無線通信技術監(jiān)測研究

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1無線通信技術在設備狀態(tài)監(jiān)測中的應用

1.1無線通信技術的發(fā)展變化

我國的無線通信技術從上個世紀已經(jīng)開始發(fā)展，并在20世紀后期進入迅速發(fā)展階段，很多企業(yè)完成了新型電子元件的生產(chǎn)。移動通信的標準大致經(jīng)歷了三個階段：

①主要針對模擬信號的處理，目前這種技術已經(jīng)被淘汰。

②無線通信的網(wǎng)絡技術，逐漸實現(xiàn)了智能化的建設。

③3G技術的興起，這種技術針對數(shù)據(jù)傳輸和語音傳輸做出了重大改善。由于芯片技術的不斷發(fā)展以及信息技術的進步，數(shù)字技術逐漸應用于無線通信技術中，這也使無線通信向更加靈活的方向發(fā)展。由于無線通信在使用中還存在衰落現(xiàn)象，可以將擴頻技術及信道均衡等技術應用于其中，保證無線通信技術的發(fā)展。

1.2無線監(jiān)測系統(tǒng)的設計要求

無線監(jiān)測系統(tǒng)在應用中會受到一些因素的干擾，其中的主要因素是電磁波的干擾和天線發(fā)射功率。電磁波在傳播過程中會逐漸衰減，這主要是由于陰影衰落和多徑衰落所造成的。傳播環(huán)境中的障礙所形成的隱形會影響無線電的傳播路徑，也就形成的陰影衰落，是信號傳播受到阻礙，無法按時到達。因此，需要外界信號的加入以提高信號的傳播效率。電磁波在傳播中，其直線傳播會與距離的二次方成反比，這也是路徑損耗出現(xiàn)的原因。電磁波是一種能夠輻射的波源，當其對周圍產(chǎn)生輻射時，能量會通過波源為中心的球體，并使波源的能量不斷擴散。當電磁波的傳輸達到設備時，其振幅會發(fā)生一定的變化，這就產(chǎn)生了多徑衰落。這種衰落會造成技術上的誤差，可以使用定向天線等技術進行修正。

1.3無線通信技術在監(jiān)測中應用

無線通信技術包括很多種，其中的藍牙技術、紅外技術以及超寬帶技術等為人們所常用。其中紅外技術發(fā)展較早，這種技術具有一定的方向性，能夠保障其發(fā)射和接收的方向，但其抗干擾性較差，在發(fā)射時無法形成很大的角度，因此只限于短距離的傳輸。藍牙技術也是一種近距離的傳輸技術，能夠進行信息的全方位傳輸，適用于多媒體設備和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳遞，能夠應用于手機及無線鍵盤等通信設備中。但這種技術的抗干擾能力較弱，傳輸距離也只限于小范圍，無法大范圍的應用。Wi-Fi技術是一種新型技術，其覆蓋范圍比較廣，信息傳輸?shù)木嚯x也有一定的提高適合用于遠程監(jiān)測。且這種技術的傳播速度較快，兼容性好，具有很高的使用價值，其主要缺點是傳輸量小，無法滿足工業(yè)需要。UWB技術也是一種短距離傳輸技術，但這種技術能夠傳播的信息量較大，具有功率消耗低，高帶寬的特點，使用較為安全。但其抗干擾能力還存在一定的缺陷，不能用于抗干擾能力強的監(jiān)測系統(tǒng)。ZigBee技術是是當前無線監(jiān)控中較常使用的一種技術，這種技術能夠擴展通信的距離，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。這種技術具有組網(wǎng)靈活，運行穩(wěn)定的特點。在工業(yè)無線監(jiān)測中，如果設備間距離較小或傳輸數(shù)據(jù)小以及設備靠近危險區(qū)域時，就可以使用ZigBee技術。

1.4ZigBee技術的應用

1.4.1技術特點ZigBee技術具有一定的技術特點，這主要表現(xiàn)在使用功率及傳播距離等多個方面。

①ZigBee技術功率較低，只需要兩節(jié)電池就可以支持其完成工作，并且在條件不變的情況下，可以維持數(shù)月。

②其傳播距離近，范圍保持在10~100m之間。另外，該技術速率較低，一般情況下在20~250kB/s之間。除此之外，技術還具備成本低、數(shù)據(jù)安全以及通信可靠等特點。

1.4.2技術構架ZigBee技術是四部分組成，包括物理層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層。其中的網(wǎng)絡層是數(shù)據(jù)服務和管理服務，其建立是在控制層之上。應用層主要負責提供相關的構架，其組成包括應用支持層和應用對象；物理層包括物理層荷載和同步包頭等；數(shù)據(jù)鏈路層主要有媒體接入和邏輯鏈控制。

1.4.3傳輸方式在數(shù)據(jù)的傳輸中，一般采用PTR2000無線傳輸方式，并以此對設備進行監(jiān)控。在信息傳輸中應用先進的計算機設備進行數(shù)據(jù)的處理，以達到對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行最快速的分析。設備的監(jiān)測主要包含上位機和下位機，在系統(tǒng)配置上要采用高精度的傳感器和智能化的調節(jié)儀，以實現(xiàn)信息的快速傳播。并使用具有高速處理能力的單片機，保證設備高效運行。

2結語

無線通信技術具有信息傳播快、經(jīng)濟實用等特點，將其應用于設備狀態(tài)監(jiān)測中能夠使用戶隨時掌握設備的狀態(tài)，便于設備的維護。無線通信技術的種類很多，目前應用最廣泛的是ZigBee技術，這種技術具有功率低，傳播安全以及經(jīng)濟適用等特點，能偶滿足現(xiàn)代工業(yè)設備監(jiān)測的要求，將其應用于設備監(jiān)測中，能夠提高設備的使用率，使設備更好的為工業(yè)生產(chǎn)提供服務，從而加速我國工業(yè)水平的發(fā)展。

作者：馮濤 單位：遼寧騰隆建設工程有限公司