用无线通信模块实现大功率短波发射机房环境监测

Ｖａｌｕｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　・２０７・　

用无线通信模块实现大功率短波发射机房环境监测　

Ｈｉｇｈ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｈｏｒｔｗａｖｅ　Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ　Ｒｏｏｍ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｂｙ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　

Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｒｌｏｎ　Ｍｏｄｕｌｅ　

孔德意ＫＯＮＧ　Ｄｅ－ｙｉ　

（国家新闻出版广电总局７２５台，晋中０３１３０８）　

（Ｔｈｅ　Ｓｔａｔｅ　Ｐｒｅｓｓ　ａｎｄ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｒａｄｉｏ　７２５，Ｊｉｎｚｈｏｎｇ　０３　１　３０８，Ｃｈｉｎａ）　

摘要：为及时掌握大功率短波机房环境状况，让设备更好运行，并解决强电磁场环境下检测设备误报或无法正常工作的情况，采　用无线开关量传输模块、无线数据收发模块和无线数据监控器组成无线传输网，将经光电隔离的烟雾检测信号和温湿度监测信息传　

送给本地计算机进行处理分析，实现对机房环境的监测。采用此种方式实现环境监测，具有较好的抗干扰能力，运行可靠，实施方便。　将烟雾检测信号经光电隔离并通过无线传输，解决多线式、总线式烟雾探测在强电磁场环境下无法可靠运行的问题，是工程创新点。　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｍａｓｔｅｒ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｐｏｗｅｒ　ｓｈｏｒｔ　ｗａｖｅ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｌｏｏｍ，ｍａｋｅ　ｔｈｅ　ｄｅｖｉｃｅ　ｒｕｎ　ｂｅｔｔｅｒ，ａｎｄ　

ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｍｉｓｓｔａｔｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｒｏｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｔｅｓｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｃａｎ＇ｔ　ｗｏｒｋ　ｐｒｏｐｅｒｌｙ，ｕｓｉｎｇ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｖａｌｕｅ．ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ　ｍｏｄｕｌｅ　ａｎｄ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｔｏ　ｆｏｒｍ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ｍａｋｅ　ｔｈｅ　

ｓｍｏｋｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｉｇｎａｌ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓｏｌａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｎｄ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｈｕｍｉｄｉｔｙ　ｔｒａｎｓｍｉｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　

ｌｏｃａｌ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｆｏｒ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｌｏｏｍ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｔ　ｈａｓ　ａ　ｇｏｏｄ　ａｎｔｉ—ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ａｂｉｌｉｔｙ，　

ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　ｂｙ　ｔｈｉｓ　ｗａｙ．Ｍａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｍｏｋｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｉｇｎａｌ　ｉｓｏｌａｔｅｄ　ｂｙ　ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｍｉｔ　ｂｙ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ，ｉｔ　ｓｏｌｖｅｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉ—ｌｉｎｅ　ｔｙｐｅ，ｂｕｓ　ｔｙｐｅ　ｓｍｏｋｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｔｒｏｎｇ　

ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ，ｉｔ　ｉｓ　ａｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ．　关键词：无线通信模块；大功率；强电磁场；环境监测　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｍｏｄｕｌｅ；ｈｉｇｈ　ｐｏｗｅｒ；ｓｔｒｏｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　中图分类号：ＴＰ２７４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—４３１１（２０１３）１６—０２０７—０２　

０引言　及时掌握机房环境情况，如温湿度、烟雾、粉尘等，对　

保证设备可靠运行非常关键。大功率短波发射机由于播出　功率大，机房处于强电磁场环境，对弱信号检测存在较强　

的干扰，许多发射机房原有的烟雾检测设备经常出现误报　

或无法正常工作的情况。机房建成后，如需再进行布线等　

施工通常不是很方便，故此提出采用无线传输方法，对机　

房环境进行监测，保证机房设备安全可靠运行。　

１无线传输特点　

有线传输常常在许多场合受到限制，布线、改线工作　量大，成本高，线路中的各节点不可移动，要把相离较远的　

节点联接起来日寸，铺设线路更是不易，特别是在强电磁场　

环境中，经常会由于线路过长，受到干扰，造成传输信息不　

稳定或出错，这些都成为有线传输的不足。　

相对于有线传输，采用无线传输方式具有高移动性，　

作者简介：孔德意（１９７４一），男，江西九江人，本科，高级工程师，研　究方向为信息与通信。　通常不存在布线困扰，抗干扰性强、有较好的保密性，使用　

灵活，易于扩展等优点。无线通信模块是组建无线网络的　

必备组件，许多无线通信模块具有自组网功能，支持并发　

通信，可以方便的将相互独立的传感器节点互连在一起嗍。　

现在市场上有许多无线通信模块，工作在ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　

Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｍｅｄｉｃａ１）频段，可以完成数字量和模拟量的传输，　

为我们进行相应技术改造提供了方便。　

２机房环境无线监测的实现　

２．１无线通信模块选择无线通信模块是组网的关　

键，选择性能优良的传输模块非常关键。基于市场上众多　

的无线传输模块，我们可以根据实际情况进行选择。选择　

模块时，要考虑选择具有可靠自组网功能的模块，选择具　

有该功能的模块能够方便我们组网，减少工程难度；同时　

选择好模块功率，这个参数决定信号传输距离，对组建网　

络传输的可靠性至关重要：还要根据需要传输的数据类型　

进行选择，如传送开关量或是传送串口输出数据等，需要　

选择不同的传输模块。　

实际工程中选择的无线组网模块，采用可靠的网络拓　

（社会科学版），２０００（３）：１３１－１３２．　

［３】杨连国．计算机管理档案的尝试［Ｊ］．云南档案，２０００（５）：２０　２１．　［４】陈懋哗．市场经济条件下对高校档案质量问题的思考［Ｊ］．兰　

台世界．２０１２（１０）．　［５Ｊ岳东旭，义艳刚．高职院校仪器设备管理工作的现状及改　

进措施［Ｊ］．武汉船舶职业技术学院学报，２００７（１）．　

［６］薛建国，庄俭，梁霏．职业教育信息化管理ｆＪ］．中国职业技术　教育，２００６（１０）．　［７］丁之嵘．浅谈高校教学管理信息化问题ｆＪ］．中国科技信息，　２００６（８）．　【８】李江．加快教务管理信息化建设，提高教学管理水平［Ｊ］．科　

技教育创新，２００６（８）．　【９】苗慧，高太光，孙永波．教务教学管理信息化和科学化问题　思考【Ｊ］．中国科技信息，２００５（９）．　［１Ｏ】教育部《关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育　科学发展的若干意见》（教职成【２０１１】１２号）［Ｚ】．２０１１—８—３１．　［Ｉ１］教育部、财政部关于实施国家示范性高等职业院校建设　

计划加快高等职业教育改革与发展的意见（教高［２００６１１４号）『Ｚ１．　

２００６－１】一Ｏ３．

　・２０８・　价值工程　

扑结构，具有自动识别功能，能够自动修复路由，支持多模　

块并发的通信方式【１］。由于机房较大并有阻挡，为保证通信　可靠，选择了功率为５００ｒｏｗ的传输模块。根据设计，需要　

传输开关量数据和串口数据，故此工程设计选择无线开关　

量传输模块、无线数据收发模块和无线数据监控器组建信　

息传输无线网络，各模块间能够实现自动组网通信，使用　

安装非常简单。　

２＿２烟雾环境监测　

２－２．１选择合适的烟雾探测器对烟雾的检测是靠感　

烟火灾探测器作为前端的。烟雾是早期火灾的重要特征之　

一，感烟式火灾探测器能够对可见的或不可见的烟雾粒子　

响应，将探测部位烟雾浓度的变化转换为电信号实现报警［句。　选择感烟探测器要充分考虑大功率短波机房具有较强的　

干扰，易产生误检测的特点，要选择本身就具备较强抗干　

扰能力的电流型探测器，方便进行抗干扰处理，保证检测　

前端信息的可靠性。　

２．２＿２烟雾探测器的布局安装烟雾探测器的布局也　

是非常关键的一环，可以参照选择的烟雾探测器指标及相　

关技术标准设置和布局好探测器，确保对整个机房起到良　

好的检测效果。　

２．２．３检测信号的处理与传输为保证检测的烟雾信　

号可靠，需要对检测信号进行光电隔离处理后，再送入无　

线模块进行传输，增强抗干扰能力Ｌ３］：也可直接采用带光电　

隔离的无线传输模块，将探测器检测信号接入模块，进行　

内部光电隔离后传输，工程中采用了光电隔离模块。这样　

处理后可以较好的防止强电磁场对检测信号的干扰，避免　

造成误报，提高了整个系统的抗干扰能力。　

２．３温湿度监测　

２．３．１温湿度传感器选择市场上温湿度传感器很　

多，选择时根据需要考虑测量范围、测量精度、工作电源等　

因素，选择的产品应具有工作可靠，耐电磁环境等特点。特　

别是需结合无线组网情况，选择合适的数据输出类型产　

品，方便无线传输和接收数据处理，实际使用的温湿度传　

感器采用４８５口数据传输格式。　

２．３．２温湿度数据无线传输何种数据传输类型的温　

湿度传感器需要与可传输何种数据类型的无线模块相匹　

配。工程中采用数字传输接口的温湿度传感器，具有根据　接收的控制信号指令，发送检测数据信息功能，采用无线　

数据收发器作为温湿度传感器的传输模块，接收本地计算　机控制信息并回传检测的温湿度信息。　

２．４其他相关环境参数的监测，如粉尘、噪音等在工　

程中，我们还可以根据环境监测的需要，增加如粉尘、噪音　等环境数据的监测，只需选择合适的粉尘和噪音传感器，　

通过无线传输模块加入环境监测无线网络，就可实现功能　

拓展，非常方便。　２．５实现框图图ｌ为大功率短波发射机房环境无线　

监测系统框图。框图中，无线开关量传输模块、无线数据收　

发模块和无线数据监控器组成无线传输网络，负责数据传　

输。无线模块组网前，需要按使用说明设置好通讯模块的　

频点、空中速率、组编号、发射功率，模块地址等参数，在一　

个网内的模块，以上数据需要保持一致。完成上述设置后，　

无线数据监控器可以自动识别通信模块，自动完成组网。　

无线网络通常有较好的安全性，在不知道模块频点、组编　Ｈ　卜　无线　本地　远程数据　监控　监测　

监控　＿＿．　计算　．＿　客户　

卜ｌ无线数据收发模块卜　器　机　端　

图１大功率短波发射机房环境无线监测系统框图　

号等信息情况下，他人是无法与设备进行通信的［４１。　

监测系统采集信息包括烟雾探测器和温湿度传感器　

的采集信息，其中电流型烟雾探测器检测到的信号送入无　

线开关量传输模块，经过光电转换后，模块将数据通过无　

线电发送出去。无线开关量传输模块工作在定时和边沿触　发模式，即当烟雾探测器检测数据正常时，定时传输检测　

信息数据，如果一旦烟雾探测器检测到异常烟雾信息，则　

立即将异常数据通过无线模块传送出去。无线数据收发模　

块工作在查询模式，即本地控制计算机，根据需要通过无　

线数据监控器定时发送查询命令，温湿度传感器接收到命　令后，通过无线数据收发模块将检测的温湿度信息传输送