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短距离无线通信技术

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11 月 18, 2023 #无线通信

在信息技术不断发展的背景下,短距离无线通信技术受到了广泛的关注。 采用二进制算法和Aloha算法建立的技术方案能够有效实现无线数据传输系统通信协议,从而优化技术应用效果。 通过分析目前较为常见的短距离无线通信技术类型,从软件设计和硬件设计两个方面分析其应用方案,最后对功能测试提出几点建议。

短距离无线通信技术/

关键词:短距离无线通信; 读卡器; 通讯协议; 功能测试

介绍

短距离无线通信技术的应用和推广应根据市场需求和定位,配合技术标准建立相应的技术规范模型,并配合认证机制和互操作性测试环节,有效提高市场对技术方案的认可度并维护无线通信工作的完整性。 综合水平。

1 短距离无线通信技术概述

近年来,短距离无线通信技术的研究主要集中在蓝牙技术标准、IEEE802.11、红外技术标准、ZigBee技术标准等方面。

1.1 蓝牙技术

支持设备建立短距离通信,一般<10m,并配合相应设备建立无线信息交换。 蓝牙技术可以有效地建立数据和语言接入点并取代传统的电线和电缆,最大限度地提高固定中心信息传输的效率。 具体技术参数如表1所示。

1.2IEEE802.11

IEEE802.11是实现无线网络设备互连的基本约定LAN标准。 它规定DSSS、FHSS和红外技术构成了基本的物理层。 基本频段主要分为2.4GHz频段和5GHz频段。 在技​​术应用过程中,将采用RC4加密算法作为安全基础,在有限的密钥管理下,吞吐量分别为11Mb/s和54Mb/s。 与蓝牙技术相比,IEEE802.11的应用范围扩大到了室内100m范围和室外300m范围[1]。 其最大的优点是不需要布线处理,具有较高的灵活性和便利性,而且产品应用范围广,相应的成本适中,因此具有一定的推广价值。

1.3ZigBee技术

近年来,ZigBee技术作为短距离、低能耗的代表,受到了广泛关注。 其在自动化控制技术、传感技术和监控平台方面的应用,可以大大提高地理定位的合理性和及时性。 技术支持 结构主要分为数据链路层、网络层和应用编程接口,并建立相应的技术模型以匹配市场和测试需求。

1.4 红外技术

红外技术是一种基于红外线的点对点通信技术解决方案。 可广泛应用于小型移动设备。 最大的优点是用户不需要建立频率使用权的申请机制。 采用红外通讯方式可以满足数据传输要求。 ,更适合有大量文件信息和多媒体数据传输的应用[2]。

2 短距离无线通信技术应用解决方案

在应用短距离无线通信技术建立相应操作系统的过程中,为了满足无线数据传输系统的基本需求,需要建立与无线通信任务相匹配的相应模块。 本文以某企业井下作业利用短距离无线通信技术建立考勤和定位管理为例。 需要根据模块应用需求设置相应的物理层、数据链路层和应用层。 既能满足数据聚合的需求,又能有效利用技术。 优点:提高数据传输和数据发送的及时性。

2.1 总体框架

在设计工作中,需要保证人员的相关信息能够通过标签处理逻辑框架(图1)上传并汇总到监控主机。 在通信过程中,标签并不是简单地接收和发送信息,而是必须结合数据应用需求与输入/输出匹配网络建立复位模式,并与单片机结合完成nRF2401A振荡环路的处理。 此外,在实际运行中还分析了无线电波不同频段的衰减数据。 其中,频率150MHz,衰减113dB/km; 频率47MHz,衰减9.8dB/km; 频率900MHz,衰减2dB/km; 频率1700MHz,衰减1.6dB/km; 频率4000MHz,衰减0.7dB/km。 结合数据值,从数据中可以看出,频段越高,衰减越小[3]。 用于分析无线传输距离并保证综合设计框架合理性的公式为: 式中,C为信道容量; B是信道带宽; S为信号功率; N 是噪声功率。

2.2 软件设计

在软件设计工作中,需要匹配不同的收发模式,在数据低速送入后完成高速传输处理,在节能的基础上满足传输应用的要求和规范。 本文采用ShockBurstTM作为收发模式的代表。 在基本模式应用的基础上,自动处理报头和校验码分析,保证数据链路层能够满足命令数据帧的应用规范[4]。

2.2.1 读卡器的工作流程是首先读取数据进行初始化设置,接收上位机实时指令,指令长度大于3字节,然后进行集中验证分析。 如果校验错误或者地址错误,则会重新核对数据,重新读取数据和标签,最后将采集到的基础数据发送到上位机。 在整个应用过程中,单片机和双通道接收模块能够保持综合数据处理效果,保证频率设置参数的合理性和规范性。 单片机在查询USART时可以理解串行数据。 如果显示0,则继续等待。 如果显示1,则表示上位机系统已收到信息,并将指令传送给相应的单片机。 只有保证相应的命令字或数据被传输才能满足标签响应要求[5]。

2.2.2 标签程序的基本流程。 在标签应用过程中,微控制器初始化,单通道模拟传输模式形成协调机制,有效地进行频率处理。 具体流程如下。 (1)初始化设置; (2)定时器延时设置; (3) 当时间到时,单片机退出休眠处理。 当时间未到时,向读卡器发送相应的数据请求,获取读卡器相应的命令; (4) 获取命令后,分析命令字情况。 如果有按钮请求,则会搜索主机。 如果不成功,指示灯会持续闪烁。 如果成功,指示灯将响应上位机的命令闪烁并在30秒后停止。 如果接收到广播命令或者单片机命令,则必须按照30s接线方式完成相应的数据信息; (5)进行电量实时检测和分析; (6) 完成收发模式的转换,单片机进入休眠状态。 。 综上所述,在软件系统设计过程中,需要结合单片机平台的特点,充分发挥短距离无线通信技术的优势,提高无线数据传输系统运行的可靠性。 ,并进行读卡器、标签等功能模块。 程序设计处理保持综合应用效果[6]。

2.3 硬件设计

在数据传输系统中,采用单片机对编程环节进行控制,提高信息处理效果。 鉴于需要保持特殊场合应用的可靠性标准并满足低能耗的特定要求,必须在软件设计方面实施匹配选型工作。 以功耗参数、发射功率参数、接收灵敏度和芯片成本作为选型依据,最终选择nRF2401A芯片。 它由频率合成器、功率从放大器、晶体振荡器等组成,运行速率为1Mb/s。 该无线收发芯片基于Chipon的SmartRF技术,实现射频发射、射频接收和FSK调制解调。 只有配置10到20个频点才能更好地完成校准过程。 综上所述,结合硬件设计,要充分提高核心芯片的应用效果,选择匹配的电路设计模型,完成电路原理图的分析,保证相应工艺的优化,并给予充分的支持。发挥短距离无线通信技术的应用效果[7-10]。

3 短距离无线通信技术应用功能测试

完成相应的模块分析工作后,需要根据技术要求和匹配的应用处理方案进行功能测试,以确保能够构建更加合理的无线数据传输系统,保持通信可靠性。

3.1 功能测试

结合系统功能的设计目标,测试标签读取功能和群呼标签功能。

3.1.1标签数据功能测试选择19个标签,完成卡号输入,根据十六进制数完成识别数据的初步处理,并保证相应的数据能够被读卡器读取并分析。 然后将相应的标签放置在读卡器射频技术的应用范围内,自动完成卡号的无线传输,并将数据集中存储在总线上,完成后等待上位机指令信息缓冲区管理(图2)。 结合数据可以看出,无线数据传输系统的基本通信和功能应用模式是合理的,大大降低了标签之间数据碰撞的概率,并且可以利用重接收的方式完成碰撞数据的恢复。

3.1.2 读卡器组呼功能测试发送组呼命令,并根据指示灯的闪烁进行控制。 30秒后自动停止并转入正常工作状态,表明组呼功能有效。

3.2 距离测试

对室内和室外的通信测试进行了对比分析。 室内测试距离30m时,传输15次,15次成功; 测试距离50m时,传输15次,15次成功; 测试距离80m时,测试距离80m,传输15次,15次成功。 室外测试距离30m时,传输15次,15次成功; 测试距离70m时,传输15次,13次成功; 测试距离100m时,测试距离100m,传输15次,7次成功。 结合相关数据可以看出,与室外相比,室内的成功率更高,因此数据传输设备在室内完成数据传输更加可靠、有效。 主要是因为室外存在辐射效应和多径效应,会在一定程度上影响其传输效果[8]。

4。结论

短距离无线通信技术是顺应时代发展趋势的必然选择。 为了充分发挥其应用优势,需要落实配套的技术应用方案,完善硬件处理和软件处理平台,创建更加合理的接口模式,并根据标准电路应用要求满足低能耗和环保为通信技术持续健康发展奠定坚实基础。

参考:

[1]王浩,戴一贤。 短距离无线通信技术及其集成发展研究[J]. 数字设计(第1部分),2020,9(1):86-87。

[2] 谢婷婷,杨晓倩。 短距离无线通信技术及其集成发展研究[J]. 中国新通讯,2020, 22(5): 37.

[3] 严翔. 短距离无线通信技术及其在仪表通信中的应用[J]. 网络安全技术与应用,2020(7):83-84。

[4]吴嘉. 短距离无线通信技术在信息传输中的应用研究[J]. 数字用户,2019,25(25):14。

[5]何毅,李谦,陈文辉,等。 新型超低功耗短距离无线通信在输血领域的应用[J]. 中国输血杂志, 2019, 32(6): 595-598.

[6]孙光汉. 以短距离无线通信技术为例浅谈电子信息技术的发展与应用[J]. 中国高新区,2019(14):192、199。

[7] 姚文光,徐婷。 基于ZigBee技术的PLC间短距离无线通信技术研究[J]. 信息通信,2020(3):88-89。

[8]徐楠. 变电站环境监测系统短距离无线通信组网技术研究[D]. 北京:华北电力大学,2017。

[9]王正万. 基于WSN的几种短距离无线通信技术应用分析[J]. 数字技术与应用,2014(2):23-24。

[10] 张方奎,张春野. 短距离无线通信技术及其集成发展研究[J]. 电测量与仪器仪表,2007(10):48-52。