东北农业大学毕业论文
基于ODMA无线自组网的数据传输系统的设计
入学年级：2011春
学生姓名：祁志雷
学号：155120215011
所学专业：计算机科学与技术
东北农业大学
2013年3月
摘要
机会驱动多址接入（ODMA）是一种将自组网技术与蜂窝网技术有机结合的通信方式，是一个由第三代合作伙伴计划（3GPP）工作组所考虑的专案多跳中继协议。ODMA技术有许多优点，例如组网快速灵活、节约信号功率等，是一个具有广阔应用前景的组网技术。
本毕业设计，主要是学习和研究ODMA技术的原理和应用方法，探讨该技术的应用前景，并利用ODMA设备搭建一个实验技术平台。
本文对ODMA技术进行了系统分析，介绍了主要的硬件设备。重点总结整理了ODMA 技术的软件开发方法，并利用套接字（socket）技术，基于VC++环境设计开发了应用程序，实现了两台计算机之间，通过ODMA网络进行的数据通信。
关键词：机会驱动多址接入（ODMA）；套接字；线程
The Design of Data Transmission System of Ad Hoc Network Based On ODMA
ABSTRACT
Opportunity driven multiple access (ODMA) is a cellular multihop method proposed for Universal Mobile Telecommunications Systems(UMTS) and an ad hoc multihop relaying protocol considered by the third-generation partnership project (3GPP) working group.ODMA has many advantages,such as:flexible networking and reduced signal power etc..So,it has an attractive prospect for future mobile communication systems.
Based on the research of basic theory and knowledge about ODMA, this paper states advantages of ODMA and application in many fields in details. And the paper depicts how to make up an experimental technology platform by using devices.
This article analyzes ODMA systematically and describes some important hardware. The paper summarises the software development methods based on ODMA. By using socket technology, the paper exploits a program based on VC++ so as to realize the function that users’data are exchanged between two computers in ODMA network based on multiple thread.
Key words：Opportunity driven multiple access (ODMA),socket;thread
目录
1 引言………………………………………………………………………………………错误！未定义书签。
1.1 研究背景和意义 (5)
1.2 国内外的研究现状 (5)
1.3 论文的内容和章节安排 ...............................错误！未定义书签。
2 ODMA基本理论.......................................错误！未定义书签。
2.1 ODMA技术的特点...................................错误！未定义书签。
2.1.1 互助机制 .........................................错误！未定义书签。
2.1.2 智能路径选择 .....................................错误！未定义书签。
2.1.3 智能调频 .........................................错误！未定义书签。
2.1.4 支持高速移动 .....................................错误！未定义书签。
2.2 ODMA技术的应用...................................错误！未定义书签。
2.2.1 ODMA应用于军事领域.............................错误！未定义书签。
2.2.2 ODMA应用于应急救灾.............................错误！未定义书签。
2.2.3 ODMA网络应用于偏远或不发达地区通信.............错误！未定义书签。
2.2.4 ODMA可应用于车载通信...........................错误！未定义书签。
3 ODMA网络的搭建.....................................错误！未定义书签。
3.1 设备介绍 ...........................................错误！未定义书签。
3.1.1 种子 .............................................错误！未定义书签。
3.1.2 Dongle (8)
3.2 搭建ODMA网络....................................错误！未定义书签。
3.2.1 种子设置 .........................................错误！未定义书签。
3.2.2 Dongle设置.......................................错误！未定义书签。
3.2.3 网络摄像头设置 ...................................错误！未定义书签。
3.2.4 系统调试 .........................................错误！未定义书签。
4 VC++环境下的套接字编程 ..............................错误！未定义书签。
4.1 VC++简介 ..........................................错误！未定义书签。
4.2 套接字编程方法简介 (11)
4.3 套接字之间的连接过程 (12)
4.4 基本socket系统调用 (12)
4.4.1 基于TCP（面向连接）的socket编程.................错误！未定义书签。
4.4.2 基于UDP（面向无连接）的socket编程 (13)
5 文件传输工具的设计 ...................................错误！未定义书签。
5.1 功能需求 (14)
5.2 主要函数介绍 (15)
5.2.1 bind（）函数 (15)
5.2.2 connect（）函数 (15)
5.2.3 listen（）函数 (15)
5.2.4 accept（）函数 (15)
5.2.5 socket函数 (15)
5.3 线程类型 (16)
5.3.1 监听线程 (16)
5.3.2 发送线程 (16)
5.4 程序介绍 (18)
5.4.1 接收文件 (16)
5.4.2 发送文件 (19)
5.4.3 刷新功能 (19)
5.5 程序运行效果展示 (22)
6 总结 ..................................................错误！未定义书签。
引言
1.1 研究背景和意义
在过去的30年里，Internet技术和移动通信无疑是信息通信领域的两大发展热点。近几年来，在无线移动通信技术快速的发展下,移动通信给人们的生活方式带来了深刻的变革。人们对移动通信和宽带接入的需求持续高速增长促进了通信新技术的不断改进与创新。在无线宽带市场竞争纷乱的格局中，无线Ad Hoc网络（也称为“自组网”或“多跳网络”）作为一种新兴的网络技术逐渐被广大用户所关注，开始发挥它巨大的作用并逐渐占领市场。Ad Hoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络，没有中心控制节点的管理。当网络中某些节点或链路发生故障时，不会影响网络间的通信，因为网络中的节点均由移动主机构成，其他节点还可以通过相关技术继续通信。Ad Hoc网络最初应用于军事领域，随着无线通信和终端技术的不断发展，众多科研人员付出很多努力把Ad Hoc网络技术引入到民用领域，并进行了一次伟大的尝试，即将自组网和已经获得巨大成功的蜂窝网技术整合起来。我们都知道，蜂窝移动通信是一项十分成熟的技术。在蜂窝中,移动设备变得相对简单，控制部分几乎全部集中在基站和基站控制器。相对于无线Ad Hoc网络的分布控制来说,蜂窝的集中控制显得效率更高。另外,无线Ad Hoc网络很难组成大规模的网络。然而传统蜂窝网络建设成本高昂,建设速度也比较缓慢,建成以后如果对网络进行大规模调整是很困难的,对于负载的变化也不能很好地适应。将无线Ad Hoc网络与传统蜂窝相结合恰恰可以解决对这些问题,其中0DMA(Opportunity Driven Multiple Access,机会驱动多址接入)就是将两者结合的技术之一[i]。
1.2国内外的研究现状
国外对ODMA的研究已有三十多年的历史。该技术在20世纪80年代，最初由ETSI 提出并应用于军事领域。1978年，南非Salbu Research and Development(SRD)(控股)有限公司的David Larsen和James Larsen首先提出了ODMA（机会驱动多址接入）的概念。SRD （控股）有限公司的初始ODMA的示范产品工作频段是40MHz-170MHz。由于该系统的频率是独立的，因此可以支持在40MHz-3500MHz频率范围内的大量市场用户的移动应用。1999年ODMA正式被列入了UMTS(universal mobile telecommunieation system)3Gpp标准之一[ii]。Opportunity Driven Multiple Access(ODMA)即机会驱动多址接入是一种无线自组网技术，用于通用移动通信系统的蜂窝式多跳方法[iii]。ODMA网络是由一组带有无线收发装置的节点组成的一个临时性多跳自治系统，网络构建不需要基站，组网快速灵活[iv]。ODMA的物理层采用802.11g协议，数据传输速率为0-54Mb/s。调制方式是正交频分复用（OFDM），工作频段为2.4G-2.4835GHz，该频段属于工业自由辐射频段，无需申请可以免费使用。
国内对ODMA技术的研究主要集中在台湾地区，该地区的生产厂商已经研发出一些相
对成熟的ODMA产品并将其投入市场，主要用于智能路灯控制，实时监控等方面。
1.3 论文的内容和章节安排
本文研究的问题是了解ODMA技术的概念、特点，在此基础上使用ODMA设备搭建一个ODMA网络，在VC++环境下使用套接字编程的方法编写出可以在PC端进行数据传输的的上位机软件。
章节安排：
第一章中简单介绍了ODMA技术的研究背景和意义，国内外的发展现状。
第二章中主要介绍了ODMA技术的特点及其在现实生活中的应用。
第三章主要介绍了ODMA设备的特点和功能以及如何使用这些设备成功搭建一个ODMA系统。
第四章主要是介绍了VC++环境下使用套接字编程的方法。
第五章主要介绍了如何设计文件传输工具，及其效果展示。
第六章主要是对本文的工作进行总结。
ODMA基本理论
2.1 ODMA的特点
2.1.1 互助机制
ODMA采用的是基于P2P（对等式）无线的分布式的网络架构，因为ODMA网络没有严格的控制中心，所有节点地位平等，结点可以随时加入和离开网络。实际网络中的ODMA 网络的基础节点可以由每一个用户构成，所以通讯数据可以不需要经过服务器或基站等中介的处理。特别地，借鉴主动性互助接力通信理念,ODMA利用各节点通过接力的方式进行数据传递，因此如果需要扩大传输距离和传播范围，只要增加节点就可以轻易的满足要求，从而减少了对固网的依赖[v]。
2.1.2 智能路径选择
ODMA可以自行选择最佳的传输路径来进行数据传输，使用大队接力的方式通过该传输路径把数据发送出去。在两个节点之间进行信息传输，一般会存在多条传输路径，ODMA 会自动选择所需发送功率最小的路径进行传输。同时，ODMA系统可以将数据包分成几个较小的ODMA数据包，并动态选择邻近节点的最佳空闲信道通过不同的路径传送至目的地，然后在目的地节点再将数据包重新组装。
2.1.3 智能调频
ODMA采用多跳转发技术，能够自动判断所在网络的当前状况，选择传输质量最佳的时段传递数据，传完即停，随时等待下一个最佳的机会传输，而不是一直占住某一频道提高频谱的使用效率，实现了频谱共享和频谱共存，从而保证在有限的频段下提高无线传输速率[5]。
2.1.4 支持高速移动
ODMA系统中的节点以高达300km／h的速度移动时，依然可以满足终端节点的通信要求。
2.2 ODMA技术的应用
ODMA是一种自适应、灵活的通信中继协议，是自组网和传统蜂窝网络相结合的接入技术。ODMA网络最大的特点是既存在基站，也允许用户进行相互中继。ODMA是可以随机调整、智能选径、多径并联、自组互助、支持高速移动的具有突破性革命的无线宽带智能有机网络技术。ODMA作为新兴的智能有机网络技术，基于以上特点，ODMA技术适用于军事，应急救灾，车载通信等领域。
2.2.1 ODMA应用于军事领域
ODMA网络不需要架设网络设施，可快速组网，局部结点损坏不会影响整个网络的正常通信，所以将它应用于军事领域的通信优势明显，2003年美伊战争中美军就采用了ODMA 技术，每个士兵都配有一个嵌入ODMA技术的手机，在没有固定通信基站的情况下，这些装置可动态组成一个ODMA通信网，士兵通过该网络进行通信。
2.2.2 ODMA应用于急救救灾
在发生地震、矿难后，常规通信设施很可能因遭受损坏而无法正常通信，每个救灾人员可配带一个嵌入ODMA技术装置，在救灾的过程中这些装置动态组网，快速地建立起一个局域通信网络。
2.2.3 ODMA网络应用于偏远或不发达地区通信
由于普通组网成本昂贵，在一些地理环境比较恶劣的地区，移动通信营销商往往不在这些地区安装通信基站，从而导致该地区移动通信发展滞后。而ODMA技术的出现可以解决在这些种恶劣环境下的通信问题。每户人家可安装一个嵌入ODMA技术的装置，这些设备自动组网，人们可以通过ODMA网络进行通信，同时ODMA技术使用的是频率为2.4GHz的完全免费的开放信道，所以解决了通信成本高昂的问题。
2.2.4 ODMA可应用于车载通信
对于一般的移动通信网络，由于高速移动会产生多普勒效应，当用户自驾车在高速公路
上行驶或乘坐高铁，通信信号很低，用户将无法进行正常通信。而ODMA技术可以支持在高速移动状态下的通信，那么可以在高铁或高速公路线路上设置一些ODMA中间节点，在理论上用户可以通过嵌入ODMA技术的终端进行通信。
ODMA网络的搭建
3 设备介绍
3.1.1 种子
具有标准的以太网接口，嵌入固定的IP地址（IP地址为A类局域网地址，即：IP：10.X.X.X，子网掩码：255.0.0.0），有13个子信道可供用户选择，静态传输速率为0-3.5Mb/s，移动传输速率为0-1Mb/s。种子有多种型号，如P212B、P230A（P212B用于室内；P230A用于室外）。
种子具有如下功能：第一，实现无线中继，可通过简单地增加种子的个数来扩大ODMA 网络的通信覆盖范围；第二，作为无线接入点，种子与其它网络终端设备通过交叉网线相连，就可以将该设备接入到ODMA网络；第三，给信息加密，P212B嵌入了具有信息加密功能的SIM卡，从而增强了信息传输的安全性[vi]。
3.1.2 Dongle
由一个USB口和两个可拆卸的无线收发天线组成，如图3-1所示。它的静态速率为0- 3.5Mb/s，移动传输速率为0-1Mb/s。Dongle具有如下功能：第一，做为无线接入点，可将计算机接入ODMA网络；第二，实现无线中继，作为通信终端在使用ODMA网络的同时，可以为其他网络节点的通信提供中继服务。
图错误！文档中没有指定样式的文字。-1Dongle
3.2 搭建ODMA网络
3.2.1 种子设置
1、将种子和电脑通过网线连接在一起，设置电脑的IP地址（IP：192.168.60.X，子网
掩码：255.0.0.0，网关：192.168.60.200）；2、打开网络浏览器，输入种子的IP地址（每个种子都有一个固定的IP），弹出口令对话框，输入用户名和密钥，进入设置界面，设置种子的子信道为13。（因为种子有13个子信道可选，那么在组网前，需要将网络中的所有种子设置为同一子信道，否则种子间将无法通信。）
3.2.2 Dongle设置
1、电脑插上Dongle，安装Dongle的驱动程序；
2、开始-控制面板-管理工具-服务-Wireless Zero Configuration的属性-启动；
3、打开无线连接，连接ODMA网络；
4、设置Dongle的IP 地址（IP：10.0.0.X，子网掩码：255.0.0.0）；
5、无线网络连接-属性-常规-配置-高级-2.4GHz-选择子信道13。
3.2.3 网络摄像头设置
设置网络摄像头的IP地址和对应的种子的IP地址在同一网段。比如:种子IP：10.9.17.96，子网掩码：255.255.255.0，网关：10.0.0.254，与之相连的网络摄像头IP：10.137.17.96，子网掩码：255.255.255.0，网关：10.0.0.254。就是说种子IP地址的第二段比网络摄像头IP地址的第二段小128。
3.2.4 系统调试
如图3-2所示连接设备，设置完成后，进行系统调试。调试方法：电脑连上Dongle，使用ping指令测试种子的连通情况。如图错误！文档中没有指定样式的文字。-3调试图所示，目标种子的地址为：10.137.17.96，电脑到目标种子的传输最长延时为1ms，丢包率为0，说明种子连接良好。如果显示目标地址不可达，则可能是由于网线没插好，Dongle、种子IP设置错误，设备不在相同信道等原因造成的，依次排查，找出问题所在。
图错误！文档中没有指定样式的文字。-2 ODMA网络图
图错误！文档中没有指定样式的文字。-3调试图
系统调试成功后，就可以实现信息传输，通过计算机观察摄像头所看到的影响，如图错误！文档中没有指定样式的文字。-4影像所示。
图错误！文档中没有指定样式的文字。-4影像
VC++环境下的套接字编程
4.1 VC++简介
Microsoft VisualC++是Microsoft公司推出的开发Win32环境程序，是一种强大而又复杂的开发工具，面向对象的可视化集成编程系统。VC++的应用非常广泛，从桌面应用程序到服务器端软件，从单机程序到分布式应用程序，从图形图像处理到游戏的开发，VC++无处不在。它不但具有程序框架自动生成、灵活方便的类管理、代码编写和界面设计集成交互操作、可开发多种程序等优点，而且通过简单的设置就可使其生成的程序框架支持数据库接口、OLE2，WinSock网络、3D控制界面。它以拥有“语法高亮”，IntelliSense（自动编译功能）以及高级除错功能而著称。比如，它允许用户进行远程调试，单步执行等。还有允许用户在调试期间重新编译被修改的代码，而不必重新启动正在调试的程序。其编译及建置系统以预编译头文件、最小重建功能及累加连结著称。这些特征明显缩短程式编辑、编译及连结的时间花费，在大型软件计划上尤其显著。
4.2套接字编程方法简介
套接字起源于20世纪70年代加州大学伯克利分校版本的Unix，即人们经常说的BSDUnix。套接字指两台计算机上运行的两个程序之间的一个双向通信的连接点，它提供一种可靠的面向连接的数据传输方式，他能保证发送的数据无重复的按顺序到达目的地。把Socket看成在两个程序进行通讯连接中的一个端点，一个程序将一段信息写入Socket中，该Socket将这段信息发送给另外一个Socket中，使这段信息能传送到其他程序中。如图4-1所示，
套接字
图错误！文档中没有指定样式的文字。-5 Socket信息传输示意图
Socket的出现，使程序员可以方便地访问TCP/IP，从而开发出各种网络应用程序。应用层通过传输层进行数据通信时，TCP和UDP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了
区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字，如图错误！文档中没有指定样式的文字。-6所示。
图错误！文档中没有指定样式的文字。-7 进程间通信示意图
4.3套接字之间的连接过程
网络应用程序通过Socket进行数据接收与发送：Socket是连接应用程序和网络驱动程序的桥梁，Socket在应用程序中创建，通过bind与驱动程序建立联系。此后，应用程序送给Socket的数据，由Socket交给驱动程序向网络上发送出去。计算机从网络上收到与该Socket绑定的IP+Port相关数据后，由驱动程序交给Socket，应用程序便可从该Socket中提取接收到的数据。根据连接启动的方式以及本地套接字要连接的目标，套接字之间的连接过程可以分为三个步骤：第一，服务器监听。服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态。第二，客户端请求。由客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。第三，连接确认。当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求，它就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，连接就建立好了。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。
4.4基本socket系统调用
4.4.1基于TCP（面向连接）的socket编程
提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据按字节流、按顺序收发，保证在传输过程中无丢失、无冗余。服务器端首先创建套接字（socket）并返回引用新套接字的描述符，socket()函数的第二个参数必须是流式套接字（SOCK_STREAM），之后由bind函数将此套接字描述符与本机的建立关联。然后调用listen函数将套接字置于被动的侦听方式以监听连接，准备接受客户请求。服务器只有在调用了accept函数进入等待状态后才可以接受来自客户端的请求，一旦接收到客户端通过connect函数发出的连接请求，accept将返回一个新的套接字描述符，通过此描述符调用send/recv函数就可以与客户端进行数据收发。待数据传输完成
后，服务端和客户端调用closesocket函数关闭套接字[vii]。请注意，此时服务器关闭的套接字是有前面accept函数所返回的，而不是开始时创建的套接字。在此套接字被关闭后，服务器将等待下一个客户端的连接请求并重复上述过程。如图4-4所示。
服务器端客户端
图错误！文档中没有指定样式的文字。-8TCP连接流程图
4.4.2基于UDP（面向无连接）的socket编程
提供面向无连接的服务，数据收发无序，不能保证数据的准确到达。对于使用无连接协议的套接字系统，它的服务器通常是面向事物处理，一个请求、应答即完成了客户端与服务器进程的相互作用。socket()函数的第二个参数必须是数据报套接字（SOCK_DGRAM）。服务器在调用socket建立数据报套接字后必须调用bind函数来将此套接字与本机地址绑定。而对于客户机，bind的调用不是必须的，即可以通过它指定IP地址及端口号，也可以直接由套接字来设定IP地址及端口号。这样通信双方通过socket和bind函数建立了半相关。之后使用recvfrom函数和sendto函数以指明源地址和目的地址，从而在数据的收发过程动态建立起全相关，待数据传输完成后，服务端和客户端调用closesocket函数关闭套接字。
由于TCP协议的三次握手机制，相对于UDP来说，在数据传输时更加可靠，因此在后面的程序中我采用了基于TCP（面向连接）的socket编程。
文件传输工具的设计
5.1功能需求
文件传输的完整流程中，有可能出现接收端拒绝接收文件，或者发生端在传输过程中，发送端或接收端中断接收的情况，在实现编程的过程中必须考虑这些问题。所以文件传输工具除了能实现文件的接收与发送的基本功能外，还需要具备以下的几个功能：第一，文件在传输过程中不应该影响用户界面的操作；第二，在正式传输文件前，发送方应先发送请求，接收方可以同意或拒绝文件发送，接收方同意后才能进行文件传输；第三，在文件在传输过程中，可以显示文件的信息，如文件名、保存路径、文件大小；第四，每两个用户之间，可以同时接收或发送多个文件，接收和发送可以同时进行。如图5-1所示，
10
图错误！文档中没有指定样式的文字。-1 文件发送流程图[v iii]
5.2主要函数介绍
5.2.1 bind（）函数
函数定义是int bind（SOCKETs，const struct sockaddr FAR*name，int namelen）。bind（）函数将本地地址和一个套接字关联起来。第一个参数s指定要绑定的套接字，第二个参数指定了该套接字的本地地址信息，是指向sockaddr结构的指针变量，由于这个地址结构是为所有的地址家族准备的，这个结构可能随使用的网络协议不同而不同，所以，需要使用第三个参数指定该地址结构的长度。参数namelen是sockaddr的结构长度。Sockaddr结构定义如下：
Struct sockaddr{
U_short sa_family；
Char sa_data[14];};
5.2.2 connect（）函数
函数定义是int connect（SOCKETs，const struct sockaddr FAR*name，int namelen）。connect （）函数用来将参数s的socket连接至参数name指定的网络地址。此名称由参数name指向sockaddr。参数addlen是sockaddr的结构长度。如果成功则返回0，失败则返回-1。5.2.3 listen（）函数
函数定义是int listen（SOCKETs，int backlog）。listen（）函数将套接字设置为监听模式。使用listen（）函数等待参数s的socket连接，参数backlog指定等待连接队列的最大长度，如果连接数目达到上限，client就会收到ECONNREFUSED的错误。listen（）函数只是设置socket为listen模式，并没有开始接受连线。真正接收client端连线的是accept（）。通常在调用socket（）和bind（）函数之后再调用listen（），接着才调用accept（）。如果成功则返回0，失败则返回-1[ix]。
5.2.4 accept（）函数
函数定义是SOCKET accept(SOCKETs,struct sockaddr FAR*addr,int FAR*addrlen)。accept （）函数用来接收参数s的socket连线。参数s的socket必须经过bind（）函数和listen（）函数处理，当连线到来时accept（）就会返回一个新的socket处理代码，之后的数据传输与读取就是被新的socket处理，而原来参数的socket可以继续使用accept（）来接受新的连线请求，连接成功后，系统会把参数addr所指向的结构填入远程主机的地址数据。参数addlen 是sockaddr的结构长度。如果成功则返回新的socket处理代码，失败则返回-1。
5.2.5 socket函数
函数定义式是SOCKET socket(int af,int type,int protocol);该函数接收三个参数。第一个参数af指定地址族，对于TCP/IP协议的套接字，它只能是AF_INET(也可以写为PF_INET)。
第二个参数指定socket类型，对于 1.1版本的socket，它只支持两种类型的套接字，即SOCK_STREAM和SOCK_DGRAM。第三个参数是与特定的地址家族相关的协议，如果指定为0，那么它就会根据地址格式和套接字类别，自动为你选择一个合适的协议。这是推荐使用的一种选择协议的方法。如果这个函数调用成功，它会返回一个新的socket数据类型的套接字描述符，如果调用失败，该函数会返回一个INV ALID_SOCKET，信息错误可以通过WSAGetLastError函数返回[x]。
5.3 线程类型
程序中主要有三类线程：监听线程，接收线程，发送线程。其中监听线程和接收线程在接收端，发送线程在发送端。
5.3.1监听线程
以图5-1所示的流程作分析，第一步在文件接收端启动监听线程，部分代码如下：UINT_Listenthread(LPVOID pParam)
{
CWjkdDlg *phost=(CWjkdDlg*)pParam;
创建套接字sockSrv，创建端口，并将其返回值赋值给create，如果create值为0，则提示创建失败，
CSocket sockSrv;
int create=sockSrv.Create(6000);
if(0==create)
{
AfxMessageBox("create创建失败！");
return-1;
}
调用监听函数listen（）并将其返回值赋值给变量listen，如果返回值为0，则提示监听失败。
int listen=sockSrv.Listen();
if(0==listen)
{
AfxMessageBox("listen失败！");
return -1;
}
5.3.2发送线程
发送端如果发送文件，需要调用发送线程。UINT_SendFile函数的主要功能是调用connect（）函数连接接收端，发送“接收文件”请求，发送文件数据和在文件传输过程中及时中断发送。代码如下：
UINT_SendFile(LPVOID pParam)
{
CWjkdDlg *pdlg=(CWjkdDlg*)pParam;
创建套接字sockFrom，调用connect（）函数，并对其返回值进行评定，若为0则连接失败。
CSocket sockFrom;
sockFrom.Create();
int connect=sockFrom.Connect(pdlg->w_ip,6000);
if(0==connect)
{
AfxMessageBox("connect失败！");
return-1;
}
sockFrom.Send(&myfileto,sizeof(RECVFILE));
myfile.Seek(0,CFile::begin);
对buf进行初始化。
char buf[1024]={0};
int n=0;
int num=0;
int temp=0;
调用send（）函数，发送数据时，因为每次发送的数据量有限，需要将数据进行分块。使用for函数，执行循环，直至所有数据发送完毕。
for(;;)
{
n=myfile.Read(buf,1024);
num=sockFrom.Send(buf,n);
if(SOCKET_ERROR==num)
break;
temp+=num;
if(num<1024)
break;
}
如果接受文件的大小与发送文件的大小相等，提示"发送文件成功！"，否则提示"发送文件失败！"。
if(temp==filelength)
AfxMessageBox("发送文件成功！");
else
AfxMessageBox("发送文件失败！");
最后关闭套接字。
sockFrom.Close();
myfile.Close();
5.4 程序介绍
5.4.1接收文件
主要功能是弹出对话框，提示所发送文件的大小以及发送地，询问是否接受该文件。发送成功后，弹出提示“接收文件成功！”的对话框，发送失败后，弹出提示“接收文件失败！”的对话框。部分代码如下：
定义变量myrecvfile，调用receive（）函数。
RECVFILE myrecvfile;
recSo.Receive(&myrecvfile,sizeof(RECVFILE));
获得文件发送方的IP地址：
fileip.Format(inet_ntoa(client.sin_addr));
获得所发送文件的大小：
filelength.Format("%f",myrecvfile.fileLength/1024.0);
获得所发送文件的名称：
filename.Format(myrecvfile.fileName);
弹出对话框，询问是否接收文件：
if(IDCANCEL==AfxMessageBox("文件"+filename+"大小"+filelength+"KB"+"来自于"+fileip+"是否接受？",MB_OKCANCEL))
分块接收文件，使用for循环来多次接收文件，如果变量num（表示接受的字节数）值为0，表示接收完毕。
for(;;)
{
num=recSo.Receive(buf,1024); //接受
if(SOCKET_ERROR==num)//0表示结束
break; //接受完毕
f.Write(buf,num);
temp+=num;
if(num<1024)
break;
}
f.Close();
recSo.Close();
如果接受文件的大小与发送文件的大小相等，提示"接收文件成功！"，否则提示"接收文件失败！"。
if(temp==strfilelength)
AfxMessageBox("接收文件成功！");
else
AfxMessageBox("接收文件失败！");
return0;
}
5.4.2发送文件
点击发送按钮，发送文件。部分代码如下：
调用OnSend()函数
void CWjkdDlg::OnSend()
{
int pos;
char str[100];
调用GetNextItem（）函数，如果成功则返回下一个项的句柄；否则返回NULL。
pos=w_iplist.GetNextItem(-1,LVNI_SELECTED);
if(-1==pos)
return;
w_iplist.GetItemText(pos,0,str,sizeof(str));
w_ip=str;
CFileDialog dlg(true);
CString title="发送文件到:"+w_ip;
启动_SendFile线程，
::AfxBeginThread(_SendFile,this);
}
return;
}
5.4.3刷新功能
程序编译成功后，运行程序，此时弹出的对话框不会显示局域网内的计算机的IP地址及其各自的物理地址，点击“刷新”按钮后，才可以获得当前位于该局域网的IP地址及其物理地址。当有新的计算机加入到该局域网或者原局域网的某一计算机退出时，点击刷新按钮可以获得新的IP地址列表。部分代码如下：
void CWjkdDlg::OnRefresh()
{
HANDLE hthread[254];
CString hostname;
CString IpSuffix;
CString strip[254];
int i;
CString str;
char szhostname[128];
// TODO: Add your control notification handler code here
Gethostname（）函数把本地主机名存放入由szhostname参数指定的缓冲区中。返回的主机名是一个以NULL结束的字符串。如果没有错误发生，gethostname()返回0。否则它返回SOCKET_ERROR。
if(0==gethostname(szhostname,128))
{
struct hostent *phost;
gethostbyname()函数返回对应于给定主机名的包含主机名字和地址信息的hostent结构指针。
phost=gethostbyname(szhostname);
hostname=szhostname;
定义三个变量和一个字符串。
int h_length=3;
i=0;
int j;
CString addr;
对IP地址的前三段进行检测，保证计算机在局域网之内。
for(j=0;j { if(j>0) str+="."; 常见无线通信组网方式 采用何种无线组网方式，比较合适、比较经济。我公司根据两年多来的行业应用推广经验，针对不同的行业应用的要求不同，提供几种比较实用的应用方案 GPRS/CDMA无线通信的移动性、实时在线、按流量计费、通信速度快、网络覆盖范围广等诸多优点，越来越被行业应用所认识，逐步在行业内大量推广使用。在使用推广过程中，出现了一些困惑行业客户的问题：无线应用有哪些组网方式；采用何种组网方式，比较合适、比较经济。根据我们的行业应用推广经验，下面针对不同的行业应用的要求不同，提供几种比较实用的应用方案。 根据数据中心组网方式不同，无线组网方式可以有下面几种联网方式： 一、专线联网方式 联网拓扑图： 系统组成： A、业务处理系统：处理无线端末设备（无线终端、RTU+DTU、无线POS等）提交的各项业务数据 B、网关设备：桥接移动网络与业务处理系统间的通信通道，（可以是路由器、可以是路由器＋防火墙、可以是路由器＋银行网控器等设备） C、GPRS网关支持点GGSN（Gateway GPRS Supporting Node）:桥接GPRS无线内部网络和客户间的网关设备。 D、GPRS网络：无线数据传输平台 E、基站：连接无线端末设备和GPRS无线内部网络的节点。 F、无线端末设备：可以是无线POS、无线终端以及嵌入式应用中的DTU设备 +各类嵌入式检测控制设备（RTU,比如环境监测设备、油田检测设备、污水监测设备等） 系统工程： 用户端： A、提供网关设备，并和无线运营商一道，调试网关设备和移动GGSN间的通信通路。 B、用户和无线运营商一道配置GGSN到用户网关设备间的VPN通道（可选项，主要是增加系统安全性） C、增加防火墙（可选项，主要是增加系统安全性，视实际情况而定） D、调试端末设备应用程序 E、调试业务主机设备 移动运营商： A、提供到用户端的专线（或由用户从电信声请获得） B、配置GGSN，调通GGSN和用户网关设备的通信通路。 C、和用户一道配置GGSN到用户网关设备间的VPN通道（可选项，主要是增加系统安全性） 系统处理流程： 无线端末设备先通过基站以无线方式登陆到无线网络，获得IP地址，然后与业务处理中心建立TCP连接，数据由移动运营商的GGSN经数据专线连接至用户的数据中心。 系统特点： 数据安全性好；通信速度快；通信质量稳定；系统初期建设成本高；适合安全性和实时性要求较高的应用场合 二、企业公网联网方式 联网拓扑图： 实验报告 1.实验原理 与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚，实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求。无线电能传输技术（Wireless Power Transfer, WPT）也称之为非接触电能传输技术（ Contactless PowerTransmission, CPT），是一种借于空间无形软介质（如电场、磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，是能源传输和接入的一次革命性进步。 无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷，是一种有效、安全、便捷的电能传输方法，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值，而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中，无线能量传输技术被列为“10 项引领未来的科学技术”之一。 到目前为止，根据电能传输原理，无线电能传输大致可以分为三类：感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。作为一个新的无线电能传输技术，磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念，基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可以实现高效的能量交换，而非谐振物体之间能量交换却很微弱。 磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间，因此也被称之为中尺度（mid-range）能量传输技术，其尺度为几倍的接收设备尺寸（可扩展到几米到几十米）。 除了较大的传输距离，还存在以下优势：由于利用了强耦合谐振技术，可以实现较高的功率（可达到kW）和效率；系统采用磁场耦合（而非电场，电场会发生危险）和非辐射技术，使其对人体没有伤害；良好的穿透性，不受非金属障碍物的影响。因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。 南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩： 信号发生器设计 一、设计任务 设计一信号发生器，能产生方波、三角波和正弦波并进行仿真。 二、设计要求 基本性能指标：(1)频率范围100Hz~1kHz；(2)输出电压：方波U p-p≤24V，三角波U p-p =6V，正弦波U p-p>1V。 扩展性能指标：频率范围分段设置10Hz~100Hz, 100Hz~1kHz，1kHz~10kHz；波形特性方波t r<30u s（1kHz，最大输出时），三角波r△<2%，正弦波r～<5%。 三、设计方案 信号发生器设计方案有多种，图1是先产生方波、三角波，再将三角波转换为正弦波的组成框图。 图1 信号发生器组成框图 主要原理是：由迟滞比较器和积分器构成方波——三角波产生电路，三角波在经过差分放大器变换为正弦波。方波——三角波产生基本电路和差分放大器电路分别如图2和图4所示。 图2所示，是由滞回比较器和积分器首尾相接形成的正反馈闭环系统，则比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。其工作原理如图3所示。 图2 方波和三角波产生电路 图3 比较器传输特性和波形 利用差分放大器的特点和传输特性，可以将频率较低的三角波变换为正弦波。其基本工作原理如图5所示。为了使输出波形更接近正弦波，设计时需注意：差分放大器的传输特性曲线越对称、线性区越窄越好；三角波的幅值V 应接近晶体管的截止电压值。 m 图4 三角波→正弦波变换电路 图5 三角波→正弦波变换关系 在图4中，RP 1调节三角波的幅度，RP 2 调整电路的对称性，并联电阻R E2 用来减小差 分放大器的线性区。C 1、C 2 、C 3 为隔直电容，C 4 为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出 波形。 波形发生器的性能指标： ①输出波形种类：基本波形为正弦波、方波和三角波。 ②频率范围：输出信号的频率范围一般分为若干波段，根据需要，可设置n个波段范围。 ③输出电压：一般指输出波形的峰-峰值U p-p。 ④波形特性：表征正弦波和三角波特性的参数是非线性失真系数r～和r△；表征方波特性的参数是上升时间t r。 四、电路仿真与分析 无线数据传输系统设计 无线数据传输系统设计 作者：xxx 摘要：介绍无线数据传输系统的组成、AT89C51单片机串行口的工作方式及其与无线数字电台接口的软硬件设计与实现方法。 一般的数字采集系统，是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号，经模/数转换器ADC采样、量化、编码后，为成数字信号，存入数据存储器，或送给微处理器，或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。无线数据传输系统就是一套利用无线手段，将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。 关键字：无线数据传输，A T89C51单片机，模/数转换器，ADC采样，采集，信号 【Abstract】: Introduction of wireless data transmission system components, AT89C51 Serial port works and wireless digital radio interface with the hardware and software design and implementation. Digital acquisition system in general, is to capture the scene through the sensor signal is converted to electrical signals by analog / digital converter ADC sampling, quantization, encoding, in order to digital signals into data memory, or sent to the microprocessor, or send the data wirelessly to the receiver for processing. Wireless data transmission system is kind of a use of wireless means, to collect the data sent by the stations to the master control station equipment. 【Key words】: Wireless data transmission，AT89C51 Microcontroller，A / D converter，ADC sampling，Collection，Signal LF7-2平台临时组网方案 一、组网概况 LF7-2平台位置示意图如下: LF7-2平台位置赤湾大厦西南方268米处, 两者之间不存在较大遮挡,赤湾大厦ChiWan Building具备电信宽带接入条件; 1) LF7-2平台网络需通过赤湾大厦接入Internet; 2) LF7-2平台所需网络带宽为使用时长为 二、组网方案： 根据LF7-2平台与赤湾大厦的位置特点, 可以通过无线传输的方式将网络信号从赤湾 大厦传输至LF7-2平台现在位置, 网络带宽最小 方案一： 室外高功率无线接入器TL-WA7210N 设备无线中继进行网络延伸 TL-WA7210N 工作在2.4GHz 无线频段，符合IEEE 802.11b/g/n 标准，并采用业界领先的无线芯片方案，充分保证无线局域网的高效稳定性能。TL-WA7210N 的无线传输速率高达150Mbps 。 TL-WA7210N 无线输出功率达500mW （27dBm ），配合内置的12dBi 的双极化定向天线，使无线信号传输得更远，覆盖面积更广，理论传输距离可达2000M 。网络拓扑结构如下： TL-WA7210N 壳体采用室外型设计。不仅防尘，防水，还能充分适应恶劣的工作环境，在高低温环境下都能起到良好的防护作用。TL-WA7210N 提供AP 、AP Client 、Bridge 、Multi-Bridge 、Repeater 、AP Client Router 和AP Router 多种实用工作模式。无论是点对点无线传输，还是无线覆盖，都可以轻松应对。组网更加自由，可根据实际需求选择不同的工作模式。TL-WA7210N 支持SSID 隐藏、无线MAC 地址过滤、64/128/152位WEP 加密及WPA-PSK/WPA2-PSK 、WPA/WPA2安全机制，保障无线网络不被侵犯或盗用。 TL-WA7210N 支持IP 与MAC 地址绑定功能，可以将内网电脑的IP 地址与MAC 地址一一进行绑定，有效防止伪造数据包，从而有效遏制内网ARP 攻击，保证内网数据安全。 无线电能传输装置设计报告 摘要 磁耦合谐振式无线电能传输是众多短距离电能特殊传输技术之一，它因其便捷，节 能环保而受到广泛关注。现在磁耦合谐振式无线电能传输距离已经可以达到米级的范围，甚至有些技术还能穿透障碍物，相信当无线传输距离问题解决以后该技术无疑对无线电能技术的发展具有重大的意义。该文主要讲述了运用磁耦合谐振无限能量传输的原理设计制作的小型无线电能传输设备。该设备主要包括驱动发射线圈电路，磁耦合谐振传输电路，磁耦合谐振接收电路，整流滤波电路，以及显示电路模块等。当发射和接收端都达到谐振频率时即可实现能量的最大传输。该设备在题目要求下可实现10cm以上，效率高达26%的能量传输，并且可以实现点亮30cm以外的2W的灯泡。 关键词磁耦合谐振无线电能传输发射距离接收效率 一、设计任务 设计并制作一个磁耦合谐振式无线电能传输装置，其结构框图如图1所示。 要求：（1）保持发射线圈与接收线圈间距离x =10cm、输入直流电压U1=15V时，调整负载使接收端输出直流电流I2=，输出直流电压U2≥8 V，尽可能提高该无线电能传输装置的效 率η。（2）输入直流电压U1=15V，输入直流电流不大于1A，接收端负载为2只串联LED 灯（白色、1W）。在保持LED灯不灭的条件下，尽可能延长发射线圈与接收线圈间距离x。 二、方案论证 驱动发射线圈电路 方案一 ：采用集成发射芯片XKT408和T5336搭建发射驱动电路。无线充电/供电主控制芯片XKT-408A，采用CMOS制程工艺，具有精度高稳定性好等特点，其专门用于无线感应智能充电、供电管理系统中，可靠性能高。XKT-408A芯片负责处理该系统中的无线电能传输功能，采用电磁能量转换原理并配合接收部分做能量转换及电路的实时监控。 其主要特点为： 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期： 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日 沈阳航空航天大学 课程设计 （论文） 题目基于labVIEW的任意波形发生器设计 班级 34070102 学号 2013040701060 学生姓名余洪伟 指导教师于明月 沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称虚拟仪器课程设计 院（系）自动化学院专业测控技术与仪器 班级34070102 学号2013040701060 姓名余洪伟 课程设计题目基于LabVIEW的任意波形发生器设计 课程设计时间: 2016 年7 月4 日至2016 年7 月15 日课程设计的内容及要求： 1. 内容 任意波形发生器是仿真实验的最佳仪器，任意波形发生器是信号源的一种，它具有信号源所有的特点。基于此，利用LabVIEW 设计一个任意波形发生器。 2. 要求 （1）可以产生三种以上波形（如正弦、锯齿、方波、三角波等），波形的幅值及频率可以调节； （2）可以实现不同波形的转换并显示； （3）可以实现波形数据的存储及回放； （4）虚拟仪器前面板的设计美观大方、操作方便。 指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 目录 0. 前言 (1) 1. 总体方案设计 (1) 2.程序流程图 (2) 3. 程序框图设计 (3) 3.1波形的产生及参数的设计 (3) 3.1.1 正弦波 (3) 3.1.2方波 (4) 3.1.3锯齿波 (4) 3.1.4三角波 (5) 3.1.5公式波形 (6) 3.2波行转换设计 (6) 3.3噪声波形实现 (7) 3.4波形的存储与回放 (8) 4. 前面板的设计 (9) 5.调试过程与结果显示 (10) 5.1波形的调试 (10) 5.1.1 正弦波的工作过程及波形验证 (10) 5.1.2 方波的工作过程及波形验证 (11) 5.1.3 三角波的工作过程及波形验证 (12) 5.1.4 锯齿波的工作过程及波形验证 (12) 5.1.5 公式波形的工作过程及波形验证 (13) 5.2 波形的存储与回放 (14) （无线局域网场景） 一、PBL问题二： 试设计一个完整的无线通信系统物理层的传输方案，要求满足以下指标: 1. Data rate ：54Mbps, Pe<=10-5 with Eb/N0 less than 25dB 2. 20 MHz bandwidth at 5 GHz frequency band 3. Channel model ：设系统工作在室内环境，有4条径，无多普勒频移，各径的相对时延为：[0 2 4 6]，单位为100ns ，多径系数服从瑞利衰落，其功率随时延变化呈指数衰减：[0 -8 -16 -24]。 请给出以下结果： A. 收发机结构框图，主要参数设定 B. 误比特率仿真曲线（可假定理想同步与信道估计） 二、系统选择及设计设计 1、系统要求 20MHz带宽实现5GHz频带上的无线通信系统； 速率要求: R=54Mbps； 误码率要求: Pe <=10^ (-5)。 2、方案选取 根据参数的要求，选择802.11a作为方案的基准，并在此基础上进行一些改进，使实际的系统达到设计要求。 802.11a中对于数据速率、调制方式、编码码率及OFDM子载波数目的确定如表1 所示。 与时延扩展、保护间隔、循环前缀及OFDM符号的持续时间相关的参数如表2 所示。 关的参数 参考标准选择OFDM系统来实现，具体参数的选择如下述。 3、OFDM简介 OFDM的基本原理是将高速信息数据编码后分配到并行的N个相互正交的子载波上，每个载波上的调制速率很低(1/N)，调制符号的持续间隔远大于信道的时间扩散，从而能够在具有较大失真和突发性脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效的保护。OFDM系统对多径时延扩散不敏感，若信号占用带宽大于信道相干带宽，则产生频率选择性衰落。OFDM的频域编码和交织在分散并行的数据之间建立了联系，这样，由部分衰落或干扰而遭到破坏的数据，可以通过频率分量增强的部分的接收数据得以恢复，即实现频率分集。 OFDM克服了FDMA和TDMA的大多数问题。OFDM把可用信道分成了许多个窄带信号。 无线常见的组网方式 1. 无线组网 组网要求：在局域网内用无线的方式组网，实现各设备间的资源共享。 组网方式：在局域网中心放置无线接入点，上网设备上加装无线网卡。 2 . 点到点连接 ①单机与计算机网络的无线连接 组网要求：实现远端计算机与计算机网络中心的无线连接 组网方式：在计算机网络中心加装无线接入点外接定向天线，在单机上加装无线网卡外接定向天线与网络中心相对。 ②计算机网络间的无线连接 组网要求：实现远端计算机网络与计算机网络中心的无线连接 组网方式：在计算机网络中心加装无线接入点外接定向天线，在远端计算机网络加装无线接入点外接定向天线与网络中心相对。 3 . 点到多点的连接 ①异频多点连接 组网要求：有 A 、 B 、 C 三个有线网络， A 为中心网络，要实现 A 网分别与 B 网和 C 网的无线连接。 组网方式：在 A 网加装一无线网桥外接定向天线，在 B 网加装一无线网桥外接定向天线和 A 网相对；在 A 网加装另一无线网桥外接定向天线，在 C 网加装一无线网桥外接定向天线和 A 网的第二个定向天线相对。 ②同频多点连接 组网要求：有 A 、 B 、 C 、 D 四个有线网络， A 为中心网络，要实现 A 网分别与 B 网、 C 网、 D 网的无线连接。 组网方式：在 A 网加装一无线网桥外接全向天线，在 B 网、 C 网、 D 网各加装一无线网桥外接定向天线和 A 网相对， A 网与 B 、 C 、 D 三网以相同的频率建立连接。 4 . 面向区域的移动上网服务 组网要求：在较大的范围内为在此区域内的移动设备提供移动上网服务。 组网方式：在区域内进行基站选点，在每个基站放置无线接入点外接全向天线，形成多个互相交叠的蜂窝来覆盖要联网的区域。移动设备上加装无线网卡，即可享受在此范围内的移动联网服务。 5. 中继连接 ①跨越障碍物的连接 组网要求：两个网络间要实现无线组网，但两个网络的地理位置间有障碍物，不存在微波传输所要求的可视路径。 组网方式：采用建立中继中心的方式，寻找一个能同时看到两个网络的位置设置中继点，使两个网络能够通过中继建立连接。 ②长距离连接 组网要求：两个网络间要实现无线组网，但两个网络的距离超过了点对点连接能达到的通信距离。 组网方式：在两个网络间建立一个中继点，使两个网络能够通过中继建立连接。 6 . 网状网连接 无线网状网是纯无线网络的系统，网络内的各个 AP 之间可以通过无线通道直接相互连接。 相互间无线连接的 AP 数量可以不受限制。通常一个城市里面可以有上万台 AP 同时在 本科毕业论文（设计） 题目中短距离小功率 无线电力传输系统设计 指导教师张军职称讲师 学生姓名陈昂学号20091526102 专业通信工程（无线移动通信方向） 班级2009级无线移动通信1班 院（系）电子信息工程学院 完成时间2013年4月20日 中短距离小功率无线电力传输系统设计 摘要 移动互联网的井喷式繁荣，移动互联设备（MID）层出不穷的涌现，电池技术瓶颈的限制已难以满足人们的用电需求；物联网的深入发展，越来越广泛的网络节点能量供给等都要求更为先进的无线能量传输技术的发展，尤其是中短距离中小功率的无线电能传输的发展。两者共同昭示着无线电能传输光明的未来。 本文对无线电能传输（WPT）做出了简要但系统的介绍，并对其中的微波输能技术(MPT)做出了深入的探讨，在此基础上建立起了中短距离中小功率无线电力传输系统模型，即为MPT-MDSP式系统的模型。这种系统是由发射和接收两部分组成，发射部分用声表面波射频发生电路将DC转变成RF并通过特制天线辐射出去，接收部分再通过接收天线接收RF能量，用整流电路将RF转变成DC，供应用电设备。 关键词无线电能传输（WPT)/微波输能 (MPT) /天线 MIDDLE DISTANCE & SMALL POWER WIRELESS POWER TRANSPOTAION SYSTEM ABSTRACT The Wireless Power Transportation (WPT) shows a outstanding necessity in our today`s daily life .For one thing The Mobile Internet device (MID) comes out one after another because of The prosperity of Mobile Internet.The limitations of the technology bottleneck in battery capacity can not fit people`s requirement in these devises .For another the booming of Internet of Things brings large quantity of net nodes .These nodes cannot be charged easily.However,WPT will be the best way to solve this problem.Especially,the Middle Distance & Small Power Wireless Power Transportation System(WPT-MDSP) will plays a great role in these scopes. In this paper ,I made a brief but clear introduction of the WPT,and a thorough discussion in Microwave Power Transportation (MPT) ,which was used to leed to the applied system WPT-MDSP .This system contains two parts,the eradiation part and the Receive part .The first part works for changing Direct-current（DC）into R adiofrequency （RF）,the other does the converse work.Both of them are designed for exclusive use. They works together to charge the Electrical equipment. Key words Wireless Power Transportation (WPT)/ Microwave Power Transportation (MPT)/Antenna 目录 第一章单片机开发板 (1) 1.1 开发板制作 (1) 1.1.1 89S52单片机简介 (1) 1.1.2 开发板介绍 (2) 1.1.3 89S52的实验程序举例 (3) 1.２开发板焊接与应用 (4) 1.2.1开发板的焊接 (4) 1.2.2开发板的应用 (5) 第二章函数信号发生器 (7) 2.1电路设计 (7) 2.1.1电路原理介绍 (7) 2.1.2 DAC0832的工作方式 (9) 2.2 波形发生器电路图与程序 (10) 2.2.1应用电路图 (10) 2.2.2实验程序 (11) 2.2.3 调试结果 (15) 第三章参观体会 (16) 第四章实习体会 (17) 参考文献 (18) 第一章单片机开发板 1.1 开发板制作 1.1.1 89S52单片机简介 图1.1 89s52 引脚图 如果按功能划分，它由8个部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EP ROM）、I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SF R）的集中控制方式。 各功能部件的介绍： 1）数据存储器（RAM）：片内为128个字节单元，片外最多可扩展至64K字节。 2）程序存储器（ROM/EPROM）：ROM为4K，片外最多可扩展至64K。 3）中断系统：具有5个中断源，2级中断优先权。 4）定时器/计数器：2个16位的定时器/计数器，具有四种工作方式。 5）串行口：1个全双工的串行口，具有四种工作方式。 6）特殊功能寄存器（SFR）共有21个，用于对片内各功能模块进行管理、监控、监视。 7）微处理器：为8位CPU，且内含一个1位CPU（位处理器），不仅可处理字节数据，还可以进行位变量的处理。 8）四个8位双向并行的I/O端口，每个端口都包括一个锁存器、一个输出驱动器和一个输入缓冲器。这四个端口的功能不完全相同。 A、P0口既可作一般I/O端口使用，又可作地址/数据总线使用； B、P1口是一个准双向并行口，作通用并行I/O口使用； C、 P2口除了可作为通用I/O使用外，还可在CPU访问外部存储器时作高八位地址线使用； D、P3口是一个多功能口除具有准双向I/O功能外，还具有第二功能。 控制引脚介绍： 1）电源：单片机使用的是5V电源，其中正极接40引脚，负极（地）接20引脚。 2）时钟引脚XTAL1、XTAL2时钟引脚外接晶体与片内反相放大器构成了振荡器，它提供单片机的时钟控制信号。时钟引脚也可外接晶体振荡器。 振蒎电路：单片机是一种时序电路，必须提供脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器， 1.1 简易无线光通信系统 光通信分为有线光通信和无线光通信两种。光通信的主要方式是有线光通信即光纤通信，它已成为广域网、城域网的主要传输方式之一。 无线光通信又被称为自由空间光通信(FSO，Free Space Optical communication)。近年来，随着“最后一公里”对高带宽、低成本接入技术的迫切需求，FSO在视距传输、宽带接入中有了新的发展机遇，同时由于光通信器件制造技术的飞速发展，无线光通信设备的制造成本大幅下降，FSO得到越来越多的应用。 本小节介绍用红外光进行语音信号无线传输的简单系统，这种简单的、实验性的无线光通信系统是真实无线光通信系统的简化，其组成如图1-1所示。 图1-1 简易的光无线语音传输系统 在一个系统项目开始设计时，要确定实现系统功能的方法原理，并根据项目要求确定系统的需求并发展出一个针对这些需求的计划，即确定系统包括的组成部分、各部分的性能指标以及它们与系统性能之间的关系。然后根据各个组成部分的指标进行单元电路设计。 通过对简易的光无线语音传输系统设计、制作与调试，目的是：1）了解分析设计的系统需求并发展出解决方案的过程，2）学习单元电路的设计、测试与调整的方法，特别是模拟电路的设计与调试。 1.1.1 系统功能要求及基本解决思路 一、系统功能要求 1、基本要求 （1）设计制作一个可以传送语音信号的无线光通信设备； （2）语音信号频率范围：300Hz～3400Hz； （3）通信距离不小于10m； （4）发送端用驻极体话筒拾取语音； （5）接收端输出到喇叭的最大功率0.5W。 2、扩展要求 （1）减小环境光对通信的影响； （2）拓展通信距离（不小于100m）； （3）收发两端均采用单电源供电。 第 3 页共20 页 家庭无线局域网组网实战方案篇 就无线局域网本身而言，其组建过程是非常简单的。当一块无线网卡与无线AP （或是另一块无线网卡）建立连接并实现数据传输时，一个无线局域网便完成了组建过程。然而考虑到实际应用方面，数据共享并不是无线局域网的惟一用途，大部分用户（包括企业和家庭）所 希望的是一个能够接入In ternet并实现网络资源共享的无线局域网，此时，In ternet的连接方式以及无线局域网的配置则在组网过程中显得尤为重要。 家庭无线局域网的组建，最简单的莫过于两台安装有无线网卡的计算机实施无线互联，其中一台计算机还连接着In ternet，如图1所示。这样，一个基于Ad-Hoc结构的无线局域 网便完成了组建。总花费不过几百元（视无线网卡品牌及型号）。但其缺点也正如上期所提 及：范围小、信号差、功能少、使用不方便。 图1 Ad-Hoc连接方式简单易行 Ad Hmr 结构图VSK 无线AP的加入，则丰富了组网的方式（如图2），并在功能及性能上满足了家庭无线 组网的各种需求。技术的发展，令AP已不再是单纯的连接有线”与无线”的桥梁。带有各 种附加功能的产品层出不穷，这就给目前多种多样的家庭宽带接入方式提供了有力的支持。下面就从上网类型入手，来看看家庭无线局域网的组网方案。 图2无线连接可以摆脱线缆的束缚 址线信号可以幾盖第个房屋，屋内计嫌机可以萌意布置 intrfftift AhwM MU FC I- AiL?p|*f 无线AP 或 还可塚在擀外上网 1. 普通电话线拨号上网 如果家庭采用的是56K Modem的拨号上网方式，无线局域网的组建必须依靠两台以上 装备了无线网卡的计算机才能完成（如图3，因为目前还没有自带普通Modem拨号功能的无线AP产品）。其中一台计算机充当网关，用来拨号。其他的计算机则通过接收无线信号来达到无线”的目的。在这种方式下，如果计算机的数量只有2台，无线AP可以省略，两 台计算机的无线网卡直接相连即可连通局域网。当然，网络的共享还需在接入In ternet的那台计算机上安装Win Gate等网关类软件。此时细心的读者会发现，这种无线局域网的组建与有线网络非常相似，都是拿一台计算机做网关，惟一的不同就是用无线传输替代了传统的 有线传输而已。 图3传统Modem接入，也可享受无线 无线电能传输项目设计 一 预备知识 (一)项目设计的目的: (1)在实践中对现代电工技术的理论知识做进一步巩固; (2)锻炼对综合运用能力。 (二)实验内容与要求: 在不采用专用器件(芯片)的前提下,设计一个非接触供电系统。原理电路如 下图所示,实现对小型电器供电或充电等功能。 (三)要求 用仿真软件对电路进行验证,使其满足以下功能: (1)供电部分输入36V 以下的直流电压,具有向多台电器设备非接触供电的 功能。 (2)在输出功率≥1W 的条件下,转换效率≥15%,最大输出功率≥5W 。 (3)设计报告必须包括建模仿真结果 (4)利用multisim 生成PCB 板 D 功放 AC/DC 耦合线圈 耦合线圈 振荡器 充电电路 电源 二无线电能传输技术 (一)无线能量传输技术介绍 根据电能传输原理,可将 WPT 技术分为三种:射频或微波 WPT、电磁感应式WPT、电磁共振式 WPT,下面分别予以介绍。 1微波无线能量传输 所谓微波 WPT,就就是以微波(频率在 300MHz-300GHz 之间的电磁波)为载体在自由空间无线传输电磁能量的技术。利用微波源将电能转变为微波,由天线发射,经长距离的传播后再由天线接收,最后经微波整流器等重新转换为电能使用。 微波频率传输所具备的“定向、可穿透电离层”等特性,使得该能量传送方式早在20世纪60年代初期就受到人们的关注,并在远程甚至超距能量传输场合有着重要的应用价值。微波WPT主要用于如微波飞机、卫星太阳能电站等远距输电场合,其中卫星太阳能电站作为人类应对能源危机的有效策略已成为美国、日本等国大力发展的重要航天项目。 目前,限制微波 WPT 技术进一步发展的主要技术瓶颈在于高效微波整流器件、大功率微波天线以及大功率微波电磁场的生物安全性与生态环境的影响问题。然而,由于工作频率高、系统效率较低,微波 WPT 并不适合于能量传输距离较短的应用场合。 2电磁感应式无线能量传输 电磁感应式 WPT 就是基于电磁感应原理,利用原、副边分离的变压器,在较近距离条件下进行无线电能传输的技术。目前较成熟的无线供电方式均采用该技术,典型的应用包括新西兰国家地热公园的 30kW 旅客电动运输车、Splash power 公司的无线充电器等。可以瞧出,无论就是小功率的消费类电子产品还就是大功率 EV 无线供电系统,电磁感应式 WPT 技术都可有效实现无线供电。 然而,电磁感应式 WPT 仍存在一系列问题:传输距离较短,距离增大时效率急剧下降;传输效率对非接触变压器的原、副边的错位非常敏感等等。 毕业论文（设计） 题目：单片机无线传输系统设计完成人： 班级：11 学制： 专业： 指导教师： 完成日期： 目录 摘要 (1) 引言 (1) 1总体设计 (2) 1.1设计技术背景 (2) 1.1.1 AT89S51单片机简介 (2) 1.1.2 AT89S51主要功能特点 (2) 1.2单片机无线数据传输原理 (3) 1.2.1 单片机无线数据传输原理概述 (3) 1.2.2 无线数据传输常用编码方式 (3) 1.2.3 无线数据传输解码 (5) 1.2.4 无线数据传输调制和解调 (6) 2无线数据收发模块 (7) 2.1无线收发模块nRF905简介 (7) 2.2 nRF905无线模块特点 (7) 2.3 工作模式及芯片结构 (7) 3系统软硬件设计 (8) 3.1 硬件设计 (8) 3.1.1 概述 (8) 3.1.2 电路原理 (9) 3.1.3 SPI接口配置 (9) 3.2 软件设计 (12) 3.2.1 概述 (12) 3.2.2 发射程序 (13) 3.2.3 接收程序 (17) 4结束语 (21) 参考文献 (22) Abstract (23) 单片机无线传输系统设计 作者： 指导教师： 摘要：当今社会发展迅速,人们迫切的期望能随时随地、不受时空限制地进行信息交互。当今的各种智能化控制系统也离不开数据信息的传输。其中，无线数据传输是区别于传统的有线传输的新型传输方式，系统不需要传输线缆、成本低廉、施工简单。现在，有很多的电器产品(如一些家用电器)的操作控制也都采用了无线数据传输方式，一些无线数据传输功能相对简单的电器产品，无线数据传输信号的接收识别往往采用与编码调制芯片配套的译码芯片。而无线数据传输功能比较复杂的一些电器产品，无线数据传输信号的识别与译码多采用单片机，其编码调制方法也有多种。本文介绍一种基于AT89S51单片机以及无线收发模块nRF905的无线数据传输方案，以及用单片机对其进行识别的程序设计方法，以供参考。 关键词：AT89S51单片机，nRF905模块，无线数据传输； 引言 当今的各种智能化控制系统,比如智能化小区部的无线抄表系统、门禁系统、防盗报警系统和安全防火系统等,工业数据采集系统,水文气象控制系统,机器人控制系统、数字图像传输系统等等,都离不开数据信息的传输。可以说,数据信息传输系统是各种智能化控制系统的重要组成部分。[1]在有线数据传输方式当中,数据的传输载体是双绞线、同轴电缆或光纤。在一些单片机监测系统中,数据采集装置是安装在环境条件恶劣的现场或野外。采集到的数据通信传输到手持终端, 然后通过手持终端送到后台机(PC机) 进行数据分析、处理。这样,数据采集装置与手持终端之间的数据传输需解决通信问题。若采用有线数据传输方式显然是不合适的。相比于传统的有线数据传输方式,无线数据传输方式可以不考虑传输线缆的安装问题,从而节省大量电线电缆,并且降低施工难度和系统成本,是一个很有发展潜力的研究课题。无线数据传输因其传输距离远和受障碍影响小而得到广泛应用，随着各种专用无线数据传输集成电路和无线数据传输发射和接收专用集成电路的不断涌现，使许多复杂的无线数据传输系统的设计变得愈来愈简单，而且工作稳定性可靠。本文介绍利用单片机以及发射/接收 函数信号发生器设计报告 目录 一、设计要求 .......................................................................................... - 2 - 二、设计的作用、目的 .......................................................................... - 2 - 三、性能指标 .......................................................................................... - 2 - 四、设计方案的选择及论证 .................................................................. - 3 - 五、函数发生器的具体方案 .................................................................. - 4 - 1. 总的原理框图及总方案 ................................................................. - 4 - 2.各组成部分的工作原理 ................................................................... - 5 - 2.1 方波发生电路 .......................................................................... - 5 - 2.２三角波发生电路 .................................................................... - 6 - 2.３正弦波发生电路 .................................................................. - 7 - 2.４方波---三角波转换电路的工作原理 ................................ - 10 - 2.５三角波—正弦波转换电路工作原理 .................................. - 13 - 3. 总电路图 ....................................................................................... - 15 - 六、实验结果分析 ................................................................................ - 16 - 七、实验总结 ........................................................................................ - 17 - 八、参考资料 ........................................................................................ - 18 - 九、附录：元器件列表 ........................................................................ - 19 - 家庭组网用无线随着拥有两台甚至更多台计算机的家庭不断增加，以及可移动通信设备的迅速发展，家庭局域网逐渐成 为人们关注的焦点。 现在，由于HomePNA 具有业界互操作性、连接成本低、速度快、家庭可有多个出口等优势，在 电话线路技术上独占鳌头。然而，HomePNA 是一个有限的载体，不是每个房间都有电话插口，而用户需 要更多的连接点。因此，家庭网络产品开始转向无线技术，如数码相机、便携式PC、手提终端设备和数 码玩具都会采用无线技术。同样，高速的无线局域网产品为家中各种设备的连接提供了新的选择。比如， 电脑和电视机将能互通信息，可将Internet 数据发送给电视机，并将电视节目发送给电脑；速率从2Mb/s 后，电视会议能一改以往低速率、低分辨率的图像质量，使画面清晰度接近电视。11Mb/s 提高到 无线网络利用接收器和发送器传输红外线或无线电信号，传输速率为1～4Mb/s。使用红外线的产品的工作距离有几十英尺，无线电则可达数百英尺。由于无线技术为可移动设备连入家庭网络提供便利，连入家庭网络设备的位置也相对灵活，很多厂商已纷纷看准这一市场，积极开发和生产无线家庭网络产品。 当前，无线局域网有多种技术适用于家庭网络。Proxim 公司发起了Wireless LAN Interoperability Forum， Radio的Proxim OpenAir 的标准，该标准以IBM和Motorola 在内的25 家公司一起制定了称为并与包括。同时，1.6Mb/s技术为基础，允许的传输速度可达（RF）LAN FrequencyCompaq、HP、Intel、Microsoft 和Sony 等公司组成的HomeRF Working Group，为基于无线电的家庭网络 开发称为SW AP（Shared Wireless Access Protocol）的协议规范，该规范容许2Mb/s 的数据传输率、127 个 节点和150 英尺的传输距离，HomeRF 宣称，符合SW AP 规范的产品已于1999 年底推出。它能同步支持 多达4 条高质量语音信道，这是802.11 达不到的。另外，IEEE 802.11 的HIPERLAN 和DECT 等无线局 域网标准也可用于家庭网络。 Apple 公司已经推出了IEEE 802.11b，与原先传输距离100 米、传输速度1～2Mb/s 的IEEE 802.11 不同，802.11b 的速率为11Mb/s。如果广泛用于家庭网络，仅802.11b 一种产品就能实现家庭和小型办公 室用户的连接。 Layer几种家庭网络解决方案的比较X-10CEBus HomePNA HomeRF Ethernet HA Vi VHN UPnP应用层 CAL* SW AP HA Vi XML HTML/HT TP CAL* A V/C* X-10* LDAP HTTP SSDPXML 传输层 SW AP (TAM) IEEE1394IEC61883 TCP,UDP UDP TCP网络层 CEBus SW AP (FCP) IEEE1394IP IP数据链路层X-10CEBus802.3SW AP802.2/3 IEEE1394b 物理层X-10CEBus Tut SW AP802.3 IEEE1394b 传输介质． PL P,Coax PL,IR, RF,UT UTP RF Fiber UTP5 Coax常见无线通信组网方式
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