【正文】 口設(shè)備的串口通信立即轉(zhuǎn)換為GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通信的雙向轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。無線數(shù)傳模塊，可以用現(xiàn)在技術(shù)人員比較傾向的的GPRS、CDMA這樣的通信網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行，也可以用專門的無線數(shù)傳模塊來操作，比如ZigBee、微波、WiFi等。與傳統(tǒng)的有線傳輸相比，無線數(shù)傳模塊有很多優(yōu)點(diǎn)，例如成本廉價(jià)、適應(yīng)性好、擴(kuò)展性好 、設(shè)備維護(hù)更容易實(shí)現(xiàn)。隨著科技的不斷進(jìn)步,無線通信已迅速滲透到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，與有線連接的方式相比具有使用靈活、,無線產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于無線鍵盤、小區(qū)周界防越報(bào)警、雙車道集中式車庫(kù)管理、無線點(diǎn)菜、智能家居無線報(bào)警系統(tǒng)等領(lǐng)域；從工業(yè)生產(chǎn)方面來說,常被應(yīng)用于糧庫(kù)無線測(cè)溫、遠(yuǎn)程無線燈控箱、礦井人員監(jiān)控與跟蹤、無線煙氣脫硫系統(tǒng)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、手持PDA、遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域，這些產(chǎn)品和系統(tǒng)的大量使用,越來越顯示無線模塊的重要性。 選題的依據(jù)和意義由于工業(yè)化的急劇發(fā)展，數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)墓ぷ髁吭絹碓酱?。同時(shí)數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)應(yīng)用到很多任務(wù)業(yè)活動(dòng)中。目前的數(shù)據(jù)采集傳輸主要分為兩大類：有線數(shù)傳和無線數(shù)傳。有線數(shù)傳是比較傳統(tǒng)的方式，包括架設(shè)光纜、電纜或者是租用電信專線，這種方式需要長(zhǎng)距離的布線，成本高、實(shí)時(shí)性差，且不適用于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)那闆r，所以其應(yīng)用范圍受到了極大的限制。還有比如在節(jié)點(diǎn)密集分布的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)中，由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量大并且密集，總是給系統(tǒng)的構(gòu)建以及維護(hù)帶來了很大的困難對(duì)于郊區(qū)且節(jié)點(diǎn)多的系統(tǒng)來說不僅通信線路的鋪設(shè)是一筆巨大的費(fèi)用,受自然環(huán)境的影響也特別大,同時(shí)可靠性得不到保障。當(dāng)今現(xiàn)代化建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，社會(huì)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和生活環(huán)境意識(shí)的要求也越來越高。無線網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展使得遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)玫綇V泛的應(yīng)用，越來越多的企業(yè)需要建立快速獲得遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和無線模塊傳輸相結(jié)合，解決了現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)在環(huán)境惡劣的地區(qū)，不宜連線環(huán)境中應(yīng)用的技術(shù)難題。無線數(shù)傳為用戶提供高速、穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線，多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。產(chǎn)品支持語音、短信、數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以及超時(shí)自動(dòng)斷線的功能。同時(shí)也支持雙數(shù)據(jù)中心備份，以及多數(shù)據(jù)中心同步接收數(shù)據(jù)等功能。同時(shí)無線數(shù)傳可實(shí)現(xiàn)用戶設(shè)備到數(shù)據(jù)中心遠(yuǎn)程透明數(shù)據(jù)通信，提供專業(yè)工業(yè)級(jí)產(chǎn)品接口，與用戶設(shè)備即插即用，安裝簡(jiǎn)單、使用方便。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)由于無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用的廣泛性，各國(guó)爭(zhēng)相在無線領(lǐng)域有所突破。目前市場(chǎng)采用的無線傳輸技術(shù)可以說是百家爭(zhēng)鳴。目前短距離的傳輸方式主要是射頻、藍(lán)牙、ZigBee幾種，采用這些技術(shù)的設(shè)備中，應(yīng)用最普及且最常被隨身攜帶的是手機(jī)，市面上的手機(jī)幾乎都帶有藍(lán)牙功能，對(duì)于用戶來說，既然可以用手機(jī)遠(yuǎn)程替代操作開關(guān)，就沒必要來回不停地去開關(guān)門。就當(dāng)前的無線技術(shù)類型來看，主流的無線技術(shù)不外乎FM、紅外、FM無線技術(shù)，這可能是目前發(fā)展最為成熟、應(yīng)用范圍最廣、成本最低的無線技術(shù)之一了，但是其缺點(diǎn)也很明顯，音質(zhì)不好，容易受干擾。除此之外，由文獻(xiàn)[7]可知，2004年曹玲芝、趙合霞的基于無線收發(fā)數(shù)傳模塊PTR2030的溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)當(dāng)中PTR2030可將溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)，同時(shí)將計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)傳送給單片機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的無線數(shù)據(jù)通訊。這是人們實(shí)現(xiàn)無線傳輸很有力的證明。由文獻(xiàn)[20]可知，2009年，戴明和王立鳳提出了基于ZigBee的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)功能上實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)發(fā)作用，在采集到被采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)后，封裝成上層系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式，并通過Zigbee模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)中心主機(jī)。這種形式非常適合現(xiàn)代工業(yè)的數(shù)據(jù)采集傳輸。由文獻(xiàn)[21]可知，2005年司永勝提出基于無線數(shù)傳技術(shù)的農(nóng)田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，該設(shè)計(jì)主要是將田間采集到的信息(土壤濕度、溫度等)進(jìn)行相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換,再將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)通過電臺(tái)、GSM或GPRS的無線通信形式進(jìn)行傳輸，傳送至控制中心。這對(duì)改善勞動(dòng)環(huán)境、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有著十分重要的意義。通信作為信息社會(huì)的三大支柱之一，是人們長(zhǎng)期研究的重要課題。在各工程領(lǐng)域測(cè)量與控制系統(tǒng)中，如何運(yùn)用通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速、可靠以及有效的傳輸，確保系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)時(shí)性和可靠性，是測(cè)控系統(tǒng)的重要組成部分。數(shù)據(jù)采集與工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民生活息息相關(guān)，大到電力部門各變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控、礦業(yè)生產(chǎn)單位的安全生產(chǎn)，小到社區(qū)居民的電表、水表抄表系統(tǒng)，可以看出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多行業(yè)和部門有著大量的應(yīng)用。 論文研究的基本內(nèi)容和存在的問題此次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是利用傳感器、單片機(jī)和無線模塊，完成對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集、傳輸和處理?；緝?nèi)容如下：系統(tǒng)大體由四部分組成，數(shù)據(jù)采集部分、單片機(jī)、無線模塊和監(jiān)控中心。數(shù)據(jù)采集部分就是數(shù)字式溫濕度傳感器。無線模塊通過串口與單片機(jī)相連。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)采集部分將采集到的物理信號(hào)進(jìn)行初步處理，接著單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行集中處理，再傳送到無線收發(fā)模塊，到達(dá)監(jiān)控中心之后，監(jiān)測(cè)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以隨時(shí)了解監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況。論文共分為五章，章節(jié)主要內(nèi)容如下：第2章在無線模塊CC1100的基本性質(zhì)、數(shù)據(jù)傳送、串口通信以及它的工作原理方面進(jìn)行了詳細(xì)的說明。第3章主要是設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的硬件電路。其中包括單片機(jī)與無線模塊連接、無線模塊與計(jì)算機(jī)的連接。第4章主要是編寫數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的程序。程序主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。?章進(jìn)行數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試，主要解決調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。通過無線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集傳輸，運(yùn)用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測(cè)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、小型無線數(shù)據(jù)終端等方面。隨著逐漸應(yīng)用也暴露出一些問題。(1)可靠性有待改進(jìn)：實(shí)際的通信環(huán)境總是存在著各種干擾源，障礙物越密集，對(duì)無線通信距離的影響就越大，特別是金屬物體的影響最大。例如，直流電機(jī)、高壓電網(wǎng)、開關(guān)電源、電焊機(jī)、高頻電子設(shè)備、電腦、單片機(jī)等設(shè)備對(duì)無線通信設(shè)備的通信距離均有不同程度的影響。(2)受環(huán)境影響較大：不能在高溫、潮濕、低溫、強(qiáng)電磁場(chǎng)或灰塵較大的環(huán)境中使用。例如，溫度升高會(huì)導(dǎo)致發(fā)射功率減小及接收靈敏度降低，從而減小了通信距離。(3)發(fā)射機(jī)的射頻輸出功率和接收機(jī)的接收靈敏度有一定的限制。發(fā)射功率越大，通信距離越大；從理論上說發(fā)射功率可無限制地增加，但實(shí)際上由于受成本或技術(shù)規(guī)定的限制，發(fā)射機(jī)的輸出功率也是有限的。接收靈敏度反映了接收機(jī)捕捉微弱信號(hào)的功能，接收靈敏度越高，通信距離也越遠(yuǎn)。但由于受自然界電磁噪聲及工業(yè)污染、電子元器件固有噪聲的影響，123dBm()通常被認(rèn)為是現(xiàn)代無線電通信中純硬件實(shí)現(xiàn)的接收靈敏度的限值，很難突破，即使加上軟件糾錯(cuò)也只能再改善13dB，如果通信系統(tǒng)的接收靈敏度已接近這一極限值就已無潛力可挖了。67 　第2章 無線模塊CC1100 第2章 無線模塊CC1100232 無線模塊CC1100232的簡(jiǎn)介CC1100232是一種低成本真正單片的UHF(Ultra High Frequency 特高頻)收發(fā)器，為低功耗無線應(yīng)用而設(shè)計(jì)。電路主要設(shè)定在3143868和915MHZ的ISM(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué))和短距離設(shè)備頻率波段。CC1100232收發(fā)器集成了一個(gè)高度可配置的調(diào)制解調(diào)器。這個(gè)調(diào)制解調(diào)器支持不同的調(diào)制格式，其數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)500kbp/s。通過開啟集成在調(diào)制解調(diào)器上的前向誤差校正選項(xiàng)，能使性能得到提升。CC1100232為數(shù)據(jù)包處理、數(shù)據(jù)緩沖、突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸、清晰信道評(píng)估、連接質(zhì)量指示和電磁波激發(fā)提供廣泛的硬件支持。CC1100的主要操作參數(shù)和64位傳輸/接受FIFO(先進(jìn)先出堆棧)可通過SPI接口控制。CC1100232是低功耗模塊，最大發(fā)射功率為10mW，這時(shí)模塊達(dá)到最佳通信效果。CC1100為用戶提供多個(gè)載頻頻段：475MHz、868MHz和915MHz選擇(需要定制)。推薦使用433MHz頻段，該頻段為免費(fèi)ISM頻段免許可證使用(420MHz～440MHz)。此模塊具有高抗干擾能力和低誤碼率，基于FSK的調(diào)制方式，采用高效前向糾錯(cuò)和信道交織編碼技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)抗隨機(jī)干擾和突發(fā)干擾的能力，在信道誤碼率為102時(shí)，可得到實(shí)際誤碼率105~106，傳輸距離遠(yuǎn)，在直線可視情況下，天線放置高度位置2米，9600bps可靠傳輸距離大于200m(BER=103/9600bps)；1200bps傳輸距離可達(dá)300m(BER=103/1200bps)。高靈敏度(，1%數(shù)據(jù)包誤差率)支持透明的數(shù)據(jù)傳輸及DL/645規(guī)約，提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議。自動(dòng)過濾掉空中產(chǎn)生的假數(shù)據(jù)(所收即所發(fā))；通信軟件支持無線抄表系統(tǒng)的DL/645規(guī)約。256個(gè)可編程信道(20M頻段)在同一個(gè)頻段可以按照用戶200KHz間隔頻點(diǎn)則可以提供至少256個(gè)信道，滿足用戶多種通信組合方式。提供3種接口方式。提供3選1接口方式，TTL電平UART接口、標(biāo)準(zhǔn)電平的RS232或標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口。單芯片設(shè)計(jì)降低成本，采用專業(yè)的單芯片模塊設(shè)計(jì)，降低了用戶使用成本。全金屬外殼設(shè)計(jì)(可選)CC1100232的結(jié)構(gòu)可選為全金屬外殼設(shè)計(jì)，超小型體積；電磁兼容性能極好，可嵌入安裝于各種儀表中而不會(huì)發(fā)生干擾。大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，接口波特率等于空中有效波特率，提供3種用戶可選波特率：4800、9600、19200bps(接口速率最高可設(shè)置到19200bps)；數(shù)據(jù)格式為8N1/8E1/8O1用戶自定義，可傳輸最長(zhǎng)為30字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，用戶編程更靈活。智能數(shù)據(jù)控制，用戶無需編制多余的程序。CC1100232無線模塊是半雙工通信，用戶也無需編制多余的程序，只要從接口收/發(fā)數(shù)據(jù)即可，其它如空中收/發(fā)轉(zhuǎn)換，控制等操作，模塊自動(dòng)完成，簡(jiǎn)單方便，而且降低了因?yàn)槌绦蚨鴰淼倪壿嬓藻e(cuò)誤的可能性。多種天線配置方案，同時(shí)可以滿足不同用戶不同的結(jié)構(gòu)需要?？膳渲缅冦y彈簧天線、多種增益的柱狀天線、吸盤天線等。 無線模塊CC1100232的使用方法 CC1100232的基本性質(zhì)CC1100232無線模塊由CC1100和單片機(jī)Atmega48組成，兩者通過串口連接。CC1100232提供TTL電平接口，可以直接連接串口設(shè)備。如需連接PC機(jī)的RS232口(如需要調(diào)試底層軟件，或通過PC遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備)，需要連接TTL轉(zhuǎn)RS232的電平轉(zhuǎn)換板.首先是無線模塊供電電壓：CC1100232模塊使用直流電源，采用寬電源輸入設(shè)計(jì)，工作電