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远程多点无线数据传输系统的研制
目 录
中文摘要………………………………………………………………………………………1
前 言……………………………………………………………………………………………1
1绪论…………………………………………………………………………………………………………1
１.１研究背景与意义……………………………………………………………………………………1
１.２无线通信及其应用…………………………………………………………………………………2
１.２.１无线通信的发展………………………………………………………………………………2
１.２.２无线通信的特点………………………………………………………………………………2
１.３本文的主要工作……………………………………………………………………………………2
2 远程多点无线通信技术………………………………………………………………………………3
２.１系统组成……………………………………………………………………………………………3
２.２多址接入方式………………………………………………………………………………………4
3 远程多点无线通信系统的设计与实现……………………………………………………………6
３.１系统设计面临的问题………………………………………………………………………………6
３.２设计要求……………………………………………………………………………………………6
３.３系统硬件的分析选择………………………………………………………………………………7
３.３.１单片机性能分析……………………………………………………………………………7
３.３.２射频收发模块性能分析…………………………………………………………………9
３.４无线接入冲突的解决………………………………………………………………………………10
３.４.１权重筛选机制的系统结构…………………………………………………………………11
３.４.２权重筛选机制的实现………………………………………………………………………11
4 应用系统的实现………………………………………………………………………………………14
４.１系统概述……………………………………………………………………………………………14
４.２系统设计……………………………………………………………………………………………14
４.２.１硬件电路设计…………………………………………………………………………………14
４.２.２软件设计……………………………………………………………………………………14
４.２.３通信协议……………………………………………………………………………………16
４.２.４软件编程……………………………………………………………………………………16
４.３测试与分析…………………………………………………………………………………………18
结论……………………………………………………………………………………………18
参考文献……………………………………………………………………………………………………19
英文摘要……………………………………………………………………………………………………19
致谢…………………………………………………………………………………………………………19
远程多点无线数据传输系统的研制
摘要： 近年来，随着无线通信的迅猛发展，各式各样的无线网络己经进入了我们的日常生活。与有线通信系统相比，无线通信系统主要有建网快速、移动方便、省去布线烦恼等优点，可以为移动用户提供各种服务，因此当系统的可靠性达到要求并且建设成本可以接受时，无线技术成为人们的首选。
本文介绍的远程多点无线数据传输系统是以PC机为中心控制，用多个单片机作为下位机通过无线数传模块进行通信。具体介绍了多点无线数据传输的系统结构，讲述了无线收发模块与单片机和PC机的硬件接口设计、点对多点无线通信系统软件设计和实现方法以及ActiveX控件的使用方法，为无线通信系统的软硬件设计提供了可靠的解决方案。为实现各种不同具体要求单片机之间的通讯提供了1种新的方法。
在远程多点无线数据传输系统的应用上，本文针对无线接入冲突的问题提出了1种全新的解决远程多点无线接入冲突的方法。该机制基于无线跳频技术和TDMA (Time Division Multiple Access)的思想，根据体现设备地址差异的权重不同来筛选无线接入的子站。
关键词： 无线通信；单片机；串行总线；软件设计；射频技术
The Development Of Long-distance Multi-point Wireless Data Transfer System
Abstract： In recent years, with the rapid development of the wireless communication, diverse wireless networks emerge and win a great favor in our daily life. When compared with wire networks, the wireless ones show a great many merits, such as rapidly construct net, conveniently mobiled and avoiding the trouble of wiring , while providing all kinds of convenient and instant services to the mobile service customers. The wireless technology will become the first choice when the requirements to the system reliability have been achieved and the constructing cost has been reasonable.
The principle sketch of the multi-point wireless data transfer system of introducing in this article , the information of the hard interfaces among the wireless data transfer modules、the SCM (single chip machine) and PC were discussed, the designs of point to point wireless communication software and hardware were given,the use way of control was given too, and the solve project of wireless communication system design and a new method for the communication between SCMs that have various demands was provided.
In the more remote wireless data transmission system applications, this wireless access to the conflict made a new long-range multi-point wireless access solution to the conflict.The mechanism based on wireless forms of frequency hopping technology and TDMA (Time Division Multiple Access) and，according to the weight of different equipment to address differences in the selection of a wireless access point.
Key words: Wireless communication; SCM; Serial-bus; Software design; Radio technology
前言
近年来，通过无线通信的方式传递数据发展特别快，它与有线相比主要有便于移动、携带方便、可快速部署等特点。而本文研究的远程多点无线数据传输系统其实是1种无线和有线的结合，其中子站到基站之间的通信是无线的，而从基站到主站之间的通信是有线的。
[1]远程多点无线数据传输系统是以PC机作为中心控制站，控制数据的采集和现场环境的监控，完成命令的收发和数据信息的处理；而现场则以单片机和无线数传模块为核心构成现场数据采集系统，PC 机则通过有线和基站进行数据通信。在中心控制站，采用在Windows环境下,通过VC++6.0中的MSComm控件实现软件编程，单片机则采用运行效率较高的51 汇编语言，整个系统充分利用了单片机和PC 机的各自优势，灵活的采用了无线数传模块,从而实现PC机和单片机之间的无线数据传输。
而本文就是通过对远程多点无线数据传输系统的研究来研发1种用于城市公交车系统的无线通讯平台。虽然目前已经有这样的1个平台了，但是它是基于GPRS的无线通讯系统,这对于我国绝大部分的地区城市来说并不是1个好的选择，因为这种产品的成本太高不适合我们是实际情况。因此本文的任务就是要研究1种运行成本低、工作可靠、容易实现的无线通信系统，给智能化公交管理系统提供1种新的通信平台。基于城市公交车系统的固定线路的特殊性质，我们使用单片机，PTR2000射频模块通过串口接口，软件编程来实现单片机之间的无线通讯。使之用于城市公交车系统。
1 绪论
1．1 研究背景与意义
近年来，随着无线通信的迅猛发展，各式各样的无线网络己经进入了我们的日常生活。与有线通信系统相比，无线通信系统主要有建网快速、移动方便、省去布线烦恼等优点，可以为移动用户提供各种服务，因此当系统的可靠性达到要求并且建设成本可以接受时，无线技术成为人们的首选。
远程多点无线数据传输系统是以PC机为中心控制，用多个单片机作为下位机通过无线数传模块进行通信。具体介绍了多点无线数据传输的系统结构，讲述了无线收发模块与单片机和PC机的硬件接口设计、点对多点无线通信系统软件设计以及ActiveX控件的使用方法，为无线通信系统的软硬件设计提供了1种可靠的解决方案。
目前,虽然移动通信技术发展很快，各种无线通信已发展很成熟，但是用于公交车系统的无线通信平台都是基于GPRS的，这样的话成本太高,不适合推广。因此本文要通过研究基于单片机的射频通信来完成1个无线通讯平台，替代以前的高价的无线通信平台。以达到稳定，快速，安全，价格便宜的目的。
１.２ 无线通信及其应用
１.２.１ 无线通信的发展 1897年Marconi在英格兰海峡的1艘拖船与1个固定站之间完成了无线通信实验，当时的距离为18海里。自那以后，全世界的人们都在不断探索和研究无线移动通信的方法和途径。20世纪70年代己有少数的短距离无线射频应用，控制车库门的开关就是其中之1。1个LC振荡电路构成的发射机和1个接收机便组成了1个短距离的无线控制系统。但是这样的系统频率容易漂移，接口非常敏感，从而导致车库门的开关显得10分随机，控制不够精确。同样功能的系统至今还在使用，但是无线射频技术已今非昔比。现在我们可以利用无线射频技术来实现远程多点无线数据的传输。而且这比起以前的利用GPRS的无线通信系统来说具有以下几个特点：稳定，快速，安全，价格便宜。
１.２.２ 无线通信的特点 无线通信网络被看作是传统有线网络的延伸，与之相比较，无线通信网络有显而易见的益处：
（1）移动性：在无线通信网络的有效范围内，用户可以在任何时间、任何地点访问网络信息，不需要指定明确的访问地点，因此用户可以在网络中漫游。
（2）便捷性：设备安装快速、简单、灵活，因为没有线缆的限制，消除了大量安放线缆的繁琐工作，用户可以灵活地增加工作站或更改工作站的配置，而且无线通信的传输范围可以到达许多线缆不能到达的地方。
（3）降低成本，减少投资：使用无线网络可以避免安装线缆的高成本费用、租用线路的费用以及当设备需要移动时所增加的相关费用，因此在频繁移动和变化的动态环境中，投资回报很高。
（4）扩展能力强：无线网络可组成多种拓扑结构，容易从少数用户的对等网络模式扩展到大量用户的结构化网络。
远程多点无线通信实质上是定位在几10米范围内的无线通信网络，因此它不仅具有典型的无线通信的所有特点，而且具有自身的1些特点：
(1) RF模块的输出功率最多只达20dBm（100mw）；
(2) 有效的通信敏感区范围最远只达100米；
(3) 因为多数用于手持设备，所以通常采用电池供电；
(4) 1般采用全方向的固定天线；
(5) 短距离无线通信使用无需授权的ISM(Industrial Scientific Medical)频段来传输信号；
１.３ 本文的主要工作
本文通过深入地讨论远程多点无线通信技术，全面地分析远程多点无线通信系统，设计了1种适合于短距离无线通信应用的协议。该设计基于无线射频技术，有效地抑制了远程多点无线通信中的多种频率干扰并且在不可避免的情况下进行了完善的差错控制。而且替代了以往的基于GPRS的无线通信系统，为公交车行业提供1种新的选择。在这里所说的远程是指子站到基站再到主站是远程的，其中子站到基站之间的通信是无线的，而从基站到主站之间的通信是有线的，所以说本文的远程多点无线数据的通信其实是由无线部分和有线部分所组成的。
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