基于单片机的无线电通信技术分析

焦娇 姜浩军

摘 要：无线电通信的发明是人类通信领域一个重要的里程碑事件。随着计算机技术、通信技术和无线电技术的发展与完善，无线电通信日渐成熟，成为当前人类社会的主流通信技术和通信方式。和其它通信方式相比，无线电通信技术具有高效、快捷、方便、机动灵活、稳定可靠等优势，因而广泛应用于远程遥控、汽车电子、门卡、环境监测和电气自动化等多个领域。其中，单片机就是无线电通信的重要应用领域。在配套技术的推动下，目前单片机和上位机之间的联系已经不在使用原来的有线传输方式，而是使用依赖于无线数据传输的有线串、并行总线、I2C和CAN总线。文章围绕基于单片机的无线电技术相关问题进行探讨，首先介绍了无线电通信基本概念和性能特点，其次简要介绍了单片机的性能、参数，最后对无线电通信距离的影响因素加以分析。

关键词：单片机；无线电通信技术；应用

引言

对电能的应用是人类社会进入现代文明的一个重要标志。由于电能的高效便捷和适用性广的特点，在人类社会生产、生活各个领域都能够看到电能的应用。在通信领域，使用电进行信息传递的方式称之为电通信。根据实现的方式不同，电通信通常分作有线电通信和无线电通信两大类。有线电通信以电线、电缆为载体进行信息传递。无线电通信则是将信息通过无线电波的方式向远方传递。无线电通信可以传输的信息类型非常丰富，包括数据、文本、语音、图像等各个类型。相较于有线电通信，无线电通信对基础设施的要求相对较低，无须架设专用的通信线路，在通信距离上受限也少，通信机制灵活，便于构建。其缺点是受自然环境条件影响较大，条件恶劣时传输质量会大幅降低。保密性差，电信号容易被截获、窃取。无线电通信适用范围更广，发展潜力巨大，是当前通信技术的主流发展方式。

1 无线电通信基本概念和特点分析

无线电通信将传递的信息按照一定规律转为电磁脉冲，以电磁波为载体，向四面八方传递，然后通过专用设备接收并还原成相应信息。由于使用电磁波为传输载体，无线电通信具有传播范围极远，通信效率高等诸多特点，是现代化信息传递的主流技术。

1.1 受时间、空间限制影响微弱

人类社会活动纷繁复杂，不确定因素很多。一般的通信方式往往会因为某些无法预估的因素受到干扰，通信质量下降，严重时甚至无法进行。相对而言，无线电通信由于是采用向四周发射电磁波的形式进行信息传递，受时间、空间影响微弱，从而可以更加方便灵活的传递各类信息。随着科学技术的发展，特别是网络技术的实现，更是进一步推动了无线电通信的发展，信息传递效率大幅提高。

1.2 机动性高，适用性广

无线电通信技术是一门综合性很强的实用工程学科。它综合利用了数字技术、精密机械、智能控制等多种现代化先进技术。信息传输速度快、存储量大、功能丰富、基础设备构建灵活，智能化水平较高，能够在很多环境下实现信息通信目标，特别是在军事构建地域通信网方面的贡献非常突出。

1.3 通信稳定可靠

无线电通信在基础设施方面不需要连续建设长距离的通信电缆，使用无线电波作为信息传递介质的方式，在应对自然灾害方面具有得天独厚的优势。除了极少数信号受到严重干扰的情况，无线电通信都能够较为正常的进行，保持通讯联络通畅。无线电通信技术摆脱了通信线路建设的繁琐环节和传输距离限制，传输距离更远，方式更加灵活。

1.4 信息安全缺乏保障

无线电通信使用无线电作为信息载体。而电磁波在传递过程中容易受到外界的干扰，降低通信质量，同时，只要使用相应设备，无线电波就会受到窃取，其中所包含的信息也就难以保密。无线电通信安全问题是无线电通信领域最受关注的问题之一。随着全球市场化趋势的日渐明显，企业竞争程度与日俱增。作为最广泛使用的通信手段，无线电通信的安全问题愈加突出。提高通信安全保障水平，是无线电通信领域今后主要的发展方向。

2 单片机概述

单片机是目前工业生产中重要的集成控制设备，在工业自动化、智能化生产中发挥着至关重要的控制和信息运算作用。单片机自上个世纪七十年代出现以来，经历了40多年的发展，实现了多次技术革新。当前的单片机和上位机之间的通信联系，已经不再使用有线通信，而是使用有线串、并行总线、I2C和CAN总线技术，上述功能的实现，最终依赖于无线电通信。下面就对单片机的主要性能参数进行简要介绍。

（1）电源范围：单片机可以使用4伏到5.5伏的电源。

（2）工作频率：51单片机是当前单片机性能较为先进的一种。相对于工作频率最高只能达到24兆赫兹的89C51为代表的89C5*，89S5*系列产品，51单片机最高工作频率可到33兆赫兹。

（3）兼容型：目前的单片机具有良好的兼容性，同一程序，在不同单片机上运行的结果是一致的。

（4）加密功能：经过多年的发展，单片机的保密性能大幅提高，相较于过去的单片机，目前新型单片机上应用的程序都有着很强的保密措施，可以有效防止知识产权遭受侵犯。

（5）抗干扰性：和采用外接看门狗计时器单元电路的89C51型不同，新型单片机将看门狗计时器集成在设备内部，不仅有效缩减了设备所占空间，更使得抗干扰性能得以大幅提高，设备运转更加安全稳定。

3 无线电通信距离主要影响因素分析

在无线电工作频率保持不变的情况下，无线电通信距离的影响因素主要有发射功率、发射天线增益、传播损耗、接收天線增益、接收机灵敏度等因素。要增加通信距离，就必须提高上述因素中的增益因素，比如发生功率、发生天线增益、接收机灵敏度等，减少减益因素，比如传播损耗等。上述无线电通信距离影响因素中，一部分因素能够人为控制、影响，这些因素包括接收灵敏度、RX-天线增益、发射输出功率等。还有一部分因素是无线电技术特点决定的，不能人为的改动，这些因素包括输损耗、路径损耗、多径损耗、周围环境的吸收等。为此，要提高无线电通信的距离，就必须从可以人为控制的几个因素，比如接收灵敏度、天线增益、发射功率等因素着手。

4 结束语

随着社会的发展，人类生产、工作和日常生活活动对于通信的需求越来越高。无线电通信技术机动灵活、可靠稳定，对于现代社会节奏快捷、情况复杂的工作生活方式具有极高的适用性。我们相信，在信息科学、材料科学、网络技术和计算机技术等日臻完善的基础上，无线电技术势必获得更快的发展，实现更高层次的应用，为人类社会现代化水平的提高做出更加积极的贡献。

参考文献

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[5]杨博，王磊，杨创业.我国无线通信技术的发展和应用研究[J].电脑知识与技术，2010.

作者简介：焦娇，牡丹江师范学院，研究生学院无线电物理专业。

姜浩军，牡丹江师范学院，研究生学院无线电物理专业。