近距离高速无线数据传输系统研究

王宏敏　连亚波

摘 要：近年来，随着社会经济和科学技术水平的不断提高，近距离无线通讯技术也获得了迅速的发展。高速无线传输技术在冲击波测试中的应用是未来的重要发展趋势，本研究将主要对近距离高速无线数据传输系统进行分析和探讨。

关键词：近距离；无线传输；冲击波测试

近距离高速无线数据传输系统的研究与设计离不开传输技术的研发与硬件设备的支持。

1 近距离无线数据传输技术的分析

目前，有线传输技术已经不能满足移动通信的需求及远程数据采集量的日益增加，于是近距离无线传输在很多测试领域中的应用就显得重要。近年来，我国在无线通讯领域已经取得了很大的进步，例如高能电池，低耗能电路的应用，射频电路与数字电路制作工艺的完善等。这些进步均提高移动通讯设备使用的灵活性，可靠性及经济性。

近距离无线通讯技术主要有以下几类：第一类，红外通信技术。这是使用范围最为广泛的一种近距离无线通信技术，它借助红外线通断的原理进行工作，一般情况下的有效作用半径为两米，被广泛应用于各类遥控器，移動电话等引动设备；第二类，微功率近距离无线通讯技术。这种技术离不开大规模集成电路技术的支持，在近距离无线数据传输系统中，大多数功能与高频元件等都能够集中至一块芯片的内部，体现了良好的功能一致性及性能的稳定性。微功率近距离无线通讯技术多应用于小型网络的搭建中；第三类，蓝牙技术。蓝牙技术在全球范围内均得到了广泛的应用，其数据传输的有效半径为十米左右，并且具有很强的穿透力，能够实现全方位的数据传输，目前主要被应用于网络中各类数据与语音设备当中。

2 无线通信系统的基本结构

无线通信系统的基本结构主要包括发射机，接收机以及用于无线连接的通道等组成。前两种是所有无线通信链路中非常重要的部件，相互单独工作或结合在一起形成收发机。收发机最典型的就是蜂窝电话，能够同时进行数据的发射与接收。

3 近距离高速无线数据传输系统遵循的原则

3.1 高效率的数据传输

近距离高速无线数据传输系统首先应该满足高速，高效及精确的原则，在爆炸冲击波信号中，一般都包含较为丰富的频率分量，其采样的频率较高，因此为了提高冲击波测试的精准度，转换等额频率一般都在12字节以上。此外，为了获得充裕时间的信号，存储器的容量也会随之增大，这无形中对无线数据传输系统的数据传输的速度与效率提出了更高的标准，因此，高速率无线数据传输技术的开发是获得较快测试数据的关键手段。

3.2 灵活的通信距离

无线数据的传输需要遵循通信距离灵活性的基本原则，高效快速是一方面，方便灵活的传输距离也是十分关键的一个要素，因为在移动通信当中，距离的障碍产生降低用户的体验，甚至会给用户带来不必要的损失，使得无线传输系统的设计不能够得到社会大众的广泛认同，十分不利于无线数据传输技术的研发与普及。

3.3 微小的天线体积及严谨的通信协议

微小的天线体积不仅能够有效减小系统的使用空间，同时也是该领域技术发展的一个重要表现。特别是对于在爆炸冲击波场中工作的无线系统来说，体积较大的一般天线是很难在其中存在的，因此必须要控制天线的体积，使其在该种环境中能够正常的适应和工作；在无线数据传输系统的应用中，测试现场地形的复杂性，地理地貌的多样性以及通信环境的恶劣性都是影响数据传输可靠性与准确性的重要因素，因此必须要有严谨的通信协议作为基本保障。

4 近距离高速无线数据传输系统的研究

4.1 系统的总体结构

无线数据传输系统最主要的作用就是完成存储测试系统与计算机之间相关数据及指令的无线传输任务。依据连接对象及无线通道可以将无线数据传输系统划分为两个子系统，分别为：连接计算机的主要控制系统和连接存储系统的从控制系统。主要控制系统是通过USB来实现与计算机的连接，从控制系统则对应与存储测试系统进行连接，体现与主要控制系统一一对应的联系。前者的主要职能包括计算机指令的接收，对指令进行判断操作，实现指令的无线数据传输，将从从控制系统接收的无线指令传送给计算机等；后者的主要职能包括接收和处理来自主要控制系统的无线信号，判断并执行相应的操作，对自身的工作参数进行设定，接收存储系统的信息并转发，对存储测试系统进行控制等。

4.2 系统的硬件电路

文章研究的无线数据传输系统硬件电路的设计主要分为五个部分，依次为：功率放大电路、射频电路、接口电路、微处理控制电路以及电源电路的设计。在这当中，控制电路与射频电路的主要功能是用来实现无线数据的传输，功率放大器用来延伸通信的距离，接口电路的主要职能就是获取和传输经过测试所得的数据，而电源电路则是在低耗能的要求下，负责为整个无线系统进行供电。频射电路要以无线射频的芯片为核心，通过搭建恰当的外围原件来实现电路的设计；功率放大器的电驴设计由于无线控制指令传输的双向性，需要对射频收发转换开关进行考虑；控制电路是无线数据传输系统中的重要环节，也是系统实现功能的基本保障，因此要特别注意微处理器的选择问题。

4.3 系统的软件设计

近距离无线数据传输系统的软件设计业十分关键。首先，主程序的设计，单片机控制主程序负责控制指令的完成与测试数据的无线传输，根据上述内容，可以将其分为主控系统控制程序与从控制程序两个部分进行设计；其次，子程序的设计，该部分主要包括连接测试系统模块、测试系统上电模块、工作参数设定模块的设计，测压自检模块、速测自检模块、调平衡模块、等待时间设定模块，读取测试数据模块的设计等。

4.4 系统的调试与检测

在近距离无线数据传输系统设计完成后，需要与存储系统进行联调，并对其进行无线数据传输的检测，主要是针对控制指令的无线收发，测试数据的无线传输进行相应的实验测试，并要对无线数据传输系统的有效传输距离及平均传输速度进行性能的检测。测试的结构就是无线传输系统设计可行性的最佳体现。此外，还要重点对无线数据传输的速度与传输的距离进行相关的测试，实验的次数最好控制在三次以上，以保证实验数据的精准性，测试的内容要包含传输的之间，传输的速率及平均传输速率等项目。无线数据传输距离的检测可以在室外空旷之处完成，将无线数据传输的距离作为控制的变量，进行多组不同距离的测试，并对数据传输的成功率进行记录和统计。

5 结束语

上述内容主要简要介绍了近距离无线数据传输技术，无线通信系统的基本结构以及近距离高速无线数据传输系统设计需要遵循的原则，并重点对近距离高速无线数据传输系统的相关内容进行了全面的分析和研究。总的来说，我国在近距离高速无线数据传输先进技术的研发与系统的设计方面还有着十分广阔的发展空间。

参考文献

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