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無線通訊技術(shù)由于是無線接入式,因此具有靈活、快捷、高效的特點(diǎn),它可以快速的地進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像和文字語音的直接傳輸,不受時(shí)間和空間的限制。無線通訊技術(shù)加強(qiáng)了各國的經(jīng)濟(jì)和文化的交流,也方便了人們的生活。無線通訊技術(shù)還有可靠性高,機(jī)動(dòng)性和可用性強(qiáng)的特點(diǎn)。由于無線通訊技術(shù)設(shè)備比較小,并且是通過無線接入的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?,因此不受地震,雷雨等自然?zāi)害的影響,即使在自然災(zāi)害很大的時(shí)候依舊可以保持信息暢通無阻的進(jìn)行,保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。但是,無線通訊技術(shù)也有自己的缺點(diǎn),比如信息的保密性較差,安全度不高的特點(diǎn),因?yàn)槭菬o線的傳輸,因此無線網(wǎng)絡(luò)在傳輸信息的過程中很容易導(dǎo)致信息的泄露和信息攔截,因此在安全性上比較差。
2無線通訊技術(shù)的創(chuàng)新
2.1WirelessHART技術(shù)
WirelessHART技術(shù)運(yùn)用的是網(wǎng)格狀的組織網(wǎng)絡(luò),這樣每一臺(tái)設(shè)備都可以作為無線路由器來使用,它的功率更低,對(duì)于無線的傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)越多,網(wǎng)絡(luò)可覆蓋的范圍越廣,距離越遠(yuǎn)。而對(duì)于WirelessHART的頻率為2.4GHz~2.4835GHz,這是國際通信聯(lián)盟開放給工業(yè)、醫(yī)學(xué)和科學(xué)三個(gè)主要機(jī)構(gòu)使用的免費(fèi)頻段,因此WirelessHART技術(shù)不會(huì)對(duì)其他的通訊造成干擾。另外,在環(huán)保方面,WirelessHART技術(shù)的無線設(shè)備是微功率短距離的設(shè)備,這對(duì)于用戶所擔(dān)憂的網(wǎng)絡(luò)功率就不論無線通訊技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用文/陳浩 孟夏無線通訊技術(shù)具有覆蓋面積廣、信息傳遞快、不受自然災(zāi)害的限制等特點(diǎn),它是我們時(shí)代和科技不斷發(fā)展的產(chǎn)物。無線通訊近些年也在不斷的創(chuàng)新,和廣泛的應(yīng)用到我們的生活中來。這篇文章就是針對(duì)無線通訊技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用的討論。摘要是問題了,不會(huì)對(duì)工作人員造成不良影響,它的發(fā)射功率為10MW,比手機(jī)使用的峰值還低。
2.23G和4G網(wǎng)絡(luò)
目前在我國3G技術(shù)日漸成熟,TD-SCDMA、CDMA2000和WCDMA作為我國研發(fā)的3G無線通訊技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域,3G信號(hào)覆蓋面積廣,對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸快速,并且能支持語音信號(hào)和數(shù)據(jù)的傳輸和切換,這些3G技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成世界的主流,目前3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)非常成熟,wcdma的技術(shù)的版本不斷升級(jí)。目前,又出現(xiàn)了更高的覆蓋率和通訊的技術(shù),4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù),目前4G技術(shù)還在剛剛起步的階段,它更加的低成本,并且沒有距離限制,這是對(duì)于3G的傳輸上的一些缺點(diǎn)和弊端做了一些調(diào)整和升級(jí)的網(wǎng)絡(luò)傳輸,它更加的快捷,方便,數(shù)據(jù)傳輸量更大。3G和4G的優(yōu)勢(shì)越來越明顯。
2.3WLAN網(wǎng)絡(luò)
WLAN技術(shù)作為寬帶的無線通訊網(wǎng)絡(luò),已經(jīng)廣泛應(yīng)用到生活中,這種寬帶無線式接入技術(shù)使網(wǎng)速更快、更靈活,它采用與商業(yè)一樣的2.4GHz的波段。目前,WLAN寬帶已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到辦公室,家庭網(wǎng)絡(luò)中。但是WLAN寬帶的無線距離傳輸受到限制,只能在比較小的空間內(nèi)才能接收到信號(hào),傳輸數(shù)據(jù),因此還沒有被運(yùn)用到更廣泛的領(lǐng)域中。
2.4UWB技術(shù)
UWB技術(shù)是一種超寬帶無線通訊技術(shù),它是利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù),因此它的頻譜范圍非常廣。它基本上是在3.1~10.6GHz頻段中占用500MHz以上的寬帶,因此它的功率很低,發(fā)射和接收數(shù)據(jù)比較簡單,發(fā)射信號(hào)的功率譜密度低,定位精度高。因此UWB技術(shù)更適合運(yùn)用在室內(nèi)等密集多徑的場所,它能夠穿透墻壁,地面,身體系統(tǒng),對(duì)于個(gè)人娛樂的局網(wǎng)是最具特色的無線通訊設(shè)施。
3無線通訊技術(shù)的應(yīng)用
3.1工業(yè)中的運(yùn)用
在工業(yè)生產(chǎn)中,無線通訊設(shè)備也在廣泛的應(yīng)用,并發(fā)揮著巨大的作用。其中比較運(yùn)廣泛的是,無線短程網(wǎng)和無線局域網(wǎng)。無線短程網(wǎng)功耗低,工作周期比較短,使收發(fā)信息的功耗降低,采用休眠模式。并且它數(shù)據(jù)傳輸可靠性高,同時(shí)預(yù)留了需要固定寬帶的的專用空隙,避免了在信息傳輸過程中的碰撞和干擾。無線短程網(wǎng)還具有時(shí)延小的特點(diǎn),無論是在休眠狀態(tài)還是在激活狀態(tài)下的時(shí)延都很短。另外,它還具有兼容性,通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)作建立自己的網(wǎng)絡(luò)圈,加強(qiáng)課信息傳遞的可靠性。在工業(yè)中還經(jīng)常用到的是無線局域網(wǎng),它在工業(yè)發(fā)展上起著越來越大的作用。因?yàn)樵诠I(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域有很多的感應(yīng)器、PLC、計(jì)算機(jī)、讀卡器等等,這些設(shè)備的連接和信息傳輸都需要有一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò),這些設(shè)備提供的通信接口通常是RS-232或RS-485,無線局域網(wǎng)將這些接口的設(shè)備都連接到一起,利用網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)互相轉(zhuǎn)換,這樣就使工業(yè)設(shè)備的通訊能力不斷加強(qiáng),還大大提高了信息處理能力,并且無線局域網(wǎng)覆蓋廣,這在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中,起著重要的作用。對(duì)安全防御管理、電信、光纖、生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化都有很多的應(yīng)用。
3.2生活中的運(yùn)用
無線通許科技現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的運(yùn)用到我們的生活中了。從之前的紅外和藍(lán)牙開始,已經(jīng)被我們的手機(jī)、電腦、文曲星等很多的電子產(chǎn)品應(yīng)用到生活中,我們可以通過無線通訊設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)、圖片、音頻、視頻,這不僅方便了我們的生活,也提高了我們的生活質(zhì)量。隨著科技的不斷發(fā)展,通訊技術(shù)也在不斷發(fā)展,從過去有線的網(wǎng)絡(luò),到現(xiàn)在WLAN已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于我們的家庭、辦公室、娛樂場所和公共場合,人們隨時(shí)隨地都能通過無線網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)。另外,GPS等系統(tǒng)也在不斷的豐富我們的生活,在開車的時(shí)候我們可以通過GPS定位,尋找路線,搜附近的美食、找公交站點(diǎn)等等,這些無線通訊技術(shù)已經(jīng)不斷地影響我們的生活,并使我們的生活質(zhì)量不斷提高。
4總結(jié)
目前普遍使用的無線通訊平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單,可移植性差,為了實(shí)現(xiàn)各種無線功能,往往在每個(gè)具體的無線通訊平臺(tái)上都需要實(shí)現(xiàn)各種不同的無線應(yīng)用,應(yīng)用和無線通訊平臺(tái)間的接口十分繁多。因此,深入研究通用的無線通訊平臺(tái)技術(shù),研制實(shí)用的無線通訊平臺(tái)就具有十分重要的意義。論文深入分析了作為無線通道和無線應(yīng)用間橋梁的無線通訊平臺(tái)的技術(shù)特點(diǎn),闡述了嵌入式無線通訊平臺(tái)的設(shè)計(jì)需求及其體系結(jié)構(gòu),并參考已有的無線通訊框架和相關(guān)通訊命令,設(shè)計(jì)了 Wireless-Platform 嵌入式無線通訊平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了無線通道和無線應(yīng)用之間的平穩(wěn)和高效通訊,使各種無線應(yīng)用與具體的無線通訊平臺(tái)無關(guān)。
一、 嵌入式無線通訊平臺(tái)的概述
隨著計(jì)算機(jī)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣,計(jì)算越來越自由,從一般的手持設(shè)備(如:手機(jī),PDA 等)到網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備(如:路由器、交換機(jī)等)都涉及到嵌入式應(yīng)用,并呈現(xiàn)滲透計(jì)算模式(PervasiveComputing)。各種嵌入式設(shè)備都具有功能專一、針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。隨著 Internet 的發(fā)展,Internet 技術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)等結(jié)合日益密切,以手持上網(wǎng)設(shè)備(如:移動(dòng)電話和智能 PDA)為代表的嵌入式信息終端就是這類結(jié)合體,這種手持上網(wǎng)設(shè)備一般都需要使用無線業(yè)務(wù)功能的支持來實(shí)現(xiàn)各種無線業(yè)務(wù),如:通話,發(fā)送消息和其他操作。手持上網(wǎng)設(shè)備主要是通過無線通訊方式進(jìn)行各種信息交互和傳遞,而無線通訊平臺(tái)正是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。嵌入式系統(tǒng)主要特點(diǎn)之一是多樣性。設(shè)備生產(chǎn)廠商在芯片選擇、無線通訊指令標(biāo)準(zhǔn)、無線業(yè)務(wù)支持和操作系統(tǒng)等會(huì)有許多不同的要求,沒有任何無線通訊平臺(tái)可以滿足所有嵌入式系統(tǒng)的要求。因此無線通訊平臺(tái)各個(gè)模塊也會(huì)根據(jù)不同的嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行不同實(shí)現(xiàn),唯一相同的是無線通訊平臺(tái)提供給各種無線應(yīng)用的抽象接口不會(huì)改變。無線通訊方式具有分散性、多樣性和變異性的特點(diǎn)。軟件開發(fā)過程中必須對(duì)無線通訊的特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)分,對(duì)各種業(yè)務(wù)進(jìn)行更有針對(duì)性的設(shè)計(jì)開發(fā),才能實(shí)現(xiàn)無線通訊平臺(tái)對(duì)各種無線應(yīng)用的可拓展。
二、 嵌入式無線通訊平臺(tái)的設(shè)計(jì)
1、體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
由于無線通訊平臺(tái)需要處理的數(shù)據(jù)接口種類比較繁多,無線通訊命令的標(biāo)準(zhǔn)也不同。無線通訊平臺(tái)需支持各個(gè)無線應(yīng)用并行請(qǐng)求,處理無線上報(bào)消息,轉(zhuǎn)發(fā)無線應(yīng)答給無線應(yīng)用,通知無線應(yīng)用處理上報(bào)消息,對(duì)無線數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖和無線通信命令處理的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。無線通訊平臺(tái)由三個(gè)邏輯抽象層構(gòu)成:數(shù)據(jù)處理層,服務(wù)處理層和應(yīng)用接口層。無線通訊平臺(tái)總體流程如圖所示:
2、 各應(yīng)用接口的設(shè)計(jì)
query 接口:當(dāng)應(yīng)用需要查詢無線通訊模塊的相關(guān)狀態(tài)等信息的時(shí)候,可以通過 query 接口來進(jìn)行查詢;需要傳遞需要查詢的狀態(tài)的查詢類型,每種無線通訊模塊的狀態(tài)都對(duì)應(yīng)一種類型,如:運(yùn)營商號(hào)等;
modify 接口:當(dāng)應(yīng)用需要更改無線通訊模塊的狀態(tài)信息的時(shí)候,可以通過 modify 接口進(jìn)行狀態(tài)更新,參數(shù)包括:更新狀態(tài)的類型和需要更新的值。
add 接口:添加數(shù)據(jù)到 SIM 卡存儲(chǔ)空間中,傳遞參數(shù)包括:位置,存儲(chǔ)空間標(biāo)志,電話號(hào)碼,電話類型和姓名等信息;
update 接口:更新 SIM 卡存儲(chǔ)空間中的數(shù)據(jù),傳遞參數(shù)包括:位置,存儲(chǔ)空間標(biāo)志,電話號(hào)碼,電話類型和姓名等信息;
remove 接口:刪除 SIM 卡存儲(chǔ)空間中的數(shù)據(jù),傳遞參數(shù)包括:位置和存儲(chǔ)空間標(biāo)志等;
read 接口:讀 SIM 卡存儲(chǔ)空間中的數(shù)據(jù),需要傳遞的參數(shù)包括:位置和存儲(chǔ)空間標(biāo)志等;
flush 接口:由于電話本命令實(shí)時(shí)性要求不高,并且數(shù)據(jù)量比較大,因此電話業(yè)務(wù)服務(wù)器中對(duì)電話本命令和數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖。當(dāng)命令緩沖區(qū)滿的時(shí)候才執(zhí)行命令,如果需要立即執(zhí)行緩沖區(qū)中的命令,那么需要調(diào)用此接口。需要傳遞的參數(shù)包括:存儲(chǔ)空間標(biāo)志等。
send 接口:發(fā)送短消息請(qǐng)求,傳遞的參數(shù)包括:短消息內(nèi)容和消息標(biāo)志等;
read 接口:讀取 SIM 卡某條短消息請(qǐng)求;
write 接口:往 SIM 卡寫短消息請(qǐng)求,傳遞的參數(shù)包括:短消息內(nèi)容和消息標(biāo)志等;
delete 接口:從 SIM 卡刪除某條短消息請(qǐng)求,傳遞的參數(shù)包括:消息標(biāo)志和需要?jiǎng)h除的短消息位置等。
accept 接收來電:發(fā)送接收來電請(qǐng)求;
dial 撥號(hào):呼叫當(dāng)前的電話號(hào)碼,傳遞的參數(shù)包括:需要呼叫的電話號(hào)碼;
state 電話狀態(tài)查詢:查尋當(dāng)前電話的狀態(tài);
hangup 掛斷電話:掛斷當(dāng)前的電話。
hold 保持電話:讓當(dāng)前電話處于保持狀態(tài)。
activate 恢復(fù)電話:讓處于保持狀態(tài)的電話重新恢復(fù)。
join 加入多方會(huì)議。
splitMultiCall 離開多方會(huì)議。
begin:開始 STK 功能。
response:傳遞請(qǐng)求類型。
3、電話業(yè)務(wù)服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)
應(yīng)用注冊(cè)。由于無線系統(tǒng)有通知信息和命令結(jié)果返回,應(yīng)用對(duì)于通知消息和/令結(jié)果返回的處理是被動(dòng)的,電話業(yè)務(wù)服務(wù)器不能夠喚醒每個(gè)應(yīng)用去處理無線通知消息和命令結(jié)果返回。因此,應(yīng)用需要向電話業(yè)務(wù)服務(wù)器進(jìn)行注冊(cè)。
請(qǐng)求操作。應(yīng)用發(fā)送無線操作請(qǐng)求,電話業(yè)務(wù)服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求的唯一標(biāo)志,調(diào)用對(duì)應(yīng)的通訊處理模塊接口。
管理通訊通道。由于各個(gè)接口通過向指定的通道發(fā)送消息的方式傳遞數(shù)據(jù),因此電話業(yè)務(wù)服務(wù)器必須對(duì)通訊通道進(jìn)行建立,關(guān)閉和維護(hù)。
管理不同的通訊處理方式隊(duì)列。讓不同的通訊處理方式可以在一個(gè)通訊平臺(tái)中同時(shí)使用,而不會(huì)互相影響。
[關(guān)鍵詞]ARM7無線傳輸指紋辨識(shí)
中圖分類號(hào):TP2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1110048-01
一、發(fā)展背景
目前國內(nèi)外的指紋識(shí)別系統(tǒng)設(shè)備大多停留在指紋采集器、和一臺(tái)計(jì)算機(jī)的組合水平上,這樣的系統(tǒng)有很多缺陷。針對(duì)于目前國內(nèi)存在的一些不足,本項(xiàng)目擬以ARM芯片為核心的藍(lán)牙通訊芯片硬件,以指紋識(shí)別系統(tǒng)為核心的軟件,實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于ARM的無線便攜式指紋辨識(shí)系統(tǒng)平臺(tái),能實(shí)現(xiàn)無線通信傳輸。以此改進(jìn)現(xiàn)有的指紋識(shí)別系統(tǒng),并期望在應(yīng)用方面得到推廣。
二、研究意義
為了解決目前大多指紋識(shí)別系統(tǒng)的攜帶不方便,身份識(shí)別時(shí)間較長,工作效率低,且目前的系統(tǒng)都不具有通信交換功能和信息傳遞的及時(shí)性的缺點(diǎn),有針對(duì)性的去設(shè)計(jì)和開發(fā)一種無線通信功能的便攜式指紋識(shí)別系統(tǒng)。
三、創(chuàng)新點(diǎn)
與常見的產(chǎn)品模型相比,有如下優(yōu)點(diǎn):1.便攜式:本項(xiàng)目擬設(shè)計(jì)以ARM9為平臺(tái)的便攜式指紋識(shí)別系統(tǒng),該系統(tǒng)可以方便在室外使用,通過比較存儲(chǔ)器內(nèi)的指紋特征信息與現(xiàn)場采集的指紋信息可以完成身份確認(rèn);2. 速度快:通過相關(guān)人員的指紋能夠馬上確認(rèn)身份,無需與計(jì)算機(jī)相連;3. 實(shí)現(xiàn)了無線通訊的模式:通過單片無線收發(fā)芯片可以完成與機(jī)構(gòu)中心的信息交流。
四、硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括指紋采集、無線通訊、和存儲(chǔ)模塊三個(gè)部分。先利用指紋采集模塊采集指紋圖像,再經(jīng)ARM9模塊進(jìn)行算法處理,把相關(guān)的信息存儲(chǔ)起來,并與存儲(chǔ)模塊的中的指紋比對(duì)確認(rèn)身份,并通過無線通訊模塊把相關(guān)信息發(fā)送至信息中心。1.指紋采集指紋采集傳感器采用OV7620,并以I2C總線及DMA的數(shù)據(jù)傳輸方式實(shí)現(xiàn)與CPU的信息交互。當(dāng)nXDREQ1輸出由高電平變得低電平時(shí),傳感器便有數(shù)據(jù)輸出,并且數(shù)據(jù)能夠維持至下一個(gè)同樣的過程的到來。這正好符合44B0的外部DMA請(qǐng)求的單步模式的要求。于是自然就可以采用DMA的方式來讀取數(shù)據(jù)。最終的數(shù)據(jù)讀取是通過片選鎖存器來實(shí)現(xiàn)的。由于DMA的方式不干預(yù)CPU,因此也大大提高了讀取的速度。2.電源管理。電源管理部分采用了1150mAh的LI電,通過DC-DC升壓至5V,再通過LDO給系統(tǒng)所需要的3.3V和2.5V電壓。具體的實(shí)現(xiàn)過程為:電池供電時(shí),開關(guān)S9按下,TEST1點(diǎn)由高變低,Q0導(dǎo)通,NAND網(wǎng)絡(luò)為高,系統(tǒng)開始供電,此時(shí)程序運(yùn)轉(zhuǎn)并給與SHDN引腳高電平信號(hào),促使Q6導(dǎo)通,此時(shí)即使按鍵抬起TEST1點(diǎn)仍為低電平,維持Q0的導(dǎo)通。當(dāng)插上U后,按鍵的按下使得Q4導(dǎo)通,Q0此時(shí)截至,系統(tǒng)由電池供電切換為U供電,其它道理相同。關(guān)機(jī)時(shí)按鍵按。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)圖像的連續(xù)采集以及溫度、濕度、照明亮度等的控制。其中圖像采集是系統(tǒng)的核心,其工作流程如下:(1)默認(rèn)情況下,系統(tǒng)工作在休眠狀態(tài)。(2)工作人員通過PC管理軟件發(fā)送命令開始采集圖像,軟件通過USB接口把命令發(fā)送給藍(lán)牙適配器ARM命令。(3)接收到圖像采集命令后,ARM控制CPLD開始采集圖像數(shù)據(jù)。(4)CPLD把采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)寫入一塊SRAM中,把ARM的總線切換到該SRAM上,并通知ARM進(jìn)行壓縮;同時(shí)CPLD往另一塊SRAM中繼續(xù)采集下一幀圖像,便于提高系統(tǒng)的吞吐率。(5)ARM通過藍(lán)牙模塊返回響應(yīng)命令,并返回采集JPEG-LS圖像的頭信息。(6)PC管理軟件發(fā)送命令接收下一行壓縮圖像,ARM壓縮該行原始圖像,并發(fā)送壓縮數(shù)據(jù);如果出錯(cuò),可以重新發(fā)送。重復(fù)本步驟可以獲取整幀壓縮圖像。(7)PC軟件對(duì)壓縮圖像解碼并顯示,并提供其他附加功能,如圖像處理、保存等。(8)重復(fù)步驟(2)~(7),獲取下一幀壓縮圖像。由上述流程可以看出,JPEG-LS壓縮以及無線信道傳輸決定整個(gè)系統(tǒng)的圖像傳輸速率。無線傳輸采用藍(lán)牙技術(shù),其標(biāo)稱空中速率為1 Mbps,不易提高;因此,系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心是JPEG-LS的編碼效率。3.ARM與藍(lán)牙接口設(shè)計(jì).藍(lán)牙是無線數(shù)據(jù)和語音傳輸?shù)拈_放式標(biāo)準(zhǔn)。它將各種通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其終端設(shè)備、各種數(shù)字系統(tǒng),甚至家用電器,采用無線方式連接起來。為了優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),我們采用性價(jià)比高的CSR BC2實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙無線串口。CSRBC2是一款高度整合的模塊級(jí)藍(lán)牙芯片,主要包括:基帶控制器、2.4~2.5GHz的數(shù)字智能無線電和程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。通過該模塊,系統(tǒng)可以提供無線標(biāo)準(zhǔn)UART接口,支持多種波特率(如9.6 kbps、19.2 kbps、38.4 kbps、57.6kbps、115.2 1kbps、230.4 kbps、460.8 kbps、92l.6 kbps)。當(dāng)速率為460.8 kbps時(shí),藍(lán)牙芯片能夠正常工作;而在921.6kbps時(shí),會(huì)有很高的誤碼率。
五、軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括固定主程序,管理功能模塊,指紋采集算法模塊,指紋匹配算法模塊,無線通信程序模塊,硬件操作模塊等。以下為各個(gè)模塊所包含的函數(shù):1.指紋采集算法模塊:打開采集儀函數(shù)、關(guān)閉采集儀函數(shù)、設(shè)置參數(shù)函數(shù)、指紋探測(cè)函數(shù);2.指紋匹配算法模塊:指紋驗(yàn)證函數(shù)、指紋比對(duì)函數(shù);3.無線通訊模塊:協(xié)議層函數(shù)、控制層函數(shù)、網(wǎng)絡(luò)層函數(shù)、鏈路層函數(shù)、驅(qū)動(dòng)層函數(shù);4.硬件操作模塊:讀寫存儲(chǔ)器函數(shù)、初始化函數(shù)、狀態(tài)讀取函數(shù);5.管理功能模塊:指紋的存儲(chǔ)、刪除、更新函數(shù)。
六、結(jié)語
本系統(tǒng)以ARM為核心,通過藍(lán)牙傳輸,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的無線指紋辨識(shí)功能。本系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)充性,可以使得系統(tǒng)更加微型化。首先,如果采用CSR公司更新的BC3系列芯片,則將融合ARM核以及藍(lán)牙功能,可以更加減小整個(gè)系統(tǒng)的體積。最重要的是,如果發(fā)展自主產(chǎn)權(quán)的指紋識(shí)別芯片,那么以現(xiàn)有的SOPC技術(shù),可以將ARM核、CPLD邏輯門以及藍(lán)牙通信功能集成在一起,形成指紋識(shí)別的集成解決方案,從而使其產(chǎn)業(yè)化成為可能。
基金項(xiàng)目:本文為九江學(xué)院科研課題“《基于ARM7的無線便攜式指紋辨識(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》09kj11的研究”研究成果之一
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[關(guān)鍵詞]變壓器;防盜報(bào)警裝置;聲光報(bào)警;手機(jī)短信提示
中圖分類號(hào):TN929.5;TM41;TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)46-0282-01
1 變壓器被盜事件及防范措施
唐山供電局下各供配電營業(yè)所轄區(qū)內(nèi),在2010至2012年期間發(fā)生了多起配變被盜事件,2011年12月份發(fā)生6起,2012年3起,變壓器的被盜耗費(fèi)了大量的人力物力,嚴(yán)重影響了正常供電系統(tǒng),給正常工作和安全帶來了很大的壓力。
2013年下各供配電營業(yè)所將“轄區(qū)變壓器防盜措施的改進(jìn)”作為QC課題,初步研制了配電防盜的方案。結(jié)合目前市場上變壓器防盜器械的特點(diǎn),變壓器防盜報(bào)警裝置應(yīng)運(yùn)而生。該報(bào)警裝置彌補(bǔ)了市場上產(chǎn)品的不足,不但能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程短信、電話、Email報(bào)警,而且能在就地發(fā)出強(qiáng)有力的聲光報(bào)警信號(hào),能有效的驅(qū)趕盜竊者,直接避免損失。裝置通過短信方式設(shè)置分時(shí)段運(yùn)行,避免白天正常停電等情況造成的誤報(bào)警,提高了報(bào)警的準(zhǔn)確率。
2 變壓器防盜技術(shù)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
針對(duì)農(nóng)村變壓器頻繁被盜的情況及對(duì)盜竊分子作案手法的分析,科研工作者提出了許多解決方案,在一定程度上減少了盜竊案件的發(fā)生。國內(nèi)目前主要采取三種方式進(jìn)行變壓器防盜。
(1)安排專職人員進(jìn)行日夜巡查這種結(jié)合治安、消防等的防盜方法,但依然無法滿足與違法犯罪分子斗爭的需要。僅靠人力來進(jìn)行防范己經(jīng)不能達(dá)到震懾犯罪分子的目的,技術(shù)預(yù)防逐步成為解決變壓器盜竊案件頻發(fā)的重要途徑。
(2)機(jī)械式防盜,主要由新型聯(lián)接栓、栓母及吸能釋能裝置組成或?qū)ψ儔浩鬟M(jìn)行焊接加固。采用該防盜方式以后,安裝與拆卸均需用專用的工具,用任何其它工具都不能將其卸除而開蓋盜竊。該方式防盜性能特別強(qiáng),但只能增大犯罪分子拆卸難度,延長拆卸時(shí)間,不能防止變壓器被搬移。
(3)電氣式防盜,采用諸如紅外線,門磁開關(guān),有限距離無線通訊等方式解決變壓器防盜問題,但是投入運(yùn)行后,此類防盜報(bào)警設(shè)備因產(chǎn)品或系統(tǒng)局限性容易產(chǎn)生誤報(bào)警,抗干擾能力差,不能及時(shí)發(fā)送報(bào)警信息,造成了大量人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)。
3 變壓器防盜系統(tǒng)
3.1 設(shè)計(jì)思路及原則
根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)特點(diǎn),變壓器智能防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案需要滿足以下特點(diǎn):
(1) 報(bào)警裝置必須滿足第一時(shí)間報(bào)警通知要求,進(jìn)行電力設(shè)施盜竊破壞行為前必須對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行停電操作,故報(bào)警器必須在設(shè)備斷電的第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警信息;
(2) 滿足現(xiàn)場聲光報(bào)警要求,大功率聲光報(bào)警器裝置在單一報(bào)警器設(shè)計(jì)中應(yīng)用效果不佳,但結(jié)合在遠(yuǎn)程防盜報(bào)警器中還是能夠很好的利用其現(xiàn)場震懾力的作用驅(qū)離盜竊者。
3.2 系統(tǒng)的構(gòu)成及實(shí)現(xiàn)方法
該變壓器防盜報(bào)警裝置包括:聲光報(bào)警器、三相輸入供電及判斷電路、信號(hào)輸入輸出端子、主處理芯片,GSM無線通訊模塊和蓄電池。主要功能的實(shí)現(xiàn)方法如下:
(1)變壓器檢測(cè)模塊
當(dāng)變壓器帶電運(yùn)行時(shí),裝置采集變壓器三相輸入電壓的變動(dòng)情況,以判斷電力線路是否缺相或者停電。每相電借入經(jīng)過一個(gè)光隔離器,當(dāng)沒相電有220VAC時(shí),光隔離器驅(qū)動(dòng)隔離開光接通,從而將電源信號(hào)接入單片機(jī)的信號(hào)輸入端口。如果防盜報(bào)警器的門被強(qiáng)行打開,設(shè)置在門上的開關(guān)將會(huì)通過輸入輸出端子轉(zhuǎn)接后接入高電平信號(hào)到單片機(jī)的輸入端口,單片機(jī)接收到以上任一的信號(hào),首先輸出高電平信號(hào)到輸出端口驅(qū)動(dòng)繼電器線圈,繼電器開關(guān)觸點(diǎn)與輸入輸出端子上對(duì)應(yīng)報(bào)警器的端子相連,從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警器得電報(bào)警的目的。
(2)單片機(jī)信號(hào)處理模塊
單片機(jī)是防盜裝置的主要功能器件,用來對(duì)采集到的電壓信號(hào)進(jìn)行儲(chǔ)存、處理。本次設(shè)計(jì)采用的是ATMEL公司生產(chǎn)的ME64單片機(jī)。該部分主要由ME64芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、報(bào)警電路及單片機(jī)與信號(hào)采集單元和串行數(shù)據(jù)接口組成。
(3)事故報(bào)警模塊
選用了6-DZM-10型設(shè)備。LTE-1101J型警燈警報(bào)告警設(shè)備進(jìn)行報(bào)警器模型的裝配制作,以便對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)樣式做進(jìn)一步的設(shè)計(jì)探討。經(jīng)編程調(diào)試后電子板實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)主要功能:
(a) 手機(jī)短信提示,變壓器一旦非正常停電,系統(tǒng)馬上利用GSM900MHZ、1800MHZ、1900MHZ無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送相關(guān)信息到10組預(yù)設(shè)手機(jī)號(hào)碼中;
(b) 可通過手機(jī)指令自主設(shè)定報(bào)警時(shí)段,防止對(duì)計(jì)劃停電、搶修停電誤發(fā)報(bào)警信號(hào)。
3.3 變壓器防盜報(bào)警裝置安裝
報(bào)警裝置采用桿上安裝,主機(jī)外殼采用鋁合金制成,綜合考慮了散熱與防雨要求。報(bào)警器為LTE-1101J型號(hào),其電源采用400V電源,型號(hào)為6-DZM-10,可對(duì)缺項(xiàng)故障做到準(zhǔn)確及時(shí)提示。
4 防盜系統(tǒng)應(yīng)用效果
唐山供電公司路北營業(yè)部30處容易被盜戶外柱上變壓器安裝了智能防盜報(bào)警器。2012年10月完成系統(tǒng)裝置的研發(fā),2013年正式投入使用,使用過程中評(píng)價(jià)如下:
(1) 可使用普通手機(jī)人工接警也可以通過接警中心電腦自動(dòng)報(bào)警,具有強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)報(bào)警功能;
(2) 對(duì)電網(wǎng)供電三相線路檢測(cè),能準(zhǔn)確檢測(cè)并上報(bào)任一項(xiàng)異常情況;
(3) 具有斷電保護(hù)功能,當(dāng)電源線北溲蠱鞣賴簾爸玫撓τ醚芯?
張立興
(唐山供電公司營銷部 河北 唐山 063000)
[摘 要]結(jié)合某供電局下各供配電營業(yè)所轄區(qū)內(nèi)配電變壓器被盜的實(shí)際情況,本論文設(shè)計(jì)了一種新型變壓器防盜報(bào)警裝置,包括聲光報(bào)警器、三相輸入供電及判斷電路、信號(hào)輸入輸出端子、主處理芯片、GSM無線通訊模塊和蓄電池。變壓器一旦非正常停電,現(xiàn)場聲光報(bào)警的同時(shí)系統(tǒng)馬上利用無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送相關(guān)信息到10組預(yù)設(shè)手機(jī)號(hào)碼中,進(jìn)行手機(jī)短信提示。并且可通過手機(jī)指令自主設(shè)定報(bào)警時(shí)段,防止對(duì)計(jì)劃停電、搶修停電誤發(fā)報(bào)警信號(hào)。
[關(guān)鍵詞]變壓器;防盜報(bào)警裝置;聲光報(bào)警;手機(jī)短信提示
中圖分類號(hào):TN929.5;TM41;TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)46-0282-01
黃蘋凳畢低潮贛玫繚茨薌絳郵憊ぷ鰨ǖ綰笞遠(yuǎn)淶紜?通過對(duì)變壓器防盜報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用,路北營業(yè)部農(nóng)村配網(wǎng)變壓器臺(tái)區(qū)的設(shè)備盜竊事件減少,提高了配網(wǎng)設(shè)備完好率,配網(wǎng)設(shè)備水平的提高保證了廣大農(nóng)村的供電可靠性,極大的推動(dòng)了我局配網(wǎng)運(yùn)行管理水平。
5 防盜系統(tǒng)的待改進(jìn)部分
變壓器防盜報(bào)警系統(tǒng)的使用給配電安全提供了可靠的保證,但同時(shí)該系統(tǒng)本身還存在著一些不足:
(1)變壓器防盜報(bào)警系統(tǒng)在需要改進(jìn)的時(shí)候,若能通過通信系統(tǒng)與變壓器的負(fù)控終端相兼容,那么系統(tǒng)的升級(jí)就能變得很簡單;
(2)在變壓器報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警之后的后續(xù)村所聯(lián)防機(jī)制還不夠完善,需要加緊完善相關(guān)的應(yīng)急處置與預(yù)案編制,以及落實(shí)可能產(chǎn)生的經(jīng)費(fèi)支出等問題。
本書一共收集了16篇論文,分成三個(gè)部分。第一部分人體監(jiān)測(cè),包括5篇論文:1.將生物學(xué)與電子線路相連接:量化與性能度測(cè);2.用于神經(jīng)信號(hào)記錄的全集成系統(tǒng):技術(shù)前景及低噪聲前端設(shè)計(jì);3.用于神經(jīng)肌肉模擬的無線神經(jīng)記錄微系統(tǒng)的超大規(guī)模集成電路;4.使用無線電頻率技術(shù)的健康保健裝置;5.用于可植入醫(yī)學(xué)應(yīng)用的低功率數(shù)字集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮。第二部分生物傳感器與電子線路,包括6篇論文:6.基于親和力的生物傳感器:隨機(jī)建模和品質(zhì)因素;7.基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS及微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)工藝的制造實(shí)例;8.用于芯片實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的CMOS電容性生物接口;9.用于定點(diǎn)護(hù)理及遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)應(yīng)用的無透鏡成像細(xì)胞儀及診斷學(xué);10.用于生物微流體學(xué)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制的高級(jí)技術(shù);11.使用電化學(xué)生物傳感器的干細(xì)胞培養(yǎng)過程的監(jiān)測(cè)。第三部分新興技術(shù),包括5篇論文:12.建立用于培養(yǎng)細(xì)胞與有機(jī)物的接口:從靠機(jī)械裝置維持生命的甲殼蟲到合成生物學(xué);13.用于陣列式單細(xì)胞生物學(xué)的技術(shù);14.微流體學(xué)系統(tǒng)中細(xì)菌鞭毛發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用;15.應(yīng)用基于CMOS技術(shù)的遺傳因子注射和操縱;16.低成本診斷學(xué):射頻設(shè)計(jì)師的方法。
本書編輯是一位在無線通訊、醫(yī)學(xué)成像、半導(dǎo)體器件和納米電子方面知名的新興技術(shù)國際專家,他管理著一個(gè)初創(chuàng)公司――Redlen技術(shù)公司的研發(fā)部門,他同時(shí)也是CMOS新興技術(shù)公司的執(zhí)行主任。他曾在國際性專業(yè)雜志及會(huì)議上發(fā)表過100多篇論文,在各種國際場合中被邀請(qǐng)作為演講者,他擁有美國、加拿大、法國、德國和日本授予的18項(xiàng)國際專利。
本書可用作電氣工程、微電子學(xué)、CMOS線路設(shè)計(jì)及生物醫(yī)學(xué)器件專業(yè)研究生課程的補(bǔ)充材料。
胡光華,
退休高工
(原中國科學(xué)院物理學(xué)研究所)
無線網(wǎng)絡(luò)論文 無線通信科技 無線電論文 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 無線通信 無線通訊技術(shù) 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀