無線局域網論文精選(九篇)

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第1篇：無線局域網論文范文

關鍵詞：nRF9E5；無線局域網絡；通訊協(xié)議；無線監(jiān)測

當今，無線技術正快速應用于許多產品之中，與有線技術相比，無線技術主要具有成本低、攜帶方便、省去布線煩惱等優(yōu)點。特別適用于工業(yè)數據采集系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、小型無線網絡、無線RS485/232數據通信系統(tǒng)等。本文給出了一種用于監(jiān)測有毒氣體的無線局域網絡系統(tǒng)方案設計方案。

1系統(tǒng)的功能及組成

在石華工業(yè)中，為了有效監(jiān)測空氣中H2S、CL2等有毒氣體的濃度，把隱患消滅于萌芽狀態(tài)，通常需要設計許多無線網絡檢測系統(tǒng)。圖1所示就是一種多任務無線通訊局域網示意圖。該系統(tǒng)是由一臺中央監(jiān)控設備CMS（centermoniteringsystem）和多臺遠程終端節(jié)點RTN（remoteterminalnodes）組成的多任務無線通信網絡。其中的中央監(jiān)控設備CMS主要由無線收發(fā)模塊Nrf9e5、報警裝置和上位機組成，能夠接收遠程各節(jié)點信息，監(jiān)控節(jié)點運行情況，并能根據上位機要求發(fā)送命令字到指定節(jié)點。各節(jié)點RTN主要由有毒氣體傳感部分和無線接收模塊Nrf9e5組成，能夠采樣并發(fā)送數據到CMS，接收并執(zhí)行CMS發(fā)送來的指令，并且可作為中轉站間接傳輸數據。

在CMS工作信號覆蓋范圍內，各節(jié)點和CMS直接通訊，如圖中RTN100、RTN200和CMS之間可以直接通訊。在CMS工作信號覆蓋范圍外，各遠程終端節(jié)點其上級相應節(jié)點和CMS間接通訊，如圖中RTN121、RTN122依次通過RTN120、RTN100和CMS來進行間接通訊。采用這種方法，可將系統(tǒng)擴展成一個非常大的無線居域網絡。

2硬件設計

2．1硬件電路連接

中央監(jiān)控設備（CMS）電路主要包括監(jiān)控計算機、接收模塊nRF9E5及報菟裝置，具體電路如圖2所示。圖中，把nRF9E5的P0.1、P0.2口配置成SCI模式，外接MAX232轉換電路，和上位機進行串行通訊；P0.3配置成普通端口，外接報警裝置。

該系統(tǒng)中的遠程終端節(jié)點（RTN）電路主要由射頻模塊nRF9E5和氣體變送器GT-130/H2S-1組成。ADC模塊選用內部參考電壓，氣體傳感裝置能夠輸出4~20mA電流，經75Ω電阻轉換為0.3~1.5V電壓信號，來作為ADC模擬量輸入信號。電路連接和圖2基本相似，區(qū)別是斷開圖2中的P0.1-P0.3端口，將變送器輸出端和nRF9E5的AIN0引腳相連接。

2．2無線收發(fā)模塊nRF9E5

nRF9E5是挪威Nordic公司的產品。該芯片采用+3VDC供電，面積為5mm×5mm，共有32個外部引腳，包括UART和SPI等功能。內部集成了nRF9E5射頻模塊、8051微控制器及A/D轉換模塊，具有433/868/915MHz三波段載波頻率。采用GFSK調制，抗擾能力強；支持多點通訊，數據傳輸速率高達0.1Mbps。具有特有的ShockBurst信號發(fā)射模式和發(fā)射信號載波監(jiān)測功能，可有效降低功耗電流、避免數據沖突。內部寄存器為用戶提供了基礎的通訊協(xié)議，便于用戶擴展，縮短了開發(fā)周期。電路連接極為簡單，只需要一個晶體管和一個電阻，nRF9E5輸出端ANT1、ANT2外接50Ω單天線終端裝置，信號有效發(fā)射距離無遮擋時可達800m以上，有建筑物等遮擋時可達350m左右。

3軟件設計

3．1通訊協(xié)議

CMS可與在其信號覆蓋范圍內的RINT進行直接通訊，在其工作信號覆蓋范圍之外的RIN通過其它節(jié)點轉載信號實現(xiàn)與CMS的間接通訊。同時，CMS能夠根據接收的數據內容判斷信號來自哪一個RTN節(jié)點。為此，需把系統(tǒng)通訊協(xié)議設置為下列格式：

Prea-mbleAddPayloadCRC

JidMidYidXData

Preamble為引導字節(jié)；Add為接收機地址；Payload為有效加載數據（包括接收機識別碼Jid、目的機識別碼Mid、源信號機識別碼Yid及Data字：狀態(tài)字X=1時Data為命令字，X=0時Data為濃度數據）；CRC為校驗碼。

nRF9E5處于發(fā)射模式時，Add和Payload由微控制器按順序送入射頻模塊nRF9E5,Preamble和CRC由nRF9E5自動加載。接收模塊時，nRF9E5先接收一數據包，分別驗證Preamble、Add和CRC正確后，再將Payload數據送入微控制器處理；當接收機微處理器判斷Payload中的Payload中的Jid和本機識別碼號一致時，繼續(xù)處理后繼數據，否則放棄該數據包。

要實現(xiàn)上述數據通訊功能，需進行nRF9E5初始化配置和用戶程序設計。

3．2nRF9E5子系統(tǒng)初始化配置

在nRF9E5模塊中，特殊寄存器RF-Register包含10個字節(jié)，其配置字內容可決定射頻模塊nRF9E5的工作特性，表1列出本設計殊寄存器RF-Register需要配置的基本參數（文中未述及的參選用默認值）。

表1RF-Register寄存器部分字節(jié)配置說明

名稱設定值（二進制）說明

CH-NO001110101載波頻率為868.2MHz

HRFEQ-PLL1設定PLL工作模式

PA-PWR11輸出功率為10dBm

RX-PW001接收地址字長為1byte

RX-PW00100000接收有效字節(jié)長度8bytes

TX-PW00100000發(fā)射有效字節(jié)長度8bytes

PX-ADDRESS11100111接收地址名0xE7h

UP-CLK-EN0外部時鐘禁止

XOF011晶體振蕩器16MHz頻率

CRC-EN1使能CRC校驗功能

CRC-MODE0使用8位CRC校驗碼

系統(tǒng)通訊時，各模塊處于正常接收狀態(tài)：收發(fā)使能位TRX-CE=1且方式選擇位TX-EN=0。在運行過程中，可由用戶編程修改TX-EN=1使各字節(jié)工作于發(fā)射狀態(tài)。

本系統(tǒng)設定CMS和所有RTN的地址ADD均為0xE7h，這樣，系統(tǒng)內CMS和所有RTN之間可以互相通訊，從而避免了其它系統(tǒng)的干擾。各節(jié)點識別碼長度根據網絡節(jié)點級數和容量配置，繼承關系分配地址；通訊時，通過對目的機代碼Mid和接收機代碼Jid的比較和識別，不斷修改接收機代碼Jid，直至Jid=Mid為止，實現(xiàn)節(jié)點間的自動雙向尋址。以圖1中系統(tǒng)3級路徑為例，所有模塊識別碼長度均配置為12位，CMS識別碼配置為0x000h。各節(jié)點識別碼按照上下級路徑。繼承關系分配地址：第一級節(jié)點識別碼以高四位區(qū)分，其余位均為0，如節(jié)點0x100h與0x200h；第二級節(jié)點識別碼高四位繼承其上一級節(jié)點高四位識別碼，以中間四位區(qū)分，如RTN100的下級節(jié)點0x110h與0x120h；第三級節(jié)點繼承其上一級節(jié)點的前八位識別碼，以低四位區(qū)分，如0x120h的下級節(jié)點0x121h與0x122h。通訊時，即按照這種上下級路徑關系傳輸數據。采用上述方法，三級路徑最大可以配置四千多個節(jié)點，能組成一個比較大的無線局域網絡。

4微處理器用戶程序

該系統(tǒng)的處理器用戶程序包括CMS用戶程序和RTN用戶程序，而它們又分別包括主程序和中斷子程序兩部分。

4.1CMS用戶程序

a.CMS主程序

（1）當Flagi=1時，CMS對接收到的數據進行存儲和排序記錄，并在氣體深度超標時，使報菟輸出端P0.3=1；最后將Flagi清0。

（2）當Sleep=1時，由CMS發(fā)送命令字(X=1)到指定節(jié)點，最后將Sleep清0。

此時，Mid為目的機識別碼，Yid=0x000h，接收機識別碼Jid可由CPU根據Mid高四位自動產生。

b.CMS中斷子程序

（1）串行通信口接收計算機命令信號，置Sleep=1。中斷優(yōu)先級為最高。

（2）RD1=1時中斷CPU，接收某節(jié)點RTNi信號，置標志字Flagi=1。中斷優(yōu)無級為次高。

（3）用定時器2監(jiān)控各節(jié)點通訊記錄：若在定時器2的一個定時周期T2內判斷出某節(jié)點一直沒有發(fā)送信號，則會記錄相應警告信息，直至手動清除。其中，T2為系統(tǒng)中各節(jié)點和CMS通訊一次的最大遲滯時間，中斷優(yōu)先級為次低。

（4）定時器1定時中斷CPU，將內存數據送上位計算機顯示處理，中斷優(yōu)先級為最低。

4．2RTN用戶程序

a.RTN主程序

當Flagi=1時，CPU對Payload作如下處理后，最后將Flagi清0。

圖2

（1）若接收的數據包中，Mid=0x000h,Yid為RTNj識別碼，則數據來自下級節(jié)點RTNj，需凈數據繼續(xù)向CMS方向轉發(fā)。

在轉發(fā)數據包中，Jid內容由CPU對本機識別碼的四位識別位清0獲得，其它數據不變。

（2）若接收的數據包中，Mid為下級節(jié)點識別碼，Yid=0x000h，則數據來自CMS，需將數據繼續(xù)向下級路徑轉發(fā)。

在此轉發(fā)數據包中，Jid內容由CPU將本機識別碼和目的機識別碼比較獲得。

（3）若接收機的數據包中，Mid為本機識別碼，判斷X=1時執(zhí)行命令字，作相應處理。

b.RTN中斷子程序

（1）ADC轉換結束標志EOC=1時產生中斷，提醒CPU將Add、Jid、Mid、Yid、X=0和氣體濃度Data依次送入nRF905模塊，準備發(fā)射。最后將EOC清0，并重新啟動ADC轉換器。中斷優(yōu)先級為低。

（2）在RTNi中，RD1=1時產生中斷，CPU讀取nRF9E5的數據，若Payload中Jid為本節(jié)點識別碼，存儲數據并置Flagi=1;否則將Payload丟棄，F(xiàn)lagi不變。中斷優(yōu)先級為高。

此時，Add=0xFFh,Mid=0x000h,Yid為本機識別碼。Jid內容由CPU對本機識別碼的四位識別位置0獲得。

第2篇：無線局域網論文范文

關鍵詞：第三代移動通信；TD-SCDMA，關鍵技術；HSPA；WI-MAX；MPLS；技術融合

一、TD-SCDMA簡要介紹

TD-SCDMA是中國提出的時分雙工模式的第三代移動通信技術。TD-SCDMA采用智能天線、同步CDMA技術、多用戶聯(lián)合檢測技術、動態(tài)信道分配技術、軟件無線電、接力切換等一系列高新技術，具有高頻譜利用率、低成本、上下行不對稱信道可適用于不對稱業(yè)務等特點。

中國移動2007年在全國選取8個城市建立TD的試驗網，2008年奧運期間得到試用，在此之前和奧運期間都存在一個明顯的問題：高掉話率。GSM網絡由建立到成熟經歷了一個漫長的過程，TD一個剛剛應用的技術也一定需要一段過渡時間來慢慢成熟。2009年中移動全面在二級城市展開TD建設，并著手LTE即第四代網絡演進做出預測及初步部署。

二、3G發(fā)展預測

(一)3G與無線局域網高速傳輸技術融合互補趨勢

隨著無線技術在各個領域的發(fā)展，新的技術和應用不斷涌現(xiàn)。尤其在移動通信領域，除3G技術外，比較引人注目的還有幾種技術WLAN、WiMax，以及Bluetooth。在此背景下，已經有人提出以下幾個問題：3G會受到2.5G與WLAN的聯(lián)合夾擊?WiMax會是3G的掘墓者?而Bluetooth在這種關系中又處于何種地位?這幾種技術彼此之間有什么關系?

實際上3G、Bluetooth、WLAN、WiMax這幾種技術在本質上存在互補性，盡管它們之間在邊緣上是競爭的，從圖2.2-1無線接入全球標準中可以看出這幾種技術各自的定位。Bluetooth主要定位于最后10m的接入，即個人區(qū)域(PAN，PersonalAreaNetwork)；WLAN主要定位于最后100m的接入，即局域網(LAN，LocalAreaNetwork)；WiMax遵循802.16標準，主要是定位于城域網(MAN，MetropolitanAreaNetwork)建設的標準；而3G是定位于廣域網(WAN，WideAreaNetwork)建設的標準。

其他幾種技術在本文不加詳述，這里主要來談談WiMax技術與3G的關系。經過對兩者仔細地分析，我們會發(fā)現(xiàn)普遍流傳的一種預言，即WiMax將成為3G的殺手，是一個錯誤的定論。3G網絡的核心功能是提供移動電話服務，也可以用來傳輸數據；WiMax的標準是高速率的數據傳輸，語音質量并不是其關鍵要求。因此這兩種技術各自的任務和目標都不相同。WiMax的著眼點是實現(xiàn)寬帶無線化，而3G則更多地傾向于實現(xiàn)無線寬帶化。兩者從根本上說完全可以技術互補，并不存在誰是誰的殺手。

實際上，如果運營商選擇WiMax，更多的用于接入層上，可以更加迅速的占領移動高速無線接入市場。WiMax最初的市場定位也是最后一公里的接入，這樣就省去很多基礎網絡的建設和運營維護，從而與3G運營商實現(xiàn)技術資源互補達到雙贏。一再強調事實上競爭力不在一個層面上的WiMax和3G技術是互相競爭對立，這樣是盲目而不客觀的。

作為分別著眼于MAN與WAN兩個層面分明的領域內的技術，WiMax與3G并非冤家對頭，而是總體網絡框架中優(yōu)勢互補的有機組成部分。

(二)國內的通信產業(yè)演進方向的預測

目前國內重組后的三大運營商都著手于網絡向3G演進的工作。中移動于2008年啟動28個城市的TD試驗網，另外把原電信的兩個城市的TD試驗網也接手。2009年中移動在全網一二線主要城市全面展開TD網絡建設。電信更是在2008年9月份開始在很多城市開展無線局域網的應用和試商用。網通也于2008年開始著手占用3G資源頻率的小靈通全面退網工作。

為了徹底解決運營商基礎設施重復建設問題，廣東移動內部人士稱，國家正考慮組建一家“國”字頭企業(yè)，運營全國網絡，而移動、聯(lián)通、電信則向該公司租賃網絡。以后所有的運營商都得租國資委下面一個骨干網絡公司的網絡資源，包括基站光纖等。暫不說消息的可靠性，但租憑網絡在國外非常盛行，而此時針對重復性建設的問題提出這個建議看見也并非空穴來風。此前，工業(yè)和信息化部聯(lián)合國資委《關于推進電信基礎設施共建共享的緊急通知》(以下簡稱“通知”)，要求電信運營商實行基礎設施共建共享。工信部更制定了嚴厲的共享共建考核制度，還將成立專門領導小組，要求運營商“不折不扣地堅決執(zhí)行”。采取網絡一家接管，運營商租賃，一方面可以徹底杜絕電信設施重復建設。同時，由于WTO條款原因，外資紛紛入股電信商，原目前聯(lián)通第二大股東即是外資，采取上述制度有利于國家安全，因為骨干網絡被外資介入顯然不是件好事情。其實，網絡租憑在中國電信行業(yè)已經有了先例，比如，鐵通網絡出口原則上由總部統(tǒng)一租用電信的，但是個別省也有私下租的。此前電信也租賃了原聯(lián)通的C網運營。

縱觀國內通信產業(yè)全局從運營商到用戶都在期待3G網絡的早日鋪設調測完畢，國家也在先期通信網絡建設和運營方面汲取了寶貴的經驗和教訓，一切都為了3G順利實現(xiàn)打下了良好的鋪墊和堅實地支撐，相信以個人通信為目標的3G離我們已經越來越近。

(三)移動通信咨詢設計行業(yè)的簡單展望和預測

隨著技術變革的加大，技術復雜度的加深，對從事設計咨詢行業(yè)人員的素質要求會越來越高，專業(yè)化和綜合化人才兩極發(fā)展需求逐漸增強，傳統(tǒng)的核心網專業(yè)、數據專業(yè)、傳輸設備專業(yè)、傳輸線路專業(yè)、基站設備專業(yè)、基站電源專業(yè)等劃分將打破模糊界限，各專業(yè)融合逐漸體現(xiàn)。各專業(yè)配合的重要性日益加強，重復型、勞動密集型轉向集團協(xié)同作業(yè)和技術型作業(yè)轉換，與此同時將會衍生新的更加細化的專業(yè)劃分。具體的運行模式目前正處于醞釀期，一旦形成適用的高效的運轉模式，將會在行業(yè)內迅速復制?，F(xiàn)有的管理模式將逐漸演變，而項目負責人的作用和權限將會在設計人員素質達到一定標準和具備相應資質后得到極大的提升。

對此，我們從事設計咨詢的人員要看清大勢所趨，抓緊時間選取自己的發(fā)展方向，有意識培養(yǎng)自己的專業(yè)方向能力和項目總體管理能力，為即將到來的機遇做好充分準備。

機會是留給做準備的人，這句話既做為本小節(jié)的結，也用以作為本文的尾。

最后祝愿我們的行業(yè)蓬勃發(fā)展的同時，通信人特別是從事咨詢設計的通信人水平節(jié)節(jié)攀升，抓住歷史的機遇展現(xiàn)自我的風采。祝愿我國的通信產業(yè)蒸蒸日上，繼續(xù)為我國的經濟建設和人民生活做出更多的貢獻。

參考文獻：

[1]李世鶴.TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)標準.北京：人民郵電出版社.2003

[2]廣東杰賽通信規(guī)劃設計院.TD-SCDMA規(guī)劃設計手冊.北京：人民郵電出版社，2007