導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇信號(hào)通信論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的DCS網(wǎng)絡(luò)包含有線部分和無(wú)線部分。有線網(wǎng)絡(luò)部分是指軌旁設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，為信號(hào)系統(tǒng)提供專用有線信息傳輸，為控制中心、車站、場(chǎng)段之間提供有線傳輸通道，建立局域網(wǎng)連接。無(wú)線部分主要是列車上的移動(dòng)無(wú)線設(shè)備和地面軌旁無(wú)線單元之間建立的車地雙向通信。如上所述，在信號(hào)系統(tǒng)的DCS網(wǎng)絡(luò)中，可以根據(jù)不同的組網(wǎng)方式，構(gòu)建不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成連接信號(hào)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的通信網(wǎng)。而在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，傳遞的信息就包含大量的管理信息、行車數(shù)據(jù)信息、ATS信息、維護(hù)信息、數(shù)據(jù)記錄信息等。DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備一般連接方式需要說(shuō)明的是DCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是多樣的，隨著實(shí)際地鐵線路情況、所連接的設(shè)備情況、以及技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用情況有不同變化。從圖1中可以看出，信號(hào)系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)具有連接設(shè)備類型多、數(shù)量大，信息傳輸種類繁多的特點(diǎn)。如果在DCS網(wǎng)絡(luò)中信息沒(méi)有合理的傳輸定義，使網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)數(shù)據(jù)幀的傳輸都要遍及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致所有與網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備都接收到，這樣就會(huì)嚴(yán)重的消耗掉網(wǎng)絡(luò)整體帶寬。因此，在DCS網(wǎng)絡(luò)傳輸信息量較大時(shí)（如早、晚運(yùn)行高峰時(shí)等），如不對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理設(shè)置，就可能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴發(fā)生時(shí)，與網(wǎng)絡(luò)連接的部分設(shè)備也可能會(huì)由于無(wú)法應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的大幅波動(dòng)導(dǎo)致故障，進(jìn)而引發(fā)故障面擴(kuò)大的情況發(fā)生，對(duì)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，這就需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的信息傳輸進(jìn)行合理優(yōu)化。

2VLAN技術(shù)特點(diǎn)及在DCS網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

VLAN技術(shù)是將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯上劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段，從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組數(shù)據(jù)交換。由于VLAN設(shè)置是在交換機(jī)上按邏輯來(lái)劃分，而不是傳統(tǒng)上的只能從物理上劃分，因此VLAN技術(shù)的出現(xiàn)，可以滿足根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，將同一物理局域網(wǎng)內(nèi)不同用戶邏輯地劃分成不同的廣播域需求。在設(shè)計(jì)VLAN并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用時(shí)，首先要確定如何劃分VLAN。較為常見(jiàn)的VLAN劃分方式包括：按照端口劃分，按照MAC地址劃分、基于網(wǎng)絡(luò)層劃分、以及基于IP廣播和基于規(guī)則等方式。其中應(yīng)用最為廣泛、也是最有效的，是按照端口劃分的方式，這種劃分方式是根據(jù)以太網(wǎng)交換機(jī)的交換端口來(lái)劃分的，將交換機(jī)上的物理端口分為若干個(gè)組，每個(gè)組構(gòu)成一個(gè)虛擬網(wǎng)。由于基于端口劃分VLAN的優(yōu)點(diǎn)是定義VLAN成員非常簡(jiǎn)單，只要在接入交換機(jī)上進(jìn)行相關(guān)設(shè)置即可，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，適合任何大小的網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，這種配置方式適用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境比較固定的情況，與DCS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建后即在運(yùn)營(yíng)中不會(huì)輕易改變的實(shí)際情況較為符合，因此在地鐵信號(hào)系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的配置中，一般都可以使用按照端口劃分VLAN的配置方式。以赫斯曼交換機(jī)為例，按照端口劃分VLAN，為不同端口賦予不同ID后的界面顯示情況綜上所述，為了有效避免信號(hào)系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的發(fā)生，可以將交換機(jī)端口劃分到不同VLAN中。其原理為：在不同端口發(fā)出的所有數(shù)據(jù)幀上增加一個(gè)代表所屬VLAN編號(hào)的ID，各個(gè)交換機(jī)端口只有在接收到所屬VLANID的信息時(shí)，才會(huì)對(duì)該信息進(jìn)行拆分處理，而在收到標(biāo)有其他VLANID信息時(shí)，只會(huì)將該信息按照目的地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。這樣就實(shí)現(xiàn)了通過(guò)在DCS網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上應(yīng)用VLAN技術(shù)，有效控制網(wǎng)絡(luò)流量、降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴發(fā)生概率的目標(biāo)。并且通過(guò)在交換機(jī)上進(jìn)行VLAN的劃分，可以起到減少項(xiàng)目建設(shè)的設(shè)備投資成本、簡(jiǎn)化DCS網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)安全性的作用。這里需要提出的是，有必要找到適合于信號(hào)DCS網(wǎng)絡(luò)的劃分原則，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，將不同級(jí)別的信息進(jìn)行合理區(qū)分。

3適用于DCS的VLAN劃分原則

由于地鐵信號(hào)系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)具有連接設(shè)備數(shù)量、類型較多，信息傳輸種類繁多的特點(diǎn)，在按照端口劃分的VLAN配置方法對(duì)信號(hào)DCS網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等進(jìn)行配置時(shí)，需要尋找到合適的原則，將信號(hào)系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)中不同設(shè)備、不同信息類型進(jìn)行全網(wǎng)的統(tǒng)一配置，既能有效避免網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，又有利于維護(hù)人員進(jìn)行維修檢查。這就需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)端口是否有用、該端口在網(wǎng)絡(luò)中的作用、所傳輸?shù)男畔?nèi)容和特點(diǎn)等特征，將網(wǎng)絡(luò)端口有序劃分。例如，在網(wǎng)絡(luò)的列車自動(dòng)控制（ATC）信息、列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS）信息、維護(hù)管理信息等帶有不同功能及目地的信息，劃分到不同的VLAN中。在信息有效傳輸?shù)耐瑫r(shí)，也可以提高網(wǎng)絡(luò)的安全性能。建議按照以下原則進(jìn)行層層劃分。

1）由于信號(hào)系統(tǒng)涉及列車行車安全，因此可先將交換機(jī)上多余端口統(tǒng)一劃入“無(wú)用端口”的VLAN中，這樣即使有其他設(shè)備接入到該端口上，也不會(huì)對(duì)有用端口間的網(wǎng)絡(luò)通信造成影響。

2）進(jìn)一步將有用端口進(jìn)行分類，如該端口在信號(hào)DCS網(wǎng)絡(luò)中只做收發(fā)，不對(duì)信息進(jìn)行拆分和處理，即可將其劃入“管理類”的VLAN中。

3）在DCS網(wǎng)絡(luò)中，與“管理類”信息對(duì)應(yīng)的是“業(yè)務(wù)類”信息，在此類信息中，建議先將涉及到列車控制安全的ATC信息獨(dú)立劃分出來(lái)，同時(shí)由于此類信息較為重要，需設(shè)計(jì)兩路，可以劃分至兩個(gè)不同的VLAN中。

4）另外，“業(yè)務(wù)類”信息還包含其他非ATC信息，也就是非安全信息。對(duì)這類信息的劃分，首先將其中的ATS信息獨(dú)立劃分出來(lái)，同樣建議為兩路。

5）同時(shí)，非安全類的信息也包含維護(hù)管理類信息，如維護(hù)支持、電源監(jiān)控類等信息也需要?jiǎng)澐值絾为?dú)一個(gè)VLAN中，此類信息可以不進(jìn)行冗余設(shè)置。

6）其他非安全類信息也可以通過(guò)實(shí)際情況進(jìn)行VLAN設(shè)置，可以獨(dú)立VLAN，也可統(tǒng)一劃入一個(gè)VLAN，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置即可。建議的VLAN劃分原則，以及該原則對(duì)應(yīng)在信號(hào)系統(tǒng)中的傳輸內(nèi)容示意。

4總結(jié)

篇2

關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)安全

引言

鐵路信號(hào)系統(tǒng)，通常是由多種機(jī)電設(shè)備組成的復(fù)雜控制系統(tǒng)，對(duì)鐵路運(yùn)行的安全、高效、快捷起著重要作用。為了更好的發(fā)現(xiàn)和診斷故障，保障鐵路安全、高效運(yùn)行，因此研究開(kāi)發(fā)一種新型鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)是十分必要的。信號(hào)設(shè)備是鐵路運(yùn)輸?shù)亩浚瑢?duì)行車安全關(guān)系很大。它分為信號(hào)、聯(lián)鎖設(shè)備和閉塞設(shè)備三類。為了保證設(shè)備質(zhì)量，鐵路信號(hào)設(shè)備所命名用的器材和配件，必須符合部頒標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)變更設(shè)備結(jié)構(gòu)時(shí)，須經(jīng)鐵道部批準(zhǔn)。

一、對(duì)各類信號(hào)設(shè)備安全的共同要求

各種信號(hào)均須符合下列各項(xiàng)要求：①除與機(jī)車車輛發(fā)生直接相互作用的設(shè)備如車輛減速器、限界檢查器等以外，信號(hào)設(shè)備的任何部門(mén)不得侵入現(xiàn)行國(guó)標(biāo)GB146-59規(guī)定的建筑接近限界（包括曲線部分的加寬）。②所有信號(hào)設(shè)備的安裝，均須符合批準(zhǔn)的安裝標(biāo)準(zhǔn)圖和設(shè)計(jì)圖的要求。③信號(hào)設(shè)備的聯(lián)鎖關(guān)系，必須與批準(zhǔn)的聯(lián)鎖圖表一致，并滿足《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的要求。④各種基礎(chǔ)或支持物不應(yīng)有影響強(qiáng)度的裂紋，安裝穩(wěn)固，其傾斜限度不得超過(guò)10mm。信號(hào)機(jī)柱應(yīng)垂直安裝，其傾斜限度不應(yīng)超過(guò)36mm。⑤各種信號(hào)設(shè)備的機(jī)械部分和電氣特性，都應(yīng)符合規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。⑥對(duì)設(shè)有加鎖、加封的信號(hào)設(shè)備，均應(yīng)加鎖、加封或裝設(shè)計(jì)數(shù)器。⑦鐵路信號(hào)設(shè)備及其電路，應(yīng)保護(hù)在發(fā)生故障時(shí)導(dǎo)向安全，以免出現(xiàn)危及行車安全的后果。⑧凡與交流電源引入、架空線（包括架空線電纜接入）及軌道電路等外線連接的信號(hào)設(shè)備，必須設(shè)置外部防護(hù)設(shè)施（雷電防護(hù)、安全地線等）。⑨在交流電力牽引區(qū)段的防護(hù)要求：a為了保證人身安全，信號(hào)設(shè)備外緣距接觸網(wǎng)帶電部分的距離不得少于2m；b距接觸網(wǎng)帶電部分5m范圍內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)如信號(hào)機(jī)構(gòu)、梯子、安全柵網(wǎng)以及繼電器箱箱體、轉(zhuǎn)轍握柄等均須接地。c同一設(shè)備接地時(shí)，嚴(yán)禁既接向牽引軌條或扼流變壓器中點(diǎn)，又接向?qū)Ｓ玫鼐€。

二、對(duì)各類信號(hào)設(shè)備的具體安全要求

2.1對(duì)信號(hào)（裝置或顯示）的安全要求：①對(duì)信號(hào)的基本要求是顯示明確，有足夠的顯示距離，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)能給出最大限制的顯示，保證行車安全。②信號(hào)機(jī)（含表示器，下同）的顯示方向，應(yīng)使接近的列車或車列容易辯認(rèn)信號(hào)顯示，并不致被誤認(rèn)為鄰線的信號(hào)機(jī)。信號(hào)機(jī)的顯示，均應(yīng)使其達(dá)到最遠(yuǎn)。曲線上的信號(hào)機(jī)，應(yīng)使接近的列車能盡量不間斷地看到它的顯示。③各種信號(hào)機(jī)及表示器的顯示距離，在正常情況下應(yīng)符合下列規(guī)定：a.進(jìn)站、通過(guò)、遮斷、防護(hù)信號(hào)機(jī)，不得少于100m；b.出站、進(jìn)路、預(yù)告、駝峰、駝峰輔助信號(hào)機(jī)，不得少于400m；c.調(diào)車、矮型出站、復(fù)示信號(hào)機(jī)，容許、引導(dǎo)信號(hào)機(jī)及各種表示器，不得少于200m；在地形、地物影響視線的地方，進(jìn)站、通過(guò)、預(yù)告、遮斷、防護(hù)信號(hào)機(jī)的顯示距離，最少不得少于200m。④各種信號(hào)機(jī)開(kāi)放后，均應(yīng)按《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定的條件，在列車或車列運(yùn)行的適當(dāng)時(shí)期及時(shí)關(guān)閉，若恢復(fù)定位狀態(tài)。⑤進(jìn)站、出站、進(jìn)路、通過(guò)和防護(hù)信號(hào)機(jī)的燈光熄滅、顯示不明或顯示不正確時(shí)，均應(yīng)視為停車信號(hào)。⑥色燈信號(hào)機(jī)的機(jī)構(gòu)及燈光配列形式，應(yīng)符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。以兩個(gè)基本燈光組成一種信號(hào)顯示時(shí)，應(yīng)在一條垂直線上，并應(yīng)有一定的間隔。由兩個(gè)同色燈光組成的一種信號(hào)顯示時(shí)，其顏色一致。⑦同一機(jī)柱上有幾塊臂板時(shí)，各臂板的顯示方向應(yīng)一致，動(dòng)作角度互相偏差不得超過(guò)5°。在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，主臂板和通過(guò)臂板應(yīng)水平，上下誤差均不得超過(guò)2°角。開(kāi)放信號(hào)時(shí)，臂板開(kāi)放角度為40~70°。2.2對(duì)聯(lián)鎖設(shè)備的安全要求：為保證站內(nèi)的列車運(yùn)行、調(diào)車作業(yè)安全，站內(nèi)正線、到發(fā)線上的道岔，及聯(lián)鎖區(qū)范圍內(nèi)的道岔，均須與有關(guān)信號(hào)機(jī)聯(lián)鎖。區(qū)間內(nèi)正線上的道岔，也必須與有關(guān)信號(hào)機(jī)或閉塞設(shè)備聯(lián)鎖。①各種聯(lián)鎖設(shè)備均須滿足下列安全、要求：a.當(dāng)進(jìn)路上的道岔開(kāi)通位置不正確、或敵對(duì)信號(hào)機(jī)未關(guān)閉時(shí)，防護(hù)該進(jìn)路的信號(hào)機(jī)不能開(kāi)放；信號(hào)機(jī)開(kāi)放后，該進(jìn)路上的有關(guān)道岔不能扳動(dòng)，其敵對(duì)信號(hào)機(jī)不能開(kāi)放。b.正線上的出站信號(hào)機(jī)未開(kāi)放時(shí)，進(jìn)站信號(hào)機(jī)不能開(kāi)放為通過(guò)信號(hào)；主體信號(hào)機(jī)未開(kāi)放時(shí)，其預(yù)告信號(hào)機(jī)不能開(kāi)放；色燈復(fù)示信號(hào)機(jī)應(yīng)保證不間斷地檢查主體信號(hào)機(jī)的開(kāi)放條件。c.裝有轉(zhuǎn)換鎖閉器、電動(dòng)或電空轉(zhuǎn)轍機(jī)的道岔，當(dāng)?shù)谝贿B接桿處的尖軌與基本軌間有4mm及其以上間隙時(shí)，不能鎖閉或開(kāi)放信號(hào)機(jī)。②電氣集中聯(lián)鎖設(shè)備還應(yīng)保證下列要求：a.當(dāng)機(jī)車車輛通過(guò)道岔時(shí)，該道岔不能轉(zhuǎn)換。b.向有車占用的線路排列列車進(jìn)路時(shí)，有關(guān)信號(hào)機(jī)不能開(kāi)放。c.能監(jiān)督道岔是否被擠，并能在擠岔的同時(shí)，使防護(hù)該進(jìn)路的信號(hào)機(jī)自動(dòng)關(guān)閉。d.在控制臺(tái)上應(yīng)能監(jiān)督線路和道岔區(qū)段是否占用、進(jìn)路的開(kāi)通與鎖閉狀態(tài)，復(fù)示有關(guān)信號(hào)機(jī)的顯示等。③電鎖器聯(lián)鎖設(shè)備應(yīng)保證：車站值班員能控制與監(jiān)督接、發(fā)車進(jìn)路的排列、信號(hào)機(jī)的開(kāi)放與關(guān)閉等。

三、對(duì)閉塞設(shè)備的安全要求①區(qū)間內(nèi)正線上的道岔必須與閉塞設(shè)備聯(lián)鎖

當(dāng)區(qū)間道岔未開(kāi)通正線時(shí)，兩端站不得開(kāi)放有關(guān)信號(hào)機(jī)。②當(dāng)列車或后部補(bǔ)機(jī)需由區(qū)間返回原發(fā)車站時(shí)，自動(dòng)閉塞或半自動(dòng)閉塞應(yīng)設(shè)鑰匙路簽。在鑰匙路簽未放入原設(shè)備以前，摻有鑰匙路簽的列車或后部補(bǔ)機(jī)占用的區(qū)間，不得解除閉塞，出站信號(hào)機(jī)不得開(kāi)放。③自動(dòng)閉塞設(shè)備應(yīng)保證：當(dāng)閉塞分區(qū)被占用或軌道電路失效時(shí)，防護(hù)該分區(qū)的信號(hào)機(jī)自動(dòng)關(guān)閉；當(dāng)進(jìn)站及通過(guò)信號(hào)機(jī)紅燈滅燈時(shí)，其前一個(gè)信號(hào)機(jī)應(yīng)自動(dòng)顯示紅燈；當(dāng)閉塞設(shè)備中任何元件或部件發(fā)生故障時(shí)，不得出現(xiàn)信號(hào)的升級(jí)顯示；在站內(nèi)控制臺(tái)上應(yīng)有相應(yīng)的區(qū)間情況的表示。④繼電半自動(dòng)閉塞設(shè)備應(yīng)滿足下列要求：①出站（或通過(guò)）信號(hào)機(jī)開(kāi)放的條件是，單線區(qū)間在得到對(duì)方站的同意接車信號(hào)后，雙線區(qū)間在得到對(duì)方站的列車到達(dá)信號(hào)后。②電鎖器聯(lián)鎖的車站，操縱發(fā)車手柄（或按鈕）后，電氣集中聯(lián)鎖的車站，出站信號(hào)機(jī)開(kāi)放后，均不能按正常辦法取消閉塞。③列車從發(fā)車站進(jìn)入?yún)^(qū)間后，出站信號(hào)機(jī)應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉，并使雙方站閉塞機(jī)處于閉塞狀態(tài)，在列車到達(dá)接車站以前不能解除，有關(guān)出站信號(hào)機(jī)，不能開(kāi)放。

篇3

1.1電壓監(jiān)視模塊的硬件設(shè)計(jì)

電壓監(jiān)視模塊主要負(fù)責(zé)顯示以數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為核心的數(shù)據(jù)分析單元的電壓值，從而便于控制每次與知識(shí)庫(kù)傳遞數(shù)據(jù)時(shí)電壓的相似穩(wěn)定性，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。Fig.1Voltagemonitoringmodulecircuitdiagram

1.2數(shù)據(jù)挖掘模塊的硬件設(shè)計(jì)

在本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)通過(guò)分析移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的有用數(shù)據(jù)，尋找其中隱含的尋呼接收機(jī)微弱信號(hào)的特征規(guī)律，為專家系統(tǒng)提供推理證據(jù)，主要分為5個(gè)步驟：確定挖掘?qū)ο?、收集?shù)據(jù)、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)挖掘、處理結(jié)果信息的解釋表達(dá)與可視化操作。

2軟件設(shè)計(jì)

2.1知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)模塊的軟件設(shè)計(jì)

專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)主要用來(lái)存放尋呼接收機(jī)診斷專家所有的檢測(cè)和診斷尋呼接收機(jī)的知識(shí)，推理機(jī)利用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)推理解決問(wèn)題，得出合理正確的結(jié)論。知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)并非提供給系統(tǒng)客戶的信息，而是專家系統(tǒng)自身推理所需要的信息，由尋呼接收機(jī)診斷專家和工程師提供，在知識(shí)庫(kù)中使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行存儲(chǔ)，為推理機(jī)提供信息支撐。推理機(jī)按照一定的策略進(jìn)行推理得出符合實(shí)際情況的結(jié)果。微弱信號(hào)診斷開(kāi)始，首先輸入微弱信號(hào)任務(wù)信息進(jìn)行基于規(guī)則的推理，要是能從知識(shí)庫(kù)中搜索到相同或相似的規(guī)則，輸出診斷結(jié)果。否則采用基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的推理機(jī)制進(jìn)行精確診斷，將微弱信號(hào)任務(wù)信息與微弱信號(hào)樹(shù)知識(shí)庫(kù)中的微弱信號(hào)征兆進(jìn)行匹配，若兩者存在匹配，輸出診斷結(jié)果。若兩者不匹配，采用專家會(huì)診后輸出診斷結(jié)果。然后利用診斷結(jié)果進(jìn)行微弱信號(hào)檢測(cè)。當(dāng)維修人員對(duì)診斷結(jié)果不滿意后，啟動(dòng)系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)機(jī)制，向系統(tǒng)輸入對(duì)診斷結(jié)果的評(píng)價(jià)；當(dāng)維修人員對(duì)評(píng)價(jià)診斷結(jié)果滿意時(shí)，由系統(tǒng)管理員聯(lián)系工程師依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)進(jìn)行人為排查尋呼接收機(jī)原因，并將相關(guān)知識(shí)添加到知識(shí)庫(kù)中，把這個(gè)結(jié)果存入知識(shí)庫(kù)，使系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)不斷完善，作為下一次檢測(cè)時(shí)的對(duì)比規(guī)則來(lái)使用。Fig.3Reasoningmachinesoftwaredesignflowchart

2.2信號(hào)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的軟件實(shí)現(xiàn)

信號(hào)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)綜合了抽樣技術(shù)和PAM問(wèn)題分析法的優(yōu)點(diǎn)，在每一時(shí)段內(nèi)不是局限在某一樣本，而是在搜索的過(guò)程中進(jìn)行隨機(jī)性的抽樣。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)嘗試在數(shù)據(jù)集中選取幾個(gè)作為中心點(diǎn)，每個(gè)中心點(diǎn)代表一個(gè)類，其余的點(diǎn)與距離最近的中心點(diǎn)分配在一個(gè)類中，算法的準(zhǔn)則就是使非中心點(diǎn)到所屬類的中心點(diǎn)的代價(jià)的總和最小，這種代價(jià)一般用歐氏距離來(lái)衡量。由數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)流程圖可以看出，其算法過(guò)程相當(dāng)于一種搜索過(guò)程，每次選擇一個(gè)鄰居點(diǎn)進(jìn)行比較，若代價(jià)更小，那么將該鄰居結(jié)點(diǎn)選為中心點(diǎn)，再次尋找鄰居結(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較。隨著數(shù)據(jù)容量變大，算法運(yùn)行多次后，最佳相異度的比重越來(lái)越小，呈逐漸減小的態(tài)勢(shì)。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)每次運(yùn)算只比較一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)，效率不高，對(duì)大數(shù)據(jù)集的效果不好。一種改進(jìn)算法是每次選取多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算，使得找到最佳鄰居節(jié)點(diǎn)的概率大增，在提高運(yùn)算效率的同時(shí)也改良了聚類效果，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及其改進(jìn)算法搜索過(guò)程。在每代對(duì)數(shù)量為N的個(gè)體運(yùn)算，實(shí)際上運(yùn)算了約O(n3)個(gè)模式，并行性良好，搜索效率高，這種優(yōu)點(diǎn)與圖3所示的系統(tǒng)相像，因而可以用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)提高聚類效率。微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)是在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)搜索時(shí)使用遺傳技術(shù)，每一代群體只能是該節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)，由于這些鄰居節(jié)點(diǎn)之間的相異位不超過(guò)2個(gè)，可采用絕對(duì)變異的系統(tǒng)，不使用交叉算子，以此保持群體的多樣性，保證微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)兼具遺傳技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)首先以各中心點(diǎn)為基因位構(gòu)造染色體，計(jì)算總代價(jià)差，選擇其中累積概率符合要求的算子，再對(duì)染色體進(jìn)行絕對(duì)變異操作，將對(duì)應(yīng)的中心節(jié)點(diǎn)變異，然后計(jì)算代價(jià)差作為適應(yīng)值，擇優(yōu)輸出。

3實(shí)驗(yàn)與分析

采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從預(yù)測(cè)誤差中提取微弱信號(hào)能力較梳狀濾波器有明顯的提高。實(shí)驗(yàn)還對(duì)其他微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了相同的實(shí)驗(yàn)，均取得了與上述實(shí)驗(yàn)相近的結(jié)果。

4結(jié)論

篇4

從這么多年從事通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)工作的經(jīng)驗(yàn)中，筆者了解到傳統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是相當(dāng)復(fù)雜的，不僅一二級(jí)核心網(wǎng)絡(luò)層次多，而且大量的網(wǎng)元導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，整網(wǎng)能耗偏高。以筆者設(shè)計(jì)的機(jī)房為例：機(jī)房空間有限，服務(wù)器的能耗非常高，導(dǎo)致散熱程度差，而且需要加裝空調(diào)，再加上每年擴(kuò)容的需要，交換機(jī)走線和設(shè)備布局的不合理，使機(jī)房無(wú)法實(shí)施更進(jìn)一步的節(jié)能降耗措施。因此建立綠色核心網(wǎng)絡(luò)勢(shì)在必行。建立綠色核心網(wǎng)絡(luò)首先應(yīng)該優(yōu)化核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)行網(wǎng)絡(luò)的扁平化管理，減少核心網(wǎng)中網(wǎng)元的數(shù)量，使核心設(shè)備上移，逐步使用集成度高，電信級(jí)別的平臺(tái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的服務(wù)器，同時(shí)建立專業(yè)的機(jī)房散熱管理方案，如采用自下而上的回風(fēng)流方式提高冷風(fēng)的利用率，尤其是在北方城市，這樣就可以有效減少機(jī)房空調(diào)的使用。

筆者還要強(qiáng)調(diào)一下，在工程前期調(diào)研及初設(shè)階段首先考慮選擇擁有綠色基站技術(shù)的供應(yīng)商和運(yùn)營(yíng)商，例如華為和Vodafone。他們擁有IP組網(wǎng)、分布式基站、先進(jìn)功放、智能電源管理、多載頻技術(shù)、統(tǒng)一架構(gòu)等關(guān)鍵綠色技術(shù)。這樣設(shè)計(jì)的基站穩(wěn)定性、可靠性高，功耗能夠得到進(jìn)一步優(yōu)化，而且更有利于網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)升級(jí)。

二、充分利用軟件技術(shù)降低能耗

除提高設(shè)計(jì)水平和利用硬件升級(jí)等手段降低能耗以外，充分利用軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗也越來(lái)越重要。隨著軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，大到網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型，小到CPU超頻。以筆者所在單位為例，通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他單位基礎(chǔ)設(shè)施的更新?lián)Q代，如果頻繁地對(duì)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型，將造成大量在線設(shè)備的退網(wǎng)淘汰以及更多的資源消耗，那么利用軟件技術(shù)提高現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作效率，從而降低能耗也是非常重要的手段。通過(guò)對(duì)上網(wǎng)用戶在線時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分析，全網(wǎng)在忙時(shí)和閑時(shí)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷變換最大，那么就可以通過(guò)軟件調(diào)整核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主頻，讓它隨網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷變化，在閑時(shí)自動(dòng)將設(shè)備處理能力降低，減少電能的消耗。

三、提高空間利用率降低設(shè)備冗余度

隨著通信產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，每年入網(wǎng)用戶日益增多，基站和設(shè)備間能夠利用的空間越來(lái)越小，設(shè)備密度也越來(lái)越大，電力消耗明顯提高，因此采用高集成度或分布式設(shè)計(jì)方案來(lái)減少基站和設(shè)備間的空間占用，使用體積更小，重量更輕，支持端口更多的設(shè)備來(lái)有效降低設(shè)備冗余度，對(duì)于降低能耗也是重要的綠色手段。對(duì)于高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來(lái)講，性能和功能無(wú)疑是最重要的，功耗降低會(huì)以性能的降低為代價(jià)。一般的情況下，為保證功能、性能、業(yè)務(wù)卡的數(shù)量和運(yùn)行可靠，設(shè)備的功耗也會(huì)較大。這類設(shè)備數(shù)量較少，放置位置的環(huán)境情況也比較好。因此，在選擇高端設(shè)備方面我們只是把功耗指標(biāo)作為一個(gè)輔助的參考指標(biāo)。

對(duì)于低端的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，如數(shù)量巨大的接入層交換機(jī)，雖然他們的功能都很強(qiáng)大，但是我們實(shí)際應(yīng)用時(shí)只會(huì)用到它的部分功能，完全可以通過(guò)犧牲一些我們不需要的性能來(lái)?yè)Q取設(shè)備的功耗降低。現(xiàn)在有一些接入層交換機(jī)因?yàn)樽陨砉男。呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備內(nèi)部無(wú)風(fēng)扇，這類產(chǎn)品就能很好地降低設(shè)備的功耗。對(duì)于低端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來(lái)說(shuō)，采購(gòu)過(guò)程中會(huì)把功耗作為一個(gè)比較重要的指標(biāo)來(lái)考慮

四、推崇綠色環(huán)保能源的使用

利用太陽(yáng)能和風(fēng)能等混合能源，可更好地保護(hù)環(huán)境，減少污染物排放。在有條件的地區(qū)充分利用太陽(yáng)能、風(fēng)能作為輔助能源，降低電能消耗，分解能源問(wèn)題。在北方城市，利用季節(jié)明顯，冬季日夜溫差較大的特點(diǎn)，優(yōu)化基站、核心機(jī)房、設(shè)備間的通風(fēng)設(shè)計(jì)方案和溫度控制方案，充分利用自然環(huán)境溫度實(shí)現(xiàn)溫控的目的，減少冷卻系統(tǒng)和大功率空調(diào)的使用，降低能耗，建立更多能源使用的綠色通道，使能源利用率更高。

為了使通信產(chǎn)業(yè)向著更加綠色的方向發(fā)展，節(jié)能降耗勢(shì)在必行，讓我們共同努力，打造出更多的綠色通道，從技術(shù)上提高設(shè)備、能源的使用效率，減少不必要的損耗，以實(shí)際行動(dòng)來(lái)保護(hù)環(huán)境，推動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁文斌.通信機(jī)房節(jié)能降耗前景廣闊[N].人民郵電,2008,03-06

[2]張炳華.通信局(站)電源系統(tǒng)節(jié)能降耗措施探討[J].通信電源技術(shù),2008,(06)

篇5

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；信號(hào)發(fā)生器；語(yǔ)音信息；語(yǔ)音信號(hào)

引言

由于數(shù)字化信息處理和集成電路的不斷進(jìn)步，各種語(yǔ)音合成芯片應(yīng)用也不斷擴(kuò)大。其中有大部分都是采用PC機(jī)或微控制器的方法，這種方法的控制手段不但需要硬件的支持，同時(shí)也需要對(duì)軟件系統(tǒng)和各種指令進(jìn)行嚴(yán)肅處理。伴隨著目前社會(huì)技術(shù)的不斷發(fā)展，語(yǔ)音信息采集與處理措施要求不斷增加，在處理之中，是通過(guò)將模擬語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)相應(yīng)軟件和系統(tǒng)轉(zhuǎn)變形成數(shù)字信號(hào)，再由單片機(jī)控制儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，形成一套系統(tǒng)的工作流程。

一、信號(hào)發(fā)生器概述

1.1　信號(hào)發(fā)生器的發(fā)展

信號(hào)發(fā)生器廣泛應(yīng)用于各科學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域。它是一種常用的信號(hào)源，是現(xiàn)今各種電子電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)用中必不可少的儀器設(shè)備之一。六十年代以來(lái)，信號(hào)發(fā)生器有了迅速的發(fā)展，出現(xiàn)了函數(shù)發(fā)生器、掃頻信號(hào)發(fā)生器、合成信號(hào)發(fā)生器、程控信號(hào)發(fā)生器等新種類。各類信號(hào)發(fā)生器的主要性能指標(biāo)也都有了大幅度的提高，同時(shí)在簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)、小型化、多功能等各方面也有了顯著的進(jìn)展。

1.2單片機(jī)原理

單片機(jī)是一種集成在電路芯片，具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU　隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O　口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)具有集成度高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、實(shí)現(xiàn)模塊化等特點(diǎn)，應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備等領(lǐng)域。

二、硬件電路設(shè)計(jì)與分析

2.1　工作原理

當(dāng)按鍵按下時(shí)，通過(guò)程序判斷哪個(gè)鍵按下，選好按鍵后，利用D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，再經(jīng)過(guò)濾波放大，由示波器顯示出所需的波形，此時(shí)LED顯示器也會(huì)顯示其各自的類型以及頻率。復(fù)位電路則是用于單片機(jī)的復(fù)位，使單片機(jī)接口初始化。

2.2　實(shí)現(xiàn)功能

（1）所使用的8位LED顯示器，采用共陰極接法，輸入段選碼低電平有效，顯示輸出信號(hào)的類型和頻率。

（2）通過(guò)P1.0和P1.1口控制信號(hào)的輸入類型。當(dāng)P1.0=0，P1.1=0輸出正弦波；當(dāng)P1.0=0，P1.1=1　輸出三角波；當(dāng)P1.0=1，P1.1=0輸出鋸齒波。

（3）輸出信號(hào)幅度：0～5V。

（4）信號(hào)頻率范圍要求：1—1KHZ。

2.3.硬件電路設(shè)計(jì)與分析

好的硬件電路既能簡(jiǎn)化繁瑣的程序，又能提高實(shí)驗(yàn)的成功率，是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不可或缺的重要部分，必須高度重視。

2.3.1主控電路

本電路主要采用AT89C52型單片機(jī)，它具有如下特點(diǎn)：（1）有可供用戶使用的大量I/O口線。（2）內(nèi)部存儲(chǔ)器容量有限。（3）應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)具有特殊性。用89C52單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可。其中，在設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路時(shí)，采用12MHZ和晶振分別接引腳XTAL1　和XTAL2，電容C1，C2　均選擇為30pF。由于頻率較大時(shí)，三角波、正弦波、方波等波中每一點(diǎn)延時(shí)時(shí)間為幾微秒，故延時(shí)時(shí)間還要加上指令時(shí)間即可得到指定頻率的波形。在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，作用是用來(lái)抑制噪聲。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，其輸出電平由復(fù)位電路采用一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。

2.3.2鍵盤(pán)接口電路

本設(shè)計(jì)采用一般的鍵盤(pán)接口，鍵盤(pán)輸出信號(hào)。具體為：P1.0、P1.1波形選擇，其中當(dāng)P1.0=0，P1.1=0　輸出正弦波，當(dāng)P1.0=0，P1.1=1　輸出三角波，當(dāng)P1.0=1，P1.1=0輸出鋸齒波；當(dāng)P1.0=1，P1.1=1　輸出方波。P1.2、P1.3、P1.4　頻率由個(gè)位，十位，百位調(diào)節(jié)；P1.5頻率加減控制；P1.6跳出循環(huán)。

2.3.3　DAC0832芯片與單片機(jī)硬件接口設(shè)計(jì)

由于用示波器顯示波形，所以需要一個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，將單片機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。此設(shè)計(jì)采用DAC0832轉(zhuǎn)換器。由于此芯片是電流輸出，為了變成電壓輸出，我們?cè)谄浜蠹由弦粋€(gè)運(yùn)算放大器OP07。

2.3.4　LED顯示電路

設(shè)計(jì)采用LED共陰極數(shù)碼管顯示電路。當(dāng)某個(gè)驅(qū)動(dòng)電路輸出端為低電平時(shí)，相應(yīng)的那位點(diǎn)亮，從而顯示出波形的種類和信號(hào)的頻率，在按鍵時(shí)顯示出相關(guān)信息。添加74LHC573鎖存器是為了增加顯示的準(zhǔn)確性。

三、語(yǔ)音信息系統(tǒng)主要芯片介紹

單片機(jī)作為一種集成電路芯片，是通過(guò)采用各種超大規(guī)模的集成電路技術(shù)將具有各種數(shù)據(jù)處理和函數(shù)計(jì)算能力的中央處理器、隨機(jī)處理器以及定時(shí)器等終端系統(tǒng)和功能集成到一個(gè)完整的硅片之中形成一個(gè)完善而又系統(tǒng)化的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)措施，這種電路芯片在目前被廣泛的應(yīng)用在各種工業(yè)生產(chǎn)和控制領(lǐng)域之中。伴隨著社會(huì)的進(jìn)步，單片機(jī)呈現(xiàn)出其頑強(qiáng)的生命力，以高速發(fā)展的優(yōu)勢(shì)迅速的應(yīng)用在各個(gè)信息處理之中。

3.1　ISD4OO4芯片介紹

ISD4OO4語(yǔ)音芯片采用C14OS技術(shù)，通過(guò)在內(nèi)部裝置韓警惕的振蕩器和防混疊過(guò)濾器等方式來(lái)擴(kuò)大存儲(chǔ)器容量，增加計(jì)算效率和準(zhǔn)確度，因此只需要很少的器件就可以在其中構(gòu)成一套完整的聲音錄入系統(tǒng)和回放體系，這在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不但能夠節(jié)約設(shè)計(jì)消耗時(shí)間，同時(shí)能夠避免設(shè)計(jì)中其他元件的增多。

在目前ISD公司的單片機(jī)構(gòu)成中主要是通過(guò)信號(hào)輸入系統(tǒng)、信號(hào)輸出部分、存儲(chǔ)系統(tǒng)、采樣時(shí)鐘部分和SPI部分六部分構(gòu)成。其在構(gòu)成中信號(hào)輸入部分—音頻信號(hào)放大器和五極點(diǎn)抗混疊濾波器：而信號(hào)輸出部分在控制的過(guò)程中是通過(guò)平滑過(guò)濾器和自動(dòng)靜噪處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。存儲(chǔ)部—非易失性多電平模擬存儲(chǔ)陣列；采樣時(shí)鐘部分一內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器和調(diào)節(jié)器：SPI—錄、放、快進(jìn)等操作的SPI接口；電源接口部分。

3.2　AT89C52芯片介紹

AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS　8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k　bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256　bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。芯片內(nèi)含有8KB快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與8OC31引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。芯片上的FPEROM允許在線編程或采用通用的非易失存儲(chǔ)編程器對(duì)程序存儲(chǔ)器重復(fù)編程。

四、語(yǔ)音信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

ISD器件在錄音存儲(chǔ)操作之前，要對(duì)信號(hào)作調(diào)整。首先將輸入信號(hào)放大到存儲(chǔ)電路動(dòng)態(tài)范圍要求的最佳電平，這主要由內(nèi)部放大器來(lái)完成。放大后的信號(hào)進(jìn)入五級(jí)抗混疊濾波器進(jìn)行調(diào)整。模擬信號(hào)的存儲(chǔ)采用采樣技術(shù)，利用抗混疊濾波器可以去掉采樣頻率I/2以上的輸入頻率分量，使所有采樣數(shù)據(jù)都滿足奈奎斯特定理，濾波器是一個(gè)連接時(shí)間五極點(diǎn)的低通濾波器。錄音時(shí)，輸入信號(hào)通過(guò)模擬收發(fā)器寫(xiě)入模擬多電平存儲(chǔ)陣列中。將采樣信號(hào)經(jīng)過(guò)電平移位生成非易失性寫(xiě)入過(guò)程所需要的電壓。采樣時(shí)鐘同時(shí)用于存儲(chǔ)陣列的地址譯碼，以便將采樣信號(hào)順序地寫(xiě)入存儲(chǔ)陣列中。放音時(shí)，錄入的模擬電壓在同一采樣時(shí)鐘的控制下順序地從存儲(chǔ)陣列中讀出，重構(gòu)原來(lái)的采樣波形，輸出通路上的平滑濾波器去掉采樣頻率分量，并恢復(fù)原始波形，ISD器件的采樣頻率通過(guò)內(nèi)部溫度補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)振蕩器來(lái)控制，這個(gè)振蕩器不需要外接元件，采樣頻率取自內(nèi)部振蕩電路之后的一組分頻器。平滑濾波后的信號(hào)經(jīng)過(guò)自動(dòng)靜噪處理傳送入放大器作為輸出音頻功放的輸入信號(hào)，推動(dòng)揚(yáng)聲器。

4.1語(yǔ)音輸出電路

LW386是一種集成音頻功放，同時(shí)其中具有著自身功能消耗低，電壓的增長(zhǎng)穩(wěn)定，對(duì)電源電壓的控制范圍較為合理，單片機(jī)在應(yīng)用的時(shí)候失真效率和要求較低。盡管LM386的應(yīng)用非常簡(jiǎn)單，但稍不注意，特別是器件上電、斷電瞬間，甚至工作穩(wěn)定后，一些操作（如插拔音頻插頭、旋音量調(diào)節(jié)鈕）都會(huì)帶來(lái)的瞬態(tài)沖擊，在輸出喇叭上會(huì)產(chǎn)生噪聲。

4.2錄音電路

ISD器件采用錄音時(shí)間為8分鐘的ISD4OO4-8器件，以單片機(jī)AT89C52為微控制器，外接語(yǔ)音段錄放控制鍵盤(pán)和LED顯示器，外部存儲(chǔ)器24CO2用于保存各語(yǔ)音段首地址及總語(yǔ)音段數(shù)，為了改善語(yǔ)音量，要提高輸入端信噪比，因此在ISD語(yǔ)音輸入端采用放大電路單端輸入。

4.3放音電路

此系統(tǒng)分為三部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)的控制部分、放音部分和顯示部分。本文的控制部分主要由單片機(jī)89C52構(gòu)成，包含必要的按鍵電路、復(fù)位電路和看門(mén)狗電路等電路，放音部分主要由ISD4OO4構(gòu)成。

4.4程序工作順序

程序工作思想電路上電后，程序首先完成程序的初始化，隨后查詢按鍵狀態(tài)，進(jìn)入系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)。如果有按鍵按下，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行按鍵指向的工作程序。按鍵包括放音鍵，程序?qū)⑹紫扰袛嗍侨ミ€是回，并點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈。自動(dòng)讀出第一段的放音內(nèi)容。如果不是首次按下，程序則首先判斷當(dāng)前位置，并以該位置為依據(jù)獲得存放該站放音內(nèi)容的首地址。調(diào)用放音子程序，讀入前面獲得的本次放音內(nèi)容首地址，開(kāi)始放音。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文信號(hào)發(fā)生器只是一種可能實(shí)現(xiàn)的方法。此法的頻率控制和幅度控制分辨率高，且硬件集成度高，整機(jī)自動(dòng)化程度高，性能優(yōu)良，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

在傳統(tǒng)的語(yǔ)音錄放過(guò)程中，語(yǔ)音信號(hào)要經(jīng)過(guò)設(shè)備豹接受后再轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào)，遙過(guò)前置放大器把語(yǔ)音信號(hào)放大，通過(guò)帶通濾波之后。去掉多余的干擾，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，控制器對(duì)其進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。之后再由D/A轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，達(dá)到放音的目的。使用這種方法既復(fù)雜又容易使聲音失真。所以，本文介紹了一種單片語(yǔ)音處理芯片ISD4OO4。通過(guò)對(duì)ISD4OO4語(yǔ)音芯片的簡(jiǎn)單介紹，熟悉了ISD4OO4的基本應(yīng)用。通過(guò)對(duì)基于單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音的錄入和播放。并闡述了系統(tǒng)工作各部件的性能特性，基于微處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了錄音和放音。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活，成本低，語(yǔ)音器件抗干擾性強(qiáng)，應(yīng)用效果良好。

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論文關(guān)鍵詞：擴(kuò)頻通信原理特點(diǎn)發(fā)展應(yīng)用

論文摘要：擴(kuò)頻通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中新的通信方式，它具有較強(qiáng)的抗干擾、抗衰落和抗多徑性能，頻譜利用率高。本文介紹了擴(kuò)頻通信的工作原理、特點(diǎn)、及其發(fā)展應(yīng)用。

一、擴(kuò)頻通信的工作原理

在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出?？梢?jiàn)，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無(wú)關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對(duì)被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò))，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對(duì)信號(hào)相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點(diǎn)。

二、擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點(diǎn)

擴(kuò)頻信號(hào)是不可預(yù)測(cè)的、偽隨機(jī)的寬帶信號(hào)，其帶寬遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬，同時(shí)接收機(jī)中必須有與寬帶載波同步的副本。擴(kuò)頻系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1．抗干擾性強(qiáng)

擴(kuò)頻信號(hào)的不可預(yù)測(cè)性，使擴(kuò)頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。干擾者很難通過(guò)觀察進(jìn)行干擾，干擾起不了太大作用。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在傳輸過(guò)程中擴(kuò)展了信號(hào)帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號(hào)功率低于干擾信號(hào)功率的情況下，仍能不受干擾、高質(zhì)量地進(jìn)行通信，擴(kuò)展的頻譜越寬，其抗干擾性越強(qiáng)。

2.低截獲性

擴(kuò)頻信號(hào)的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號(hào)的功率密度很低，偵察接收機(jī)很難監(jiān)測(cè)到，因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。

3.抗多路徑干擾性能好

多路徑干擾是電波傳播過(guò)程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號(hào)與直達(dá)路徑信號(hào)相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會(huì)嚴(yán)重影響通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中增加了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)過(guò)程，利用擴(kuò)頻碼序列間的相關(guān)特性，在接收端解擴(kuò)時(shí)，從多徑信號(hào)中分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，或?qū)⒍鄰叫盘?hào)中的相同碼序列信號(hào)疊加，這樣就可有效消除無(wú)線通信中因多徑干擾造成的信號(hào)衰落現(xiàn)象，使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發(fā)射功率下，擴(kuò)頻信號(hào)分布在很寬的頻帶內(nèi)，無(wú)線信道中有用信號(hào)功率譜密度極低，這樣信號(hào)可以在強(qiáng)噪聲背景下，甚至在有用信號(hào)被噪聲淹沒(méi)的情況下進(jìn)行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進(jìn)一步檢測(cè)出信號(hào)的特征參數(shù)就更難了．所以擴(kuò)頻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。同時(shí)，對(duì)不同用戶使用不同碼，旁人無(wú)法竊聽(tīng)通信，因而擴(kuò)頻系統(tǒng)具有高保密性。

5.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址

在通信系統(tǒng)中，可充分利用在擴(kuò)頻調(diào)制中使用的擴(kuò)頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端利用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號(hào)，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時(shí)通話而互不干擾。

三、擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

在過(guò)去由于技術(shù)的限制，人們一直在走增加信號(hào)功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無(wú)助于事．近幾年，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實(shí)，擴(kuò)頻通信獲得極其迅速的發(fā)展．通信的發(fā)展史又到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，由用信噪比換帶寬的年代進(jìn)入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴(kuò)頻通信．最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機(jī)+最佳接收機(jī)．幾十年來(lái)，最佳接收理論已經(jīng)很成熟，但最佳發(fā)射問(wèn)題一直沒(méi)有很好解決，偽碼擴(kuò)頻是一種最佳的信號(hào)形式和調(diào)制制度，構(gòu)成了最佳發(fā)射機(jī)．因此，有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴(kuò)頻+相關(guān)接收這種認(rèn)識(shí)，人們就不難預(yù)測(cè)擴(kuò)頻通信的未來(lái)前景．從9O年代無(wú)線通信開(kāi)始步人擴(kuò)頻通信和自適應(yīng)通信的年代．?dāng)U頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)已開(kāi)始廣泛用于未來(lái)的峰窩通信、無(wú)繩通信和個(gè)人通信以及各種無(wú)線本地環(huán)路，發(fā)揮越來(lái)越大的作用．接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng)，逐步發(fā)展、演變和升級(jí)而形成的．現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)．由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚，往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”，各國(guó)都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展，因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開(kāi)放性，經(jīng)營(yíng)者和用戶不需申請(qǐng)授權(quán)就可以自由地使用這些頻段，而無(wú)線擴(kuò)頻技術(shù)所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無(wú)線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段．在無(wú)線接人系統(tǒng)中，擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)、頻點(diǎn)問(wèn)題容易處理、價(jià)格比較便宜．而且，擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相對(duì)有線接入技術(shù)來(lái)說(shuō)，有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢(shì)，在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用．

擴(kuò)頻微波主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面．語(yǔ)音接入(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))；數(shù)據(jù)接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(wǎng)(Internet)接入。

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1 總體設(shè)計(jì)方案   本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網(wǎng)專業(yè)寫(xiě)作教育教學(xué)論文和畢業(yè)論文以及服務(wù)，歡迎光臨DyLW.neT

本設(shè)計(jì)采用CAN總線作為數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)控制的通信方式，以ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM9263 ARM芯片為主控單元，結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)、故障診斷專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)某型火箭炮隨動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)?？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集單元由信號(hào)調(diào)理模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊組成，其中信號(hào)調(diào)理模塊用于模擬信號(hào)的放大、濾波和提高電路負(fù)載能力，A/D轉(zhuǎn)換器完成模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，ARM主控單元實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制與故障診斷，數(shù)據(jù)采集單元與ARM系統(tǒng)控制與故障診斷模塊之間以CAN 總線的方式進(jìn)行通信，工作人員通過(guò)操作觸摸屏顯示界面完成故障檢測(cè)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)采集單元

數(shù)據(jù)采集單元由信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換模塊組成，用于采集某型號(hào)火箭炮隨動(dòng)系統(tǒng)液壓泵、高平機(jī)等被測(cè)部件的液壓或氣壓的狀態(tài)信號(hào)，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

信號(hào)調(diào)理電路如圖3所示，采用OP27運(yùn)算放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)，它的作用是把傳感器輸入的信號(hào)進(jìn)行放大，同時(shí)利用其輸入阻抗高、輸出阻抗小的特點(diǎn)以滿足A/D轉(zhuǎn)換芯片對(duì)驅(qū)動(dòng)源阻抗的要求。

A/D轉(zhuǎn)換電路將經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊調(diào)理后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，文中選用TLC2543CN和STC89C52分別作為A/D采樣芯片和微控制器[3]，其設(shè)計(jì)如圖4所示。TLC2543CN是TI公司生產(chǎn)的12位串行模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用電容開(kāi)關(guān)逐次逼近技術(shù)，12位分辨率，10 μs的轉(zhuǎn)換時(shí)間，11路模擬輸入，輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可通過(guò)編程調(diào)整[4]。A/D轉(zhuǎn)換模塊與51單片機(jī)之間以I2C總線的方式進(jìn)行通信，只需要一條串行數(shù)據(jù)線SDA（DATA_OUT）和一條串行時(shí)鐘線SCL（CLOCK），具有接口線少，控制方式簡(jiǎn)單，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。　經(jīng)信號(hào)調(diào)理后的11路模擬量數(shù)據(jù)分別通過(guò)端口NO0?NO10進(jìn)入TLC2543CN進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，TLC2543CN通過(guò)[CS]，DATA_INPUT，DATA_OUT，MEOC，I/O CLOCK這5個(gè)引腳與STC89C52單片機(jī)進(jìn)行通信。為了減小外界環(huán)境及器件本身引入的噪聲和擾動(dòng)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在這5個(gè)信號(hào)與單片機(jī)之間進(jìn)行光電耦合隔離處理。由于光信號(hào)的傳送不需要共地，所以可將光耦器件兩側(cè)的地加以隔離，達(dá)到提高系統(tǒng)信噪比的作用，光耦隔離器件選用Avago Technologies 生產(chǎn)的6N137，電路如圖5所示。需要注意的是，電路板中6N137兩端的電源不能共用，否則起不到隔離的作用。

2.2 CAN總線通信模塊

數(shù)據(jù)采集單元和ARM系統(tǒng)控制與故障診斷模塊之間以CAN總線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和控制。CAN總線具有可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、較強(qiáng)的抗電磁干擾能力、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，尤其適用于隨動(dòng)系統(tǒng)傳感器多、各檢測(cè)點(diǎn)信息交換頻繁和干擾源復(fù)雜的情況。CAN總線通信模塊的實(shí)現(xiàn)有2種解決方案[5]：一類是采用帶有片上CAN的微處理器，如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等；另一類是采用獨(dú)立的CAN控制器，如Philips的SJA1000。考慮到應(yīng)用的靈活性，本文采用獨(dú)立的CAN控制器SJA1000。CAN總線通信模塊結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示，選用STC89C52單片機(jī)作為CAN總線通信模塊的微控制器，CAN總線控制器和收發(fā)器分別選用Philips公司生產(chǎn)的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN總線規(guī)范采用三層結(jié)構(gòu)模型，STC89C52單片機(jī)用以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的功能，SJA1000和PCA82C250則分別對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。為了增強(qiáng)CAN總線通信模塊的抗干擾能力，在CAN控制器與CAN收發(fā)器之間進(jìn)行光電耦合隔離處理，與數(shù)據(jù)采集單元一樣，本文也選用6N137進(jìn)行處理。

CAN總線通信模塊接口電路主要由4部分組成：微控制器STC89C52、獨(dú)立CAN控制器SJA1000、光電隔離器件6N137和CAN總線收發(fā)器PCA82C250。微控制器STC89C52用于數(shù)據(jù)處理、實(shí)現(xiàn)對(duì)SJA1000的初始化、通過(guò)對(duì)SJA1000的控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送等通信任務(wù)；獨(dú)立CAN控制器SJA1000和收發(fā)器PCA82C250經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單總線連接可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的全部功能。STC89C52通過(guò)DATA_INPUT向TLC2543CN發(fā)送一定格式的指令，在DATA_OUT引腳可獲取到A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)；由于SJA1000的數(shù)據(jù)線與地址線是共用的，所以將STC89C52的P0口與AD0?AD7直接連接的同時(shí)，還要將地址鎖存信號(hào)線ALE進(jìn)行連接，以便區(qū)分在同一時(shí)刻AD線上傳遞的是地址還是數(shù)據(jù)；SJA1000的中斷管腳INT連接單片機(jī)的外部中斷INT0；MODE管腳與高電平VCC連接以選擇Intel模式；為了保證上電復(fù)位的可靠，復(fù)位電路采用IMP708芯片進(jìn)行智能控制，IMP708芯片集看門(mén)狗定時(shí)器、掉電檢測(cè)電路、電源監(jiān)控電路等于一體，保證SJA1000芯片的可靠運(yùn)行；RX0和TX0是數(shù)據(jù)的收發(fā)管腳，經(jīng)光電耦合器件6N137后連接到CAN收發(fā)器上，用以電氣隔離；PCA82C250有3種工作模式：高速、斜率控制和待機(jī)，本文選擇斜率控制模式，通過(guò)在Rs引腳與地之間接一個(gè)100 kΩ的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)；為了消除在通信電纜中的信號(hào)反射，提高網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)淠芰?，需要在CAN總線兩端接入兩個(gè)120 Ω的終端電阻[5]。

2.3 系統(tǒng)控制與故障診斷模塊

數(shù)據(jù)處理與系統(tǒng)控制模塊采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM9263 ARM芯片作為主控單元，以觸摸屏作為人機(jī)交互方式完成系統(tǒng)控制和故障診斷。AT91SAM9263主頻 200 MHz；內(nèi)置CAN總線控制器，全面支持CAN2.0A和CAN2.0B協(xié)議；內(nèi)置TFT/STN LCD控制器，支持3.5～17英寸TFT?LCD 液晶屏，最高分辨率可達(dá)2 048×2 048?？紤]到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，本文將系統(tǒng)控制與故障診斷模塊單獨(dú)成板。技術(shù)保障人員可以通過(guò)操作觸摸屏上顯示的人機(jī)交互界面完成對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要分為A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù) 處理模塊、CAN總線通信模塊和系統(tǒng)控制與故障診斷模塊4部分。主流程圖如圖7所示，首先對(duì)STC89C52單片機(jī)進(jìn)行初始化，包括CAN總線工作方式的選擇、驗(yàn)收濾波方式的設(shè)置、驗(yàn)收屏蔽寄存器和驗(yàn)收代碼寄存器的設(shè)置、波特率參數(shù)設(shè)置、中斷允許寄存器的設(shè)置以及A/D轉(zhuǎn)換模塊的初始化等；當(dāng)單片機(jī)接收到故障檢測(cè)命令時(shí)，進(jìn)行A/D采樣，然后由單片機(jī)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)量值轉(zhuǎn)換得到實(shí)際的工況數(shù)據(jù)；最后由CAN總線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)控制與故障診斷模塊進(jìn)行故障檢測(cè)，診斷結(jié)果由觸摸屏顯示以指導(dǎo)維修人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修。

3.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊軟件設(shè)計(jì)

A/D轉(zhuǎn)換模塊程序設(shè)計(jì)流程圖如圖8所示。

3.2 數(shù)據(jù)處理模塊軟件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集過(guò)程中難免受到噪聲的影響，為了保證采到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以對(duì)其進(jìn)行一定的算法處理。本文在故障檢測(cè)時(shí)，對(duì)同一采樣點(diǎn)進(jìn)行5次采樣，然后用快速排序算法對(duì)這5個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，取中值作為故障檢測(cè)的有效數(shù)據(jù)，以減小誤差帶來(lái)的影響。采集到的數(shù)據(jù)與實(shí)際值之間成嚴(yán)格的線性關(guān)系，將采集到的數(shù)據(jù)值乘以系數(shù)K即可獲得實(shí)際的工況數(shù)據(jù)，其流程圖如圖9所示。

3.3 CAN總線通信模塊軟件設(shè)計(jì)

CAN總線通信模塊的程序設(shè)計(jì)主要分為初始化、數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收3個(gè)部分：

（1） 初始化。CAN總線初始化主要是對(duì)通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)對(duì)時(shí)鐘分頻寄存器、驗(yàn)收碼寄存器、驗(yàn)收屏蔽寄存器、總線定時(shí)寄存器和輸出控制寄存器的配置實(shí)現(xiàn)對(duì)CAN總線工作模式、接收?qǐng)?bào)文的驗(yàn)收碼、驗(yàn)收屏蔽碼、波特率和輸出模式的配置和定義[7]。值得注意的是，這些寄存器的配置需要在復(fù)位模式下進(jìn)行，因此在初始化前應(yīng)確保系統(tǒng)已進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)?！。?） 數(shù)據(jù)發(fā)送。本文采用查詢方式，進(jìn)行CAN總線的數(shù)據(jù)發(fā)送，首先應(yīng)將CAN總線的發(fā)送中斷禁能。發(fā)送數(shù)據(jù)前，主控制器輪詢SJA1000狀態(tài)寄存器的發(fā)送緩沖器狀態(tài)位TBS以檢查發(fā)送緩沖器是否被鎖定，若發(fā)送緩沖器被鎖定，則CPU等待，直到發(fā)送緩沖器被釋放，然后將從現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)送緩沖區(qū)并置位命令寄存器的發(fā)送請(qǐng)求位TR，此時(shí)SJA1000將向總線發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖如圖10所示。

（3） 數(shù)據(jù)接收。同數(shù)據(jù)發(fā)送一樣，本文采用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，也應(yīng)將CAN總線的發(fā)送中斷禁能。主控制器輪詢SJA1000狀態(tài)寄存器接收緩沖狀態(tài)標(biāo)志RBS以檢查接收緩沖器是否已滿，若未滿則主控制器繼續(xù)當(dāng)前的任務(wù)直到檢查到接收緩沖器已滿，讀出緩沖區(qū)中的報(bào)文，然后通過(guò)置位命令寄存器的RRB位釋放接收緩沖器內(nèi)存空間。數(shù)據(jù)接收流程圖如圖11所示。

3.4 系統(tǒng)控制與故障診斷模塊軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)控制與故障診斷模塊是在Linux平臺(tái)下利用Qt SDK開(kāi)發(fā)完成的，數(shù)據(jù)庫(kù)采用嵌入式系統(tǒng)中廣泛采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite[8]。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)思想，包括顯示界面、系統(tǒng)控制、檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)和故障診斷等4部分。系統(tǒng)界面基于QT/GUI開(kāi)發(fā)，用于故障檢測(cè)結(jié)果顯示、調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)輔助人工診斷等人機(jī)交互；系統(tǒng)控制模塊用于系統(tǒng)啟動(dòng)與關(guān)閉、初始化及多線程處理；檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)用于對(duì)專家系統(tǒng)中經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、故障診斷規(guī)則集進(jìn)行組織、檢索和維護(hù)，及用于存儲(chǔ)系統(tǒng)采集的工況參數(shù)；故障診斷模塊是該檢測(cè)裝置核心，本文利用故障診斷專家系統(tǒng)對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷，給出診斷結(jié)果?？紤]到故障診斷的實(shí)時(shí)性要求，程序采用多線程編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖10 CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送程序設(shè)計(jì)流程圖

圖11 CAN總線數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計(jì)流程圖

4 結(jié) 語(yǔ)

為了測(cè)試隨動(dòng)系統(tǒng)故障檢測(cè)裝置在各種情況下的故障檢測(cè)能力， 本文通過(guò)人為制造故障的方式對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)。在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)中，該系統(tǒng)均能正確定位故障，充分驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片為核心基于CAN總線隨動(dòng)系統(tǒng)故障檢測(cè)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)液壓、氣壓、電壓等工況參數(shù)的測(cè)量，經(jīng)故障診斷專家系統(tǒng)的推理，實(shí)現(xiàn)以自動(dòng)故障診斷為主、人工診斷為輔的故障檢測(cè)。文中采用的CAN總線通信方式使整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)潔緊湊、具有較強(qiáng)的抗干擾能力和實(shí)時(shí)性，這種CAN總線通信方案不但可用于隨動(dòng)系統(tǒng)故障檢測(cè)裝置的研發(fā)，還可推廣至其他模擬量信號(hào)的機(jī)電設(shè)備故障檢測(cè)，尤其是多機(jī)組的分布式狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷中，具有非常實(shí)用的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)   本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網(wǎng)專業(yè)寫(xiě)作教育教學(xué)論文和畢業(yè)論文以及服務(wù)，歡迎光臨DyLW.neT

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[2] 張立云，宋愛(ài)國(guó)，錢夔，等.基于CAN總線的偵察機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].測(cè)控技術(shù)，2013，32（1）：65?68.

[3] 姚遠(yuǎn)，王賽，凌毓?jié)?TLC2543在89C51單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2003，29（9）：37?38.

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篇8

關(guān)鍵詞：虛擬儀器，地磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)，分布式測(cè)量，電子郵件

 

1、前言

地磁場(chǎng)的異常波動(dòng)是發(fā)生地震的重要征兆，對(duì)地磁場(chǎng)異常的監(jiān)測(cè)可以為地震預(yù)報(bào)研究提供重要的數(shù)據(jù)資料 [1]。

虛擬儀器技術(shù)是利用編程軟件，按照測(cè)量原理,采用適當(dāng)?shù)男盘?hào)分析與處理技術(shù),編制具有測(cè)量功能的程序就可以構(gòu)成相應(yīng)的測(cè)試儀器[2],降低了儀器的開(kāi)發(fā)和維護(hù)費(fèi)用,縮短了技術(shù)更新周期，顯著提高了儀器的柔性和性價(jià)比[3]。

2、硬件結(jié)構(gòu)

分布式地磁場(chǎng)異常監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。磁場(chǎng)傳感器通過(guò)RS232串口將計(jì)算出的地磁場(chǎng)方位值前期數(shù)據(jù)發(fā)送給電腦1，電腦1上的虛擬儀器軟件完成對(duì)信號(hào)的讀取、計(jì)算、分析、顯示、存儲(chǔ)等并通過(guò)電子郵件將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)端的電腦2。

3、軟件設(shè)計(jì)

3.1、軟件的總體功能

如圖2所示，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、磁場(chǎng)異常報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)保存模塊、電子郵件發(fā)送模塊等組成。

3.2、軟件前面板

前面板如圖3所示,主要分為3個(gè)模塊:通信參數(shù)設(shè)置模塊、監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示及保存模塊、異常報(bào)警模塊等。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。設(shè)置的通信參數(shù)主要有與傳感器通信時(shí)的波特率、數(shù)據(jù)位、數(shù)據(jù)文件保存的位置、軟件異常及地磁異常時(shí)發(fā)送電郵的收發(fā)件人電子信箱地址等。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。

圖2 軟件總體功能框圖

圖3 軟件前面板

3.3、地磁場(chǎng)方位值的計(jì)算

地磁場(chǎng)方位值計(jì)算模塊如圖4所示，將VISA讀取控件緩沖區(qū)中的字符串?dāng)?shù)組讀出，截取其中第9和第10個(gè)元素，進(jìn)行數(shù)制、進(jìn)制轉(zhuǎn)換得到地磁場(chǎng)方位值，接到前面板進(jìn)行顯示。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。

圖4 方位值計(jì)算模塊

3.4異常報(bào)警

將當(dāng)前時(shí)刻的方位值與正常方位值相比較，如果相差5度，即認(rèn)為是地磁場(chǎng)的異常波動(dòng)，報(bào)警指示燈亮，發(fā)出報(bào)警音，同時(shí)啟動(dòng)郵件發(fā)送模塊。

3.5 數(shù)據(jù)保存模塊

調(diào)用日期/時(shí)間字符串控件，讀取windows日期時(shí)間，和地磁場(chǎng)方位值一起寫(xiě)入指定目錄的txt文件中。當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)異常時(shí)，觸發(fā)磁場(chǎng)異常邏輯為真，寫(xiě)入文件控件將從此時(shí)刻開(kāi)始5秒內(nèi)的時(shí)間值、地磁場(chǎng)方位值寫(xiě)入txt文件中。

圖5 郵件發(fā)送第一幀

圖6 郵件發(fā)送第二幀

3.6 郵件發(fā)送

4.實(shí)驗(yàn)

如圖7所示，實(shí)驗(yàn)方法為:將傳感器與電腦1串口相連，通過(guò)虛擬儀器軟件監(jiān)測(cè)地磁場(chǎng)的異常情況，當(dāng)?shù)卮虐l(fā)生異?；蚪邮諅鞲衅鲾?shù)據(jù)異常時(shí)，電腦1上的監(jiān)測(cè)軟件報(bào)警，并把異常數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)文件中，同時(shí)通過(guò)電子郵件模塊向指定信箱發(fā)送指定格式郵件，監(jiān)測(cè)者在電腦2上查看相關(guān)異常郵件。做法是轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器使其與地磁場(chǎng)磁北指向夾角為200°，用一塊磁鐵沿著與傳感器指向垂直的方向自遠(yuǎn)及近靠近后又自近及遠(yuǎn)離開(kāi)傳感器，記錄下整個(gè)過(guò)程磁鐵與傳感器距離、地磁場(chǎng)方位值、異常情況及郵件接收情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

反復(fù)實(shí)驗(yàn)表明，監(jiān)測(cè)軟件準(zhǔn)確地記錄下了磁鐵靠近傳感器的過(guò)程中該處磁場(chǎng)的變化情況，且當(dāng)?shù)卮女惓r(shí)電腦2及時(shí)地接收到了相關(guān)異常數(shù)據(jù)郵件。

表 1模擬干擾地磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

篇9

Abstract: The article measures the time using three timing circuit of the three time/counters of the single chip 89C52,communicates using the serial interface standard RS-232 and CMOS chip MAX232,and transmits the time to PC through the serial device of single chip . It inaugurates new area to exploiture the system source of single chip. Especially it establishes the foundation for the agility usage of time/counters of single chip 89C52.At the same time, it will promote the application of the single chip system in the military affairs area.

關(guān)鍵詞:89C52;定時(shí)/計(jì)數(shù)器;串行通信

Key words: 89C52; time/counter; serial communication

中圖分類號(hào):TP302.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)17-0100-02

0引言

根據(jù)紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)原理,要準(zhǔn)確的測(cè)量彈丸通過(guò)不同光幕的時(shí)間間隔,可以用多種方法實(shí)現(xiàn),如CPLD器件,單片機(jī)等。在本論文中選用的是用單片機(jī)89c52來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。89c52一般有可靠性高,易擴(kuò)展,控制能力強(qiáng),體積小,開(kāi)發(fā)周期短,成本低等優(yōu)點(diǎn)。在許多領(lǐng)域中,單片機(jī)以其體積小,指令豐富,控制技術(shù)成熟,修改方便,適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),在現(xiàn)場(chǎng)得到廣泛的應(yīng)用。鑒于這些優(yōu)點(diǎn),本文的測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),以89c52為主[1]。

1紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)原理

紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)是利用四光幕交匯原理研制而成。紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量原理圖如圖1所示:當(dāng)彈丸依次通過(guò)1,2,3,4光幕時(shí),系統(tǒng)中的計(jì)時(shí)部分分別記錄相應(yīng)的飛行時(shí)間,再加上光幕1和4之間的靶距、光幕2與光幕3的夾角、光幕3與光幕4的夾角等已知量,根據(jù)速度V即可以求出彈丸的著靶坐標(biāo)。

2系統(tǒng)方案

本論文的測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的控制方案如圖2所示。系統(tǒng)前續(xù)電路把四個(gè)脈沖信號(hào)送入單片機(jī),第一個(gè)脈沖信號(hào)將成為三路測(cè)時(shí)電路的啟動(dòng)信號(hào);第二個(gè)脈沖信號(hào)將終止第一路測(cè)時(shí)電路;第三個(gè)脈沖信號(hào)來(lái)到時(shí),第二路測(cè)時(shí)電路停止工作;同樣的,第四個(gè)脈沖信號(hào)將停止第三路測(cè)時(shí)電路。這三路測(cè)時(shí)電路即測(cè)得了時(shí)間,單片機(jī)通過(guò)串行接口把時(shí)間發(fā)送給PC機(jī),完成與PC機(jī)的通信。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,此測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)需要三路計(jì)時(shí)功能。

3測(cè)時(shí)電路硬件設(shè)計(jì)

測(cè)時(shí)電路硬件原理圖如圖2所示。時(shí)鐘電路由一個(gè)12MHZ的石英晶振和兩個(gè)30pf的電容組成;復(fù)位電路由一個(gè)30uf的電解電容、兩個(gè)電阻、一個(gè)復(fù)位鍵接至5v電壓組成。設(shè)彈丸通過(guò)第一光幕,第二光幕,第三光幕,第四光幕所得到的脈沖信號(hào)分別為第一脈沖,第二脈沖,第三脈沖,第四脈沖。把第一脈沖連接一個(gè)非門(mén)74ls04后送入89c52的T0(P3.4)引腳,此時(shí)對(duì)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來(lái)說(shuō),上升沿有效。把第二,三,四脈沖分別接至P2.0,P2.1,P2.2引腳。[2]

4通信電路硬件設(shè)計(jì)

在本文中,測(cè)時(shí)電路得到的時(shí)間要傳送給PC機(jī),必須有單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信電路。本文中采用串行接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)間的通信;用MAX232芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口通信電路。

5測(cè)時(shí)電路軟件設(shè)計(jì)

設(shè)置T0以計(jì)數(shù)方式工作在模式2,賦初值TL0,TH0都為0XFF,啟動(dòng)T0,用查詢方式查詢,當(dāng)?shù)谝幻}沖到來(lái)時(shí),其上升沿將使T0產(chǎn)生溢出中斷,TF0將置1,同時(shí)用軟件清TF0位為0,停止T0,同時(shí)再設(shè)置T0以定時(shí)方式工作在模式3,賦初值TL0,TH0都為0X00,啟動(dòng)T0;設(shè)置T2作為一個(gè)16位二進(jìn)制的定時(shí)器工作,啟動(dòng)T2。三路計(jì)時(shí)電路開(kāi)始工作后等待第二,三,四脈沖的到來(lái)就會(huì)停止工作。在脈沖還沒(méi)有到來(lái)時(shí),由于TL0,TH0是8位的定時(shí)器,在定時(shí)達(dá)到256us時(shí)會(huì)溢出,所以我們定義兩個(gè)靜態(tài)無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型變量overflow-count1和overflow-count2,定時(shí)器一旦溢出,即TFX(X=0,1)為1時(shí)相應(yīng)的變量就加1。用查詢方式查詢,當(dāng)P2.0引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第二脈沖到來(lái),此時(shí)終止TL0;當(dāng)P2.1引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第三脈沖到來(lái),此時(shí)終止TH0;當(dāng)P2.2引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第四脈沖到來(lái),此時(shí)終止T2。測(cè)時(shí)電路的流程圖,如圖3所示。

6通信電路軟件設(shè)計(jì)

通信協(xié)議約定:①PC機(jī)與單片機(jī)都可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù);②設(shè)置PC機(jī)與單片機(jī)通信的波特率,為9600bit/s③設(shè)定幀格式:因?yàn)榇型ㄐ?單片機(jī)的串行口方式1真正用于串行發(fā)送和接收,所以幀格式為:一位起始位,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位。④數(shù)據(jù)校驗(yàn):采用累加和校驗(yàn),每傳送10個(gè)數(shù)據(jù)就進(jìn)行一次累加和校驗(yàn)。⑤通信方式:查詢方式⑥為了保證數(shù)據(jù)可靠、有效,單片機(jī)開(kāi)始發(fā)送時(shí),先送一個(gè)AA信號(hào),PC機(jī)收到后,回答一個(gè)BB信號(hào),表示同意接收。當(dāng)單片機(jī)收到BB信號(hào)后,開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù),每發(fā)送一次便求校驗(yàn)和。假定數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度為16字節(jié),數(shù)據(jù)緩沖區(qū)為buf,數(shù)據(jù)塊發(fā)送完后馬上發(fā)送校驗(yàn)和。其中f=12MHZ,SMOD=0,波特率=9600bit/s,據(jù)此可以推出X=0FDH,TH1=TL1=0FDH。然后,初始化串行控制寄存器SCON,根據(jù)通信協(xié)議約定,幀格式為10位,串行口工作方式為1,允許接收,所以SCON寄存器初始值應(yīng)該設(shè)為01010000B=050H。因?yàn)椴捎玫氖遣樵兎绞桨l(fā)送和接收數(shù)據(jù),所以發(fā)送一幀數(shù)據(jù),應(yīng)該在TI位為低電平時(shí),將數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖器SBUF,即自動(dòng)開(kāi)始發(fā)送,當(dāng)檢測(cè)到TI位由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明此幀數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢,此時(shí)軟件清零TI,為發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。在接收一幀數(shù)據(jù)時(shí),先置REN=1,RI=0,當(dāng)檢測(cè)到RI由0變到1時(shí),說(shuō)明可以從接收緩沖器SBUF中讀取數(shù)據(jù)了,此時(shí)軟件應(yīng)清0RI,為下一次接收做好準(zhǔn)備。在本次設(shè)計(jì)中,測(cè)時(shí)電路測(cè)得時(shí)間后,將與PC機(jī)進(jìn)行通信,把時(shí)間傳送給PC機(jī)。因?yàn)闇y(cè)時(shí)部分得到的時(shí)間為整型十進(jìn)制,我們把時(shí)間統(tǒng)一都化為二進(jìn)制,把這個(gè)過(guò)程稱為二進(jìn)制轉(zhuǎn)化過(guò)程。在把十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后,單片機(jī)串行口初始化,然后開(kāi)始進(jìn)入通信流程,通信流程圖如圖4。

7結(jié)論

本論文給出了紅外密集度立靶系統(tǒng)測(cè)時(shí)電路設(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程,通過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合,我們得出結(jié)論:利用單片機(jī)89c52實(shí)現(xiàn)測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是完全可行。

參考文獻(xiàn):

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篇10

在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出?？梢?jiàn)，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無(wú)關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對(duì)被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò))，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對(duì)信號(hào)相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點(diǎn)。

二、擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點(diǎn)

擴(kuò)頻信號(hào)是不可預(yù)測(cè)的、偽隨機(jī)的寬帶信號(hào)，其帶寬遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬，同時(shí)接收機(jī)中必須有與寬帶載波同步的副本。擴(kuò)頻系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1．抗干擾性強(qiáng)

擴(kuò)頻信號(hào)的不可預(yù)測(cè)性，使擴(kuò)頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。干擾者很難通過(guò)觀察進(jìn)行干擾，干擾起不了太大作用。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在傳輸過(guò)程中擴(kuò)展了信號(hào)帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號(hào)功率低于干擾信號(hào)功率的情況下，仍能不受干擾、高質(zhì)量地進(jìn)行通信，擴(kuò)展的頻譜越寬，其抗干擾性越強(qiáng)。

2.低截獲性

擴(kuò)頻信號(hào)的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號(hào)的功率密度很低，偵察接收機(jī)很難監(jiān)測(cè)到，因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。

3.抗多路徑干擾性能好

多路徑干擾是電波傳播過(guò)程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號(hào)與直達(dá)路徑信號(hào)相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會(huì)嚴(yán)重影響通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中增加了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)過(guò)程，利用擴(kuò)頻碼序列間的相關(guān)特性，在接收端解擴(kuò)時(shí)，從多徑信號(hào)中分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，或?qū)⒍鄰叫盘?hào)中的相同碼序列信號(hào)疊加，這樣就可有效消除無(wú)線通信中因多徑干擾造成的信號(hào)衰落現(xiàn)象，使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發(fā)射功率下，擴(kuò)頻信號(hào)分布在很寬的頻帶內(nèi)，無(wú)線信道中有用信號(hào)功率譜密度極低，這樣信號(hào)可以在強(qiáng)噪聲背景下，甚至在有用信號(hào)被噪聲淹沒(méi)的情況下進(jìn)行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進(jìn)一步檢測(cè)出信號(hào)的特征參數(shù)就更難了．所以擴(kuò)頻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。同時(shí)，對(duì)不同用戶使用不同碼，旁人無(wú)法竊聽(tīng)通信，因而擴(kuò)頻系統(tǒng)具有高保密性。

5.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址

在通信系統(tǒng)中，可充分利用在擴(kuò)頻調(diào)制中使用的擴(kuò)頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端利用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號(hào)，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時(shí)通話而互不干擾。

三、擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

在過(guò)去由于技術(shù)的限制，人們一直在走增加信號(hào)功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無(wú)助于事．近幾年，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實(shí)，擴(kuò)頻通信獲得極其迅速的發(fā)展．通信的發(fā)展史又到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，由用信噪比換帶寬的年代進(jìn)入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴(kuò)頻通信．最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機(jī)+最佳接收機(jī)．幾十年來(lái)，最佳接收理論已經(jīng)很成熟，但最佳發(fā)射問(wèn)題一直沒(méi)有很好解決，偽碼擴(kuò)頻是一種最佳的信號(hào)形式和調(diào)制制度，構(gòu)成了最佳發(fā)射機(jī)．因此，有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴(kuò)頻+相關(guān)接收這種認(rèn)識(shí)，人們就不難預(yù)測(cè)擴(kuò)頻通信的未來(lái)前景．從9O年代無(wú)線通信開(kāi)始步人擴(kuò)頻通信和自適應(yīng)通信的年代．?dāng)U頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)已開(kāi)始廣泛用于未來(lái)的峰窩通信、無(wú)繩通信和個(gè)人通信以及各種無(wú)線本地環(huán)路，發(fā)揮越來(lái)越大的作用．接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng)，逐步發(fā)展、演變和升級(jí)而形成的．現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)．由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚，往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”，各國(guó)都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展，因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開(kāi)放性，經(jīng)營(yíng)者和用戶不需申請(qǐng)授權(quán)就可以自由地使用這些頻段，而無(wú)線擴(kuò)頻技術(shù)所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無(wú)線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段．在無(wú)線接人系統(tǒng)中，擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)、頻點(diǎn)問(wèn)題容易處理、價(jià)格比較便宜．而且，擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相對(duì)有線接入技術(shù)來(lái)說(shuō)，有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢(shì)，在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用．

擴(kuò)頻微波主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面．語(yǔ)音接入(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))；數(shù)據(jù)接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(wǎng)(Internet)接入。

四、結(jié)語(yǔ)

擴(kuò)頻通信是通信的一個(gè)重要分支和發(fā)展方向，是擴(kuò)頻技術(shù)與通信相結(jié)合的產(chǎn)物。本文主要論述了擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)、理論可行性及典型的工作方式。擴(kuò)頻通信的強(qiáng)抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點(diǎn)，使它的應(yīng)用迅速?gòu)能娪脭U(kuò)展到民用通信中，它的易于實(shí)現(xiàn)碼分多址的特點(diǎn)，使它能與第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)完美結(jié)合，發(fā)展前景極為廣闊。

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