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無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與應(yīng)用
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與應(yīng)用【1】
【摘 要】隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)已經(jīng)陸續(xù)走進(jìn)人們的生活中并成為不可缺少的一部分。
人們對(duì)無(wú)線通信的需求越來(lái)越大、要求越來(lái)越高。
文中針對(duì)對(duì)應(yīng)用廣泛的藍(lán)牙、Zig Bee等無(wú)線協(xié)議進(jìn)行了闡述，并詳細(xì)介紹了各自的技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】無(wú)線通信;藍(lán)牙;ZigBee
0.引言
隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)是當(dāng)前最熱門(mén)的技術(shù)之一。
各種網(wǎng)絡(luò)終端的出現(xiàn)、工業(yè)控制的自動(dòng)化和家庭的智能化等都迫切需要一種具備低成本、近距離、低功耗、組網(wǎng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)的無(wú)線互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。
一些大公司為開(kāi)拓市場(chǎng)和應(yīng)用領(lǐng)域，也在積極研究和制定一些新的無(wú)線組網(wǎng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)今最流行的當(dāng)前流行的無(wú)線技術(shù)有Bluetooth(藍(lán)牙)、CDMA2000、GSM、Infrared(IR)、ISM、RFID、UMTS/3GPPw/HSDPA、UWB、WiMAX Wi-Fi和ZigBee等。
1.Bluetooth(藍(lán)牙)
信息時(shí)代最大的特點(diǎn)便是更加方便快速的信息傳播，正是基于這一點(diǎn)技術(shù)人員也在努力開(kāi)發(fā)更加出色的信息數(shù)據(jù)傳輸方式。
藍(lán)牙，對(duì)于手機(jī)乃至整個(gè)IT業(yè)而言已經(jīng)不僅僅是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的技術(shù)，而是一種概念。
藍(lán)牙技術(shù)是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無(wú)線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。
利用“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化掌上電腦、筆記本電腦和移動(dòng)電話手機(jī)等移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化以上這些設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而使這些現(xiàn)代通信設(shè)備與因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線通信拓寬道路。
“藍(lán)牙”技術(shù)屬于一種短距離、低成本的無(wú)線連接技術(shù)，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)拈_(kāi)放性方案。
藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品是采用低能耗無(wú)線電通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)模鋫鬏斔俾首罡邽槊棵?Mb/s，以時(shí)分方式進(jìn)行全雙工通信，通信距離為10米左右，配置功率放大器可以使通信距離進(jìn)一步增加。
藍(lán)牙產(chǎn)品采用的是跳頻技術(shù)，能夠抗信號(hào)衰落;采用快跳頻和短分組技術(shù)，能夠有效地減少同頻干擾，提高通信的安全性;采用前向糾錯(cuò)編碼技術(shù)，以便在遠(yuǎn)距離通信時(shí)減少隨機(jī)噪聲的干擾;采用2.4GHz的ISM (即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段，以省去申請(qǐng)專(zhuān)用許可證的麻煩;采用FM調(diào)制方式，使設(shè)備變得更為簡(jiǎn)單可靠;“藍(lán)牙”技術(shù)產(chǎn)品一個(gè)跳頻頻率發(fā)送一個(gè)同步分組，每組一個(gè)分組占用一個(gè)時(shí)隙，也可以增至5個(gè)時(shí)隙;“藍(lán)牙”技術(shù)支持一個(gè)異步數(shù)據(jù)通道，或者3個(gè)并發(fā)的同步語(yǔ)音通道，或者一個(gè)同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)和同步語(yǔ)音的通道。
“藍(lán)牙”的每一個(gè)話音通道支持64Kbps的同步話音，異步通道支持的最大速率為721Kbps、反向應(yīng)答速率為57.6Kbps的非對(duì)稱(chēng)連接，或者432.6Kbps的對(duì)稱(chēng)連接。
藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品與因特網(wǎng)Internet之間的通信，使得家庭和辦公室的設(shè)備不需要電纜也能夠?qū)崿F(xiàn)互通互聯(lián)，大大提高辦公和通信效率。
在藍(lán)牙技術(shù)的使用過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)盡管有許多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在許多缺陷。
對(duì)工業(yè)，家庭自動(dòng)化控制和工業(yè)遙測(cè)遙控領(lǐng)域而言，藍(lán)牙技術(shù)顯得太復(fù)雜，功耗大，距離近，組網(wǎng)規(guī)模太小等，而工業(yè)自動(dòng)化，對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)通信的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，而且，對(duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，這種無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸必須是高可靠的，并能抵抗工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種電磁干擾。
因此，經(jīng)過(guò)人們長(zhǎng)期努力，Zigbee協(xié)議在2003年正式問(wèn)世。
另外，Zigbee使用了在它之前所研究過(guò)的面向家庭網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議Home RF Lite。
2.Zigbee主要技術(shù)特點(diǎn)
Zigbee是IEEE 802.15.4協(xié)議的代名詞。
根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。
這一名稱(chēng)來(lái)源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。
其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。
主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。
簡(jiǎn)而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無(wú)線組網(wǎng)通訊技術(shù)。
Zigbee是以一個(gè)個(gè)獨(dú)立的工作節(jié)點(diǎn)為依托，通過(guò)無(wú)線通信組成星狀、片狀或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，因此、每個(gè)節(jié)點(diǎn)的功能并非都相同。
為降低成本，系統(tǒng)中大部分的節(jié)點(diǎn)為子節(jié)點(diǎn)，從組網(wǎng)通信上，它只是其功能的一個(gè)子集，稱(chēng)為精簡(jiǎn)功能設(shè)備;而另外還有一些節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)與所控制的子節(jié)點(diǎn)通信、匯集數(shù)據(jù)和發(fā)布控制，或起到通信路由的作用，稱(chēng)之為全功能設(shè)備。
3.其他幾種無(wú)線通信技術(shù)
目前，市場(chǎng)上近距離無(wú)線通信技術(shù)主要有無(wú)線局域網(wǎng)WiFi、UWB和一些專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)(如Ad-hoc網(wǎng)等)的產(chǎn)品。
一些大公司為開(kāi)拓市場(chǎng)和應(yīng)用領(lǐng)域，也在積極研究和制定一些新的無(wú)線組網(wǎng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
WiFi在Intel的大力支持下，借迅馳處理器迅速占領(lǐng)市場(chǎng);采用IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)，使用2.4GHz直接序列擴(kuò)頻，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為11Mbps，并可根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱把傳輸率調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps帶寬;采用最新的802.11g時(shí)，速率可達(dá)54Mbps，是目前應(yīng)用最廣的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。
借助USB在PC上的廣泛應(yīng)用，無(wú)線USB也受Intel、HP、微軟等幾家PC領(lǐng)域大公司的力推，已于近期制定了無(wú)線USB規(guī)范。
使用WiMedia聯(lián)盟的MB-OFDM超寬帶MAC和PHY層，通信距離在3～10M，最高速率在480Mbps，有望短期內(nèi)在PC周邊設(shè)備的無(wú)線連接上得到大量應(yīng)用。
UWB是一種未來(lái)短距離寬帶無(wú)線傳輸技術(shù)。
由于未采用通常無(wú)線收發(fā)中的載波調(diào)制技術(shù)，因此它不需要混頻、過(guò)濾和射頻/中頻轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)了低成本、低功耗和高帶寬性能。
目前有兩大技術(shù)陣營(yíng)競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)期的通信距離5～10m，速率甚至可高達(dá)1Gbps，非常適合于家用消費(fèi)電子產(chǎn)品之間的大容量數(shù)據(jù)傳輸。
WiMAX是一項(xiàng)基于IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線接入城域網(wǎng)技術(shù)(BroadbandWirelessAccessMetropolitanAreaNetwork)，)，該標(biāo)準(zhǔn)僅僅制訂了物理層(PHY)和媒質(zhì)接入層(MAC)的規(guī)范，是針對(duì)微波頻段提出的一種新的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。
該技術(shù)以IEEE802.16的系列寬頻無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。
一如當(dāng)年對(duì)提升802.11使用率有功的Wi-Fi聯(lián)盟，WiMAX也成立了論壇，將提高大眾對(duì)寬頻潛力的認(rèn)識(shí)，并力促供應(yīng)商解決設(shè)備兼容問(wèn)題，借此加速WiMAX技術(shù)的使用率，讓W(xué)iMAX技術(shù)成為業(yè)界使用IEEE802.16系列寬頻無(wú)線設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。
4.總結(jié)
文中簡(jiǎn)要敘述了幾種無(wú)線通信技術(shù)及應(yīng)用，它們各有各的特點(diǎn)，對(duì)于一些企業(yè)來(lái)說(shuō)，如果能繞過(guò)主要的無(wú)線通信運(yùn)營(yíng)商可以節(jié)約可觀的成本，隨著短距離無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，用戶(hù)一定可以找到最合適的無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
【參考文獻(xiàn)】
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[3]李文仲.短距離無(wú)線數(shù)據(jù)通信入門(mén)與實(shí)戰(zhàn).北京航天航空大學(xué)出版社.
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究與應(yīng)用【2】
【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相比以前得到了極大的發(fā)展，而且無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，促進(jìn)了很多行業(yè)更好的發(fā)展。
接下來(lái)本文將對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究與應(yīng)用做出淺顯的探討。
【關(guān)鍵詞】無(wú)線通信;控制系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
人類(lèi)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)始于上世紀(jì)70年代，并得到了快速的發(fā)展，在此之后局域網(wǎng)也得到了飛速的發(fā)展。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之所以發(fā)展如此迅速，因?yàn)榕c有線網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用更加方便，使用過(guò)程中不受到網(wǎng)線的約束，且搭建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的成本也比搭建有線網(wǎng)絡(luò)的成本更低，與有線網(wǎng)絡(luò)相比無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能提供更好的用戶(hù)體驗(yàn)。
同時(shí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍也比較廣，如運(yùn)用在機(jī)器人行業(yè)、物流行業(yè)、GPS監(jiān)測(cè)等其他各種行業(yè)。
一、目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究進(jìn)展
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接和控制這一過(guò)程主要依靠無(wú)線信號(hào)來(lái)完成，同時(shí)無(wú)線信號(hào)也是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中至關(guān)重要的一部分。
由于無(wú)線信號(hào)所覆蓋的范圍非常廣且具有無(wú)線廣播的特點(diǎn)，在無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的用戶(hù)都可以接收。
怎樣使無(wú)線信號(hào)接收方能夠正確的與無(wú)線信號(hào)發(fā)射方準(zhǔn)確的連接在一起，儼然成為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信中首先要解決的問(wèn)題。
目前比較成熟的解決方案為多址接入方式。
比較常用的無(wú)線通信多址接入方式有以下幾種。
(一)TDMA即時(shí)分多址，所謂的時(shí)分多址方式就是在無(wú)線信號(hào)的傳輸過(guò)程中根據(jù)時(shí)間的不同來(lái)確定不同的接入地址。
采用時(shí)分多址接入方式的無(wú)線通信設(shè)備必須具有極高的同步精度，從而才能確保無(wú)線信號(hào)不會(huì)發(fā)生混淆。
這種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信接入方式有著很多優(yōu)點(diǎn)，無(wú)線信號(hào)之間的干擾比較小，可以使需要的無(wú)線信號(hào)被準(zhǔn)確的接受，同時(shí)也利于對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行靈活的分配。
(二)FDMA即頻分多址，所謂的頻分多址方式就是根據(jù)無(wú)線信號(hào)的不同頻率來(lái)確定不同的接入地址。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，頻分多址接入方式已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟。
頻分多址接入方式的優(yōu)點(diǎn)是兼容性比較好，對(duì)發(fā)射設(shè)備的功率要求低。
缺點(diǎn)是在發(fā)射過(guò)程中必須對(duì)頻率進(jìn)行全面詳細(xì)的規(guī)劃，需要的發(fā)射機(jī)的數(shù)量也比較多。
(三)CDMA即多碼分址，所謂的多碼分址方式就是根據(jù)無(wú)線信號(hào)的不同碼型來(lái)確定不同的接入地址。
多碼分址是在近幾年才出現(xiàn)的一種接入方式，此種接入方式所需要的發(fā)射功率較低。
二、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用
(一)智能挖掘機(jī)設(shè)計(jì)
挖掘機(jī)在工程中的使用范圍非常廣，然而傳統(tǒng)的挖掘機(jī)使用環(huán)境極其惡劣，使得挖掘機(jī)駕駛員的人生安全得不到保障，同時(shí)在一定程度上也限制了挖掘機(jī)的應(yīng)用范圍。
隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷應(yīng)用在挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)中，挖掘機(jī)已經(jīng)變的越來(lái)越智能。
智能挖掘機(jī)主要由以下幾部分組成：電機(jī)、各種傳感器、無(wú)線通信模塊。
智能挖掘機(jī)的關(guān)鍵部件為無(wú)線通信模塊。
智能挖掘機(jī)的工作過(guò)程為，駕駛員在終端輸入所需要的前進(jìn)距離，駕駛員輸入的命令通過(guò)無(wú)線通信模塊傳輸?shù)酵诰驒C(jī)，再通過(guò)與傳感器配合，從而實(shí)現(xiàn)既定的目的。
隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷的應(yīng)用在挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)中，挖掘機(jī)的工作效率越來(lái)越高，工作范圍越來(lái)越廣泛，挖掘機(jī)駕駛員的安全也得到了極大的保障。
(二)物流管理
就目前零售行業(yè)而言，連鎖經(jīng)營(yíng)已經(jīng)成為零售行業(yè)必然的發(fā)展趨勢(shì)，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的推動(dòng)下，連鎖經(jīng)營(yíng)的方式得到了極大的發(fā)展，也使得零售企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本得到了極大的降低。
然而在連鎖經(jīng)營(yíng)快速發(fā)展，客流量不斷攀升的同時(shí)，傳統(tǒng)的一些經(jīng)營(yíng)方法已經(jīng)滿(mǎn)足不了經(jīng)營(yíng)過(guò)程中的大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性更新，在圖書(shū)零售行業(yè)顯得尤為明顯。
而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)運(yùn)用在圖書(shū)零售行業(yè)則可以很好的解決這一問(wèn)題。
通過(guò)具有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信功能的終端使得各圖書(shū)配送中心的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)更新共享，對(duì)用戶(hù)的需求能夠做出及時(shí)的反應(yīng)和調(diào)整。
不斷提高圖書(shū)連鎖零售商的運(yùn)作效率。
圖書(shū)從出庫(kù)直至被用戶(hù)買(mǎi)走都通過(guò)帶有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信模塊的終端監(jiān)測(cè)記錄并上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)。
顯然，在圖書(shū)連鎖經(jīng)營(yíng)中運(yùn)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)后，圖書(shū)零售行業(yè)的運(yùn)作效率得到了極大的提高，圖書(shū)零售商可以及時(shí)準(zhǔn)確的了解圖書(shū)的銷(xiāo)售情況，進(jìn)而最大限度的優(yōu)化合理調(diào)配圖書(shū)銷(xiāo)售過(guò)程中的物流等其他方面。
(三)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用
隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在物流行業(yè)的深入應(yīng)用，自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)在物流行業(yè)中的重要性越來(lái)越明顯，其可以對(duì)物流過(guò)程中的物資儲(chǔ)存與分配起到最有科學(xué)合理的調(diào)配。
自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)的核心就是自動(dòng)化，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)化，需要各設(shè)備之間能夠及時(shí)準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)信息共享，這也是自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)最難解決的一點(diǎn)。
在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)普遍運(yùn)用之前，自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)采用的是有線通信技術(shù)，與采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)相比，采用有線通信技術(shù)的自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)在信息傳遞過(guò)程中電纜容易損壞，信號(hào)之間容易發(fā)生干擾現(xiàn)象，同時(shí)穩(wěn)定性也不能得到很好的保障。
自從引入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)后，自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了真正的智能化，不僅易于操作人員操作維護(hù)，系統(tǒng)穩(wěn)定性也得到了有效的保證，設(shè)備工作效率得到了極大的提高。
三、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用不在僅僅局限于人們之間的通信和廣播電臺(tái)的發(fā)射。
由于其所具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信已經(jīng)滲透到了絕大多數(shù)行業(yè)中，使很多行業(yè)發(fā)生了革命性的變化。
與此同時(shí)人們的日常生活也離不開(kāi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)使得人們的生活越來(lái)越方便，越來(lái)越美好。
我們相信經(jīng)過(guò)從事于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)研究人員的共同努力，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)必定會(huì)更好的促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。
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[2]馬桂英，鹿玉紅，曲津莉.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在圖書(shū)銷(xiāo)售物流管理中的應(yīng)用.商場(chǎng)現(xiàn)代化.2006，(26).
[3]高博韜.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的GPS檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用討論.2011，(13).
[4]張新山，饒豐，趙劍道.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在自動(dòng)化體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用.2006，28，(9).
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究及應(yīng)用【3】
【摘 要】隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，在諸如挖掘機(jī)器人設(shè)計(jì)、GPS檢測(cè)和自動(dòng)化管理等方面均起到了較大作用。
對(duì)該技術(shù)的研究及其一些典型應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)與分析。
【關(guān)鍵詞】無(wú)線通信;控制系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
1.前言
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究始于20世紀(jì)70年代，之后隨著局域網(wǎng)的快速發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)由于其使用方便，不用布線即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，正好可以補(bǔ)償有線網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)，從而引起了人們的廣泛關(guān)注。
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
與有線網(wǎng)絡(luò)通信相比，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信具有通信質(zhì)量高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信可以用于挖掘機(jī)器人的設(shè)計(jì)，可以用于龐大的物流管理體系，亦可用于GPS檢測(cè)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的管理，這些應(yīng)用也隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展而愈加成熟。
2.研究進(jìn)展
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的核心技術(shù)是無(wú)線信號(hào)的多址接入方式，這是無(wú)線信號(hào)覆蓋用戶(hù)使其實(shí)現(xiàn)通信的連接通道。
由于無(wú)線通信的無(wú)線電波可以進(jìn)行大面積的覆蓋，加之無(wú)線通信具有廣播信道這一特點(diǎn)，使得某一個(gè)用戶(hù)所發(fā)射的無(wú)線信號(hào)可以在覆蓋區(qū)域內(nèi)被所有用戶(hù)所接收，于是如何使發(fā)射方與目的接收方連接在一起，是無(wú)線通信需要解決的首要問(wèn)題，這即涉及到信號(hào)地址的分配問(wèn)題。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信所用到的多址接入方式，其數(shù)學(xué)原理是無(wú)線信號(hào)的正交分割定律。
在電磁領(lǐng)域，無(wú)線信號(hào)是以無(wú)線波的形式傳播的，它是碼型、頻率和時(shí)間的函數(shù)。
據(jù)此可以將無(wú)線通信的多址接入方式分為以下3種：
第一種劃分方式是，當(dāng)以無(wú)線信號(hào)傳輸所存在的時(shí)間不同而劃分所建立的接入地址時(shí)，這種劃分方法就是時(shí)分多址(TDMA)。
時(shí)分多址的系統(tǒng)設(shè)備須有高度精確的同步與定時(shí)，以確保由各個(gè)移動(dòng)裝置所發(fā)射出的無(wú)線信號(hào)可以不在發(fā)射基站發(fā)生混淆。
這種多址方式的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)射頻率的規(guī)劃比較簡(jiǎn)單，互調(diào)干擾小，可以準(zhǔn)確地接收指定時(shí)間間隔內(nèi)的無(wú)線信號(hào)。
同時(shí)這種方式使得系統(tǒng)設(shè)備的容量變大，以更方便地對(duì)無(wú)線通道進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配。
第二種劃分方式是當(dāng)用無(wú)線信號(hào)的傳輸頻率不同而劃分所建立的接入地址時(shí)，這種劃分方法就叫做頻分多址(FD-MA)。
這種多址方式發(fā)展得已經(jīng)比較成熟，而且與模擬系統(tǒng)的兼容性好，對(duì)無(wú)線信號(hào)發(fā)射功率的控制要求不是很高。
其缺點(diǎn)就是在集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中需要對(duì)頻率控制進(jìn)行詳細(xì)地規(guī)劃，在通信發(fā)射基站需要安裝多個(gè)可以負(fù)載不同頻率的發(fā)射機(jī)，且需要讓他們同時(shí)進(jìn)行工作。
第三種是當(dāng)以無(wú)線信號(hào)的碼型不同而建立接入地址時(shí)，此種劃分方法叫做碼分多址(CDMA)。
在這之中，頻分多址是被人們最早使用的，而碼分多址則是最近幾年才應(yīng)用到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信中來(lái)的。
這種多址方式的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)線信號(hào)所需要的發(fā)射功率比較低。
3.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用
3.1智能挖掘機(jī)設(shè)計(jì)
挖掘機(jī)的出現(xiàn)使人們從大量繁重與危險(xiǎn)的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。
由于傳統(tǒng)的挖掘機(jī)在高度危險(xiǎn)的環(huán)境中(比如易崩塌、高溫、有毒氣等)工作時(shí)，駕駛員的生命安全得不到有效保護(hù)，這也使得這種高效的挖掘機(jī)的適用范圍受到一定的限制。
隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的飛速發(fā)展，其在智能挖掘機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也開(kāi)始發(fā)展。
具有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信功能的智能挖掘機(jī)主要由5部分組成：電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、角度檢測(cè)模塊、距離檢測(cè)模塊和無(wú)線通信模塊，在這之中，無(wú)線通信模塊起到了核心的控制作用[1]。
它的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是這樣的：選用具有優(yōu)異性能與較少外圍元件的PTR2000作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的核心設(shè)備，它可以實(shí)現(xiàn)智能挖掘機(jī)中上位機(jī)和下位機(jī)之間的無(wú)線通信，操作者只需要將智能挖掘機(jī)的方位角度和前進(jìn)距離等命令輸入，即可通過(guò)無(wú)線通信這一模塊傳輸?shù)较挛粰C(jī)，然后通過(guò)角度檢測(cè)模塊和距離檢測(cè)模塊的配合，即可完成挖掘任務(wù)。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信在挖掘機(jī)中的應(yīng)用，大大提高了挖掘機(jī)的工作效率，同時(shí)可以將挖掘機(jī)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)展，可以適應(yīng)高危險(xiǎn)的工作環(huán)境，提高了操作者的生命安全保障。
3.2物流管理
連鎖經(jīng)營(yíng)在商業(yè)零售領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用比較普遍，近年來(lái)隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，這一經(jīng)營(yíng)方式得以飛速發(fā)展，使得企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本也大大降低，也使得客戶(hù)的消費(fèi)更加方便快捷 隨著人民生活水平地提高，消費(fèi)群體的日益壯大，連鎖經(jīng)營(yíng)行業(yè)所面臨的客流量也持續(xù)攀升，商品流通更加高效。
但這帶來(lái)的一個(gè)問(wèn)題是傳統(tǒng)的管理技術(shù)無(wú)法適應(yīng)如此大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性更新，尤其是圖書(shū)的連鎖經(jīng)營(yíng)銷(xiāo)售行業(yè)，如何記錄大量圖書(shū)的入庫(kù)與出庫(kù)信息、貨架上各類(lèi)圖書(shū)的實(shí)時(shí)更新，以及如何在短時(shí)間內(nèi)對(duì)圖書(shū)的銷(xiāo)售與物流信息進(jìn)行核算盤(pán)點(diǎn)，是擺在圖書(shū)物流管理與連鎖經(jīng)營(yíng)銷(xiāo)售行業(yè)面前的一大難題。
傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)通信方式受限于布線復(fù)雜、 成本高昂而無(wú)法完成現(xiàn)階段的圖書(shū)物流與銷(xiāo)售任務(wù)。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用使這一問(wèn)題迎刃而解。
圖書(shū)連鎖零售商一般會(huì)在全國(guó)各地設(shè)立多個(gè)配送中心，這一配送中心也是圖書(shū)銷(xiāo)售行業(yè)的核心物流網(wǎng)絡(luò)，可以同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)需求與圖書(shū)銷(xiāo)售。
在各個(gè)配送中心使用的是具有無(wú)線通信功能的便攜式數(shù)據(jù)終端設(shè)備。
這一設(shè)備可以使圖書(shū)銷(xiāo)售行業(yè)的物流網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高效快捷準(zhǔn)確運(yùn)作。
這種便攜式的無(wú)線通信終端設(shè)備擺脫了傳統(tǒng)有線通信的束縛，可以自由移動(dòng)，在數(shù)據(jù)采集業(yè)和物流行業(yè)應(yīng)用時(shí)優(yōu)勢(shì)明顯，在圖書(shū)物流配送網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用也收到了比較好的效果。
在圖書(shū)物流配送與銷(xiāo)售中，所有的物流信息，包括物流托盤(pán)、作業(yè)表單、作業(yè)人員等都可通過(guò)這種設(shè)備的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信功能來(lái)實(shí)現(xiàn)其記錄與采集。
在圖書(shū)物流配送中心的入庫(kù)環(huán)節(jié)，無(wú)線通信的終端設(shè)備會(huì)在主機(jī)上下載相關(guān)的數(shù)據(jù)，而工作人員所要做的就是將對(duì)應(yīng)的單據(jù)編號(hào)從數(shù)據(jù)終端上輸入即可。
通過(guò)對(duì)實(shí)際已經(jīng)入庫(kù)的圖書(shū)條形碼進(jìn)行掃描后，將應(yīng)收數(shù)據(jù)與實(shí)收數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)。
最后一個(gè)環(huán)節(jié)是無(wú)線通信的終端設(shè)備會(huì)講采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)系統(tǒng)上，以供物流配送中心的管理系統(tǒng)進(jìn)一步地分析和處理。
在圖書(shū)的出庫(kù)環(huán)節(jié)，操作順序類(lèi)似，據(jù)此配送中心可以得到詳細(xì)的圖書(shū)配送與銷(xiāo)售上架情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)圖書(shū)銷(xiāo)售環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)收集與控制。
可見(jiàn)，當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信用于圖書(shū)的物流銷(xiāo)售管理中時(shí)，可以大大提高工作效率，且能對(duì)圖書(shū)銷(xiāo)售相關(guān)的詳細(xì)信息進(jìn)行收集與掌握，從而可以更方便地進(jìn)行圖書(shū)銷(xiāo)售的物流管理與銷(xiāo)售。
3.3GPS檢測(cè)系統(tǒng)
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信在GPS實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用是該技術(shù)得以推廣的一大動(dòng)力。
在GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，核心部分是數(shù)據(jù)鏈，它的作用是將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)到的GPS數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心。
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈采用的是有線的方式，比如國(guó)際換聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)等，但由于很多監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)與數(shù)據(jù)處理中心距離較遠(yuǎn)，有線的方式需要的投入成本與操作成本比較高昂，且受外部環(huán)境影響較大，導(dǎo)致GPS信息數(shù)據(jù)處理出現(xiàn)一定問(wèn)題。
而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信方式的應(yīng)用則解決了這一問(wèn)題，目前在GPS中應(yīng)用較多的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信方式有CDMA、無(wú)線公眾網(wǎng)GPS[3]等。
GPS的多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的，可以實(shí)現(xiàn)RINEX格式的互相轉(zhuǎn)換和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的即時(shí)下載。
GPS的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有多種實(shí)時(shí)傳輸方式，比較常用的是剛才提到的CDMA，此外還有GPRS，后者在傳輸速度和價(jià)格方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
GPS用戶(hù)只要處于無(wú)線通信信號(hào)的覆蓋區(qū)域，有一個(gè)常用的IP地址，并且在數(shù)據(jù)的接收終端能夠接入到互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，那么用戶(hù)就可以將GPS所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)即時(shí)傳輸?shù)剿枰挠?jì)算機(jī)里。
具有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信功能的GPS特別適用于在崩塌或滑坡地帶使用，因?yàn)檫@樣的地帶比較危險(xiǎn)，不適合工作人員在此進(jìn)行實(shí)時(shí)值班監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息。
與常規(guī)的GPS連續(xù)運(yùn)行站式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和GPS靜態(tài)定位監(jiān)測(cè)模式相比，具有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信功能的GPS可以更好地繼承和綜合這兩種模式的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免兩種模式的一些缺點(diǎn)。
3.4無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用
自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)作為現(xiàn)代物流業(yè)的核心組成部分，起到了對(duì)物資儲(chǔ)存與分配的作用。
顧名思義，自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)是對(duì)儲(chǔ)存物資的控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，這就需要相關(guān)的設(shè)備、上位系統(tǒng)和底層控制設(shè)備等的信息要進(jìn)行及時(shí)相互的交流，要實(shí)現(xiàn)這種相互的信息交流，則需要各個(gè)控制系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備之間要有準(zhǔn)確的信息傳遞方式，這也是自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)的核心技術(shù)之一。
早期的自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)其通信方式采用的是具有屏蔽通信電纜的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式，由于采用有線的方式，這種通信方式容易受電纜折斷或工作量繁重時(shí)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_，導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性下降。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的采用可以說(shuō)是自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)的一個(gè)革命，由于這種通信方式不再依賴(lài)于有線式的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，而是實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)與面之間的立體空間式通信。
無(wú)線通信還方便于操作人員對(duì)設(shè)備的調(diào)試，只需通過(guò)無(wú)線網(wǎng)卡將相關(guān)設(shè)備連入即可完成對(duì)設(shè)備的調(diào)試。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用使得自動(dòng)化立體式倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行效率更高更穩(wěn)定。
4.結(jié)語(yǔ)
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信已經(jīng)不僅僅局限于人們之間的通話，由于其獨(dú)有的優(yōu)越性，使得這種通信技術(shù)得以在各種領(lǐng)域內(nèi)被廣泛采用，大大提高了各領(lǐng)域的運(yùn)營(yíng)效率。
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