信号与通信论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇信号与通信论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

2实验教育改革

2.1基于软硬件结合的“双平台实验教学”实验教学作为理论教学的主要补充，在整个教学环节中具有重要地位。我们“信号与系统”课程采用基于软硬件结合的双平台教学，开设24个学时实验，其中保留了原来的8学时硬件电路实验，增加了16学时MATLAB软件实验，对于实验内容的取舍和编排二者尽可能取长补短。硬件电路实验中对于仪器的操作、硬件电路的调试等充分锻炼了学生的动手能力；对于MATLAB软件实验，我们编写了与理论教材配套的实验教材，与理论教学同步，实验教材全面系统的介绍应用MATLAB对信号与系统进行分析与实现的具体方法，并提供程序实例、基本实验内容和扩展实验内容。在实验过程中，学生根据程序实例独立完成信号与系统分析的可视化建模及仿真调试等实验内容，培养学生主动获取知识和独立解决问题的能力。通过软硬件结合的实验，让学生的动手能力与理论水平同时提高，也更有利于激发学生的学习兴趣。

2.2开放性实验教学

我们的硬件电路实验全部采用开放性实验的教学方式。以学生预习﹑自选时间和自主做实验为主，教师讲解示范为辅。为此，我们进一步完善了实验指导书，并且将示波器等重点仪器的使用方法印成卡片，每个实验位置放一份。学生做好预习才能准许进实验室，老师不讲解只辅导答疑和检查结果，学生基本都能完成实验内容。如果有学生完成规定的实验内容，则可以充分利用开放实验进行学习，这期间学生可以在老师的指导下，对相关课外内容进行学习，例如电子制作或进行其它科研项目等。通过推出一系列的实验自主学习模式后，近年来，我们指导的学生在全国大学生电子制作竞赛中获得了较好的成绩，学生动手能力和创新能力有较大提高。

3信号与系统课程网站建设

随着网络技术的飞速发展，为构建主动学习环境提供了充分条件，课程网站建设将传统的以教师为中心的被动学习模式转变为以学生为中心的主动学习模式，可以激发学生主动探索、主动发现和解决问题，有利于培养创新型人才。我们信号与系统课程网站的建设参考国家精品课程网站的建设思路，采用模块化的设计思想。网站共分为课程介绍、课程特色、师资队伍、课程资源、实践教学、仿真园地、互动交流（BBS）七大板块。课程资源板块为学生提供了丰富的学习资源，包括课程的教学大纲、授课计划表、电子教案、补充习题、学习指导、教学录像等部分，学生用自己的学号、姓名注册通过管理员审核后，可以下载课程资源，给学生的课前预习和课后复习带来了极大的方便。实践教学板块包括实验大纲、实验项目、实验指导书等部分，通过实践教学板块，学生可充分的利用教学资源掌握试验内容，同时也为信号与系统课程的教学改革中开放性实验教学提供了有力的保证。仿真园地板块结合教学内容，利用MATLAB对关键知识点进行建模仿真,并给出了MATLAB仿真的源代码，这样可以将信号与系统课程中较难掌握和理解的内容形象生动地展现出来，提高了教学效率，增强了直观教学和教学效果,从而使学生对所学知识的理解更加透彻。学生在学习中遇到的问题可以通过讨论版（BBS）提出，寻求老师或者同学们的帮助，实现师生互动交流。

篇（2）

第一，对信道的抗干扰能力进行有效的提高。在信号传输的过程中，增加多个基站，是让信号在传输过程中信号增强的有效手段；在广播电视信号传输系统中，信道的抗干扰能力是系统本身的配置问题，由于信号强度从初始发射端发出后会有所衰减，如果不能对信道进行有效的抗干扰，那么无线信号的传输将会变成无用信号传输通道。在信道中传输信号，多采用高频高压发射器，这样的信号发射器发出的信号传输距离远，抗干扰能力也是比较强的。同时配合多个基站的中转传输，有效信号的传输距离将会大大增加，这也是为什么距离广播电视信号塔较近的用户，信号接收效果较好，而距离广播电视信号塔较远的用户信号较弱的原因所在。如果可以增加信号基站，或信号中转站，那么就相当于增加了广播电视信号塔，而周边的用户就会受益良多。

第二，做到定期维护传输系统设备。对信号传输过程中的信号传输设备，例如对光纤等传输设备做到定期维护。众所周知，光纤是埋在地下进行工作的，而对于光纤的维护最重要的一点就是不要让光纤受到损坏。通常我们都会在地下埋一个管道，在管道里面布上光缆，这样即可以保证光纤不被人为破坏，也可以保证光纤不会被外界的客观因素破坏掉，尤其是阴雨天气对光纤的腐蚀。信号传输系统中传输设备不仅仅是有光纤，还有无线信道，对于无线信道的维护，可以选择高频信道进行传输信号。

第三，要注意信号传输过程中的信息安全性。信号传输过程中会出现多个接受信号的端点，电视广播信号的安全性要求高，在信号传输过程中需要进行加密处理。尤其是当前这个信息通讯十分发达的时代，对于任何信号都会有一定的信息价值在其中，如果信号在传输过程中不能够保证信息传输的安全性，无论是对于国家还是个人都是严重的损失。所以对于广播电视信号传输系统来说，首先传输的信号要进行信源加密处理，信号传输过程中的信道或者传输设备也需要进行信道加密。这样才能保证信息安全，保证信息传输的过程中不被人为干扰破坏。

第四，关于维护维修人员的管理需要制定详细的管理制度，定期对技术人员进行专业培训。对于广播电视信号传输系统的维护来说，做好技术支持是必要的，而有人工的维护也是必须的。对于技术人员来说，定期对信号传输系统进行巡查，排除任何有关于信号传输系统可能出现的故障，是非常重要的，如果可以从日常的巡查当中找到一些关于信号传输系统损坏或可能出现故障的迹象，就可以说是未雨绸缪了。对于日常维护人员来说，巡查回来后，要按照规定填写好巡查表格，巡查时应该对每一个细节进行详细的观察，这样才会找到可能出现故障的隐患，对于技术维护人员的培训也需要广播电视信号传播系统的管理部门定期举行。这主要是由于技术不断地进步，而故障也在不断的出新，很多技术如果不能进行革新，那么就不能及时的解决故障问题，也就无法做到真正的维护广播电视信号传输系统了。

篇（3）

引言

由于数字化信息处理和集成电路的不断进步，各种语音合成芯片应用也不断扩大。其中有大部分都是采用PC机或微控制器的方法，这种方法的控制手段不但需要硬件的支持，同时也需要对软件系统和各种指令进行严肃处理。伴随着目前社会技术的不断发展，语音信息采集与处理措施要求不断增加，在处理之中，是通过将模拟语音信号通过相应软件和系统转变形成数字信号，再由单片机控制储存在存储器中，形成一套系统的工作流程。

一、信号发生器概述

1.1　信号发生器的发展

信号发生器广泛应用于各科学实验领域。它是一种常用的信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。六十年代以来，信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器、扫频信号发生器、合成信号发生器、程控信号发生器等新种类。各类信号发生器的主要性能指标也都有了大幅度的提高，同时在简化机械结构、小型化、多功能等各方面也有了显著的进展。

1.2单片机原理

单片机是一种集成在电路芯片，具有数据处理能力的中央处理器CPU　随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O　口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机具有集成度高、系统结构简单、使用方便、实现模块化等特点，应用于仪器仪表、家用电器、医用设备等领域。

二、硬件电路设计与分析

2.1　工作原理

当按键按下时，通过程序判断哪个键按下，选好按键后，利用D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，再经过滤波放大，由示波器显示出所需的波形，此时LED显示器也会显示其各自的类型以及频率。复位电路则是用于单片机的复位，使单片机接口初始化。

2.2　实现功能

（1）所使用的8位LED显示器，采用共阴极接法，输入段选码低电平有效，显示输出信号的类型和频率。

（2）通过P1.0和P1.1口控制信号的输入类型。当P1.0=0，P1.1=0输出正弦波；当P1.0=0，P1.1=1　输出三角波；当P1.0=1，P1.1=0输出锯齿波。

（3）输出信号幅度：0～5V。

（4）信号频率范围要求：1—1KHZ。

2.3.硬件电路设计与分析

好的硬件电路既能简化繁琐的程序，又能提高实验的成功率，是设计实验不可或缺的重要部分，必须高度重视。

2.3.1主控电路

本电路主要采用AT89C52型单片机，它具有如下特点：（1）有可供用户使用的大量I/O口线。（2）内部存储器容量有限。（3）应用系统开发具有特殊性。用89C52单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可。其中，在设计时钟电路时，采用12MHZ和晶振分别接引脚XTAL1　和XTAL2，电容C1，C2　均选择为30pF。由于频率较大时，三角波、正弦波、方波等波中每一点延时时间为几微秒，故延时时间还要加上指令时间即可得到指定频率的波形。在设计复位电路时，复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连，作用是用来抑制噪声。在每个机器周期的S5P2，其输出电平由复位电路采用一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。

2.3.2键盘接口电路

本设计采用一般的键盘接口，键盘输出信号。具体为：P1.0、P1.1波形选择，其中当P1.0=0，P1.1=0　输出正弦波，当P1.0=0，P1.1=1　输出三角波，当P1.0=1，P1.1=0输出锯齿波；当P1.0=1，P1.1=1　输出方波。P1.2、P1.3、P1.4　频率由个位，十位，百位调节；P1.5频率加减控制；P1.6跳出循环。

2.3.3　DAC0832芯片与单片机硬件接口设计

由于用示波器显示波形，所以需要一个数/模转换器，将单片机输出的数字量转换成模拟量。此设计采用DAC0832转换器。由于此芯片是电流输出，为了变成电压输出，我们在其后加上一个运算放大器OP07。

2.3.4　LED显示电路

设计采用LED共阴极数码管显示电路。当某个驱动电路输出端为低电平时，相应的那位点亮，从而显示出波形的种类和信号的频率，在按键时显示出相关信息。添加74LHC573锁存器是为了增加显示的准确性。

三、语音信息系统主要芯片介绍

单片机作为一种集成电路芯片，是通过采用各种超大规模的集成电路技术将具有各种数据处理和函数计算能力的中央处理器、随机处理器以及定时器等终端系统和功能集成到一个完整的硅片之中形成一个完善而又系统化的微型计算机系统措施，这种电路芯片在目前被广泛的应用在各种工业生产和控制领域之中。伴随着社会的进步，单片机呈现出其顽强的生命力，以高速发展的优势迅速的应用在各个信息处理之中。

3.1　ISD4OO4芯片介绍

ISD4OO4语音芯片采用C14OS技术，通过在内部装置韩警惕的振荡器和防混叠过滤器等方式来扩大存储器容量，增加计算效率和准确度，因此只需要很少的器件就可以在其中构成一套完整的声音录入系统和回放体系，这在系统设计中不但能够节约设计消耗时间，同时能够避免设计中其他元件的增多。

在目前ISD公司的单片机构成中主要是通过信号输入系统、信号输出部分、存储系统、采样时钟部分和SPI部分六部分构成。其在构成中信号输入部分—音频信号放大器和五极点抗混叠滤波器：而信号输出部分在控制的过程中是通过平滑过滤器和自动静噪处理器来实现的。存储部—非易失性多电平模拟存储阵列；采样时钟部分一内部时钟振荡器和调节器：SPI—录、放、快进等操作的SPI接口；电源接口部分。

3.2　AT89C52芯片介绍

AT89C52是一个低电压，高性能CMOS　8位单片机，片内含8k　bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256　bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。芯片内含有8KB快闪可编程/擦除只读存储器的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造，并且与8OC31引脚和指令系统完全兼容。芯片上的FPEROM允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对程序存储器重复编程。

四、语音信息系统设计方案

ISD器件在录音存储操作之前，要对信号作调整。首先将输入信号放大到存储电路动态范围要求的最佳电平，这主要由内部放大器来完成。放大后的信号进入五级抗混叠滤波器进行调整。模拟信号的存储采用采样技术，利用抗混叠滤波器可以去掉采样频率I/2以上的输入频率分量，使所有采样数据都满足奈奎斯特定理，滤波器是一个连接时间五极点的低通滤波器。录音时，输入信号通过模拟收发器写入模拟多电平存储阵列中。将采样信号经过电平移位生成非易失性写入过程所需要的电压。采样时钟同时用于存储阵列的地址译码，以便将采样信号顺序地写入存储阵列中。放音时，录入的模拟电压在同一采样时钟的控制下顺序地从存储阵列中读出，重构原来的采样波形，输出通路上的平滑滤波器去掉采样频率分量，并恢复原始波形，ISD器件的采样频率通过内部温度补偿的基准振荡器来控制，这个振荡器不需要外接元件，采样频率取自内部振荡电路之后的一组分频器。平滑滤波后的信号经过自动静噪处理传送入放大器作为输出音频功放的输入信号，推动扬声器。

4.1语音输出电路

LW386是一种集成音频功放，同时其中具有着自身功能消耗低，电压的增长稳定，对电源电压的控制范围较为合理，单片机在应用的时候失真效率和要求较低。尽管LM386的应用非常简单，但稍不注意，特别是器件上电、断电瞬间，甚至工作稳定后，一些操作（如插拔音频插头、旋音量调节钮）都会带来的瞬态冲击，在输出喇叭上会产生噪声。

4.2录音电路

ISD器件采用录音时间为8分钟的ISD4OO4-8器件，以单片机AT89C52为微控制器，外接语音段录放控制键盘和LED显示器，外部存储器24CO2用于保存各语音段首地址及总语音段数，为了改善语音量，要提高输入端信噪比，因此在ISD语音输入端采用放大电路单端输入。

4.3放音电路

此系统分为三部分：单片机的控制部分、放音部分和显示部分。本文的控制部分主要由单片机89C52构成，包含必要的按键电路、复位电路和看门狗电路等电路，放音部分主要由ISD4OO4构成。

4.4程序工作顺序

程序工作思想电路上电后，程序首先完成程序的初始化，随后查询按键状态，进入系统待机状态。如果有按键按下，则转去执行按键指向的工作程序。按键包括放音键，程序将首先判断是去还是回，并点亮相应的指示灯。自动读出第一段的放音内容。如果不是首次按下，程序则首先判断当前位置，并以该位置为依据获得存放该站放音内容的首地址。调用放音子程序，读入前面获得的本次放音内容首地址，开始放音。

五、结束语

本文信号发生器只是一种可能实现的方法。此法的频率控制和幅度控制分辨率高，且硬件集成度高，整机自动化程度高，性能优良，具有很高的实用价值。

在传统的语音录放过程中，语音信号要经过设备豹接受后再转化为模拟电信号，遥过前置放大器把语音信号放大，通过带通滤波之后。去掉多余的干扰，再经过A/D转换为数字信号，控制器对其进行处理和存储。之后再由D/A转换为模拟信号，达到放音的目的。使用这种方法既复杂又容易使声音失真。所以，本文介绍了一种单片语音处理芯片ISD4OO4。通过对ISD4OO4语音芯片的简单介绍，熟悉了ISD4OO4的基本应用。通过对基于单片机控制系统的设计实现了语音的录入和播放。并阐述了系统工作各部件的性能特性，基于微处理系统的设计实现了录音和放音。此系统设计灵活，成本低，语音器件抗干扰性强，应用效果良好。

参考文献

[1]张友德，赵志英.单片微型机原理、应用与实验[J].上海：复旦大学出版社，1993.

[2]常新等.高频信号发生器原理，维修与鉴定[M].北京：电子工业出版社，1996.

[3]陈泽宗等.单片精密函数发生器应用[J].电子技术报，1997，20（7）：3～4.

[4]张根选，吴子怀.基于AT89S52单片机的信号发生器设计[M].湖南工程学院学报，2010.

[5]王为青，程国刚.单片机Keil　Cx51　应用开发技术[J].北京：人民邮电大学出版社，2007.

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一、MATLAB完成一个简单通信系统仿真所需的基本工作

1.1、信道调制

首先完成的是信道调制的工作，其调制结果如下图所示：

从上图图中我们可以看出，经过BPSK调制的系统性能较直接发送数据有了很大的提高。其原因是经过BPSK调制之后，在接受端的判决电平就由原来的0.5变为0，其判决电平的变化直接使得系统的抗噪声性能有了大大的提高通信系统，所以其误码率跟没有调制之前比较，下降了很多。

ber =（没有经过调制直接发送数据的误码率）

Columns 1 through 7

0.1967 0.14500.1733 0.1400 0.09500.0771 0.0567

Columns 8 through 10

0.03640.0189 0.0147

ber =（经过BPSK调制再发送数据的误码率）

Columns 1 through 7

0.06880.0340 0.0179 0.01250.0056 0.0024 0.0009

Columns 8 through 10

0.00020.0000 0.0000

1.2、不同信道比较

上面进行的是在相同的信道下，未经过调制直接发送与经过BPSK调制后再发送两种情况下系统的性能比较。接下来要进行的是经过BPSK调制以后，不同信道下系统性能比较。比较结果如下图所示：

上图中的两条曲线分别是在BPSK调制下，信号在AWGN信道模型和瑞利衰落模型条件下产生的，从图中可以看出，瑞利信道要比AWGN信道恶劣的多，在SNR提高到30dB下，系统性能还比AWGN信道下差了好几个数量级论文格式模板。

ber =（GAUSS信道下的误码率）

Columns 1 through 7

0.06000.0385 0.0196 0.01040.0069 0.0026 0.0007

Columns 8 through 10

0.00020.0000 0.0000

ber =（瑞利信道下的误码率）

Columns 1 through 7

0.12330.1420 0.1425 0.05000.1667 0.0967 0.0340

Columns 8 through 14

0.03930.0286 0.0134 0.03840.0125 0.0178 0.0098

Columns 15 through 21

0.00590.0043 0.0090 0.00430.0030 0.0015 0.0016

Columns 22 through 28

0.00590.0047 0.0011 0.00090.0005 0.0005 0.0002

Columns 29 through 30

0.00020.0001

二、CDMA多用户传输系统

2.1、实现多用户抗多址干扰传输，研究扩频序列互相关性与系统性能的关系

从图中可以看出通信系统，多用户传输系统的性能会比单用户的性能差，表现为在同等SNR条件下，误码率较单用户高。同时系统的性能也跟扩频码的相关性有关，当扩频码相关性提高时，误码率却随之下降。这是因为在接收端解调时是利用扩频码的自相关性。在接收端利用每一个用户唯一的扩频码进行接收解调，由于该扩频码与其他用户的扩频码为近似正交，所以其他用户的信号会被当作噪声而去除。可见，系统的性能和扩频码的相关性是成正比关系的。

ber =（单信源）

Columns 1 through 7

0.05100.0301 0.0237 0.01480.0063 0.0023 0.0007Columns 8 through 10

0.00020.0000 0.0000

ber =（正交扩频码双信源）

Columns 1 through 7

0.08450.0773 0.0478 0.02290.0106 0.0053 0.0013

Columns 8 through 10

0.00030.0001 0.0000

ber =（相关系数为0.5的扩频码双信源）

Columns 1 through 7

0.21650.1672 0.1730 0.15580.1099 0.0871 0.0656

Columns 8 through 10

0.04780.0211 0.0108

2.2、研究扩频序列自相关性抗多径干扰的能力

从图中和下面的ber数据可以看出，在抗多径干扰方面，扩频码的自相关性是很重要的通信系统，随着自相关性的提高，系统的性能也越接近单径传输的性能。因为宽带信号的传输中是受到频率选择性衰落的，而进行扩频后的信号在很宽的频谱上有着相同的能量，任意给定时间只有一小部分频谱受衰落的影响。在时域上分析，多径干扰是因为在不同的信道中传输，到达接收端的时间有延迟，不同时间到达的信号相互叠加而造成影响。而对于扩频后的信号而言，由于经过延迟到达的信号其自相关性变差，将会被当成不相关的别的用户信号而被滤除。而当扩频码的自相关性不好的时候，就会造成系统性能的下降论文格式模板。

ber =（单径）

Columns 1 through 7

0.13230.0958 0.0903 0.06980.0497 0.0491 0.0317

Columns 8 through 14

0.04310.0345 0.0257 0.02130.0222 0.0129 0.0086

Columns 15 through 21

0.00740.0062 0.0057 0.00390.0032 0.0025 0.0019

Columns 22 through 28

0.00150.0015 0.0009 0.00090.0006 0.0005 0.0003

Columns 29 through 30

0.00040.0002

ber =（双径相关系数为1.0）

Columns 1 through 7

0.14370.1131 0.1344 0.09360.0832 0.0725 0.0497

Columns 8 through 14

0.03690.0302 0.0300 0.02900.0197 0.0155 0.0113

Columns 15 through 21

0.00860.0062 0.0061 0.00360.0045 0.0033 0.0024

Columns22 through 28

0.00150.0017 0.0011 0.00070.0007 0.0005 0.0004

Columns 29 through 30

0.00040.0002

ber =（双径相关系数为0.6）

Columns 1 through 7

0.19840.2165 0.1818 0.17860.1312 0.1244 0.0787

Columns 8 through 14

0.06800.0540 0.0620 0.04010.0358 0.0258 0.0282

Columns 15 through 21

0.02000.0138 0.0148 0.01280.0082 0.0089 0.0050

Columns 22 through 28

0.00460.0031 0.0029 0.00210.0017 0.0016 0.0013

Columns 29 through 30

0.0009 0.0006

2.3、实际系统的模拟

在实际的CDMA系统中通信系统，目前采用的是用M序列作为扩频码。因此在实验中我们用32位的M序列和GOLD序列作为对实际系统的模拟，按照M序列的性质，该模拟系统总共可以容纳32个用户同时传输。

三、结论

1.经过调制后的信号在信道中传输比直接将信号进行传输的系统性能要好的多。

2.CDMA系统的抗多址干扰性能很好，并且跟扩频码的正交性呈现正相关关系，即扩频码的正交性能越好，系统的抗多址性能也越好。

3.CDMA系统的抗多径干扰性能也很好，同样地，系统的抗多径性能也跟系统的扩频码的正相关性有关 。

参考文献

[1]Theodore S.Rappaport 著 无线通信原理及应用（第二版）北京 电子工业出版社.2004 :96 – 108.

[2]樊昌信著通信原理教程（第二版）北京电子工业出版社.2008:53–76.

[3]（美）莫利斯著田斌等.译无线通信北京电子工业出版社.2008:325–341.

[4]JhongSamLeeLeon 著 CDMA系统工程与手册 北京人民邮电出版社.2001 :3 – 27.

篇（5）

新的移动通信实验教学体系，将先修课学习、工业实习、理论课学习、实验课开展、毕业论文等多个教学环节进行整合，形成从基础理论仿真到专业实验操作、工程技术实训、创新实验等一个开放的实验教学体系通过通信类先修课程的学习，使学生准备好相关的基础知识，同时也对移动通信在课程体系中的地位有明确的定位[14，15]。相应编程语言类课程的学习更为实验仿真提供了良好的基础。

移动通信理论课程的讲授为实验课程的开设提供了直接的理论平台。工业实习安排在移动通信实验课开设前一学期开展，实习内容是到各通信运营商公司和设备厂家进行跟岗实习，涉及到的内容有：移动通信系统基站的建设与维护；交换与传输系统管理和维护；光纤传输设施维护；移动终端制造与维修；3G应用等多个方面。通过工业实习使学生对当前移动通信所涉及到具体问题有了充分的感性认识，这对之后实验教学的开展，特别是移动网络方面实训的进行有很好的促进作用。移动通信实验教学的开展涵盖以下几个方面：基础理论仿真、专业实验操作、工程技术实训、创新实验、毕业设计。基础理论仿真是利用MATLAB软件实现：QPSK调制及解调；MSK、GMSK调制及相干解调；QAM调制及解调；OFDM调制解调；m序列产生及特性分析；Gold序列产生及特性分析；数字锁相环载波恢复；Rake接收机仿真实验。例如，OFDM调制解调实验，按照图2OFDM仿真结构图，利用MATLAB程序实现图2中不同测试点处的信号波形。专业实验操作则是在南京润众RZ6001实验平台基础之上，利用TMS320和GSM模块实现：直接序列扩频编解码；跳频通信；DS/CDMA码分多址；利用AT命令实现GSM/GPRS移动台短信收发、语音呼叫；CDMA数据传输实验。例如，直接序列扩频实验，利用DSP编程实现图3结构功能，并用示波器测量比较各测试点的信号波形。

篇（6）

新的移动通信实验教学体系，将先修课学习、工业实习、理论课学习、实验课开展、毕业论文等多个教学环节进行整合，形成从基础理论仿真到专业实验操作、工程技术实训、创新实验等一个开放的实验教学体系。

通过通信类先修课程的学习，使学生准备好相关的基础知识，同时也对移动通信在课程体系中的地位有明确的定位[14，15]。相应编程语言类课程的学习更为实验仿真提供了良好的基础。移动通信理论课程的讲授为实验课程的开设提供了直接的理论平台。工业实习安排在移动通信实验课开设前一学期开展，实习内容是到各通信运营商公司和设备厂家进行跟岗实习，涉及到的内容有：移动通信系统基站的建设与维护；交换与传输系统管理和维护；光纤传输设施维护；移动终端制造与维修；3G应用等多个方面。通过工业实习使学生对当前移动通信所涉及到具体问题有了充分的感性认识，这对之后实验教学的开展，特别是移动网络方面实训的进行有很好的促进作用。移动通信实验教学的开展涵盖以下几个方面：基础理论仿真、专业实验操作、工程技术实训、创新实验、毕业设计。基础理论仿真是利用MATLAB软件实现：QPSK调制及解调；MSK、GMSK调制及相干解调；QAM调制及解调；OFDM调制解调；m序列产生及特性分析；Gold序列产生及特性分析；数字锁相环载波恢复；Rake接收机仿真实验。例如，OFDM调制解调实验，按照图2OFDM仿真结构图，利用MATLAB程序实现图2中不同测试点处的信号波形。

工程技术实训阶段则是利用3G天线获取实际信号，利用频谱分析仪等仪器实现CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA信号的分析。同时实现基站放大器、塔顶放大器性能指标的测试。例如，图4中给出利用频谱分析仪所测得实际CDMA2000和WCDMA信号的频谱特性。

创新实验阶段主要是针对有兴趣参加各类设计竞赛的学生开展，将全国及各省、校级电子设计大赛题目进行改造，从中选取与移动或无线通信有关，且具有创新性、前瞻性、实用性的方案，经过适当修改作为创新实验阶段的实验案例。学生可以通过这样的实验案例了解各级大赛的要求及特点，教师则也可以在实验教学过程中，选拔优秀学生参加各级大赛，进而提高学生的能力和水平。毕业设计阶段主要是利用实验室实验条件，从学院承担的科研项目中，将某些项目进行简化、修改、重组，转化成通信专业类论文题目，或从本专业最新的科技论文中选择其中合适的内容进行改进，作为通信专业类综合性毕业设计案例，从而将先进的科研成果打造为优质教学资源，实现基础与前沿、经典与现代的结合。为通信类专业学生提供了广阔的选择空间和开放的培养环境。总之，移动通信实验教学体系中基础理论仿真、专业实验操作和工程技术实训是必修课程教学内容，是实验教学的基础与根本[16]。创新实验、毕业设计则是移动通信实验向之后教学、实践环节的扩展与延伸。这样由必修和扩展环节共同构建起移动通信实验教学开放体系。

本文作者：冯敏罗清龙作者单位：聊城大学

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0 引言

MIMO技术对于传统的单天线系统来说，能够大大提高频谱利用率，使得系统能在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务。目前，各国已开始或者计划进行新一代移动通信技术（4G或者5G）的研究，争取在未来移动通信领域内占有一席之地。随着技术的发展，未来移动通信宽带和无线接入融合系统成为当前热门的研究课题，而MIMO系统是人们研究较多的方向之一，而且随着MIMO系统均衡技术的出现使得这一领域出现了极大的突破。

尽管如此，在MIMO系统中，对于接收信号的处理仍然存在很大的问题。主要表现为：信号检测算法难度大、参数繁杂。同时由于码间干扰和多径衰落的影响，使得均衡器在功能与性能上的要求提高了一个台阶。因此，随着均衡技术的不断进步，对于高复杂度信号检测也成了必需攻克的问题。因此，本文的主要研究内容便是如何在MIMO系统中进行信号检测，从而实现均衡技术。

1 MIMO 系统研究现状

1.1 MIMO系统概述

自20世纪70年代以来，在一代代科学家们的不懈努力下，奠定了MIMO无线通信系统的理论基础和可行性。从20世纪的90年代后页起，在Foschini、Rayleigh等人的研究基础上，世界上许许多多的科研机构与高等院校都开始投入巨大的人力物力对MIMO系统进行了深入研究。毕业论文

在MIMO技术日益成熟与先进的今天，MIMO技术的研究领域[1]主要涵盖了下列几点：MIMO信道容量和建模的分析；MIMO系统的空时编码和空时解码；MIMO系统收发数据方案设计；MIMO系统在网络方面的研究与探究。这四个方面的研究内容虽然各有侧重，但都面对着一个相同的核心问题，即针对各种复杂的无线衰落信道环境，如何更有效地利用 MIMO系统的通信结构抑制多径衰落、增加数据速率和提高系统容量。

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本设计采用CAN总线作为数据采集与系统控制的通信方式，以ATMEL公司生产的AT91SAM9263 ARM芯片为主控单元，结合A/D转换技术、故障诊断专家系统实现某型火箭炮随动系统的故障检测。总体设计框图如图1所示。

数据采集单元由信号调理模块和A/D转换模块组成，其中信号调理模块用于模拟信号的放大、滤波和提高电路负载能力，A/D转换器完成模拟信号向数字信号的转换，ARM主控单元实现系统控制与故障诊断，数据采集单元与ARM系统控制与故障诊断模块之间以CAN 总线的方式进行通信，工作人员通过操作触摸屏显示界面完成故障检测。

2 系统硬件设计

2.1 数据采集单元

数据采集单元由信号调理电路和A/D转换模块组成，用于采集某型号火箭炮随动系统液压泵、高平机等被测部件的液压或气压的状态信号，其结构图如图2所示。

信号调理电路如图3所示，采用OP27运算放大器进行设计，它的作用是把传感器输入的信号进行放大，同时利用其输入阻抗高、输出阻抗小的特点以满足A/D转换芯片对驱动源阻抗的要求。

A/D转换电路将经过信号调理模块调理后的模拟信号转换为数字信号，文中选用TLC2543CN和STC89C52分别作为A/D采样芯片和微控制器[3]，其设计如图4所示。TLC2543CN是TI公司生产的12位串行模/数转换器，使用电容开关逐次逼近技术，12位分辨率，10 μs的转换时间，11路模拟输入，输出数据长度可通过编程调整[4]。A/D转换模块与51单片机之间以I2C总线的方式进行通信，只需要一条串行数据线SDA（DATA_OUT）和一条串行时钟线SCL（CLOCK），具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。　经信号调理后的11路模拟量数据分别通过端口NO0?NO10进入TLC2543CN进行A/D转换，TLC2543CN通过[CS]，DATA_INPUT，DATA_OUT，MEOC，I/O CLOCK这5个引脚与STC89C52单片机进行通信。为了减小外界环境及器件本身引入的噪声和扰动，提高系统的稳定性，在这5个信号与单片机之间进行光电耦合隔离处理。由于光信号的传送不需要共地，所以可将光耦器件两侧的地加以隔离，达到提高系统信噪比的作用，光耦隔离器件选用Avago Technologies 生产的6N137，电路如图5所示。需要注意的是，电路板中6N137两端的电源不能共用，否则起不到隔离的作用。

2.2 CAN总线通信模块

数据采集单元和ARM系统控制与故障诊断模块之间以CAN总线的方式进行数据通信和控制。CAN总线具有可靠性高、实时性强、较强的抗电磁干扰能力、传输距离远等特点，尤其适用于随动系统传感器多、各检测点信息交换频繁和干扰源复杂的情况。CAN总线通信模块的实现有2种解决方案[5]：一类是采用带有片上CAN的微处理器，如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等；另一类是采用独立的CAN控制器，如Philips的SJA1000。考虑到应用的灵活性，本文采用独立的CAN控制器SJA1000。CAN总线通信模块结构框图如图6所示，选用STC89C52单片机作为CAN总线通信模块的微控制器，CAN总线控制器和收发器分别选用Philips公司生产的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN总线规范采用三层结构模型，STC89C52单片机用以实现应用层的功能，SJA1000和PCA82C250则分别对应于数据链路层和物理层。为了增强CAN总线通信模块的抗干扰能力，在CAN控制器与CAN收发器之间进行光电耦合隔离处理，与数据采集单元一样，本文也选用6N137进行处理。

CAN总线通信模块接口电路主要由4部分组成：微控制器STC89C52、独立CAN控制器SJA1000、光电隔离器件6N137和CAN总线收发器PCA82C250。微控制器STC89C52用于数据处理、实现对SJA1000的初始化、通过对SJA1000的控制实现数据接收和发送等通信任务；独立CAN控制器SJA1000和收发器PCA82C250经过简单总线连接可实现数据链路层和物理层的全部功能。STC89C52通过DATA_INPUT向TLC2543CN发送一定格式的指令，在DATA_OUT引脚可获取到A/D转换的数据；由于SJA1000的数据线与地址线是共用的，所以将STC89C52的P0口与AD0?AD7直接连接的同时，还要将地址锁存信号线ALE进行连接，以便区分在同一时刻AD线上传递的是地址还是数据；SJA1000的中断管脚INT连接单片机的外部中断INT0；MODE管脚与高电平VCC连接以选择Intel模式；为了保证上电复位的可靠，复位电路采用IMP708芯片进行智能控制，IMP708芯片集看门狗定时器、掉电检测电路、电源监控电路等于一体，保证SJA1000芯片的可靠运行；RX0和TX0是数据的收发管脚，经光电耦合器件6N137后连接到CAN收发器上，用以电气隔离；PCA82C250有3种工作模式：高速、斜率控制和待机，本文选择斜率控制模式，通过在Rs引脚与地之间接一个100 kΩ的电阻来实现；为了消除在通信电缆中的信号反射，提高网络节点的拓扑能力，需要在CAN总线两端接入两个120 Ω的终端电阻[5]。

2.3 系统控制与故障诊断模块

数据处理与系统控制模块采用ATMEL公司生产的AT91SAM9263 ARM芯片作为主控单元，以触摸屏作为人机交互方式完成系统控制和故障诊断。AT91SAM9263主频 200 MHz；内置CAN总线控制器，全面支持CAN2.0A和CAN2.0B协议；内置TFT/STN LCD控制器，支持3.5～17英寸TFT?LCD 液晶屏，最高分辨率可达2 048×2 048。考虑到系统的可扩展性，本文将系统控制与故障诊断模块单独成板。技术保障人员可以通过操作触摸屏上显示的人机交互界面完成对随动系统的故障检测。

3 系统软件设计

系统软件设计主要分为A/D转换模块、数据 处理模块、CAN总线通信模块和系统控制与故障诊断模块4部分。主流程图如图7所示，首先对STC89C52单片机进行初始化，包括CAN总线工作方式的选择、验收滤波方式的设置、验收屏蔽寄存器和验收代码寄存器的设置、波特率参数设置、中断允许寄存器的设置以及A/D转换模块的初始化等；当单片机接收到故障检测命令时，进行A/D采样，然后由单片机对采集到的数据进行处理，通过量值转换得到实际的工况数据；最后由CAN总线通信模块将数据传输到系统控制与故障诊断模块进行故障检测，诊断结果由触摸屏显示以指导维修人员进行现场维修。

3.1 A/D转换模块软件设计

A/D转换模块程序设计流程图如图8所示。

3.2 数据处理模块软件设计

数据采集过程中难免受到噪声的影响，为了保证采到数据的准确性，可以对其进行一定的算法处理。本文在故障检测时，对同一采样点进行5次采样，然后用快速排序算法对这5个数据进行排序，取中值作为故障检测的有效数据，以减小误差带来的影响。采集到的数据与实际值之间成严格的线性关系，将采集到的数据值乘以系数K即可获得实际的工况数据，其流程图如图9所示。

3.3 CAN总线通信模块软件设计

CAN总线通信模块的程序设计主要分为初始化、数据发送和数据接收3个部分：

（1） 初始化。CAN总线初始化主要是对通信参数进行设置，通过对时钟分频寄存器、验收码寄存器、验收屏蔽寄存器、总线定时寄存器和输出控制寄存器的配置实现对CAN总线工作模式、接收报文的验收码、验收屏蔽码、波特率和输出模式的配置和定义[7]。值得注意的是，这些寄存器的配置需要在复位模式下进行，因此在初始化前应确保系统已进入复位状态。　（2） 数据发送。本文采用查询方式，进行CAN总线的数据发送，首先应将CAN总线的发送中断禁能。发送数据前，主控制器轮询SJA1000状态寄存器的发送缓冲器状态位TBS以检查发送缓冲器是否被锁定，若发送缓冲器被锁定，则CPU等待，直到发送缓冲器被释放，然后将从现场采集到的数据发送到发送缓冲区并置位命令寄存器的发送请求位TR，此时SJA1000将向总线发送数据。数据发送流程图如图10所示。

（3） 数据接收。同数据发送一样，本文采用查询方式进行数据的接收，也应将CAN总线的发送中断禁能。主控制器轮询SJA1000状态寄存器接收缓冲状态标志RBS以检查接收缓冲器是否已满，若未满则主控制器继续当前的任务直到检查到接收缓冲器已满，读出缓冲区中的报文，然后通过置位命令寄存器的RRB位释放接收缓冲器内存空间。数据接收流程图如图11所示。

3.4 系统控制与故障诊断模块软件设计

系统控制与故障诊断模块是在Linux平台下利用Qt SDK开发完成的，数据库采用嵌入式系统中广泛采用关系型数据库SQLite[8]。软件采用模块化设计思想，包括显示界面、系统控制、检测数据库和故障诊断等4部分。系统界面基于QT/GUI开发，用于故障检测结果显示、调取数据库辅助人工诊断等人机交互；系统控制模块用于系统启动与关闭、初始化及多线程处理；检测数据库用于对专家系统中经验知识、故障诊断规则集进行组织、检索和维护，及用于存储系统采集的工况参数；故障诊断模块是该检测装置核心，本文利用故障诊断专家系统对随动系统进行故障诊断，给出诊断结果。考虑到故障诊断的实时性要求，程序采用多线程编程来实现。

图10 CAN总线数据发送程序设计流程图

图11 CAN总线数据接收程序设计流程图

4 结 语

为了测试随动系统故障检测装置在各种情况下的故障检测能力， 本文通过人为制造故障的方式对该系统进行了大量实验。在反复的实验中，该系统均能正确定位故障，充分验证系统的可靠性和稳定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片为核心基于CAN总线随动系统故障检测装置，可实现对随动系统液压、气压、电压等工况参数的测量，经故障诊断专家系统的推理，实现以自动故障诊断为主、人工诊断为辅的故障检测。文中采用的CAN总线通信方式使整个系统简洁紧凑、具有较强的抗干扰能力和实时性，这种CAN总线通信方案不但可用于随动系统故障检测装置的研发，还可推广至其他模拟量信号的机电设备故障检测，尤其是多机组的分布式状态监测与故障诊断中，具有非常实用的应用前景。

参考文献   本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT

. Industrial Electronics， 2000， 47（4） ： 951? 963.

[2] 张立云，宋爱国，钱夔，等.基于CAN总线的侦察机器人控制系统设计[J].测控技术，2013，32（1）：65?68.

[3] 姚远，王赛，凌毓涛.TLC2543在89C51单片机数据采集系统中的应用[J].电子技术应用，2003，29（9）：37?38.

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Abstract: in this paper the author introduces the technical scheme of low pressure test device, focuses on the instructions of the principle of two detection methods.

Keywords: low voltage set copy; Detection device

中图分类号：TU71文献标识码：A 文章编号：

0 引 言

由于缺乏相应的软、硬件测试手段，无法模拟现场的各种工况，难以发现低压集抄系统的产品质量隐患，亟需研制一种面向低压集抄系统的检测装置，对低压集抄系统各组件的功能和性能进行一体化测试。

1 技术方案

1．1 检测装置的结构

采用一柜一挂表架的分体式结构，数字信号源、功率放大器、标准电能表装在柜中，其余部分不在挂表架中。挂表架采用两排结构，上排设置12个单相电能表表位，下排设置2个集中器位、2个采集器位、3个三相电能表表位。电流接线采用压接式，其余采用插座接线的方式。三相平衡设计。总体框图如图l所示。每个电能表位置提供1个电能表校验脉冲输入接

图1检测装置总体框图

口，1个时钟信号输入接口，2~RS485通信接口。配置各类专用的虚拟电能表，支持通过RS485和电力线载波接口与集中器和采集器的通讯，并且可根据用户需要，扩充支持微功耗无线和蓝牙方式。配置测试各种集中器所需的以太网、RS232接口、GPRS／CDMA调制解调器、PSTN调制解调器和PSTN换机。

1．2 检测装置具备的功能

检测装置不仅可按照集中器上行通信规约和电能表通信规约进行系统通信规约的检测，而且可以对集中器、采集器、用户电能表等设备实时走字，测试集抄系统运行工况。能对集中器、采集器、用户电能表进行时钟准确度测试。能依据GPS时钟对集中器、采集器、用户电能表进行授时。

采用数字化程控信号源，模拟出集抄系统运行环境，通过加快时钟节拍，利用虚拟电能表产生测试所需的电能表数据，配合可设置的测试策略，使得系统历史数据的测试时间大为缩短，提高测试效率。

2 硬件单元

检测系统主要由数字信号源、功率放大器、标准电能表、误差处理系统、虚拟多功能电能表、GPS时钟频率源、功耗测试仪、运行环境模拟电路、通信线路、IDE测试环境和PC机等组成。

2．1 分布式MCU控制系统

整个检测装置属于一个分布式控制系统，是多个MCU系统的集成，核心主控CPU由PC机承担，装置控制部分MCU的通信关系如图2所示。

图2 控制部分CPU通信关系图

DSP信号源的MCU为TMS320F2407A；控制及通信部分的MCU为P89LV51RB2，通过外扩四路UART接口分别连接输入脉冲切换电路、表位485接线切换电路、误差处理电路和标准表。电表485通信板的MCU为AT89S52。

以上各功能模块之间通过RS232C和CAN总线进行通信。

2．2 高精度数字信号源

采用高速DSP和高速D／A转换器实现直接波形输出，波形输出的工作过程完全由DSP程序和算法控制，当DSP收到需要调节输出量的指令后，重新计算和刷新该量的输出量波形表，采用AD587来保证参考电压的稳定。并根据l6位A／D转换器的高精度输入采样值进行分析调整，以实现闭环控制。利用DSP强大的实时运算能力，实现数字信号源的各种功能，包括谐波、升降控制、相控波形和波群控制、电压跌落和中断等功能。

2．3 功率放大器

采用成熟稳定的工频精密AB类功率放大器，它是专门为放大校验用电压、电流信号设计的电路，具有较窄的通频带(40Hz-lkHz)，输大的时间常数和输深的反馈量，适合放大稳态信号，具有很高的稳定性和准确度。

功放管采用的是10对安森美公司的MJ15024和MJ15025，主要通过精确设计和升流器(升压器)的匹配、继电器动作时序、末级输出管的过流保护、反电势吸收等来保证可靠性。若发生电压短路和电流开路，则输入波形和输出波形有较大的差值，反映在差值检测电路上，就能输出保护信号给CPU，CPU就能进行相应的操作实现保护。

2．4 测试方式切换电路

由于既具有电力线载波集抄测试功能，又具有电能表误差测试功能。因而检测装置须对单相电能表校表状态、三相电能表校表状态、集抄系统测试状态进行切换。同时依照集中器、采集器、电能表之间的接线和从属关系，也经由切换电路进行设置。运行环境模拟切换电路主要分两部分，如图3所示。

图3 测试方式切换电路框图

2．4．1 电压、电流接线方式切换

通过四常开四常闭的220V接触器切换电路实现：

(1)抄表系统测试时所有电压接通，使载波通道可以建立物理连接；

(2)校表状态时，隔离电压互感器接入，电流回路串联，实现高精度误差测试。

2．4．2 小信号切换

通过小信号继电器切换电路，选择用户电能表或虚拟电能表的RS485接口与选定的集中器、采集器相连。

2．5 时钟频率源

GPS卫星上都安装有铯原子钟，因而具有很高的频率准确度和时间准确度，本装置的GPS接收模块采用RS232与PC机相联， 通讯协议是标准的NMEA-0183。对GPS接收模块送出的内容进行解码，就可以得到所需的时钟信息，可以用于对外接设备进行授时和比对，授时精度

2．6 通信电路

由两块8口的MOXA工业级多串口卡、RS232-RS485转换电路、PSTN交换机、PSTN调制解调器、GPRS调制解调器、以太网交换机等组成。

3 测试原理

测试方法有实际运行方式与虚拟运行方式两种。

3．1 实际运行方式

检测装置提供了12只单相电能表位置和3只三相电能表位置，并提供2只采集器位置和2只集中器位置，通过不同的连接线配置测试所需的应用环境，通过软件控制信号源的电压、电流、相位，测试软件通过GPRS无线公网对集中器抄读电能表运行数据，完成集抄系统实际运行方式的测试。

3．2 虚拟运行方式

检测装置用软件模拟现场运行的电能表，通过集中器、采集器与虚拟电能表进行通信，虚拟电能表的数据通信协议遵循DL／T645规约。完成集抄系统虚拟运行方式的测试。

虚拟电能表硬件部分，通过共6个串行口与外部进行数据交换。其中2个串行口转换成RS485接口用于模拟台区总表，接人到集中器台区总表接口；2个串行口转换成RS485接口用于模拟用户RS485电能表，接入到采集器的RS485口；另2个串行口分别通过青岛东软的PRO-II型抄控器和北京晓程的DEMO-PL3201调试器转换成两种不同的载波接口，用于模拟用户载波电能表，接入到集中器的电源线。

用虚拟电能表软件包模拟l至n块电能表，通过当前调置的电压电流和相位值，缩放比率，起始时间等参数自动进行走字。

试验时发送消息，调用计电量子程序，计时终止时，再发送消息，关闭计电量子程序，如果是运行期间跳过某个阶段，只需再加送一次结束时间，虚拟电能表会自动计算跳过的某个阶段的电量，并实现电量的累加，使得在现场需运行很长时间，在虚拟电能表模块可以在较短的时间内完成。还可以通过时钟加速运转方法进行加速走字，加速的电量自动计算更新。

4 结束语

检测装置提供集中器上行通信、集中器下行通信的通信方式。

参考文献：

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1、前言

地磁场的异常波动是发生地震的重要征兆，对地磁场异常的监测可以为地震预报研究提供重要的数据资料 [1]。

虚拟仪器技术是利用编程软件，按照测量原理,采用适当的信号分析与处理技术,编制具有测量功能的程序就可以构成相应的测试仪器[2],降低了仪器的开发和维护费用,缩短了技术更新周期，显著提高了仪器的柔性和性价比[3]。

2、硬件结构

分布式地磁场异常监测系统总体结构如图1所示。磁场传感器通过RS232串口将计算出的地磁场方位值前期数据发送给电脑1，电脑1上的虚拟仪器软件完成对信号的读取、计算、分析、显示、存储等并通过电子邮件将相关数据传送给远端的电脑2。

3、软件设计

3.1、软件的总体功能

如图2所示，监测系统主要有数据采集模块、显示模块、磁场异常报警模块、数据处理模块、数据保存模块、电子邮件发送模块等组成。

3.2、软件前面板

前面板如图3所示,主要分为3个模块:通信参数设置模块、监测结果显示及保存模块、异常报警模块等。论文参考，电子邮件。论文参考，电子邮件。设置的通信参数主要有与传感器通信时的波特率、数据位、数据文件保存的位置、软件异常及地磁异常时发送电邮的收发件人电子信箱地址等。论文参考，电子邮件。论文参考，电子邮件。

图2 软件总体功能框图

图3 软件前面板

3.3、地磁场方位值的计算

地磁场方位值计算模块如图4所示，将VISA读取控件缓冲区中的字符串数组读出，截取其中第9和第10个元素，进行数制、进制转换得到地磁场方位值，接到前面板进行显示。论文参考，电子邮件。论文参考，电子邮件。

图4 方位值计算模块

3.4异常报警

将当前时刻的方位值与正常方位值相比较，如果相差5度，即认为是地磁场的异常波动，报警指示灯亮，发出报警音，同时启动邮件发送模块。

3.5 数据保存模块

调用日期/时间字符串控件，读取windows日期时间，和地磁场方位值一起写入指定目录的txt文件中。当地磁场异常时，触发磁场异常逻辑为真，写入文件控件将从此时刻开始5秒内的时间值、地磁场方位值写入txt文件中。

图5 邮件发送第一帧

图6 邮件发送第二帧

3.6 邮件发送

4.实验

如图7所示，实验方法为:将传感器与电脑1串口相连，通过虚拟仪器软件监测地磁场的异常情况，当地磁发生异常或接收传感器数据异常时，电脑1上的监测软件报警，并把异常数据记录到数据文件中，同时通过电子邮件模块向指定信箱发送指定格式邮件，监测者在电脑2上查看相关异常邮件。做法是转动传感器使其与地磁场磁北指向夹角为200°，用一块磁铁沿着与传感器指向垂直的方向自远及近靠近后又自近及远离开传感器，记录下整个过程磁铁与传感器距离、地磁场方位值、异常情况及邮件接收情况。实验结果如表1所示。

反复实验表明，监测软件准确地记录下了磁铁靠近传感器的过程中该处磁场的变化情况，且当地磁异常时电脑2及时地接收到了相关异常数据邮件。