远程通讯模块在plc无线通信中的应用
Plc数据通讯通常都是采用有线的方式进行的，如果距离较远，将会比较麻烦，为解决这个问题，采用新的方案：利用plc专用远程通讯网关—工业智能网关可以远程实现plc与电脑编程软件的无线通讯，plc与电脑组态软件的无线通讯，plc与人机界面触摸屏的无线通讯。
在很多场合，当监控点较多时，采用无线通讯能为企业节省不少的成本，并且灵活性将更强。并且在实际系统中，很多控制室与现场用户设备不在同一个地区，如何将分布在不同地方的plc和总控中心的组态软件进行远程通信，利用工业智能网关可以实现远距离的数据传输和设备远程监控。
方案一：组态软件与远程plc无线通讯
支持组态王、MCGS昆仑通态、Wincc等主流组态软件与西门/三菱/欧姆龙等plc之间的无线通信。利用工业智能网关可以实现组态软件远程操作plc设备方案二：触摸屏与远程plc无线通讯
组态软件或触摸屏远程plc网络拓扑图
利用工业智能网关实现plc远程通讯可达到的功能：
1、实现工业现场设备远程控制
2、实现设备固件远程升级
3、实现工业现场PLC远程编程、调试
4、实现工业现场触摸屏远程控制
5、实现工业现场组态画面远程映射
6、实现西门子、三菱等PLC等主流协议硬件解析
7、可灵活接入各自设备管理平台
8、可同时与多台PLC或触摸屏远程通讯
前言: 无线通信(Wireless communication)就是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式,近些年信息通信领域中,发展最快、应用最广的就就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信,人们把二者合称为无线移动通信。 无线通信主要包括微波通信与卫星通信。微波就是一种无线电波,它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽,通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信就是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。 一、无线通信系统的类型 按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下一些类型: 1、按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信与卫星通信等。所谓工作频率, 主要指发射与接收的射频(RF)频率。射频实际上就就是“高频”的广义语, 它就是指适合无线电发射与传播的频率。无线通信的一个发展方向就就是开辟更高的频段。 2、按照通信方式来分类, 主要有(全)双工、半双工与单工方式。 3、按照调制方式的不同来划分, 有调幅、调频、调相以及混合调制等。 4、按照传送的消息的类型分类, 有模拟通信与数字通信, 也可
以分为话音通信、图像通信、数据通信与多媒体通信等。 各种不同类型的通信系统, 其系统组成与设备的复杂程度都有很大不同。但就是组成设备的基本电路及其原理都就是相同的, 遵从同样的规律。本书将以模拟通信为重点来研究这些基本电路, 认识其规律。这些电路与规律完全可以推广应用到其它类型的通信系统。 二、无线通信系统的基本工作原理 无线通信系统组成框图 各部分作用: 1信息源:提供需要传送的信息 2变换器:待传送的信息(图像、声音等)与电信号之间的互相转换 3发射机:把电信号转换成高频振荡信号并由天线发射出去 4传输媒质:信息的传送通道(自由空间) 5接收机:把高频振荡信号转换成原始电信号 6受信人:信息的最终接受者
nRF24L01无线通信模块使用手册 一、模块简介 该射频模块集成了NORDIC公司生产的无线射频芯片nRF24L01： 1．支持2.4GHz的全球开放ISM频段，最大发射功率为0dBm 2．2Mbps，传输速率高 3．功耗低，等待模式时电流消耗仅22uA 4．多频点（125个），满足多点通信及跳频通信需求 5．在空旷场地，有效通信距离：25m（外置天线）、10m（PCB天线） 6．工作原理简介： 发射数据时，首先将nRF24L01配置为发射模式，接着把地址TX_ADDR和数据TX_PLD按照时序由SPI 口写入nRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10μs，延迟130μs后发射数据；若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD 从发送堆栈中清除；若未收到应答，则自动重新发射该数据（自动重发已开启），若重发次数（ARC_CNT）达到上限，MAX_RT置高，TX_PLD不会被清除；MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，以便通知MCU。最后发射成功时，若CE为低，则nRF24L01进入待机模式1；若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射；若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入待机模式2。 接收数据时，首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130μs进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在接收堆栈中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ 变低，以便通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时，若CE变低，则nRF24L01进入空闲模式1。 二、模块电气特性 参数数值单位 供电电压5V 最大发射功率0dBm 最大数据传输率2Mbps 电流消耗（发射模式，0dBm）11.3mA 电流消耗（接收模式，2Mbps）12.3mA 电流消耗（掉电模式）900nA 温度范围-40~+85℃ 三、模块引脚说明 管脚符号功能方向 1GND电源地 2IRQ中断输出O 3MISO SPI输出O 4MOSI SPI输入I 5SCK SPI时钟I 6NC空 7NC空 8CSN芯片片选信号I 9CE工作模式选择I 10+5V电源
无线通信差不多原理、差不多概念 1、无线频段的划分 2、我国常用移动通信使用频段 (a)GSM900：上行：890～915MHz，下行：935～960MHz，每载波 带宽200 KHz； GSM1800：上行：1710～1720MHz，下行：1805～1815MHz，每载波带宽200 KHz； (b)CDMA2000：上行：825～835MHz，下行：870～880MHz，每载 波带宽1.23MHz； (c)PHS：1900～1920MHz，每载波带宽300KHz；
(d)集群：上行806～821MHz，下行851～866MHz，每载波带宽 25KHz； 3、波长λ、频率f的关系为 c=f*λ 式中：c为光速，数值为3×108m/s，f单位为Hz，λ单位为m。 4、波传播的几种方式 a)表面波传播：以绕射方式，沿着地球表面传播。 b)天波传播：通过高空电离层反射传播。 c)空间波传播：通过直线传播和地面反射传播。 d)散射传播：利用大气对流层和电离层的不均匀性来散射传 播。 长波一般通过表面波传播；中波、短波一般通过表面波或天波传播；微波一般通过空间波、散射波传播。 5、仙农（Shannon）定理 C=Blog2(1+S/N) 上式中C为信道容量，B为信道带宽，S/N为信噪比。
扩频通信即据此原理。 6、TDD、FDD、TDMA、FDMA、CDMA的区不 a)TDD（时分双工） 收发信共用一射频频带，上、下行链路使用不同的时隙来进行通信。 b)FDD（频分双工） 收发信使用一个不同的射频频率来进行通信。 c)TDMA(时分多址) 传送给不同终端用户的信息通过同一载波的不同时隙来区分。 d)FDMA（频分多址） 传送给不同终端用户的信息通过不同载波来区分。 CDMA(码分多址) 传送给不同终端用户的信息通过不同码调制来区分。 7、大尺度路径损耗和小尺度路径损耗 大尺度路径损耗：无线信号经长距离上的场强变化，又叫慢衰落。自由空间损耗即属于典型的大尺度路径损耗。
cc1100/RF1100SE、NRF905、NRF903、nRF24L01无线收发模块开发指南简介 cc1100/RF1100SE微功率无线数传模块 基本特点： (1) 工作电压：~，推荐接近，但是不超过（推荐） (2) 315、433、868、915MHz的ISM 和SRD频段 (3) 最高工作速率500Kbps，支持2-FSK、GFSK和MSK调制方式 (4) 可软件修改波特率参数，更好地满足客户在不同条件下的使用要求高波特率：更快的数据传输速率 低波特率：更强的抗干扰性和穿透能力，更远的传输距离 (5) 高灵敏度（下-110dBm，1％数据包误码率） (6) 内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制 (7) 较低的电流消耗（RX中，，，433MHz） (8) 可编程控制的输出功率，对所有的支持频率可达+10dBm (9) 无线唤醒功能,支持低功率电磁波激活功能，无线唤醒低功耗睡眠状态的设备 (10) 支持传输前自动清理信道访问（CCA），即载波侦听系统 (11) 快速频率变动合成器带来的合适的频率跳跃系统 (12) 模块可软件设地址，软件编程非常方便 (13) 标准DIP间距接口，便于嵌入式应用 (14) 单独的64字节RX和TX数据FIFO (15) 传输距离：开阔地传输300~500米（视具体环境和通信波特率设定情况等而定） (16) 模块尺寸：29mm *12mm( 上述尺寸不含天线，标配4.5CM长柱状天线) cc1100/RF1100SE微功率无线数传模块应用领域：极低功率UHF无线收发器，315/433/868/915MHz的ISM/SRD波段系统， AMR-自动仪表读数，电子消费产品，远程遥控控制，低功率遥感勘测，住宅和建筑自动控制，无线警报和安全系统， 工业监测和控制，无线传感器网络，无线唤醒功能，低功耗手持终端产品等 详细的cc1100/RF1100SE模块开发文档可到下载 NRF905无线收发模块 基本特点： (1) 433Mhz 开放 ISM 频段免许可证使用 (2) 接收发送功能合一，收发完成中断标志 (3) 170个频道，可满足多点通讯和跳频通讯需求，实现组网通讯，TDMA-CDMA-FDMA (4) 内置硬件8/16位CRC校验，开发更简单，数据传输可靠稳定 (5) 工作电压，低功耗，待机模式仅 (6) 接收灵敏度达-100dBm (7) 收发模式切换时间 < 650us
4 ?>OnCell G3110/G3150 4-15 ? OnCell G3110/G3150 1 / 2 GSM/GPRS IP ? GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz ? ?? TCP Server ? TCP Client ? UDP ?Real ?COM ? Reverse Real COM ? ǖOnCell Central IP ? ǖ? web ? Telnet ? ? ? OnCell G3110/G3150 RS-232 RS-232/422/485 GSM/GPRS/EDGE IP GSM/GPRS/EDGE ? Real COM ?OnCell G3110/G3150 ??OnCell G3110/G3150 CPU TCP/IP ? ? GPRS TCP/IP ?OnCell G3110/G3150 ? ? ? ? I/O ?? ? DI ? ?OnCell G3110/G3150 ? ? 12 ~ 48VDC ?? 2KV EFT/Surge ? ? 15KV ESD ? ? ? ? ? ǖGSM/GPRS/EDGE ǖ 850/900 1800/1900 MHz EDGE ǖClass 12 GPRS ǖClass 12 GPRS ? ǖClass B GPRS ? ǖCS1 ~ CS4 ǖ1 W GSM 1800/1900, 2 W EGSM 850/900 LAN ǖ1 ǖ10/100Mbps ?RJ45 ?MDI/MDIX ? ǖ 1.5 KV ? SIM SIM ǖ1SIM ǖ3 V ? ǖ G3110ǖRS-232?DB9 ? G3150ǖRS-232(DB9 ??RS-422/485?5 pin ? ǖ1 ESD ? ǖ15 KV EFT/ ? ǖ2 KV ǖ5?6?7?8 ǖ1?1.5?2? =None ? ǖNone ?Even ?Odd ?Space ?Mark ǖRTS/CTS ?XON/XOFF ? ǖ50 bps ~ 921.6 Kbps RS-232ǖTxD ?RxD ?RTS ?CTS ?DTR ?DSR ?DCD ?GND RS-422ǖTx+?Tx-?Rx+?Rx-?GND RS-485-4w ǖTx+?Tx-?Rx+?Rx-?GND RS-485-2w ǖData+?Data-?GND I/O ǖ1 ?1 A @ 24 VDC ǖ2 ? ? ?1?ǖ+13 ~ +30 V ? ?0?ǖ-30 ~ -3 V ǖICMP , TCP/IP , UDP , DHCP , Telnet, DNS, SNMP , HTTP , SMTP , HTTPS, SNTP , ARP , SSL Router/Firewall ǖNAT, port forwarding ǖ? ? ǖAccessible IP list ǖReal COM, Secure Real COM, TCP Server, Secure TCP Server, TCP Client, Secure TCP Client, UDP , RFC2217, Ethernet Modem, Virtual Modem, SMS Tunnel ǖSNMP MIB-II, SNMP Private MIB, SNMPv1/v2c/v3, DDNS, IP Report, Web/Telnet/Serial-Console/SSH ǖProvided for Windows 95/98/ME, Windows NT, Windows 2000/XP/2003/Vista/Server-2008, Windows XP/2003/Vista/Server-2008 x64 Edition Windows Real COM ǖWindows 95/98/ME, Win d ows NT, Windows 2000/XP/2003/Vista/Server 2008, Windows XP/2003/Vista/Server 2008 x64 Edition
物联网的核心技术之一无线通信模块 本文将从产业链到厂商再到未来趋势，重新梳理一次物联网的核心部件——无线模组按功能分为“通信模组”与“定位模组”。相对而言，通信模组的应用范围更广，因为并不是所有的物联网终端均需要有定位功能。在上游，基带芯片（通信芯片）是核心，占到材料成本的50%左右。上游技术壁垒高，产业高度集中，供应商话语权强。主要供应商有因此产业下游非常分散。根据应用市场规模大小分为大颗粒市场和小颗粒市场。大颗粒市场（见下图）的物联网模块量大、标准化程度高、竞争激烈，适合做大收入和树立品牌，研发人员相对可以较少，但市场开拓能力要强。，目前集中度不算高，行业第一梯队只占据了全球约30%的市场份额。随着下游应用的崛起以及市场总规模的扩大，一批专注于个别垂直应用领域的优质模块供应商会开始浮现。“涉市”企业 近一年，国内第一梯队无线通讯模块供应商纷纷以IPO或被并购两种方式登陆A股，以下为主要“涉市”企业。（注：排名不分先后） 1、芯讯通 总部：上海 简介：芯讯通（Simcom）是香港上市公司晨讯科技的子公司，其产品在智能POS、智能抄表和健康医疗行业占比较大。由于芯讯通的无线通信模块业务属于较为传统的产生制造业务，与晨讯科技目前整体向高毛利服务业转型的战略方向不符。 今年1月，晨讯科技拟将无线通信模块资产（全资子公司上海希姆通和芯讯通无线）以5250万美元卖给瑞士u-blox。估计因为在上海移为通信的搅局下，这笔收购未达成共识，晨讯科技最终宣布芯讯通会将出售给移为通信和内部董事儿子的公司，同时，将旗下另外一项资产芯通电子也打包一起出售。 根据移为通信最新公告，深交所还对这笔交易方案还在审核中。 官网：simcomm2m 2、移为通信 总部：上海
无线通信基本原理、基本概念 1、无线频段的划分 2、我国常用移动通信使用频段 （a ） GSM900:上行：890?915MHz ，下行：935?960MHz ，每载波带宽 200 KHz ; GSM1800:上行：1710?1720MHz ，下行：1805?1815MHz ，每载波带宽 200 KHz ; （b ） CDMA2000 :上行：825?835MHz ，下行：870?880MHz ，每载波带宽 1.23MHz ; （C ）PHS : 1900?1920MHz ，每载波带宽 300KHz ; （d ）集群：上行806?821MHz ，下行851?866MHz ，每载波带宽25KHz ; 3、波长入、频率f 的关系为 c=f* 入 式中：C 为光速，数值为3X 108 m/s ，f 单位为Hz ，入单位为m 。 4、波传播的几种方式 表面波传播：以绕射方式，沿着地球表面传播。 天波传播：通过高 空电离层反射传播。 空间波传播：通过直线传播和地面反射传播。 散射传播：利用大气对流层和电离层的不均匀性来散射传播。 长波一般通过表面波传播；中波、短波一般通过表面波或天波传播；微波 一般通过空间波、散射波传播。 5、仙农（Shannon ）定理 C=Blog 2（1+S/N ） 上式中C 为信道容量，B 为信道带宽，S/N 为信噪比。 扩频通信即据此原理。 6、TDD 、FDD 、TDMA 、FDMA 、CDMA 的区别 a ) b )
a ） TDD （时分双工） 收发信共用一射频频带，上、下行链路使用不同的时隙来进行通信。 b ） FDD （频分双工） 收发信使用一个不同的射频频率来进行通信。 C ）TDMA （时分多址） 传送给不同终端用户的信息通过同一载波的不同时隙来区分。 d ） FDMA （频分多址） 传送给不同终端用户的信息通过不同载波来区分。 CDMA （码分多址） 传送给不同终端用户的信息通过不同码调制来区分。 7、大尺度路径损耗和小尺度路径损耗 大尺度路径损耗：无线信号经长距离上的场强变化，又叫慢衰落。自由空 间损耗即属于典型的大尺度路径损耗。 小尺度路径损耗：无线信号经过短时间或短距离传播后其幅度快速衰落， 又叫快衰落。多经传播是引起小尺度传播的主要原因。 8、平衰落和选择性衰落 平衰落：发射信号的频谱特性在接收机内仍能保持不变的衰落。 选择性衰落：发射信号的频谱特性在接收机内发生了畸变的衰落。 9、极化 波的极化是指电场的取向随时间变化的方式。 电场矢量的两个正交分量具有不同振幅和相位关系时，可能形成三种不同 的极化：线极化、园极化和椭圆极化。 i L 厂 选择性衰落 ------- ? ----- ? f r ---- \ 功率谱密度 功率谱密度 平衰落 f fO 发信频谱图 fO 收信频谱图 功率谱密度 发信频谱图 fO 收信频谱图
关于无线通信模块的全面分析 无线通信模块是各类智能终端得以接入物联网的信息入口。其是连接物联网感知层和网络层的关键环节。目前在M2M 场景下，应用更多的是蜂窝通信模块（2G/3G/4G），未来LPWAN 模块（NB/IoT、LoRa）将快速应用。 无线通信模块使得各类物联网终端设备具备联网信息传输能力，是各类智能终端得以接入物联网的信息入口。它是连接物联网感知层和网络层的关键环节，所有物联网感知层终端产生的设备数据需要通过无线通信模块汇聚至网络层，进而通过云端管理平台对设备进行远程管控，同时经过数据分析，带来管理效率的提升。 无线通信模块示例 目前整个业界形成了国外厂商主导，国内厂商追赶的竞争态势。国外龙头主要有Sierra、TelIT、U-blox 等，无论是规模还是毛利率水平远远领先于国内厂商。国内第一梯队公司有芯讯通、移远通信、中兴物联、广和通等。按出货量算已经可以和国外龙头相媲美。由于国内竞争激烈，毛利率水平普遍低于国外。我们认为无线通信模块可以类比手机厂商的发展规律，随着头部厂商品牌、规模的进一步增强，会形成“赢者通吃”，产业集中度有望进一步提升。第一梯队公司长远来看有望更受益。海外龙头Sierra、TelIT 目前已经打通底层模块+物联网平台+垂直应用的整体解决方案，产品附加值不断提高，毛利率稳步上升，股价也相应地受到资本市场的肯定。 无线通信模块行业介绍 无线通信模块使各类终端设备具备联网信息传输能力，如下图所示，是各类智能终端得以接入物联网的信息入口。其是连接物联网感知层和网络层的关键环节，所有物联网感知层终端产生的设备数据需要通过无线通信模块汇聚至网络层，进而通过云端管理平台对设备进行远程管控，同时经过数据分析有效对各类应用场景进行管理效率提升。无线通信模块与物联网终端存在一一对应关系，属于底层硬件环节，具备其不可替代性。 无线通信模块价值总结 第一重价值：硬件集成与软件设计，融合多种通信制式，满足不同应用场景下的环境要求，
前言： 无线通信(Wireless communication)是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。 无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽，通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。 一、无线通信系统的类型 二、按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下一些类型: 三、 1、按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。所谓工作频率, 主要指发射与接收的射频（RF）频率。射频实际上就是“高频”的广义语, 它是指适合无线电发射和传播的频率。无线通信的一个发展方向就是开辟更高的频段。 四、2、按照通信方式来分类, 主要有（全）双工、半双工
和单工方式。 五、 3、按照调制方式的不同来划分, 有调幅、调频、调相以及混合调制等。 六、 4、按照传送的消息的类型分类, 有模拟通信和数字通信, 也可以分为话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。 七、各种不同类型的通信系统, 其系统组成和设备的复杂程度都有很大不同。但是组成设备的基本电路及其原理都是相同的, 遵从同样的规律。本书将以模拟通信为重点来研究这些基本电路, 认识其规律。这些电路和规律完全可以推广应用到其它类型的通信系统。 八、无线通信系统的基本工作原理 无线通信系统组成框图 各部分作用： 1信息源：提供需要传送的信息
技术创新 《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2009年第25卷第10-2期蓝牙技术应用 基于蓝牙芯片的无线通信模块设计与开发 The Design and Development of Wireless Communication Module Based on Bluetooth Chip (重庆邮电大学)付蔚童世华唐铭王蓉 FU Wei TONG Shi-hua TANG Ming WANG Rong 摘要:本文综合运用BlueCore2-External蓝牙芯片、FB2520带通滤波器和平衡不平衡变换器、LTCC陶瓷天线等设计了一款蓝牙无线通信模块。该通信模块能够代替电缆,有效地应用于环境复杂多变的工业现场,实现现场设备、接入点、手操器等设备的无线通信。实际测试结果表明本文介绍的无线通信模块运行稳定,工作可靠。 关键词:蓝牙;BlueCore2-External;无线通信模块 中图分类号:TP393文献标识码:A Abstract:By a comprehensive application of BlueCore2-External Bluetooth chip,FB2520band-pass filter and balanced imbalance converters,LTCC ceramic antenna and so on,an industrial-grade Bluetooth wireless communication module is designed.The commu-nications module can be used to instead of cable,effectively applied to complex and variable industrial field,realize wireless commu-nication among field device,access point and Transcription Machine.The result of tests indicated the wireless communication module has been running steadily and working reliability. Key words:Bluetooth;BlueCore2-External;Wireless Communication Module 文章编号:1008-0570(2009)10-2-0178-02 1引言 蓝牙技术是一个开放性的、短距离无线通信技术标准,它工 作在全球通用的2.4GHz ISM频段,采用跳频扩频技术,可以用 于近距离通过无线连接的方式实现固定设备以及移动设备之 间的网络互连,在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小 功耗的数据和语音通信,实现全方位的数据传输。 工业现场环境恶劣,有些地方工作人员甚至难以接近,特别 是一些工业环境禁止使用电缆(如超净或真空封闭的房间)或者 很难使用电缆来传送数据(如高速旋转的设备、高空设备、不适 于布线的强腐蚀恶劣环境),这时采用蓝牙等无线通信技术代替 电缆来实现现场设备与监控网络间的数据传输就能有效解决 上述问题。为此本文针对工业现场设备、接入点、手操器等设计 蓝牙无线通信模块,该模块具有体积小、完全嵌入蓝牙协议、性 能可靠和组网灵活等特点。验证了蓝牙技术应用于工业控制系 统的可行性。 2蓝牙模块的硬件设计 图1蓝牙模块硬件框图 蓝牙模块的硬件结构框图如图1所示,包括BlueCore2-Ex－ ternal(BC212015)蓝牙芯片、SST39VF800FLASH芯片、FB2520 带通滤波器+平衡不平衡变换器、LTCC陶瓷天线等。电源由配 套主设备引入,经过电源模块电平转换,为蓝牙主芯片、存储器、 带通滤波器和平衡不平衡转换器等提供所需的+3.3V和+1.8V 电源。下面将对各个模块分别介绍。 2.1BlueCore2芯片介绍 蓝牙模块采用了BlueCore2-External(BC212015)芯片, BlueCore2是英国CSR公司推出的一款工作在2.4GHz的ISM (工业、科学、医学)频段集成基带和射频的单芯片蓝牙芯片。 BlueCore2-External芯片的内部结构如图1所示。芯片内部主要 集成有32Kbyte片上RAM、DSP、MCU、射频前端以及各种I/O 口。各种I/O口包括SPI、UART、USB、PIO、PCM、I2C等接口。其 中SPI、UART、USB接口主要用来传输数据;I2C总线用于链接 EEPROM;PIO接口为可编程接口;PCM接口用来传输语音;在 BlueCore2中UART接口的最大传输数率为1.5Mbps,能够达到 蓝牙标准中规定的723.2kbps的数据传输数率。 2.2储存电路 由于蓝牙芯片并不自带协议栈,需要外拓一块Flash用来 储存协议栈和应用软件。本设计中选用了Silicon存储科技公司 (SST)的SST39VF系列中的一款,闪存型号为SST39VF800。 SST39VF800是SST多用途高精度CMOS闪存技术的成功典范, 它采用了分立门电路的元件设计方式和氧化通道喷射技术,使 得其存储可靠性大大提高,工艺和性能都远优于其它竞争对手。 此外SST还专门为便携式设备进行了SST39VF800的性能优 化,使得它在运行中的能耗更小,程序执行速度更快,更加适合便 携式设备使用。根据蓝牙协议栈的大小采用8Mbit的 SST39VF800,读取时间为70ns,工作电压为2.7~3.6V,为了适应 工业现场苛刻的要求选用了支持-20℃~+85℃工业级温度范围 的型号。 付蔚:助教 基金项目:基金申请人:王恒付蔚;项目名称:基于802.15.4 的测量与控制用无线通信模块;基金颁发部门:国家科学技术 部,国家863项目(2006AA040301)
一、选择题 1.用光缆作为传输的通信方式是_A______ A有限通信B明显通信C微波通信D无线通信 2.下列选项中__A____不属于传输设备 A电话机 B 光缆C微波接收机D同轴电缆 3.网状网拓扑结构中如果网络节点数为6，则连接网络的链路数为_D______ A10 B 5 C 6 D 15 4.目前我国的电信网络是__C___级网络结构 A 7 B 5 C 3 D 2 5.国际电信联盟规定话音信号牌的抽样频率为___D__ A3400HZ B5000HZ C6800HZ D8000HZ 6.下列___C__号码不属于我国常用的特殊号码业务。 A110 B122 C911 D114 7.PCM30/32路系统采用的是_B______多路复用技术。 A频分多路复用技术B时分多路复用技术C波分多路复用技术D码分多路复用技术8.我国7号信令网采用的是__C___级网络结构。 A7 B5 C3 D2 9.下列哪两种数字数据编码方式会积累直流分量（多选）___A,C__ A单极性不归零码B双极性不归零C单极性归零码D双极性归零码 10.下列哪种数据交流形式不属于分组交换___A__ A电路交换B ATM交换C IP交换 D MPLS交换 11.传统微波频段，频率范围为__D_____ A30~300HZ B30K~300KHZ C300K~3000KHZ D300M~300GHZ 12.下列哪种传输方式不属于无线电波的多径传输方式__B____ A地波B宇宙射线C对流层反射波D自由空间波 13.关于微波通信补偿技术中，下列哪项不属于常用的分集接收技术__D_ A频率分集B空间分集C混合分集D时间分集 14.卫星通信的工作频段中，C频段的工作频段为6/4GHz，下列哪项关于C频段的表述是正确的____C____ A工作频段为4~6GHZ B工作频段为1.5GHZ C上行频率为6GHZ，下行频率为4GHZ D上行频率为4GHZ，下行频率为6GHZ 15.为保证同步卫星的可通信区域，地球站天线的仰角应为_B_____ A 0 B 5 C大于0 D大于5 16.正在建设的我国第二代北斗系统是由_A____颗卫星组成 A35 B5 C3 D30 17.ADSL技术采用的是___A___复用技术 A频分复用技术B时分复用技术C波分复用技术D码分复用技术 18.下列哪种xDSL技术是上、下行速率对称的____C___ A VDSL B ADSL C SDSL D RADSL 19.ADSL信道传输速率是__C____ A上行最高1.6Mbits/s，下行最高13Mbits/s B上行最高2.3Mbits/s，下行最高2.3Mbits/s C上行最高1Mbits/s，下行最高12Mbits/s D上行最高2Mbits/s，下行最高2Mbits/s 20.下列哪些业务不属于IMS（IP多媒体子系统）的业务范畴___D_
前言 无线方案适用于布线繁杂或者不允许布线的场合，目前在遥控遥测、门禁系统、无线抄表、小区传呼、工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标键盘等应用领域，都采用了无线方式进行远距离数据传输。目前，蓝牙技术和技术已经较为成熟的应用在无线数据传输领域，形成了相应的标准。然而，这些芯片相对昂贵，同时在应用中，需要做很多设计和测试工作来确保与标准的兼容性，如果目标应用是点到点的专用链路，如无线鼠标到键盘，这个代价就显得毫无必要。 本无线数据传输系统采用挪威公司推出的工作于2.4频段的24L01射频芯片。与蓝牙和相比，24L01射频芯片没有复杂的通信协议，它完全对用户透明，同种产品之间可以自由通信。更重要的是，24L01射频芯片比蓝牙和所用芯片更便宜。系统由单片机32F103控制无线数字传输芯片24L01,通过无线方式进行数据双向远程传输,两端采用全双工方式通信，该系统具有成本低，功耗低，软件设计简单以及通信可靠等优点。
1. 总体设计方案 无线通信技术迅速发展，有多种通讯方案可供选择，这里从实用，经济和实现等方面进行综合的考虑分析，选出合适的设计方案。 1.1 无线通信方式的比较和选择 方案一：采用模块进行通信，模块需要借助移动卫星或者手机卡，虽说能够远距离传输，但是其成本较大、且需要内置卡，通信过程中需要收费，后期成本较高。 方案二：采用公司2430无线通信模块，此模块采用总线模式，传输速率可达250，且内部集成高性能8051内核。但是此模块价格较贵，且协议相对较为复杂。 方案三：采用24L01无线射频模块进行通信，24L01是一款高速低功耗的无线通信模块。他能传输上千米的距离（加），而且价格较便宜，采用总线通信模式电路简单，操作方便。 考虑到系统的复杂性和程序的复杂度，我们采用方案三作为本系统的通信模块。 1.2 微控制器的比较和选择 方案一：采用传统的89S52单片机作为主控芯片。此芯片价格便宜、操作简便，低功耗，比较经济实惠,但是应用很局限，且要求较高时传统的89S52单片机达不到要求。 方案二：采用公司生产的430F149系列单片机作为主控芯片。此单片机是一款高性能的低功耗的16位单片机，具有非常强大的功能，且内置高速12位。但其价格比较昂贵，而且是贴片封装，不利于焊接，需要制板，大大增加了成本和开发周期。 方案三：基于公司3内核的32F103系列处理器，采用串行单线调试和，通过调试器你可以直接从获取调试信息，从而使产品设计大大简化，主要应用于要求高性能、低成本、低功耗的产品。 根据系统需要，从性能和价格上综合考虑我们选择方案三，即用32F103作为本系统的主控芯片。 1.3 串行通信方式比较和选择 485串行通信：该接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰性好。具有多机通信能力，这样用户可以利用单一的485接口方便地建立起设备网络。接口组成的半双工网络，一般只需二根信号线，所以它的接口均采用屏蔽双绞线传输，数据信
《无线通信原理及应用》 课后习题 ?第１章无线传感器网络概述 1、无线传感器网络的定义? 2、传感器节点结构及其各部分功能? ３、无线自主网的定义? 4、传感网与无线自主网的主要区别? ５、传感器网络的特点？
6、传感器网络的应用主要包括那些方面? 7、传感器网络的关键技术包括那些？
第２章路由协议 1、传统路由协议主要功能? 2、无线传感器网络路由协议与传统路由协议有什么不同点？ 3、无线传感器网络的路由协议的特点? 4、传感器网络路由机制的要求有哪些？ 5、根据传感器网络的不同应用敏感度不同,可将传感器网络的路由协议分为: 6、能量路由策略主要有哪几种？ 7、能量多路径路由的基本思想? 8、能量多路径路由的基本过程? 9、定向扩散路由的基本思想? 10、定向扩散路由机制的基本过程？ 11、谣传路由的基本思想？ 12、ＧEAR路由的基本过程? 13、传感器网络有三种存储监测数据的主要方式？ 1４、GEM路由的基本思想？ 15、虚拟极坐标建立过程的步骤？ 1６、边界定位的地理路由的基本思想？ 17、一个信标节点确定边界节点的过程？ 1８、目前，研究人员提出的可靠路由协议主要从两个方面考虑? 1９、基于不想交路径的多路径路由机制的基本思想？ 20、ＲeＩnＦoｒM路由的基本过程？ 21、SPEED协议的基本过程？ 22、SPEEＤ协议主要由几部分组成? ?第3章ＭＡC协议 1、在设计无线传感器网络的MＡC协议时,需要着重考虑哪几个方面? ２、在无线传感器网络中,人们经过大量实验和理论分析，总结出可能造成网络能量浪费的主要原因包括哪几方面? 3、传感器网络的MAC协议分哪三类? ４、基于竞争的MAC协议的基本思想？ 5、IＥEE８0２.1１MAC协议有哪两种访问控制方式？ 6、S-MAＣ协议工作机制? 7、流量自适应侦听机制的基本思想? 8、Siｆt协议的设计目的？ 9、Siｆt协议的核心思想? 1０、Sift协议的工作原理？
NRF24L01无线通信模块 一、NRF24L01简介： NRF24L01 是一款工作在2.4~2.5GHz 世界通用ISM 频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括:频率发生器、增强型SchockBurst TM 模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。输出功率、频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置。极低的电流消耗：当工作在发射模式下发射功率为-6dBm 时电流消耗为9mA，接收模式12.3mA。掉电模式和待机模式下电流消耗更低。 二、NRF24L01参考数据： 三、模块接口尺寸和说明
四、引脚及功能： 五、NRF24L01的SPI命令宏定义：
六、NRF24L01相关寄存器地址宏定义： 七、NRF24L01的工作模式： 1、NRF24L01模式配置
2、发送模式函数配置 3、接收模式函数配置 4、发送、接收模式说明 (1)在发射模式下，CE至少要拉高10us。 (2)NRF24L01在接收模式下可以接收6路不同通道的数据，每一个数据通道使用不同的地址，但是共用相同的频道。 (3)数据通道0是唯一一个可以配置为40位自身地址的数据通道，1~5数据通道都为8位自身地址和32位共用地址。 (4)所有的数据通道都可以设置为增强型ShockBurst模式。
八、NRF24L01的打包格式： 1、增强型ShockBurst模式下的数据包形式 前导码 | 地址(3~5字节) | 9位(标志位) | 数据(1~32字节) | CRC校验(0/1/2字节) 2、ShockBurst模式下与NRF24L01等相兼容的数据包形式 前导码 | 地址(3~5字节) | 数据(1~32字节) | CRC校验(0/1/2字节) 3、数据包说明 前导码：在发送模式下加入，接收模式下去除，用来检测0和1。 地址：1)地址内容为接收机地址。 2)地址宽度可以是3、4或5字节宽度。 3)地址可以对接收通道和发射通道分别进行配置。 4)从接收的数据包中自动去除地址。 标志位：1)PID，数据包识别。其中两位是用来每当接收到新的数据包后加一。 2)七位保留，用作将来与其他产品相兼容。 3)当NRF24L01与NRF2401/NRF24E1通讯时不起作用。 数据：1~32字节宽度。 CRC：CRC校验是可选的。 九、小结： 1、对于NRF24L01，在使用的时候要注意收发双方的频道要相同(NRF24L01总共有40个可选频道)。 2、注意寄存器的配置。 3、地址要统一。
远距离无线通讯模块在PLC无线通信中的应用方案 PLC数据通讯通常都是通过RS485有线方式进行的，如果通讯距离较远，布设通信线是非常麻烦的，为解决这个问题，采用新的应用方案：通过巨控PLC专用无线通讯模块GRM200可以实现3公里范围的PLC与电脑组态软件的无线通讯，PLC与人机界面触摸屏的无线通讯，多台PLC之间的组网远距离无线通讯，远距离传感器开关等与PLC的无线通讯。 一、 利用巨控PLC专用无线通讯模块GRM200构建专用无线通讯连接 在很多场合，例如一个大型的监控系统，当监控点较多时，监控点与监控中心之间如果采用布线形式，投入成本高，施工难度大，系统缺乏灵活性，而且有些环境根本不可能布线，由此，采用无线通讯是这一问题的最佳选择。巨控PLC专用无线通讯模块GRM200可用于代替有线RS485及RS232，实现数字信号的无线传输。 给PLC增加无线RS485通信模块，采用巨控PLC专用无线通讯模块GRM200，相当于直接代替了RS485双交线，不用设置，将有线变成无线方式，使用非常简单，通信距离在3000米范围内都可以使用巨控PLC专用无线通讯模块GRM200无线485数据通讯替代有线RS485，在此介绍四种典型的西门子PLC无线通信实现方法。 方案1. 【主PLC与远程分布的多个PLC之间无线通讯】 支持西门子S7200 PLC/S7300 PLC/S7400 PLC/三菱FX PLC/欧姆龙PLC/台达PLC等PLC之间的无线通信。常见的应用是：2台S7200PLC之间的主从MODBUS无线通讯，3台以上S7200 PLC之间的主从MODBUS无线通讯，PLC从机数量可以达到255个。 针对两台以及三台以上PLC之间的的无线MODBUS协议数据的传输，组成一点（主机）对多点（从机）的无线PLC测控网络， 其中一台S7‐200作为主机，从机根据编号不同可以增加到255个，PLC侧无需编程即可实现PLC之间的通讯，PLC之间无线通讯系统图见下图：
《无线通信基础》复习要点 题型： 填空题:常识 简答题:基本概念、基本原理 名词解释：常用的英文简写 计算题:基本计算 四选一： Chapter1 无线通信概论（1,2） 1、无线通信的链路组成及功能（方框图） 2、各类无线通信系统工作频段及特点，英文缩写的中文表示 3、无线通信系统面临的挑战（简答题） Chapter2无线信道传播机制（3,4） 1、大气空间结构（建议不作重点要求） 2、电磁波的传输方式 3、掌握功率的dB度量，天线增益及单位，全向有效辐射功率(EIRP) 4、自由空间损耗计算方法（Friis定律）及适用范围（重点） 5、路径损耗d-n计算方法（重点） 6、采用菲尼尔半径及余隙估算绕射损失的方法（建议不作重点要求） 7、噪声源，噪声温度，噪声系数，高斯白噪声的特性，系统的信噪比（重点） 8、衰落余量、中断概率的概念（重点） 9、系统的链路预算（重点，融合大尺度路径损耗、小尺度衰落余量、噪声系数、调制方式、 分集接收）（综合题） Chapter3无线信道的统计描述（5） 1、信号幅度的小尺度衰落的成因（重点） 2、小尺度衰落信号幅度的瑞利、莱斯分布发生条件 3、瑞利、莱斯分布统计特性、小尺度衰落的相位的分布 4、小尺度衰落的衰落余量及中断概率计算 5、信号幅度的大尺度衰落的成因 6、大尺度衰落的信号幅度的对数正态统计特性 7、大尺度衰落的衰落余量及中断概率计算
8、形成多普勒频移，多普勒谱的原因、经典或称Jakes谱（建议只重点要求多普勒频移计 算） 9、衰落的时间依赖性（电平通过率(LCR)，平均衰落持续时间(ADF)）的参数的意义。（建 议不作重点要求） 10、综述抗衰落技术（信道编码配合交织、分集、扩频、OFDM、MIMO） Chapter4宽带和方向性信道的特性（6） 1、信道时延色散的成因 2、对窄带信号和宽带信号的影响 3、功率时延谱，平均时延rms值，最大时延计算（重点） 4、时延扩展，频率相关函数，信道的相干带宽，平坦衰落与频率选择性衰落，之间的关系 （结合具体信道模型）（重点） 5、多普勒扩展，时间相关函数，信道的相干时间，慢衰落与快选择性衰落，之间的关系 Chapter5信道模型（7） 1、信道建模方法（建议不作重点要求） 2、窄带Okumura及Okumura-Hata的计算（建议不作重点要求） 3、宽带COST 207 模型的建模方法（将信道模型放到Chapter4中，结合） Chapter6数字调制解调（10，11，12） 这章的重点是各种调制的带宽、在AWGN和Rayleigh信道中的误比特性能、不同相干检测与非相干检测的优缺点分析，最好与信道、分集、信道编码等章节联合出题。 1、数字发射机，数字接收机和模拟传输通道的无线链路框图及各框图的功能 2、用于调制方法分析的数字链路简化模型 3、选择调制方式时应遵循的准则 4、矩形基带脉冲、奈奎斯特脉冲及升余弦滚降脉冲的时域、频域描述图形，线性调制的基 带功率密度谱和频带功率谱的关系 5、BPSK星座，矩形基带脉冲及升余弦滚降脉冲成形的带宽，功率密度谱，频带利用率 （90%） 6、QPSK星座，矩形基带脉冲及升余弦滚降脉冲成形的带宽，功率密度频谱，频带利用率 （90%） 7、OQPSK，π/4-DQPSK的星座，与QPSK调制方法的异同，与QPSK性能相比的优劣 8、正交FSK、MSK调制，GMSK及其关系，MSK和GMSK调制实现方法，功率密度频 谱，频带利用率（90%）。 9、信号的相干接收，匹配滤波器接收 10、AWGN信道下，BPSK，QPSK相干解调的误比特率，BPSK差分检测的误比特率