值得我們去嘗試。一種是將測量到的主用戶接收機信號的本地信噪比近似為認知用戶與主用戶間的距離,從而相應地調整認知用戶的發射功率。另一種即采用兩用戶重復對策理論建模,借助遺傳算法來搜索策略空間。這些方法可實現在保證主用戶不受有害干擾的前提下增加認知用戶的發送功率。
除了上述三大技術外,物理層安全技術、鏈路保持技術、動態頻譜管理技術等亦有待于我們進一步去研究探索,進而促進認知無線電技術發揮出更大的功效。
參考文獻
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[3]畢志明,匡鏡明,王華.認知無線電技術的研究及發展[J].電信科學,2006(7):56-60.
RYJ-1型景觀式地面煙爐外形似歐式尖頂建筑,采用太陽能供電遠程遙控作業,其控制距離不受限制,可布置在氣候條件適宜的地區技術指標,實現焰條的遠程遙控檢測、點火和自動播撒。本系統除可在手機信號覆蓋的地區使用外,還可選擇安裝在北斗接收裝置上,可覆蓋沒有手機信號的所有區域,實現中國境內無盲點覆蓋。
1 功能及特點
1.1 實現了無人職守,適時作業的功能,作業安全可靠,可廣泛布點,實用性強。
1.2 具有設備破壞報警技術指標,煙管被盜自毀的功能,可確保設備安全,可避免燃燒劑危害社會。
1.3 功能配置先進,配置北斗衛星通訊,可覆蓋中國境內所有區域。
1.4 考慮到作業人員的安全及衛生,填裝煙管工作在煙爐外完成,無需將手伸入煙爐內部,裝填方便、快捷技術指標,可確保煙管安裝人員安全衛生。
1.5 裝填煙管數量多,催化劑含量大,作業時間長。
1.6 具有煙管是否點火成功的檢測功能和異常檢測功能及燃燒情況記錄功能。
1.7 遙控系統具有可靠的加密功能。
1.8 外形美觀,性能可靠,可靠選擇單體或成組(套)安裝使用。
2 工作原理
中心控制器采用密碼無線通訊方式。遠
程獲取終端站點信息,廟宇煙管點火時間、點火數量,使煙管在選定時間正常點火,燃燒催化劑技術指標,通過煙爐將催化焰劑播撒釋放于空中,并在上升氣流的作用下抬升到云中,達到催化增雨(雪)功效。
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學本科,從事人工影響天氣科研工作
2.1 本系統由地面煙管、煙爐、點火控制系統組成。
2.1.1 地面煙管由接電銅片、底座、殼體、催化劑藥柱、自毀裝置、噴管、防潮塞組成,見圖1。
圖1 地面煙管
Fig.1 Chimney of equipment
2.1.2 地面煙爐由1雨帽、2煙囪、3爐頂、4爐鏜、5煙管固定裝置、6煙管、7收渣盒、8煙爐底座、9接線板、10門、11控制器等組成,見圖2。
圖2 地面煙爐
Fig.2 landscaping artificial rainfall aerosol equipment
2.1.3 點火控制系統由點火控制器、內置電池、
無線通訊模塊、太陽能充放電控制、防盜報警系
統組成。系統工作框圖見圖3。
圖3 控制系統工作框圖
Fig.3 Map of control system
3 技術指標
3.1 煙管技術指標
管長398mm
管徑Φ46.5 mm
質量925 g
催化劑重量 535 g
碘化銀含量 11 g/支
成核率(-10℃) 1.03×101 個/g
催化劑燃燒時間 6 Min/支
催化劑燃燒溫度 1260℃
使用溫度-30~45℃
儲存溫度 -40~50℃
煙管同時工作數量 ≤9支/套
儲存期3年
3.2 地面煙爐、控制系統性能指標
外形尺寸4212×1538×5475(長×寬×
高)mm/套(3個單位為一套)
質量 1500 Kg/套
煙管最大裝填量 168支/套(單位裝填量56支)
電源電壓220VAC(遠程中心站);8~
16VDC(現場終端)V
待機功耗 ≤2W(終端
供電方式 太陽能供電系統
電池能量 7個連續陰天可靠工作
電池壽命 >1年
手持式控制方式 現場控制
控制距離 中國境內不限
最大點火容量 168支(可以獨立點火)
平均無故障工作 >7000 H
平均修復時間 <2 H
工作溫度 -30~45℃
工作濕度 10~100%
點火控制方式 支持GPRS、CDMA、SMS、衛星通訊
21世紀,對于我區人工影響天氣的工作發展是一個十分有利的時期,但機遇與挑戰并存技術指標,希望和困難同在,我們要充分利用國內的先進技術,落實科學發展觀,豐富我區人影作業手段,促進我區人影工作快速的發展,從而進入一個全新的局面。
參與文獻:
中圖分類號:TE933.207 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)22-0160-01
引言:在我國乃至全世界的很多珍稀動物瀕臨滅絕,對于野生動物的保護受到各個領域的關注。然而對于我國衛星定位導航領域的尖端“北斗”來說更希望為此提供幫助,北斗導航系統是基于衛星定位與通信系統架構的動態監控系統,基本管理的內容有狀態管理信息儲存。可以對動物個體的動態監測信息進行唯一標識、采集、傳輸、接收、儲存等。采用衛星定位與通信系統(BDS)與集傳感器、GPS技術、GIS技術、無線通訊技術、計算機、數據處理技術相結合,使的對瀕危動物的跟蹤和保護更具人性化、實時性和可靠性。
一、北斗導航系統的簡介
在美國研制出全球定位系統(GPS)和俄國的GLONASS之后我國自行研制出了北斗衛星導航系統簡稱BDS。北斗BDS的主要組成部分有空間端、地面端和用戶端。BDS具有短報文通信能力,并且初步具備區域導航、區域定位、區域授時能力,可以在全球范圍內為各類用戶提供高精度、高可靠的全天候、全天時的導航授時服務。其定位精度優于20米,授時精度由于100納秒。2000年以來我國的4顆北斗導航試驗衛星已成功發射,北斗導航的第一代系統由此建立。并且具備了包括中國以及周邊地區范圍內的定位、授時、報文、GPS廣域差分功能。目前中國已經建成由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成的斗衛星導航系統空間段,屬于二代系統。包括開放服務和授權服務兩種服務方式。在服務區內免費提供的定位、測速以及授時服務叫做開放服務,其定位精度為10米,測速精度為0.2米/秒。授權用戶和享受更安全的定位、測速、授時和通信服務以及系統完好性信息。這也是授權服務的特點。
二、如何實現“北斗”對瀕危動物的跟蹤保護
要利用北斗導航系統實現對瀕危動物的跟蹤保護,可以運用BDS技術制作成無線項圈,這樣可以了解到動物所在的位置和行程,是否會進入人類生活的區域等。運用BDS跟蹤項圈可以讓研究人員了解動物的情況,避免人和野生動物發聲沖突,起到保護瀕危動物的作用。無線項圈的標記范圍從0.5g 用于鳥類和田鼠到460g用于大象、熊和大角麋,最小的標記電池壽命14天,最大的標記電池壽命長達1600天(>4年)。對沒有明顯頸部的動物(如爬行動物蛇、蜥蜴和魚類),可使用可植入標記(Implantable Tag)。所有的標記均可配死亡率和行動傳感器(Mortality and activity sensors)。可改變動物標記的峰值電流和功率輸出,用來改變動物標記的使用范圍。
三、利用北斗導航系統跟蹤瀕危動物的必要性
(一)從北斗的角度分析
北斗導航系統是基于衛星定位與通信系統架構的動態監控系統,基本管理的內容有狀態管理信息儲存。可以對動物個體的動態監測信息進行唯一標識、采集、傳輸、接收、儲存等。采用衛星定位與通信系統(BDS)與集傳感器、GPS技術、GIS技術、無線通訊技術、計算機、數據處理技術相結合,使的對瀕危動物的跟蹤和保護更具人性化、實時性和可靠性。北斗BDS具有全天候定位、高精度定位、觀測時間短、測站間無需通視、儀器操作簡便的優勢。開放服務的定位精度為10米,測速精度為0.2米/秒。授權用戶和享受更安全的定位、測速、授時和通信服務以及系統完好性信息。各個領域都應該提高瀕危動物的保護意識,對于我國自行研制的北斗衛星定位與通信系統來說更應發揮其特長,為瀕危動物的保護貢獻力量。
(二)從社會和自然的角度分析
人類在對自然資源開發利用的過程中,大自然的生態系統遭到破壞,環境也受到污染。動物的物種由此滅絕的速度加快,不少珍稀動物瀕臨滅絕,對于野生動物的保護已迫在眉睫。瀕危動物保護對于社會來說耗資巨大又十分艱巨,需要采用多種手段來進行,涉及到法律、行政、經濟、社會輿論等諸多方面。建立自然保護區、馴養繁殖、采用法律的手段禁止商業性開發、開展國際合作、采用先進技術等都是保護瀕危動物的一些措施。目前瀕危動物的保護涉及到物種的多樣性,維持物種多樣性有利于自然的和諧發展。我們每一個人都應該意識到瀕危動物保護的重要性。
四、北斗導航系統跟蹤保護瀕危動物的意義
人類在對自然資源開發利用的過程中,大自然的生態系統遭到破壞,環境也受到污染。動物的物種由此滅絕的速度加快,不少珍稀動物瀕臨滅絕,對于野生動物的保護已迫在眉睫。北斗導航系統是基于衛星定位與通信系統架構的動態監控系統,基本管理的內容有狀態管理信息儲存。可以對動物個體的動態監測信息進行唯一標識、采集、傳輸、接收、儲存等。采用衛星定位與通信系統(BDS)與集傳感器、GPS技術、GIS技術、無線通訊技術、計算機、數據處理技術相結合,使的對瀕危動物的跟蹤和保護更具人性化、實時性和可靠性。可以起到維持生態平衡,維護物種的多樣性,對于我國自行研制的北斗衛星定位與通信系統來說更是發揮其特長,為瀕危動物的保護貢獻力量,同時也體現出我國高新技術對于生態環境具有很高的保護意識。
五、結論
多種多樣的物種組成了生態系統,每一個物種都是生態系統中的一個重要組成部分,包括人類,他們相互依存,相互聯系,物種多樣性被破壞,整個生態系統就會受到影響。大多數的瀕危動物都具有較高的經濟價值、藥用價值以及醫用價值。所以對于野生動物的保護受到各個領域的關注。科技的發展和進步對于野生動物的保護起到了促進的作用,衛星定位與通信系統的出現,對野生動物的跟蹤保護更是起到了不可替代的作用。衛星定位與通信系統對瀕危動物的活動范圍和行動軌跡進行實時監控,對瀕危動物進行定位跟蹤,對跟蹤動物的體溫、脈搏等數據進行采集和傳送。運用環境優化、刺激等手段引誘物種向有利的方向發展。北斗又是國衛星定位導航領域的尖端,利用北斗導航系統跟蹤瀕危動物能起到更好的保護作用。
參考文獻
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[3] 萬祥.張孟陽 北斗高動態雙頻相對定位技術 [期刊論文] -飛行器測控學報2010(3)
一、相關概念
物探測量是工程測量的一個重要分支,主要任務就是依據物探設計,將設計的勘探點用一定的測量方法放樣到實地并準確記錄其物探點空間位置,為物探野外施工、資料處理及解釋提供符合設計要求的測量成果、圖件和信息資料。GPS是由美國國防部研制部署和控制的軍民兩用,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。GPRS即通用分組無線業務是在現有GSM系統上發展出來的一種新的承載業務,目的是為GSM用戶提供分組形式的數據業務。
二、系統的實現
(1)集成定位接收終端硬件的設計和實現。GPS-GPRS集成定位接收終端的設計思想是集成GPS和GPRS兩個模塊。該定位終端實時獲取GPS提供的經緯度、速度、時間等GPS信息后,以GPRS上網的形式發送給監控中心。所以硬件設計應該包括GPS模塊和GPRS兩個模塊,并且要有一個控制單元協調兩個模塊工作。除此之外,定位終端還應該包括LCD顯示模塊和電源模塊等部分。總的設計思路是GPS模塊通過串口通訊與單片機建立聯系,由單片機來控制GPS模塊工作,并對數據進行處理,處理后的數據通過485總線傳輸給GPRS模塊,再有GPRS模塊通過無線通信將信息傳輸給終端LCD顯示模塊上。(2)集成定位接收終端軟件的設計和實現。定位接收終端的軟件主要完成上電后系統的初始化,對各個模塊的檢測,接收GPS模塊傳來的GPS消息,利用GPRS模塊傳輸的GPS定位信息。整個軟件系統應該包括主控模塊、GPRS模塊、GPS模塊、LCD顯示模塊和串口操作模塊五部分。本課題的軟件分為終端軟件部分和服務器軟件部分。將內核加載到RAM中運行后,系統的控制權就完全轉交給內核了。內核在完成一系列初始化工作后,將自動運行用戶程序。終端軟件主要包括以下幾個主要模塊:鍵盤處理、GPS數據的處理、用戶數據的接收和發送。(3)監控中心設計和實現。監控中心主要實現對GPS-GPRS集成的定位系統中的各個定位終端的控制和跟蹤,它能主動向系統中各個定位終端發送位置請求,并且獲取各個終端的位置消息,解析出GPS消息中的經緯度、時間、速度等值,并且通過軟件界面顯示,供用戶察看。同時通過軟件接口將定位消息發送到與電子地圖或GIS等軟件平臺接口,以便其他后臺程序利用終端的位置消息進一步進行分析和處理。監控中心通過串口連接一個無線通訊模塊,以其來實現和各終端無線設備的通信。監控中心的主要部分包括:無線通訊模塊部分――監控中心服務器部分――無限通信終端部分。本次系統的工作流程下所述:第一,監控中心接到一單新的任務后,馬上查找當前是否有空閑的終端,如果有則直接選擇一個,然后向其下達工作任務,如果沒有則轉到第二。第二,監控中心在新接收任務附近的地點查找是否有正在工作的終端,如果有則向它們發送消息,要求報告當前的工作狀態。第三,監控中心根據報告過來的信息,選取一個最合適的終端,向其下達工作任務。第四,各終端的使用者在完成工作之后,向監控中心發送信息,報告各自的工作情況,監控中心會自動在數據庫中更新這些信息。第五,監控中心也可以提供一些公共服務,如信息查詢等。(4)定位系統在物探行業中的應用。物探測量作業多位于沙漠等荒蕪人煙的地方,地形復雜,山體高大,道路稀少,氣候多變,晝夜溫差大。由于受地形、氣候、山體遮擋、森林覆蓋等諸多不利因素的影響,使測量精度受到限制,施工進度無法保證,作業效率低下,人員安全不能保障,項目成本上升等。基于GPS-GPRS定位系統的物探測量作業具備了以下功能特點:一是有效增加物探測量作業距離,提高信號覆蓋范圍,有手機信號的地方即可工作,更加方便用戶的使用,;二是采用GPRS通訊模式的物探測量系統,數據速度快,隨著速度的增加,其數據延遲也降低了,相比于GSM通訊費用低,GPRS數據傳輸費用遠比打電話接入的費用低。GPS與GPRS技術的結合,使得任何地點的流動站都可以方便的與基準站、中繼站、監控中心建立數據聯系。
三、結論
本文以物探測量的實際工作需要為目標,將GPS技術與GPRS技術有機地結合,嚴格按照實際物探測量操作流程建立相應的模型,利用GPRS的數據傳輸功能,對GPS數據進行實時傳輸,其可操作性及實時性都較強,而且成本較低,結構簡單,具有較高的可靠性;同時可以將本地原始位置信息實時發送到基地進行處理,并給用戶返回更加精確的位置消息,這樣就可以避免由于誤差范圍太大而導致的重復勞動。
在許多基于單片機的應用系統中,系統需要實現遙控功能,而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點,是一種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價、近距離、無線、低功耗、保密性強的通訊方案,主要應用于近距離的無線數據傳輸,也有用于近距離無線網絡接入。從早期的IRDA規范(115200bps)到ASKIR(1.152Mbps),再到最新的FASTIR(4Mbps),紅外線接口的速度不斷提高,使用紅外線接口和電腦通信的信息設備也越來越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進行通訊,由于它的波長較短,對障礙物的衍射能力差,所以只適合于短距離無線通訊的場合,進行"點對點"的直線數據傳輸,因此在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。
一、紅外通信的基本原理
紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體,即通信信道。發送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號,通過紅外發射管發射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號,再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調,還原為二進制數字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現信號調制的脈寬調制(PWM)和通過脈沖串之間的時間間隔來實現信號調制的脈時調制(PPM)兩種方法。
簡而言之,紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調,以便利用紅外信道進行傳輸;紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調器。
二、紅外通訊技術的特點
紅外通訊技術是目前在世界范圍內被廣泛使用的一種無線連接技術,被眾多的硬件和軟件平臺所支持:
⑴通過數據電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現無線的數據收發;
⑵主要是用來取代點對點的線纜連接;
⑶新的通訊標準兼容早期的通訊標準;
⑷小角度(30度錐角以內),短距離,點對點直線數據傳輸,保密性強;
⑸傳輸速率較高,目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用,16M速率的VFIR技術已經。
三、紅外數據通訊技術的用途
紅外通訊技術常被應用在下列設備中:
⑴筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦;
⑵打印機、鍵盤鼠標等計算機設備;
⑶電話機、移動電話、尋呼機;
⑷數碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表;
⑸工業設備和醫療設備;
⑹網絡接入設備,如調制解調器。
四、紅外數據通訊技術的缺點
⑴通訊距離短,通訊過程中不能移動,遇障礙物通訊中斷;
⑵目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低(115.2kbit/s);
⑶紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數據傳輸,功能單一,擴展性差。
五、紅外通信技術對計算機技術的沖擊
紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產品遭淘汰,包括歷史悠久的調制解調器。預計,執行紅外通信標準即可將所有的局域網(LAN)的數據率提高到10Mb/s。
紅外通信標準規定的發射功率很低,因此它自然是以電池為工作電源的標準。目前,惠普移動計算分公司正在開發內置式端口,所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶,可以把計算機放在電話機的旁邊,遂行高速呼叫,可連通本地的因特網。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數字式的,故不需要調制解調器。
紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式,如掌上計算機、筆記本計算機、個人數字助理設備和桌面計算機之間的文件交換;在計算機裝置之間傳送數據以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。
六、紅外通信技術開辟數據通信的未來
目前,符合紅外通信標準要求的個人數字數據助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場,然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(PCS)和全球移動通信系統(GSM)網絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數字式的,所以在筆記本計算機中不需要調制解調器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽,可插入新式PCS數據卡。PCS數據卡配電話使用,建立和保持對無線PCS系統的連接;擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統和筆記本計算機之間容易實現無線通信。由于PCS、數字電話系統和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現的,所以PCS數字電話系統可在任何一種PC機上使用,包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機,以提供紅外數據通信。而且,由于該系統不要求在計算機中使用調制解調器,所以過去不可能維持高性能PC卡調制解調器運行所需電壓的手持式計算機,現在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機,在這些地方,掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機)也可以采用紅外接口裝置。
預計在不久的將來,紅外技術將在通信領域得到普遍應用,數字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性,保密性強,故國外軍事通信機構歷來重視這一技術的開發和應用。這一技術在軍事隱蔽通信,特別是軍事機密機構、邊海防的端對端通信中將發揮出重要的作用。正如前面所述,它還將對計算機技術產生沖擊,對未來數據通信產生重大影響。
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