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無線通信技術監(jiān)測研究

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無線通信技術監(jiān)測研究

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。移動通信的標準大致經歷了三個階段:

①主要針對模擬信號的處理,目前這種技術已經被淘汰。

②無線通信的網絡技術,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、網絡層、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層。其中的網絡層是數(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

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