无线生产数据下的智能数据传输系统的设计与应用

崔晓玲

【摘要】 在计算机网络技术、无线技术和信息管理技术的飞速发展，使工业企业控制自动化逐渐发展为无线化和智能化。传统的自动化控制主要使用导线进行数据传输，不仅会存在一些安全隐患，还会造成资源的浪费。文章首先对无线技术进行了简单概述，然后对系统的分析与设计进行了分析，最后描述了系统在日常生活中的应用。

【关键词】 无线技术 智能化 数据传输

无线技术下的数据传输相比于传统数据传输技术有着很大的优势，例如操作简单、成本低和维修方便简单。无线技术是通过设备将信息轉变为电磁波在空气中传播，所以很容易被空气中的各种因素所干扰，导致数据传递的失真。由此看来，只有保证了数据传输的真实性才能保证系统的可靠性。

一、无线技术的概述

收发信机、空中信道和天线馈线是无线技术系统的三个组成部分。在对系统进行前期准备设计工作时，要确定好电台指标和各种设备的物理位置，这些的确定主要通过对系统的通信、传输速度还有传输范围的要求来进行。在前期准备工作完成后主要还有两个技术问题，第一是在无线信道上的传输还有就是网络的拓扑结构和媒介接入控制问题。对无线技术下的智能传输系统的迫切需求是其发展的重要原因。该项技术的提高和使用极大的节约了人力和财力资源。不仅如此，在保证传输过程的速度和数据不受干扰的同时，还要对数据的安全进行保障，这一功能的提出和实现是使用户能够信赖该系统的基础。这也就对无线生产数据下智能数据传输系统的研发和完善提出了更大的挑战。

第一，在无线信道上的传输。无线信道有三个特性，这也就使得对于无线信道的优化可以从三个方面进行，可以多角度的提高数据传输的速度和真实度，最简单的几种方法有：将天线定向、分集接收信息、扩大频率等。

第二，网络结构和控制技术。目前的网络结构也是有三种。其中中心控制结构有着高效利用信号发射频率等优点，所以，这是最多被使用的网络结构。控制技术主要包括两个方面，一方面是接入协议还有一方面是高效利用信道，因为不会有一个用户长时间的利用信道，所以做好多个用户在信道使用方面的协调工作极为重要。

大概在二十世纪末，世界上出现了无线数据传输设备贩卖和使用的高潮，各个商家看到了该技术的前景，都推出了自己创新的产品，使得价格降低。更引来更多的使用者，促进了无线技术的深度发展。

二、系统的分析与设计

在做系统之前要对系统的环境进行分析，例如系统是要对野外的电器设备进行监控，这就要求该系统对恶劣环境的适应性。

野外的电器设备数量众多，而且位置偏僻，导致日常对其的维修检测及检查出现不便甚至危及生命。在自动化控制技术的飞速发展背景下，大多的电器设备都采用了这项技术，可以随时通过网络在办公室对电器设备进行监控，但是传统的数据传输系统仍然使用金属导线，对于该系统的安装和使用造成很大的不方便，因为在安装过程中需要大面积的铺设电缆对施工要求大大加强，还增加了造价。不仅如此，在使用过程中，还要经常对其进行检修和替换因为电缆造价较高，如果监管不力会被盗窃，还易损坏，这样不仅成本大幅提升，还对正常的数据传输造成了麻烦。

不仅如此，野外由于环境较差发展落后，导致电力不能持续供应，一旦断电发生，这就要求利用电池对其进行能量供应，所以电池的使用寿命也要进行提高，这样才能保证正常持续的数据传输。

以此环境分析为依据对系统进行基本设计，针对野外这种恶劣环境，系统需要采用AT89S52单片机（MCU）控制CC1000收发模块来实现功率的自动调节，这种搭配可以在不同环境下将系统的使用功率自动调节到最适应的大小，在环境好的情况下，该系统会在正常数据传输时，确保下降低使用功率。由于使用功率的降低，使得的电量被保存，在环境差的情况下，极少的使用电量，保证电池的使用寿命，从而减少成本投入并且长时间的保证电子设备的使用时间，来保障数据传输的持久。

在设计中需要考虑各方面的问题并且将其解决，才能更好地完善系统的功能。根据以上对系统环境、适用范围和使用要求的分析提出以下几个想法：

1.应用适合的单片机（MCU）使系统可以达到设计要求并且造价低廉。2.建立数据传输的信道，将从电器设备上采集到的数据传输到控制中心。3.系统有自动检测数据是否传输失真的功能，例如对采集到的数据进行编码等。4.设计电路的放大。

系统的初步设计完成后要对其进行可行性分析。目前的无线技术已经颇具成熟感，其对于基本数据的传输不容置疑，但是为了数据传输的真实安全性考虑需要签署完善成熟协议，可以向业内的专业协议学习，做出相适应的通信协议。对于计划中要求的硬件设备的应用也不难实现，只要运行高配置的软件与之相匹配即可实现。如果系统计划的可行性研究没有通过就要对以上计划进行适当调整和完善，但是不能因为顾忌成本和可行性就将系统的基本功能和要求改变，要在将计划设计到可行的方面兼顾系统的功能和要求。

三、系统的具体原理和特点

系统的产生是为了应用，当完善成熟的设计出一个完整传输系统后，将其应用在实际才是真正的完成功。

在工作过程中，系统内部会组成一个个小团体，这些团体内部有数个设备，如果各个设备之间要想进行数据传输就要先对设备码进行辨别，如果是本团体的设备就进行传输，否则关闭此次数据传输。当一个团体内的设备1号的MCU将采集到的数据传给无线收发设备及放大模块后，放大模块会对该数据进行放大，然后传输给指定目标设备。该设备不仅可以是同团体中的其他小设备，例如设备2号，还可以是控制中心的设备3号。由于自动调节功率的功能的实现，使得在指定目标设备与设备一号传输过程中，在不影响正常的数据传输的条件下，使用最小的使用功率，保证电量的持续供应和使用寿命。由于系统处于户外甚至是有着恶劣环境的野外，导致环境多变，使得功率在一直进行调整，所以系统会将每次调整都记录下来。

当调整好使用功率，以后设备1号会利用这个功率进行数据传输，当数据到达指定目标设备后，目标设备会利用同样的功率予以回应。在同一个团体内，如果一个设备在同时和数个设备进行数据传输，根据数据的不同，会有不同的功率与其他设备进行数据传输。例如，当设备1号同时与2号、3号和4号进行数据传输，那么1号和2号，1号和3号，1号和4号之间所用的功率很有可能不相等。在这一系统中的所有的设备都有这项功能。同时，系统好友自动报警系统，当团体内的某个设备很长时间不进行工作，这就表明此设备出现问题，会及时向控制中心的设备提出示警，及时通知工作人员进行检修。

该系统有以下几个特点：

1.完全以无线技术为基础，缓解了利用金属导线的传统模式带来的施工困难和成本高昂的问题。操作简单，节约资源。2.利用高科技软件硬件，减少了传输过程中的感扰，使得传输的数据安全可靠。3.有着自动调节功率的功能，节约电能保证数据的长时间持续传输。4.数据最终传输到控制中心，便于工作人员对数据进行分析。5.有自动报警功能，方便工作人员及时对其进行检修，这也保证了不使数据的传输因系统的损坏而中断。

结语：该系统基本实现了生产要求，由于其自动调节功率的功能创新，能够适应野外的恶劣环境，保证了数据的有效传输，在以后更深入的研究中，要对该项功能进行细致的研究，争取提高整个系统的节能功能。

参 考 文 献

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