无线传输技术论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇无线传输技术论文范例，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。

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1.2无线传感网络技术在我国的发展还很缓慢，这主要是由于无线传感网络技术在我国出现的时间比较晚，无线传感网络技术在我国的研究方案中还处在初级阶段，与西方一些发达国家相比，存在严重的滞后性，我国在无线传感网络技术上的研究主要局限在仿真计算和网络协议等，在人们的生活和军事中的应用还很少，而且无线网络现在已经可以用来作环境监测，我国却没有将无线传感网络技术应用到实处。

1.3目前，中国的未来技术研究方向中有几项是专门针对无线传感网络技术进行直接论述的，而且在一些重大会议的决策里面，也将无线传感网络技术列为三大前沿信息技术，无线传感网络技术中的自发组织网络技术和智能感知技术都成为中国重点信息技术研究，无线传感网络技术在我国如此重视的情况下一定会有所成就，无线传感网络技术也成为社会信息技术发展的必然，在我国，信息技术领域广泛地被应用已经成为不争的事实，对人们的生活、工作和社会的发展带来很深刻的影响。

2无线传感网络技术的应用发展

2.1无线传感网络技术在环境监测方面的应用和发展现代社会，人类的生活水平在逐渐的提高，人们对于环境的探讨也越来越重视，环境方面的应用科学也越来越多，传统的环境探索的模式已经不能满足人们对环境探索强烈的欲望，而且关于环境的采集数据的难度也越来越大。无线传感网络技术的出现及时地解决了环境探索方面的难关，无线传感网络技术对户外的野生动物的跟踪、发现和保护做出了巨大的贡献，通过无线传感网络技术，人们能够对各种野生动物的生存成长环境做监测，比如说动物生存环境的气象、洪涝灾害、地球的物理环境、环境的污染状况、大气的监测等等，根据监测的结果采取必要的保护措施和改善措施。

2.2无线传感网络技术在军事领域的应用和发展无线传感网络技术起于军事领域，无线传感网络技术在军事上的应用是它能够在国家的边疆上站岗放哨做警卫，将无线传感网络器安置在国家的边疆防线上，士兵可以直接通过无线传感网络技术对国家边疆进行防御，接受来自不同方向的信息并及时果断地做出相应的措施。无线传感器在军事上的另外一个应用就是可以对目标进行定位，以及时地防范敌军的可能的侵袭和进攻，还可以通过无线传感技术对无人驾驶的车辆进行摆布，战争结束后，无线传感网络还能对战场的破坏性和环境污染程度进行监测并且评估。

2.3无线传感网络技术在家庭生活中的应用和发展无线传感网络技术最贴近人的生活的应用就是在家庭生活中的应用，无线传感网络器可以为人民的生活提供很多方便，并且能够使人们的生活环境更舒适，无线传感网络技术为人们的生活提供比较人性化智能家居，比如说像冰箱、真空吸尘器、录像机和微波炉等，这样用户就可以在远处遥控这些家用产品，而且还能通过无线传感技术在家里的主要房间安装监测器，以便随时控制家里的安全。

2.4无线传感网络技术在医疗卫生行业的应用和发展无线传感网络技术在健康护理人的方面的应用主要是用来对患者和医生的行为进行监测，人的身体里面有很多我们并不知道的生理和心理数据，将无线传感网络技术安装在病人的身上就可以随时观察病人的病情，并得到及时的救治，无线网络传感技术在不久的将来会更加的方便，用途也会更加的多，还能实现医疗的远程遥控。

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一、引言

上世纪70年代末,诞生了被称为第一代蜂窝移动通信系统的双工FDMA模拟调频系统,但由于模拟系统固有的先天缺陷,在90年代初被以TDMA为基础的第二代数字蜂窝移动通信系统所取代,相对FDMA系统有诸多优点,如频谱利用率高,系统容量大、保密性好等。与此同时产生了以CDMA为基础的数字蜂窝通信系统,相比TDMA系统具有低发射功率、信道容量大、软容量、软切换、采用多种分集技术等优点。

随着网络的广泛普及,图像、话音和数据相结合的多媒体和高速率数据业务的业务量大大增加,人们对通信业务多样化的要求也与日俱增,而一代二代系统远远不能满足用户的这些需求,所以诞生了第三代移动通信技术,它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。国际上承认的3G标准有三个:CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA,这里主要从各个方面做WCDMA和CDMA2000的对比研究。

二、WCDMA和CDMA2000的综合比较

由于WCDMA和CDMA2000这两种技术都是将CDMA技术用于蜂窝系统,许多的思想都是源于CDMA系统,因此WCDMA和CDMA2000有许多相试之处:从双工方式上看,WCDMA和CDMA2000属于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都满足IMT-2000提出的技术要求,支持高速多媒体业务、分组数据和IP接入等。但它们在技术实现、规范标准化、网络演进等方面都存在较大差异。

WCDMA和CDMA2000各有优势和缺点。WCDMA技术较成熟,能同广泛使用的GSM系统兼容;相比第二代通信系统能提供更加灵活的服务;而且WCDMA能灵活处理不同速率的业务。其缺点是只能共用现有GSM系统的核心网部分,无线侧设备可以共用的很少。

CDMA2000的优势是可以和窄带CDMA的基站设备很好地兼容,能够从窄带CDMA系统平滑升级,只需增加新的信道单元,升级成本较低,核心网和大部分的无线设备都可用。容量也比IS-95A增加了两倍,手机待机时间也增加了两倍。缺点是CDMA2000系统无法和GSM系统兼容。

1.WCDMA与CDMA2000的物理层技术比较

WCDMA和CDMA2000物理层技术细节上有相似也有差异,由于考虑出发点不同,造成了不同的技术特点。WCDMA技术规范充分考虑了与第二代GSM移动通信系统的互操作性和对GSM核心网的兼容性;CDMA2000的开发策略是对以IS-95标准为蓝本的窄带CDMA的平滑升级。

(1)这两个标准的物理层技术相似点可以归纳为以下几点:

①内环均采用快速功率控制。CDMA系统是干扰受限系统,因此为了提高系统容量,应尽可能的降低系统的干扰。功率控制技术可以减少一系列的干扰,这意味着同一小区内可容纳更多的用户数,即小区的容量增加。因此CDMA系统中引入功率控制技术是非常必要的。

②系统都支持开环发射分集,信道编码采用卷积码和Turbo码。

③系统均采用软切换技术。所谓软切换是指移动台需要切换时,先与新的基站连通再与原基站切断联系,而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行,因此模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。软切换可以有效地提高切换的可靠性,大大减少切换造成的掉话。

④WCDMA工作频段:1900~2025MHz频段分配给FDD上行链路使用,2110~2170MHz频段分配给FDD下行链路使用,2110~2170MHz频段分配给TDD双工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900~2025MHz频段(上行),2110~2170MHz(下行)。

(2)两个标准的物理层技术差异可以归纳为以下几点:

①扩频码片速率和射频带宽。WCDMA根据ITU关于5MHz信道基本带宽的划分规则,将基本码片速率定为3.84Mcps。WCDMA使用带宽和码片速率是CDMA2000-1X的3倍以上,能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。CDMA2000分两个方案,即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X两个阶段。CDMA2000系统可支持话音、分组数据等业务,并且可实现QoS的协商。室内最高数据速率达2Mbit/s,步行环境384kb/s,车载环境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在单载波上采用码片速率1.2288Mcps的直接序列扩频,射频带宽为1.25MHz。

②支持不同的核心网标准。WCDMA要求实现与GSM网络的兼容,所以它把GSMMAP协议作为上层核心网络议;CDMA2000要求兼容窄带CDMA,因此它把ANSI-41作为自己的核心网络协议。

③WCDMA进行功率控制的速度是CDMA2000的2倍,能保证更好的信号质量,并支持多用户。

④为了使支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务,为了完善新的数据话音网络,CDMA2000-1x需要添加额外的网元或进行功能升级。

2.WCDMA与CDMA2000网络接口的比较

3G标准的基本目标是能在车载、步行和静止各种不同环境下为多个用户分别提供最高为144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的无线接入数据速率。为多个用户提供可变的无线接入数率是3G标准的核心要求。CDMA2000可分别用于900MHZ和2GHZ两个频段CDMA2000的码片速率与IS-95相同,两系统可以兼容。WCDMA的码片速率为3.84Mcps,显然WCDMA系统中低速率用户或语音用户的移动台成本会大幅上升,在CDMA2000系统中则不会如此。

WCDMA的接口标准规范、制定严谨、组织严密,而CDMA2000的接口标准严谨性有待加强。IS-95厂家设备难以互通,给运营商设备选型带来了较大问题;3G许诺的高速无线数据服务必须可以和话音一样实现无缝的漫游,这是至关重要的。多媒体信息要漫游、视频通话也要漫游,没有这些基本要素,3G就不能称其为3G。漫游涉及到的不仅仅是技术问题,更重要的是商业利益。在这方面WCDMA显然更胜一筹,它支持全球漫游,全球移动用户均有唯一标识,而CDMA2000尚不能很好做到这一点。

3.WCDMA和CDMA2000网络演进的比较

(1)WCDMA的网络演进技术

现有的GSM系统利用单一时隙可提供9.6kbit/s的数据服务。如果复用多个时隙就能升级为HSCSD(高速电路交换数据)方式;此后出现了GPRS(通用分组无线业务),首次在核心网中引入了分组交换的方式,可提供144kbit/s的数据速率。接着继续升级采用8PSK调制,这样传输速率可以上升至384kbit/s这就是EDGE;WCDMA的数据传输速率将高达2M/s。

(2)CDMA2000网络演进技术

主要的CDMA2000运营商将来自现在的窄带CDMA运营商。窄带CDMA向CDMA2000过渡的方式为IS-95AIS95BIS-95CIMT2000。IS-95A的数据传输速率为14.4kbit/s,为了提供更高的速率,1999年部分厂商开始采用IS-95B标准,理论上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C进一步使容量加倍,最后升级为CDMA2000。

窄带CDMA系统向CDMA2000系统的演进分为空中接口、网络接口及核心网络演进等方面。

①目前窄带CDMA系统的空中接口是基于IS295A,其支持的数据速率为14.4kbit/s,由IS295A升级到IS295B,可支持64kbit/s。

②窄带CDMA网络接口的演进主要指窄带CDMA系统A接口的升级和演进。对于窄带CDMA系统,以前其A接口不是规范接口(即不是开放接口),窄带CDMA和GSM的A接口的规范相比较,GSM是先有A接口标准,然后厂家依据标准开发;窄带CDMA是厂家各自开发,然后广泛宣传,最后凭借自身影响修改标准。

③窄带CDMA的核心网在美国经过多年发展后,从IS241A到IS241B到IS241C,我国CDMA试验网和红皮书以IS241C为基础,IS241D规范在1999年底,目前IS241E规范还未正式。

三、WCDMA和CDMA2000在我国的前景

对3G标准的选择不仅要看其技术原理及成熟程度,还要结合本国国情、市场运作状况等因素进行考虑。按目前的进展来看,两种标准最后不能融合成一种,但可以共存。

在我国,GSMMAP网络已形成巨大的规模,欧洲标准的WCDMA在网络上充分考虑到与第二代的GSM的兼容性,在技术上也考虑了与GSM的双模切换兼容,向WCDMA体制的第三代系统演进,从一开始就解决了全网覆盖的问题。而且CDMA2000采用GPS系统,对GPS依赖较大;在小区站点同步方面,CDMA2000基站通过GPS实现同步,将造成室内和城市小区部署的困难,而WCDMA设计可以使用异步基站,运营者独立性强;对于电信设备制造行业,我国在GSM蜂窝移动通信方面发展成熟,而窄带CDMA系统尚未形成规模和产业。

WCDMA采用全新的CDMA多址技术,并且使用新的频段及话音编码技术等。因此GSM网络虽然可采用一些临时的替代方案提供中等速率的数据服务,却不能提供一种相对平滑的路径以过渡到WCDMA。而CDMA2000的设计是以IS-95系统的丰富经验为依据的,因此窄带CDMA向CDMA2000的演进无论从无线还是网络部分都更为平滑。在基站方面只需更新信道板,并将系统软件升级,即可将IS-95基站升级为CDMA2000基站。

由此可见,WCDMA和CDMA2000还将长时间在我国共存,鹿死谁手?尚未分晓。

参考文献:

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引言

随着短距离、低功率无线数据传输技术的成熟，特别是蓝牙、802.11b等应用的推广，无线数据传输应用再次成为应用的热点。本文介绍一款基于新加坡Winedge公司WE904芯片的无线收发模块，说明其在一个实时无线图像数据传输系统中的应用，以其实现一个低发射功率和低成本的实际应用系统。为低成本中低速的无线数据传输提供一种新的解决方案。

1系统简介

系统的简单框图如图1。此系统的简单工作过程为：①电脑眼负责图像采集和图像信号的A/D转换。②电脑眼输出的图像信号由DSP芯片TMS320VC5402（以下简称5402）编码压缩。③5402通过McBSP(多通道缓冲串口)实现与WE904模块的接口，实现WE904模块的配置，并且将编码后的图像信号以RS232协议的信号格式输到WE904模块，经调制后发送出去。④接收端的WE904模块输出TTL电平的信号，经过RS232电平接口的电平转换后由串口输入PC机。⑤PC机将收到的图像信号解码并显示出来。

2WE904无线收发模块WE915CTX1介绍

WE915CTX1无线收发模块的主芯片是新加坡Winedge公司的WE904。WE904是一款支持全双工的单片调频收发芯片，仅需少量外部元件即可实现无线收发功能，工作频率范围可以从0.1GHz到1GHz。WE904提供串行编程接口，通过串行编程接口可以灵活地调整收发频率、信号输出模式、是否支持全双工等参数。本系统在设计初期直接使用了WE904的模块WE915CTX1。WE915CTX1集成了WE904芯片和所需的外部元件，并提供了简明的使用接口，可以非常方便地嵌入到应用系统中。其主要的特点是：

①工作于902MHz～928MHz美国ISM频段，可以提供20个通道；

②使用FM/FSK的调制方式，频道宽度100kHz；

③提供数字信号和模拟信号两种输出模式，可用于数字和模拟信号的传输；

④灵敏度为-115dBm；

⑤在低输出功率0dBm时，可以提供约80m(数字信号)和300m(话音等模拟信号)的有效传输距离；

⑥传输速率可达57.6kbps，与传输距离有关；

⑦提供串行编程接口，可能灵活配置收发频率等参数；

⑧提供RSSI接收信号强度指示。

3WE904模块WE915CTX1的接口

WE915CTX1提供简单的用户接口，如图2所示。①VCC和GND为电源，电源电压为3.3～4.5V。②AudioIn为待调制基带信号的输入引脚。其输入信号可以是话音等模拟信号，也可以是数字信号。对输入信号的要求是，其交流有效值通常为140mV～200mV，更大的输入有效值能得到更好的信噪比，但也将占用更大的带宽。通常200mV将产生25kHz的频偏。TTL电平的数字信号输入AudioIn引脚时，必须先降低其电压有效值，这可以通过使用2个串联电阻分压来实现。例如，可以用1个10kΩ和1个1.8kΩ的电阻串联分压，但使用的电阻阻值不能太大，否则会使输入的方波波形产生严重的畸变。③AudioOut为接收信号的输出引脚。当输出模式设置为模拟输出（analog）时，输出信号有效值通常为140mV～180mV的已解调基带信号。当输出模式设置为数字模式（digital）时，输出信号Vp-p为3V左右的数字信号方波。④LNA_ON为低哭声放大器电源控制引脚，低电平有效。在接收时必须置低，能够得到约15dB的增益；在不接收信号时可以关掉，以降低功耗。⑤ANT为天线连接引脚，其输出阻抗为50Ω。⑥RSSI为接收信号强度提示。接收信号从-110dBm变化到-50dBm时，RSSI的电平大约从0.65V变化到1.70V。⑦CLK、DATA和LE为串行编程控制端口，用来实现对WE904芯片的编程控制。以下将详细介绍。

4WE904模块WE915CTX1的编程控制接口

WE904芯片内部有4个控制寄存器，用来对WE904芯片的工作状态进行控制。这4个寄存器分别是参考频率寄存器、发送频率寄存器、接收频率寄存器和模式寄存器。这4个控制寄存器的相应位的功能定义此处不作介绍，读者可以参考W904的芯片资料。对这4个寄存器的写入控制则是通过CLOCK、DATA和LE三个引脚业实现的，分别与模拟WE915CTX1的CLK、DATA和LE相对应，其写入时序如图3所示。

写入的基本过程为：①LE开始时为低电平。②当LE变为高电平后，数据在CLOCK的驱动下开始由DATA引脚移入内部的移位寄存器。数据的移位操作是在CLOCK的上升沿进行的。所以设计接口时通常使时钟CLOCK的下降沿和位边界对齐，这样在CLOCK的上升沿能有效的采样到数据。③在最后一个数据位移入内部移位寄存器后，LE在下一个时钟上升沿之前变低。在LE的下降沿，数据将由内部移位寄存器写入控制寄存器。④数据具体写入4个控制寄存器中的哪一个，是由DATA的最低两位的值来决定的。这两位称为装载控制位（loadcontrolbit）。⑤WE915CTX1要求在CLOCK上升沿到来之前，DATA的数据至少已经保持45ns,所以CLOCK的频率不能太高，建议取10MHz以下。

55402rMcBSP简介

5402是TI公司一款性价比非常优越的通用DSP芯片，有着广泛的应用。它提供有两个McBSP。McBSP是一种全双工的高速同步串行口，可以用来与系统中其它的DSP芯片、编码解码器等进行高速的串行通信。McBSP的操作由DSP芯片中一系列寄存器来控制。图4是McBSP的标准操作时序。无论是发送还是接收的移位操作，都是由帧同步信号FSX或者FSR的上升沿触发的，并且由时钟CLKR或CLKX来同步位边界。从FSX或FSR的上升沿到移位操作开始可以有几个时钟的延迟，图4所示为1个时钟的延迟。这可以由控制寄存器XCR2和RCR2中的相应的位来设定。在每一个帧同步信号之后发送或者接收的数据的位数也在控制寄存器XCR2和RCR2中有相应的设定，图4是McBSP的最简单的操作时序，对一般的应用已经足够，更强大的功能则需要更复杂的设计。

65402与WE904模块的接口设计

在本系统的设计中，图像数据的发送和对WE904模块的编程配置是使用DSP芯片5402的同一个McBSP来完成的。这了使这两个过程互不影响，在设计中还使用了5402的一个I/O引脚XF。图5为接口电路的简单原理，基本原理如下：①在对WE904模块配置期间，XF为高电平，LE的输入决定于McBSP的发送帧同步FSX，而发送时钟CLKX和发送数据线DX分别驱动WE904模块的CLK和DATA。②为了对WE904模块进行配置，McBSP的设置为FSX周期大于24个CLKX的时钟周期，高电平宽度设置为24个CLKX的时钟周期。CLKX在驱动CLK时先反相。这样即可得到与图4大体相同的时序，能够完成对WE904模块的配置。这里给出McBSP各个控制寄存器的参考值：SPCR1=0x0080,SPCR2=0x0262,RCR1=0x0000,SRGR2=0x301f,MCR1=0x0000,MCR2=0x0000,PCR=0x0b02。③在对WE904模块的配置完成后，XF设置为低电平输出，此时LE的输入值恒为高电平，因此，CLK和DATA的输入不会再改变WE904的设置。此时，发送的图像数据从DX串行输出，经分压后输入EW904模块的AudioIn。发送的时钟CLKX从FSR引脚输入。这主要是因为本系统的DSP时钟为100MHz，DSP的时钟经过内部计数器分频后仍然无法从CLKX引脚得到要求的几十kHz的时钟，所要求的时钟必须经过再次分频后（在寄存器FPER中设定分频参数）从FSG得到，而发送帧同步FSX将设置成在数据从DXR拷贝到XSR时自动产生。在模块的配置期间，FSR设置为输入，不会影响CLK的输入值。④XF在与FSX做或运算前经过了一次反相，主要是因为XF在此系统中还同时用于其它结构的控制，在图像的发送期间，要求XF为低电平。

图4

7RS232异步串行通信

本系统采用RS232异步串行通信协议。RS232异步串行通信接口是微机的传统外设接口，特点是使用简单，但速率较低。RS232接口在低速数据传输和工业控制、工业数据采集等方面有着广泛的应用。由于本系统要传输的图像数据已经得到较好的压缩，速率在几十kbps，所以本系统使用RS232串行口进行通信。当不需要握手时，最简单的串口通信只需要3条线即可完成连接，单向通信甚至只需要2条线即可。但是由于RS232串行接口的电平较高（通常为正负4V～12V），不同于通常的TTL电平，所以必须经过必要的电平转换。本系统中使用MAXIM的MAX232完成电平转换。RS232的通信协议的数据格式如图6所示。在每一个字节的传输时，都是以一个起始位开始，以停止位结束（停止位个数可设定）。在停止位前可以加入奇偶校验位，在各个字节之间还可以插入空闲位。起始位为0，停止位为1。空闲位也为1，与停止位有相同的电平。接收串口总线在检测到起始位的下跳沿时开始接收数据。在本系统设计中，由于数据是单向传输，RS232的数据格式直接由McBSP负责构建。之后送入WE904模块的AudioIn调制发送。如果要求双向的数据传输，则可以加上一个异步串行通信的接口芯片来实现，如TI公司的TL16C750。接收方的微机负责串口数据接收。串口接收程序的编写通常有三种：①使用C或汇编语言控制硬件；②使用Windows的API函数；③使用VB提供的Mscomm控件。本系统使用的是VB的Mscomm控件。这种方法比较简单，但是效率稍低，如需要更高效率的程序，可以选择前两种方法。关于串口收发程序编写的资料很多，这里不再详述。

8FSK无线数据传输中低频分量引起的误码

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1.研究的目的与意义

本研究以温度采集及转换，单片机处理和监控，无线传输为核心，可用于航空航天系统中，仓储温度监测及环境监测，矿井里的温度采集等。免费论文。快速方便并且可以实现远程采集，具有较高精确度，另外加有存储单元，可以对温度数据进行存储对比，以备不时之需。在该系统中还添加报警系统，自动提醒不正常温度，以免发生不必要的危险。由于采用ZigBee无线传输装置，可以远距离测温，因此可用于危险区域，例如：高压区，工厂，大型机器内部温测等，还可采集低温。另外还适用于家庭防火灾，火灾内部温度探测和温度监控，有助于灭火的开展和抢救人员和财产以及预测火势的发展等。

在现代社会中温度在航空航天，工业自动化、家用电器、环境保护和安全生产等方面都是最基本的监测参数之一，但是在某些环境下温度检测比较危险。因而需要一个智能检测和监测系统来代替危险的工作，本系统就可以很好的解决此问题，不仅可以实时的对温度进行远程检测监控，还可以在十分恶劣的环境下工作，测量结果精度高，并且对所测数据可以直接通过USB接口传给电脑存储或者直接存入外设存储单元，同时加报警装置，在温度不正常给予提醒，从而将损失减少到最低。为满足对温度记录的要求（高精度、自动控制、经济实用），系统实现了对现场环境温度的不间断测量与监控，让您通过监控中心可以直观看到温度实时变化，做到足不出户即可了解各被测点的温度。在那些需要对温度监控和测量的地方放置无线温度采集器，然后由监控中心通过软件对无线采集器进行控制，代替过去由人工来完成的温度数据采集任务；同时监控中心对无线温度采集器传输来的温度数据进行存储和查询统计。本系统使用方便，操作简捷，已经在许多领域中得到广泛的使用

2.国内外本项目的研究状况

温度在工业自动化、家用电器、环境保护和安全生产等方面都是最基本的监测参数之一，因此其检测装置也得到的长足的进步和发展。免费论文。例如美日生产的管缆热电阻温度传感器可测温度高达1000℃，精度0.5级，清华大学的“光纤黑体腔温度传感器”可在400～1300℃间灵敏度可达0.1℃。随着科技的进步和新材料的发现，新一代的温度传感器也在不断出现和完善，如利用核磁共振的温度检测器，可测量出千分之一开尔文，而且输出信号适于数字运算处理，在常温下可作为理想的标准温度。此外还有热噪声温度传感器、激光温度传感器等诸多发展。智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)，它在硬件的基础上通过软件来实现测试功能。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。如由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125°C,测温精度为±0.2°C。此外新型智能温度传感器的功能也在不断增强。例如，DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟(RTC),使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能，利用芯片内部256字节的E2PROM存储器，可存储用户的短信息。免费论文。另外，智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展，这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。

无线传输技术ZigBee是在工业自动化、家庭智能化和遥控监测领域对无线通讯和数据传输的需求日益增长的情况下应运而生的，它采用IEEE802.15.4协议，具有功耗低，成本低等特点，还可以方便的实现自动移动的AdHoc网络。目前市场上的RF芯片供应商主要还是TI、EMBER、FREESCAIE及JENNIC，国产厂商在这个方面仍然是空白。鉴于ZigBee技术在功耗、组网技术等方面的出色能力，受到各国政府、军方、科研机构和跨国公司的广泛关注和高度重视，随着其技术的发展，无线传感器网络将会逐渐的深入生活的每个方面。

3.无线网络温度采集可以实现如下功能

（一）数字信号通过单片机分析处理，通过ZigBee无线传输模块，可实现无线传输功能。（二）接收模块得到的数字信号通过单片机处理，可在LCD FC12864上可进行当前温度显示，可实现数字显示功能。（三）外部存储单元可对过去温度进行存储，以便随时调用，可实现存储功能。（四）由于有无线传输，可以实现远程对温度进行监控和测量 存储，安全可靠，而且速度快精度高。（五）系统实现了对现场环境的不间断温度测量与监控，让您通过监控中心可以直观看到温度实时变化，做到足不出户即可了解各被测点的温度。在那些需要对温度监控和测量的地方放置无线温度采集器，然后由监代替过去由人工来完成的温度数据采集任务；同时监控中心对无线温度采集器传输来的温度数据进行存储和查询统计。（六）该系统可换部分装置，然后实现其它功能，例如：将温度传感器换成湿度传感器进行湿度采集等，具有很强的移植性。

4.结语

在当代社会科学技术的迅猛发展以及人类对自然的不断深入探索下，一些人类无法立足的恶劣环境以及相关工业、煤矿业、石油业、存储业等相关环境中的重要温度数据的采集和控制成为科学研究的重要课题。本研究项目以适应相关条件下的温度传感器为依托，以单片机为整个系统的处理和监控为核心，当需要采集人类无法立足的恶劣环境中的重要温度数据时，本系统可以通过媒介放置一体积小、精度高的温度传感器去采集；在生产和存储环境中可以通过本系统来监测温度，当超过合适的环境温度时，发出警报，通知工作人员及时处理控制温度以减少损失。本研究项目可以更好的服务于科研，提高生产效率，降低危险事故发生的几率，具有很强的现实意义

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9.智能温度传感器的趋势[DB/ol].

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二、浅谈蓝牙技术

蓝牙计划虽是1998年开始，但是蓝牙的技术根基却来自1997年制订完成的无线局域网络通讯协议：IEEE-802.11。

蓝牙基本上也是运用射频（RF）方式进行无线通讯，至于使用的频带范围，则是使用2.45GHz，这个无线电频带是全世界共同开放、不受法令限制的频带，举凡工业、科学、医疗（ISM，Industrial/Scientific/Medical）、甚至微波炉等都是使用2.45GHz的频带。

由于这个频带被广泛使用了，那么使用此频带进行通讯，绝对是很容易收到干扰的，因此蓝牙规格被设计成可跳频通讯，能够在一秒钟内进行1,600次的跳频动作，此这样的动作避免其它通讯的干扰。由于每秒1,600次的快速跳频，这也使得蓝牙无线收发的数据封包不能太长，否则不能满足如此频繁的跳频次数，所以蓝牙短封包、快速跳频的特性，也使其无线传输能抗干扰、更稳定通信。

蓝牙规格已经正式公布v1.0版，规格方面算是踏出成熟的第一步，接下来就是商品化、投入实际制造的阶段。而要让蓝牙迅速普及，就是在既有的用途装置上，追加设计蓝牙功能即可，以节省开发时间与成本，为此蓝牙射频模块就成为非常重要的一项零组件。

蓝牙射频模块一方面要够便宜，才可能快速普及，另一方面也要够小巧，才能适用于所有的需求装置上，目前专家推估射频模块的成本必须低于5美元才能普及，而各家公司也正加紧将射频模块设计地更精小、更便宜中。

三、蓝牙技术的应用

蓝牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的无线通讯能力，因此蓝牙技术可以舒缓若干问题，例如可以直接利用蓝牙的高速数据传输率来传输语音，等于是把蓝牙通讯当成无线电话的功能。

另外对于小公司、小环境等，也可以省去布设实质线路的成本，以及后续线路维护的困扰。还有蓝牙可以指定隔绝与通行的通信功能，也等于可以建立无线的LAN环境、小族群通讯环境。

四、蓝牙技术的展望

（一）蓝牙收发话器对健康的好处。由于手机有高功率的电磁波，据报导证实电磁波会对人体造成伤害，所以有了蓝牙，你将可以把一个小小的蓝牙附件装在你的大哥大，然后把收发话器戴在你的耳朵(由于蓝牙应用的是低功率，所以不会对人体有任何伤害)。准备好了以后，你就把你的大哥大放在口袋里讲电话，不必把电话紧贴的脸，甚至按下收发话器上的按钮就可以直接接听来电。

（二）比一般传统式红外线传输更快，且不用对准两个传输端口成一直线。蓝牙科技在传输方面的好处就是，它能够允许两个装置，在不排成一直线的状态下，还能够以无线的方式传送数据。不像红外线传输最大的缺点是，你必须对准两个传输端口成一直线才有办法传送数据。蓝牙传输甚至无视于墙壁、口袋、或公文包的存在而可以顺利进行。蓝牙的数据传输速度比红外线传输还要快，每秒钟高达1MB

（三）手表可自动对时间，无线下载Mp3。只要将来手表有内建蓝牙且有Mp3拨放功能，这样一来将可自动设定为标准时间，且可很方便的随时从计算机传输歌曲。

（四）其它还有很多很多，只要现在是要接线的，都有可能会被蓝牙所应用。蓝牙技术一旦普及，相信对通讯方式、产品设计、生活方式等都会有巨幅的冲击，甚至很难想象冲击的程度。不过就现阶段而言，蓝牙可能带来的便利却是可以想象的，各位可以想象家里安装一个蓝牙收发基地台，家中的计算机、电话、传真机都不用实际接线，就可以互通或连外。在公司内外务人员赶时间，只要在蓝牙收发范围内都可以传送数据，例如咖啡厅、车站等都可以。此外仓库的盘点盘查，只要带个PDA，仓库内设有蓝牙基地台，马上可以跟全省各地的仓库进行盘点加总，当然，蓝牙基地台后面有接往Internet，或是以公司专线，或VPN方式连接。另外数字相机拍完的相片，只要接近笔记型计算机就可以回传，省去记忆卡的插拔，既有计算机外设装置也都可以无线化，无线打印机、无线键盘、鼠标、摇杆。还有家中、公司都设有蓝牙基地台，则一支具有蓝牙功能的手机，在家就可以跟居家无线电话一样使用，而且是付居家电话费，在公司则变成自己的办公分机，公司替您付电话费，而在外出时就跟一般行动手机一样使用，这样真正落实一人一机终生用的理想，这种方式也被人称为三合一电话，即是居家、办公、行动电话三者合一。

五、结束语

蓝牙技术一定会飞速发展，但仍然有一些应用的细节问题需要解决，如相邻设备之间为防止信息误传和被截取，必须要用户提前设置对应频段等，严重影响蓝牙技术产品面市的速度。但相信随着一个不断完善的发展过程，蓝牙技术会为我们的未来家居和办公带来不仅仅是方便一点的革命。

参考文献：

[1]NathanJ.MullerBluetoothDemystified（影印本）.人民邮电出版社。

[2]金纯，许光辰，孙睿.蓝牙技术.电子工业出版社。

篇（6）

摘要： 本文利用电能的谐振磁耦合传输原理，设计了一种电能无线传输的电路，给无线鼠标提供工作电源。装置包括发射部分和接收部分，从计算机USB取电，通过高频逆变电路，将直流电转换为高频交流电，通过发射线圈发射出去。接收线圈接收电能，整流滤波后为鼠标供电。

关键词 ： 谐振式磁耦合；无线鼠标；无线传输

中图分类号：TH215 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）26-0103-02

基金项目：本文得到嘉兴学院大学生重点创新计划（编号：851714044）的资助。

作者简介：葛彦军（1993-），男，浙江杭州人，嘉兴学院南湖学院电气专业学生，研究方向为电能的无线传输与电气控制。

0 引言

目前，大部分的无线鼠标的电源由电池提供，但电池的使用寿命短，更换频率快，这样会给使用者带来很大的麻烦，且造成环境污染，为了解决这一问题，本文使用谐振式电磁耦合方式，把电能无线传输运用到无线鼠标上，可为鼠标的正常工作提供持续能量。

1 谐振耦合电能无线传输原理

谐振耦合电能传输的原理是利用电磁感应原理实现电能传递，通过谐振耦合能量的方法是使两个线圈发生谐振，使能量从一个线圈传输到另一个线圈，即利用两个LC电路，一个作为电能的发送端，另一个作为电能的接收端，当高频激励信号的频率同发射回路与接收回路的频率相同时，两个LC回路处于谐振工作状态，发射回路的电流值达到最大值，线圈发射的功率最大，接收回路也获得最大功率。

2 系统总体方案

系统总体设计方案如图1中所示，发射部分和接收部分组成了无线电能传输系统。电能无线输电系统包括发射源、发射系统、接收系统、负载等部分，高频逆变电路、线圈组成了发射部分；另一线圈和整流滤波电路组成了接收部分。

电能从计算机中的USB接口获得+5V的电源（DC），通过自激振荡电路产生约100kHz的高频振荡电流，发射线圈将能量以电磁波的形式发射出去，接收线圈将电磁波接收，接收到的电流需要经过整流滤波电路，再有集成稳压芯片构成稳压电路，变换成鼠标工作所需的直流电（3.3V），给鼠标提供电源。由于鼠标工作时要实现自由动作，因此就会改变线圈之间距离，使磁路中存在很大的漏感，很低的耦合系数，这样系统的传输功率会受到限制，从而影响系统的正常工作和工作效率。谐振补偿电路用来消除传输系统中松耦合产生的影响。

3 电路设计与实施

发射端电路由高频调制、L1C1谐振、功率放大器构成。NE555构成振荡频率为100kHz的信号发生器，为发射电路提供激励信号，信号经光电耦合芯片隔离后驱动MOSFET的关断。光电耦合芯片采用HCNR201，其线性度可达0.05%信号带宽可大于1MHz。电路采用IRF540-N场效应管构成桥型逆变电路，同时可将谐振信号进行有效的放大，将信号提供给L1C1并联谐振电路。

接收端电路由L2C2谐振、整流电路、稳压电路构成。整个电路安装在鼠标中，整流电路即将交流电（AC）转化为直流电（DC）的装置，在本设计中采用了体积较小的集成桥式整流芯片MP6S（0.8A）进行整流，整流后经MC34063双极性集成芯片构成BUCK稳压电路，电路输出电压为3.3V。

4 线圈设计与实施

在能量的发射与接收中线圈起重要的作用，试验表明，线圈半径越大，传输距离越大，因此，线圈安要求尽量做的大一些，对于发射线圈，由于和发射电路一起安装在计算机的USB接口，线圈可以大一些，发射线圈用1mm的漆包铜线，绕制半径200mm，匝数10匝。对于接受线圈，由于鼠标内部空间的限制，所绕制的接受线圈应尽可能的小，并要求一定的体积内能输出最大的功率。漆包线直径越大，在相同的体积下匝数就会较少，直径越小，在相同的体积下匝数就会较多。通过实验，在匝数较多的情况下，线圈输出的电压越大，因此，设计中采用了直径为0.15mm的漆包铜线，匝数为6000匝，绕制半径10mm。

由于鼠标在工作中的自由运动，改变了两线圈的距离，影响了电能传输的效率，本设计中采用了并联电容的作为补偿电路以提高传输效率。

5 实验与结论

本设计方案确定后，首先利用PROTUS软件对方案进行了仿真，仿真结果表明了方案的可行性，然后，搭建了实际电路进行了实验测试，实验表明，该电路发射端与接收端相距50CM时，输出端输出电压最大可达8.8V，传输功率可达350MW。传输距离达到1.5米时，输出电压可达到3.5V。本设计完全可以满足无线鼠标的电源供电。

参考文献：

[1]李阳，杨庆新，闫卓.磁耦合谐振式无线电能传输方向性分析与验证[J].电工技术学报，2014，29（2）：197-203.

[2]王玉龙，冷宇.电能无线传输装置的补偿电路研究[J].信息技术，2014（7）：111-116.

篇（7）

一、引言

所谓无线充电技术通常指的是电能的无线传输技术，通俗的说，就是不借助实物连线实现电能的无线传达。这样做的好处是方便、快捷，减少在苛刻条件下使用电缆带来的危险性等。关于无线充电技术的研究开始较早，早在1900年，尼古拉・特拉斯就开始无线电能传输的实验，经过一百多年的发展，关于无线传电的方法多种多样，但是基本原理大概可以分为以下三种：电磁感应式、无线电波式、谐振耦合式，通过非辐射磁场内两线圈的共振效应实现中距离的无线供电。

从表1对比可知， 谐振耦合式无线充电技术的非辐射性、高效率等优点是其它无线充电技术无法相比的。所谓谐振耦合式就是利用接收线圈的电感和并联的电容形成共振回路，在接收端也组成同样共振频率的接收回路，利用谐振形成的强磁耦合来实现高效率的无线电能传输。该技术的出现引起了国内外学术界与工业界的巨大兴趣，被公认为目前最具发展前景的一种无线能量传输技术方案。

但是目前基于谐振耦合式的无线充电技术的研究偏向理论化，缺乏对实际应用有定量指导意义的研究成果，同时此技术传输功率较小远远不能完成大功率能量传输，也存在着能量损失较高等缺陷。但毋庸置疑，谐振耦合式无线充电技术对充电设备位置的灵活性以及充电设备的高效匹配性具有重要的实用价值。

二、国内外研究现状

无线能量传输的构想最早可以追溯到19世纪80年代，由著名电气工程师（物理学家）尼古拉・特斯拉（Nikola Tesla）提出。为证实这一构想，特斯拉建造了巨大的线圈用于实验使用。由于实验耗资巨大，最终因财力不足没有得到实现，随后也一直被技术发展水平所限制。

国外对无线充电技术的研究开展的比较早。1968 年，美国著名电气工程师P. E. Glaser在W. C. Brown提出的微波无线能量传输（WPT）概念的基础上提出了卫星太阳能电站（SSPS）的概念。随后美国，日本和欧洲等国都试图把这项技术作为获取新能源的手段，但由于该方案在技术上要求很高，故在实际使用上存在一定的局限性。随后，一家名为 Powercast 的公司推出了一款利用无线电波充电的充电装置，实现了距离为1米左右的低功率无线充电。

另一方面，在20世纪70年代，美国出现了电磁感应能量传输原理的无线电动牙刷。这项应用的传输功率和传输距离都不是很理想，但其无线的特征却恰好满足了其特殊条件下的应用要求。近年来，美国、日本、新西兰、德国等国家相继在这项技术上继续深入研究，目前已经研发了很多实用的产品：美国通用汽车公司研制出的 EV1 型电车；日本大阪幅库公司研制出的单轨型车和无电瓶自动货车；2013年10月，瑞典汽车制造商沃尔沃声称成功地研制出电磁感应式无线充电汽车。

国内对无线充电技术的研究相对较晚。目前在无线电波和电磁感应无线能量传输方面取得的主要成果有：2005年8月，香港城市大学电子工程学系教授许树源教授宣布成功研制出“无线电池充电平台”；中科院严陆光院士带领的研究小组从高速轨道交通的角度对运动型应用进行了性能分析；2007年2月，重庆大学自动化学院非接触电能传输技术研发课题组突破技术难点，设计的无线电能传输装置实现了600至1000W的电能输出，传输效率达到 70%。

谐振耦合式方案是2006年由美国麻省理工学院物理系助理教授 Marin Soljacic 所带领的研究团队提出来的。并于 2007 年 7 月 6 日在科学杂志《Science》上发表成果文献。团队利用该方案，成功的点亮了距离为2米外的一个60 瓦的灯泡，传输效率为40%左右。此项称为“Witricity”技术，该技术树立了无线充电技术发展史的里程碑。一年后，Marin Soljacic团队声称已将传输效率提高至90%。

由于该技术极具前景和市场，世界各国的相关机构和公司也不约而同的进行深入研究。2010 年 1 月，海尔在美国拉斯维加斯举行的国际消费电子展（CES）上展出了最新概念产品无尾电视。一方面，产品运用无线通信技术传输视频信号；另一方面，又使用谐振耦合式充电技术供电，真正实现了无线化。

三、发展疑难点及解决方案

3.1 如何克服干扰源的影响

无线能量传输系统工作在包含各种用电设备的电磁环境中，易受到外界电磁源的干扰。一方面，磁耦合谐振无线能量传输系统以磁场为能量传输介质，任何能感应到磁场的元件都可能成为负载，这种情况为无源干扰源，称为负载类干扰，干扰源称为负载类干扰体；另一方面，外磁场也会影响能量传输系统的磁场，这种情况为有源干扰，其干扰源为干扰场源。这些干扰都会降低系统的传输效率。根据无线输电原理，本文提出以下两个解决方案：（1）选择隔磁的充电空间。为了避免干扰源对能量传输系统的影响，可以把能力传输系统与干扰源隔离，故可以利用电磁屏蔽技术，使系统不受外界干扰源影响。电磁屏蔽的工作原理是利用反射和衰减来隔离电磁场的耦合，所以可以制作屏蔽体，来保护系统免受外界电磁波干扰。如屏蔽导电漆就是能用于喷涂的一种油漆，干燥形成漆膜后能起到导电的作用，从而屏蔽电磁波干扰。（2）控制能量传输系统的谐振频率。由磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究知，能量传输系统对干扰源的频率十分敏感。在实际应用中，0.5～25MHz 尚属于空白应用频率段，因此可以在设计能量传输系统的时候，使系统的谐振频率满足电磁耦合的同时尽量处于0.5～25MHz之间，这样有可能降低实际应用中的电子设备对无线能量传输系统的影响。

3.2 如何提高传输距离

美国麻省理工学院物理系助理教授 Marin Soljacic 所带领的研究团队成功地点亮了距离为 2 米外的一个 60 瓦的灯泡。但目前这种技术的最远充电距离只能达到2.7m，传输距离较近严重限制了它的应用。由于传输距离的远近与能量传输系统的电路结构密切相关，现提出如下解决思路：改变电路参数角度来提高传输距离。研究表明，传输距离受到频率、线圈参数等的影响。线圈的谐振频率越高，传输的距离越远；线圈的线径越大，传输的距离越远；线圈的直径越大，传输的距离越远；线圈的匝数越多，近距离传输效果强于远距离传输效果。因而可以综合频率、线圈参数等因素，选定合适的电路器件，使系统传输距离较远。

3.3 是否存在有害电磁辐射

磁耦合谐振式无线充电技术的原理告诉我们，由于电感线圈的存在，必然会产生磁力线辐射，那么这样的磁场会不会造成电磁辐射危害人们的身心健康呢？在电流的辐射方面，目前无线充电器基本上将交流电整流后转换为直流电，且功率极小，业内人士也一直在强调理论上对人的健康不构成威胁。但是辐射的问题，现在也只是停留在理论分析上，到底会不会，依旧是需要更进一步的理论分析和实验研究，只能让时间来证明。

四、发展前景及创新

4.1 RFID与无线充电技术的融合

射频识别技术是利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）传播来实现无接触式信息传递并通过所传递信息达到自动识别自标的一种技术，将RFID技术与无线充电技术相结合，对每个无线充电设备嵌入RFID电子标签，读写器通过射频信号同电子标签进行通信，保证被充电设备与充电系统的完全分离，实现能量的高效率无线传输。

4.2 智能家居与无线充电技术融合

智能家居是物联化的一个体现，最终发展方向之一是终端无线化。应用无线充电技术，可以使各家电系统自动获取电能，进一步实现智能家居的自动控制化。但在无线输电过程中产生的磁场是否会影响到各级系统装置的正常工作有待进一步考证。如果相互影响问题得到有效的解决，无线充电设备与常规家电设备能有效共存，则是智能家居与无线充电两大领域的完美结合，势必进一步改变人类生活。

4.3 电动汽车与无线充电技术融合

无线充电技术对手机等小型电子产品而言，是个锦上添花的新功能，对电动车产业而言，则可能是启动整个市场的关键。对电动汽车进行无线充电，没有外露的连接器，可以彻底避免漏电、跑电等安全隐患。同时采用电磁共振式无线充电技术，可以将电源和变压器等设备隐蔽在地下，让汽车在停车处或街边特殊的充电点充电。若能将无线充电技术应用于电动车产业，将是电动车行业的一大改革。

五、结束语

谐振耦合式无线充电技术是目前最被看好的无线充电技术之一，从长远来看具有广泛发展空间及应用前景。但是每一种无线输电方式都有一系列的关键问题需要解决，如何实现电磁共振式无线充电技术应用的大型化、高效化与距离化，是各国科学家探索研究的重点。随着技术水平的提升，无线充电技术发展迅速，应用逐渐成熟，技术普及逐步实现，在未来的各种场合，无线充电技术无疑将扮演重要角色，服务全人类。

参 考 文 献

[1] 曲立楠，磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究，哈尔滨工业大学硕士论文，2010

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1 引言

随着可再生能源技术的发展，在最近几年太阳能光伏发电系统得到了比较广泛的应用。但是目前影响太阳能系统输出参数的因素很多，主要的外部环境参数为温度、表面风速和照度。温度是光伏系统的重要参数之一，在给定光强下，光伏电池工作温度的升高影响电池的输出功率[1]。因此对温度的采集和 检测在光伏发电系统中显得尤为重要。光伏发电系统的环境风速会影响到光伏发电组件的表面热量散发，因此对风速的采集和监控也是需要的。对于照度的监控，能很好的监控组件工作状况，防止“热点效应” [2]的产生。

本文设计了一种自动的、可以实时检测、记录以及传输的太阳能光伏发电系统的数据检测装置，该装置不仅可以实时检测光伏发电组件的环境参数，而且可以把采集到的参数通过无线传输发送到远程的控制台，进行记录处理分析。

2 系统构成及硬件部分

2.1 系统构成

系统主要包括电源模块、数据采集模块、数据处理模块、显示模块、无线通信模块，系统框图如图1所示。太阳能光伏发电系统的数据采集模块使用多个传感器采集太阳能光伏发电系统的光伏发电组件的温度、风速、照度；数据处理模块，控制多个传感器进行数据采集并处理传感器采集的数据；无线通信模块，执行太阳能光伏发电系统的数据检测装置与通信基站的无线通信，传输采集的数据；电源模块为上述各模块提供电源。

2.2 硬件结构及工作过程

数据采集模块包括温度传感器，风速传感器和照度传感器。温度传感器包括美国AD公司生产的集成接触式传感器芯片AD590信号放大器，AD590的测温范围为-55℃～+150℃。AD590将外部温度信号转换为模拟电流信号，接着信号放大器将电流信号转换成电压信号并自动调整信号的增益大小。风速传感器采用了脉冲式风速传感器，脉冲式风速传感器体积小、质量小、原理简单，同时能够将风速模拟量直接转换成电子脉冲数。

数据处理模块采用德州仪器（TI）公司的LM3S1138微处理器，该微处理器可以对采集来的温度和照度数据进行A/D转换，并经行数据比较和BCD码转换，最后可以在显示模块上显示出当前的温度、风速以及照度的数值。微处理器还可以控制采样的周期，设定报警的上限，一旦采集到的数据超过报警的上限时，即发出报警信号。该微处理器还可以按照用户定义的数据格式打包，并发送到无线通信模块的缓存中去。显示包括四个键，这4个按键可以对微处理器进行参数和报警上限的设定。

无线通信模块采用索尼爱立信公司的G64无线传输模块，G64可以将数据处理模块发送过来的数据包封装，通过GPRS接入Internet，传入监控中心。监控中心的终端对接收来的数据包解析，还原，并由PC机执行相关的处理，如记录下一周期内的温度，风速，照度的变化曲线，定期进行数据库更新等等。监控中心的终端还可以通过Internet和无线网络对太阳能光伏发电系统的数据监测装置经行远程设定。

数据采集模块采集太阳能光伏发电系统的温度、风速、照度参数，并且把这些参数传送到数据处理模块，数据处理模块对这些参数滤波，A/D转换后打包发送到无线通信模块的缓存中，无线通信模块把这些数据包通过现有的无线网络罗如GSM，CDMA，WCDMA，TDSCDMA发送到各个基站，进而再传送到控制台，对这些数据进行记录分析，当采集到的数据超过所设定的参数时，还可以发出报警信号。

3 软件设计

在采集过程中，传感器的输入模拟信号经前段信号处理之后送至C8015F320的引脚上，经过ADC转换为数字信号。单片机片外有8个45DB321C芯片组成一个32MB的Data flash 存储器，采集到的数据不断地通过SPI接口送到45DB321C芯片中存储。

4 总结

本论文设计了一种太阳能电站使用的太阳能光伏发电系统的数据监测装置，该装置包括数据采集模块，数据处理模块，无线通信模块，电源模块。本装置可以把数据监测由原来人工手持式监测为自动实时监测，大大提高效率，采集的数据可以通过无线网络发送到各个计算机终端，进行记录分析，使得工作人员可以在任意地方都能随时了解到太阳能光伏发电系统的工作状况，对于产生的问题可以及时处理，符合国家职能电网建设中，免维护、可控、可视等要素的要求。

参考文献：

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一、引言

道路交通安全事关人民群众的安居乐业，事关经济社会的协调发展，加强道路交通安全工作，保障人民群众的生命和财产安全，是政府以及交管部门一直以来的重点工作。为了彻底改变以往的人工考试模式，提高驾驶员的驾驶技术，降低考试员的劳动强度，同时使考试更加公平、公正。全国各地的车管所及驾驶员培训学校都逐步启用了“机动车驾驶员桩考”系统。

桩考系统的基本原理是通过在考试车上安装信号检测传感器、数据处理系统以及无线发射机，在场地上安装电子吊杆及远红外检测光路等，使得考试过程中各种动态信息可以通过有线和无线两种方式传输到主控制室，这样监考员就可以利用主控计算机显示屏实时监控考试的全部过程。论文参考网。论文参考网。目前，整个考试过程已经全部实现自动化控制，并且最后可以将考生的考试结果存档、打印。但是，通过实际调研发现所采用的各种桩考系统仍普遍存在着以下缺陷：

1．系统功能单一，运行速度较慢

2．抗干扰能力较差，无线传输时容量出现误码现象。

3．模拟（场地考车）跟踪显示界面单一，跟踪速度较慢。

4．红外光路在恶劣天气（大雾、风沙）时接收灵敏度下降。

5．单机版，不能全国联网。

由于科学技术的进步，无线传输技术、信号采集及处理技术、传感技术都有了长足发展，集成电路的多功能、抗干扰等也都有了很大提高， 因此有必要对传统的“机动车驾驶员桩考”系统进行改进，使考试系统更加完善。本文就此提出一种新型的计算机驾驶员桩考系统的设计方法。

二、系统总体设计

（一）基本功能

根据我国《机动车驾驶员考试管理办法》有关科目二考试（桩考）的规定。方案拟采用计算机监控管理、单片机实时检测处理、集成数字电路、进口无线通信和红外线报警设备，结合机电一体化等高新技术。由主监控仪及车载分机实时采集考车、桩杆、库线等信号，经过计算机分析判断，在监视屏上真实模拟、跟踪考车进行状况，同时对桩考过程中出现的：

1．不按规定路线、顺序行驶；

2．碰擦桩杆；

3．车身出线；

4．移库不入；

5．中途停车(两次)；

6．发动机熄火；

等犯规动作进行自动监测和管理，对以上所有犯规动作，系统可以进行自动报警，并在驾驶员考试记录表上打印结果。监考人员只需通过监视器就可以在室内全面了解场地桩考情况，同时，考生通过语音提示可以了解考试结果及犯规种类。另外，计算机系统可对考生的情况进行存储，综合查询，对桩考结果进行综合统计查询。

该系统从功能上大致划分为考试监控、考生信息查询、考试统计查询及系统参数设置四个模块。各功能模块的具体功能如图1所示。

图1 系统功能图

（二）基本组成

为了实现系统设计的基本功能，新型的计算机驾驶员桩考系统主要由主控制室、场地、考车三个组成部分。如图2所示。

1．主控制室

由专用计算机，打印机，桩考监控仪，交换机，无线通信机，电源等构成。

2．场地

（1）越库线红外监测装置

场地由对射式红外线发射、接收器形成对大型车和小型车的桩考库线报警和移库状态判断系统，它用来检测车身越线、移库不入行进路线出错等犯规项目。

（2）碰杆电子报警系统

场地安装固定龙门架， 悬挂可以360度任意碰撞、自动归位的电磁吊杆，构成考车碰、檫杆自动检测报警系统。它用来监测碰杆犯规项目。场地系统的电平信号通过电缆各自直接地连接到控制室的系统监控仪上。

3.考车

采用专用考车，在考车上安装检测前进、后退、停车、熄火等传感器及考车信号监测仪， 考车监测系统实时监测考车运行状况,将检测信号进行分析、处理后通过无线通讯方式传输到主控室。

图2 系统组成图

（三）拟达到的技术指标

1．软件系统功能增强，人机界面友好，操作智能化，

2．软件可在不同操作系统下运行。

3．监控室中仪器（计算机系统、主机系统），可适应温度为-10℃～40℃。要求室内保持清洁、干燥以及电压稳定（220±20V）。

4．场地桩杆、吊架、红外线装置等均采用防风、防水、防冻、耐高温等措施，能适应我国各地的高温、高寒天气情况（-35℃～60℃）。

5．红外发射、接受设备可全天候工作，不受任何恶劣天气（大雾、风沙）的影响。

6．考车信号监控系统芯片及传感器均采用进口元器件,温度系数可达到-40℃～70℃。论文参考网。

7．建立远程网络数据库，与公安部联网，实现异地查询考生档案，信息共享。

三、系统应用前景

所设计的新型计算机驾驶员桩考系统在软件、硬件方面都将采用当今最先进和主流的技术及进口传感器件，使软件功能更强大，速度更快，图像可实时跟踪考车行车轨迹，运用无线传输自动判断考车熄火，远红外幕墙检测考车碰线、出库，计算机自动判断并语音提示，彻底排除了人为因素。场地硬件部分可灵活组合成单库、双库（大库套小库），节约场地，可适合不同用户的需要。同时，该系统技术先进，主控计算机可以实现高速图象跟踪、自动变库，完全符合公安部的考试要求，因此将会有很强的市场竞争力。

目前市场上正在使用的桩考系统基本上都处于更新换代的时期，而随着经济的不断发展和人民生活水平的提高，买车、学车的人越来越多，新的驾校及驾驶员培训基地不断建立，新型的计算机驾驶员桩考系统的研制成功必将会有先入为主的优势和广阔的市场空间。

参考文献：

[1]黄爱民,陈万里. 机动车辆自动识别系统[J]国防科技大学学报, 1998,(05) .

[2]王未央,黄皎,梁长河,范新南. 基于实时数据采集的驾驶桩考系统的实现[J]计算机应用, 2000,(11) .

[3]刘晓冬,苏光大,周全,田超. 一种可视化智能户外监控系统[J]中国图象图形学报, 2000,(12) .

[4]公安部公开征求对《中华人民共和国机动车驾驶证登记办法》《中华人民共和国机动车驾驶员考试办法》(征求意见稿)的意见[J].道路交通管理, 2003,(01)

[5] 孙步战. 驾驶培训综合库教学操作要领依据的研究[J].教育与职业, 2006,(32)

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中图分类号：TM724 文献标识码：A

1无线电能传输的定义

无线电能传输又称无接触电能传输是一种传输电能的新技术，它将电能通过电磁耦合、射频微波、激光等载体进行传输。这种技术解决了电力自身的两大缺点：不易储存和不易传输，同时也解除了对于导线的依赖，从而得到更加方便和广阔的应用。

2无线电能传输发展历史

19世纪末被誉为“迎来电力时代的天才”的特斯拉在电气与无线电技术方面做出了突出贡献。1881年发现了旋转磁场原理，并用于制造感应电动机，次年进行试制且运转成功。1888年发明多相交流传输及配电系统；1889-1990年制成赫兹振荡器。1891年发明高频变压器（特斯拉线圈），现仍广泛用于无线电、电视机及其他电子设备，他曾致力于研究无线传输信号及能量的可能性，并在1899年演示了不用导线采用高频电流的电动机，但由于效率低和对安全方面的担忧，无线电力传输的技术无突破性进展。

2001年5月，国际无线电力传输技术会议在法属留尼汪岛召开期间，法国国家科学研究中心的皮格努莱特，利用微波无线传输电能点亮40m外一个200W的灯泡。其后，2003年在岛上建造的10kW试验型微波输电装置，已开始以2.45GHz频率向接近1km的格朗巴桑村进行点对点无线供电。

2007年6月麻省理工学院的研究人员已经实现了在短距离内的无线电力传输，他们通过电磁感应利用磁耦合共振原理成功地点亮了离电源2m多远处的一个60w灯泡。

2008年9月，北美电力研讨会最新的论文显示，他们已经在美国内华达州的雷电实验室成功的将800W电力用无线的方式传输到5m远的距离。

3无线电能传输方式

3.1电磁感应式

电磁感应式又称为非接触感应式，电能传输电路的基本特征就是原副边电路分离。原边电路与副边电路之间有一段空隙，通过磁场耦合感应相联系。根据无接触变压器初、次级之间所处的相对运动状态，新型无接触电能传输系统可分为：分离式、移动式和旋转式，分别给相对于初级绕组保持静止、移动和旋转的电气设备供电。

电磁感应式的特点是：（1）较大气隙存在，使得原副边无电接触，弥补了传统接触式电能的固有缺陷；（2）较大气隙的存在使得系统构成的耦合关系属于松耦合，使得漏磁与激磁想当，甚至比激磁高；（3）传输距离较短，实际上多在毫米级。

3.2电磁共振式

电磁共振式又称WiTricityj技术是由麻省理工学院物理系、电子工程、计算机科学系，以及军事奈米技术研究所的研究人员提出的。系统采用两个相同频率的谐振物体产生很强的相互耦合，能量在两物体间交互，利用线圈及放置两端的平板电容器，共同组成谐振电路，实现能量的无线传输。

电磁共振式的特点：（1）利用磁场通过近场传输，辐射小，具有方向性。（2）中等距离传输，传输效率较高。（3）能量传输不受空间障碍物（非磁性）影响。（4）传输效果与频率计天线尺寸关系密切。

3.3微波式

先通过磁控管将电能转变为微波能形式，再由发射天线将微波束送出，接收天线接收后由整流设备将微波能量抓换为电能。

微波式特点：（1）传输距离远，频率越高，传播的能量越大。在大气中能量传递损耗很小，能量传输不受地球引力差的影响；（2）微波式波长介于无线电波和红外线辐射的电磁波，容易对通信造成干扰；（3）能量束难以集中，能量散射损耗大，定向性差，传输率低。

4无线电能传输需要解决的问题

4.1电磁辐射安全问题

对人身安全和周围环境的影响需要解决。由于无线能量的传输既不像传统的供电方式那样可以在传输路径上得到很好的控制也不像无线通讯那样传送微小的功率。高能量的能量密度势必会对人身安全及健康带来影响。对激光则在功率密度小于2.5mW/cm2才能保证对人体无伤害。所以采用无线输电时要考虑避免对人身的伤害。

4.2电磁兼容性

无线能量传输系统在工作时周围空间会存在高频电磁场，这就要求系统本身具有较高的电磁兼容指标。系统要发生电磁兼容性问题，必须存在三个因素，即电磁骚扰源、耦合途径、敏感设备。所以，在遇到电磁兼容问题时，要从这三个因素入手，对症下药，消除其中某一个因素，就能解决电磁兼容问题。因此采取有效的抗干扰措施、屏蔽技术、合理使用电磁波不同的频段、避免交叉，重叠等造成不必要的电磁干扰。

4.3系统整体性能有待提高

目前无线能量传输技术整体上传输的效率不高，主要原因是能量的控制比较困难，无法真正实现能量点对点的传送在传输的过程中会散射等损耗一部分能量，能量转换器的效率不高也是影响整个系统效率的关键因素。当然随着电子技术的不断进步，传输的效率也会逐渐提高。

4.4传输距离、效率、功率、装置体积之间的关系

对于无线能量传输技术中几个关键性的指标：传输距离、传输效率、传输功率、装置体积等。一般情况下，传输距离越近、装置体积越大、传输效率就越高、传输功率就越大。如何尽可能地减小装置体积、提高传输距离、效率和功率是无线输电技术重点研究的方向之一，也是小功率设备实现无线输电的前提。