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論文摘要:通過Bluetooth和UWB的技術對比及多角度的分析,證實了藍牙+UWB作為下一代高速無線通訊技術的可能。

隨著因特網(wǎng)、多媒體和無線通信技術的發(fā)展,人們與信息網(wǎng)絡已經(jīng)密不可分。當今無線通信在人們的生活中扮演著越來越重要的角色,低功耗、微型化是用戶對當前無線通信產(chǎn)品尤其是便攜產(chǎn)品的強烈追求,作為無線通信技術一個重要分支的短距離無線通信技術正逐漸引起越來越廣泛的觀注。

1短距離無線通信技術簡介

近年來,由于數(shù)據(jù)通信需求的推動,加上半導體、計算機等相關電子技術領域的快速發(fā)展,短距離無線與移動通信技術也經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的階段,WLAN技術、藍牙技術、UWB技術,以及紫蜂(ZigBee)技術等取得了令人矚目的成就。短距離無線通信通常指的是100m以內(nèi)的通信,分為高速短距離無線通信和低速短距離無線通信兩類。高速短距離無線通信最高數(shù)據(jù)速率>100Mbit/s,通信距離<10m,典型技術有高速UWB、WirelessUSB;低速短距離無線通信的最低數(shù)據(jù)速率<1Mbit/s,通信距離<100m,典型技術有藍牙、紫蜂和低速UWB。

2藍牙(Bluetooth)技術

“藍牙(Bluetooth)”是一個開放性的、短距離無線通信技術標準,也是目前國際上最新的一種公開的無線通信技術規(guī)范。它可以在較小的范圍內(nèi),通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網(wǎng)絡互聯(lián),使得近距離內(nèi)各種通信設備能夠?qū)崿F(xiàn)無縫資源共享,也可以實現(xiàn)在各種數(shù)字設備之間的語音和數(shù)據(jù)通信。由于藍牙技術可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中,因此特別適用于小型的移動通信設備,使設備去掉了連接電纜的不便,通過無線建立通信。

藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎,采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進技術,為固定與移動設備通信環(huán)境建立一個特別連接。藍牙技術使得一些便于攜帶的移動通信設備和計算機設備不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng),并且能夠?qū)崿F(xiàn)無線連接因特網(wǎng),其實際應用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品和汽車等信息家電,組成一個巨大的無線通信網(wǎng)絡。打印機、PDA、桌上型計算機、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數(shù)字設備都可以成為藍牙系統(tǒng)的一部分。目前藍牙的標準是IEEE802.15,工作在2.4GHz頻帶,通道帶寬為lMb/s,異步非對稱連接最高數(shù)據(jù)速率為723.2kb/s。藍牙速率亦擬進一步增強,新的藍牙標準2.0版支持高達10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),這是適應未來愈來愈多寬帶多媒體業(yè)務需求的必然演進趨勢。

作為一個新興技術,藍牙技術的應用還存在許多問題和不足之處,如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問,藍牙技術已成為近年應用最快的無線通信技術,它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個方面。

3超寬帶(UWB)技術

超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術起源于20世紀50年代末,此前主要作為軍事技術在雷達等通信設備中使用。隨著無線通信的飛速發(fā)展,人們對高速無線通信提出了更高的要求,超寬帶技術又被重新提出,并倍受關注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通信方案。與常見的使用連續(xù)載波通信方式不同,UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息,通常每個脈沖持續(xù)的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz,因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通信的同時,UWB設備的發(fā)射功率卻很小,僅僅是現(xiàn)有設備的幾百分之一,對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲,因此從理論上講,UWB可以與現(xiàn)有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式,它有望在無線通信領域得到廣泛的應用。UWB的特點如下:

(1)抗干擾性能強:UWB采用跳時擴頻信號,系統(tǒng)具有較大的處理增益,在發(fā)射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中,輸出功率甚至低于普通設備產(chǎn)生的噪聲。

(2)傳輸速率高:UWB的數(shù)據(jù)速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s,有望高于藍牙100倍。

(3)帶寬極寬:UWB使用的帶寬在1GHz以上,高達幾個GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大,并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時工作而互不干擾。

(4)消耗電能少:通常情況下,無線通信系統(tǒng)在通信時需要連續(xù)發(fā)射載波,因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波,只是發(fā)出瞬間脈沖電波,也就是直接按0和1發(fā)送出去,并且在需要時才發(fā)送脈沖電波,所以消耗電能少。

(5)保密性好:UWB保密性表現(xiàn)在兩方面:一方面是采用跳時擴頻,接收機只有已知發(fā)送端擴頻碼時才能解出發(fā)射數(shù)據(jù);另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低,用傳統(tǒng)的接收機無法接收。

(6)發(fā)送功率非常小:UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小,通信設備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長了系統(tǒng)電源工作時間。

(7)成本低,適合于便攜型使用:由于UWB技術使用基帶傳輸,無需進行射頻調(diào)制和解調(diào),所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉換器及本地振蕩器等復雜元件,系統(tǒng)結構簡化,成本大大降低,同時更容易集成到CMOS電路中。

參考文獻:

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論文關鍵詞　訊問　職務犯罪嫌疑人　全程同步錄音錄像　積極意義

2006年，最高人民檢察院做出了檢察機關辦理職務犯罪案件訊問犯罪嫌疑人實行全程同步錄音錄像工作的部署。這是高檢院適應新的形勢，為規(guī)范執(zhí)法行為、提高職務犯罪偵查工作水平而作出的一項重大決策。我院積極行動，結合實際認真貫徹落實高檢及市院部署，引進最先進技術設備、進行技術培訓、并結合實際制定了《密云縣人民檢察院訊問職務犯罪嫌疑人全程同步錄音錄像技術工作規(guī)則》，同時積極與業(yè)務處室進行溝通協(xié)調(diào)，積極推動全程同步錄音錄像工作順利開展。

自開展同步錄音錄像工作以來，四年間，我院技術部門累計完成了同步錄音錄像案件90件，180余次上萬分鐘。保證了案件質(zhì)量，有效的防止了犯罪嫌疑人在法庭之上翻供的情況發(fā)生。

一、實行全程同步錄音錄像工作的積極意義

1．有利于提高犯罪嫌疑人口供的真實性。實行同步錄音錄像可以如實反映訊問犯罪嫌疑人時的真實場景，犯罪嫌疑人當時的神情、語態(tài)?？梢詮牧硪粋€側面驗證筆錄的真實性，使證據(jù)更加直接可靠。同時實行同步錄音錄像也可防止偵查人員為盡快破案而采取逼供誘供，即采取刑訊逼供等手段去的口供的行為，實現(xiàn)對對訊問活動的監(jiān)督和犯罪嫌疑人的人權保障。

2．有利于固定證據(jù)，使犯罪嫌疑人翻供的可能性大大減小。在實際案件中，犯罪嫌疑人翻供時有發(fā)生。往往造成公訴人出庭難度，影響法官對案件事實的判斷，甚至可能放縱犯罪，而對犯罪嫌疑人實行同步錄音錄像卻可還原整個訊問過程，為法庭對證據(jù)的質(zhì)證和采信提供了依據(jù)，使犯罪嫌疑人翻供的概率大大減少，縮短了法庭質(zhì)證的時間，也為法官判決提供了更好的依據(jù)。

3．有利于執(zhí)法觀念、辦案方式的轉變和偵查水平的提高。在當今科技文化不斷發(fā)展的今天，犯罪案件嫌疑人的文化程度較高，尤其是貪污賄賂犯罪，犯罪嫌疑人的文化程度、智商和情商更高，犯罪的手段更加高超，使得案件的查處難度更大。要想更好的查處職務犯罪，就要求執(zhí)法人員改變執(zhí)法觀念、執(zhí)法方式，不斷學習新的知識和偵查技能，同時充分利用科技手段與犯罪分子斗智斗勇。在審訊犯罪嫌疑人過程中進行同步錄音錄像，就可以抓住嫌疑人心理、表情的細微變化，有效切入和突破案件，同時給予犯罪分子以威懾，主動交代犯罪。

二、實行全程同步錄音錄像工作存在的問題

1．偵查人員思想認識尚不適應同步錄音錄像規(guī)范化要求。由于受傳統(tǒng)訊問觀念的影響，加之同步錄音錄像工作全新復雜，一些辦案人員認為同步錄音錄像對固定證據(jù)起不到切實的作用，而且涉及到資金的投入，技術人員的增加。需要耗費大量人力、物力，因此在同步錄音錄像的推動上不積極，不規(guī)范。

2．偵查人員的訊問水平有待于規(guī)范和提高。由于全程錄音錄像的推行，要求訊問語言必須文明、規(guī)范，掌握犯罪嫌疑人心理，如果偵查人員在訊問中逼供、誘供或使用粗言猥語、情緒失控等情況，必然對審訊的效力產(chǎn)生影響，甚至會檢察干警的紀律形象大打折扣。所以偵查人員應從語言、心理、儀表上加強訓練，符合訊問規(guī)定。

3．是犯罪嫌疑人的防備心理增強。全程同步錄音錄像有利的方面是可以起到固定證據(jù)的作用，不利的方面是自己的口供起到穩(wěn)定口供的作用，另一方面也加深了犯罪嫌疑人的防備心理。在我院實施同步錄音錄像過程中，多起案件的犯罪嫌疑人都在訊問中不同程度增加了辯解成份，極力為犯罪行為制造籍口，試圖為自己開脫。如何應對同步錄音錄像給犯罪嫌疑人心理帶來的這種“雙刃劍”效應，給反貪工作提出了新的課題。

4．偵查人員與技術人員的配合需增強。實行全程同步錄音錄像后，訊問就不僅僅是偵查人員單方面所能完成的，必須依賴技術人員的配合才能完成。因此需要雙方的協(xié)同配合，互相理解和支持，才能出色完成訊問工作。

三、實行全程同步錄音錄像工作的對策建議

1．加強領導，提高認識。只有辦案人員從思想上提高全程同步錄音錄像工作的認識，消除對同步錄音錄像束縛辦案、畏懼訊問的思想根源，真正理解全程同步錄音錄像工作的意義和目的，同步錄音錄像才能更好地被貫徹執(zhí)行，發(fā)揮其應有的功效。如果只有領導重視，辦案人員不提高認識，執(zhí)法規(guī)范將難以得到正確執(zhí)行；如果只有辦案人員提高認識，而領導不重視，那仍然不能達到執(zhí)法規(guī)范的正確執(zhí)行。所以領導的重視和辦案人員從思想上提高認識是相輔相成的。

2．要切實提高辦案人員的訊問水平和技能。要加強辦案人員多方面知識的學習，尤其是信息和科技的不斷更新，了解和掌握犯罪嫌疑人心心理，提高訊問的技巧和水平，減少逼供誘供等情況發(fā)生，使干警依法辦案，文明辦案蔚然成風。

3．辦案人員與技術人員要密切配合。要在進行全程同步錄音錄像之前，辦案人員應當向技術人員介紹簡要案情、告知訊問中的關鍵點以及對全程同步錄音錄像的大體要求和欲達到的目的；以求獲得最佳的效果。

4．提高審訊人員的綜合素質(zhì)。由于錄像記錄不同于筆錄，沒有歸納總結和語言書面化的筆錄過程，所以辦案人員在訊問前一定要擬定詳細的訊問提綱。通過提綱可以使語言書面化，另外在訊問中避免出現(xiàn)方言、俗語和不文明語言，同時要注意衣著得體，盡量穿著檢察制服，用語文明、嚴謹，注意坐、立、行、走姿勢等細節(jié)問題。影響檢察官形象。

5．引進法律和偵查方面的專業(yè)人才。只有多引進法律、偵查方面的專業(yè)人才，才能讓大家盡快適應全程同步錄音錄像規(guī)定。比如：在偵查方面，對年輕的辦案人員實行“傳幫帶”的同時，還應該讓他們?nèi)ハ嚓P的學校相關的專業(yè)進修，讓他們從理論和實際上都得到提升，盡快成為辦案骨干。同時也要讓老辦案人員去進修，提高他們的理論水平和思想認識。

6．加強技術處內(nèi)部的管理和技術人員的培訓。首先，技術部門要做好與辦案部門之間的溝通，安排計劃好同步錄音錄像工作。大部分檢察院的技術人員都很限，技術人員往往都是身兼數(shù)職，故必須做好與辦案部門的溝通工作，以免出現(xiàn)錄像當天人員不夠的情況。其次，加強技術人員的專業(yè)技能培訓，要求技術人員能夠獨立熟練使用各種同步錄音錄像設備，并掌握簡單的維修辦法。其中包括便攜式同步錄音錄像設備、大案要案指揮中心的柜式同步錄音錄像設備。同時保證良好的心態(tài)。同步錄音錄像由于案件的特殊性，往往需要技術人員隨同辦案人員一起加班加點，甚至連夜工作，為此，我們應積極響應“快樂工作，幸福生活”的口號，遇到加班，要積極與辦案部門配合，以飽滿的精神完成應該完成的工作。

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關鍵詞：NFC技術；U盤；無線通訊

1 NFC技術的發(fā)展現(xiàn)狀

自上世紀末以來，無線通信被廣泛應用到人們生活的方方面面，低功耗微型化是用戶對當前無線通信產(chǎn)品尤其是便攜產(chǎn)品的強烈追求，因而短距離無線通信引起了大家的重視，目前使用普遍的短距離無線通訊技術有藍牙（Bluetooth）、無線局域網(wǎng)802.11（WiFi）等。近場通訊技術（NFC）近些年發(fā)展比較迅速，且具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

NFC是Near Field Communication縮寫，即近無線通訊技術。由飛利浦公司和索尼公司共同開發(fā)的NFC是一種接觸式識別和互聯(lián)技術，可以在移動設備、消費類電子產(chǎn)品、PC和智能控件工具間進行近距離無線通信。NFC提供了一種簡單、觸控式的解決方案，可以讓消費者簡單直觀地交換信息、訪問內(nèi)容與服務。

目前NFC的應用范圍也不再局限于移動支付范疇，市場上支持NFC技術的設備也越來越多，包括OPPO、三星、谷歌、諾基亞和HTC等品牌手機，并且有很多其它電子設備也開始支持該技術?，F(xiàn)在手機中NFC最常用的功能是將兩臺NFC手機靠近就可以輕松的實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

2 NFC技術的原理及特點

NFC設備或NFC標簽中的信息是通過設備之間無線頻率產(chǎn)生的電磁感應來傳遞的，傳輸范圍僅有幾到十幾厘米。NFC設備或標簽在進行有效的數(shù)據(jù)通訊前要先通過協(xié)商來確定當前的模式及傳輸速率。NFC的工作模式可以分為三種：卡模式、讀寫器和點對點傳輸，點對點模式：支持兩個近場通信設備之間相互通訊，實現(xiàn)信息交換和文件共享。讀卡器模式：使近場能訊設備能從海報或者展覽信息電子標簽上讀取相關信息?？Ｊ剑航鼒鐾ㄐ旁O備能像智能卡一樣，允許用戶支付零售購物和交通費用。

NFC技術有以下主要特點。第一，近距離感應。NFC設備之間的極短距離接觸，主動通信為20cm，被動通訊為10cm，讓信息能夠在NFC設備之間點對點傳輸。第二，通訊的安全性。除了極短距離的傳輸保證了信息的安全外，也可以通過加/解密系統(tǒng)來確保移動裝置間的安全通信。第三，處理信息的快速性。從NFC設備的檢測認證到數(shù)據(jù)的存取，所花費的時間短。

3 現(xiàn)有U盤存在的不足

有些人在辦公的時候急需把自己的手機里的文件打印出來，但自己又沒有帶兩用U盤，一些文印店的電腦都不聯(lián)網(wǎng)，所以只能用手機軟件或者藍牙把文件發(fā)送到電腦上，然后再傳到U盤里面，整過程耗費大量的時間還有流量，而且傳統(tǒng)的U盤長時間插拔USB接口，不僅麻煩而且長時間容易造成USB接口的損壞。因此，我們可以開發(fā)一個基于NFC近場傳輸技術的U盤，只要將兩個設備靠近而不需要線纜接插，就可以實現(xiàn)相互間通訊，為文件的存儲與傳遞提供了很大的方便。

4 新概念U盤介紹

為了解決傳統(tǒng)U盤存在的問題，我們設計出一種新型U盤，它由大內(nèi)存容量的NFC卡片制作而成?？梢詫崿F(xiàn)新的非接觸式U盤數(shù)據(jù)傳輸方式，這種U盤可以實現(xiàn)將手機內(nèi)的文檔，視頻，音頻等通過NFC技術傳輸?shù)経盤內(nèi)，同時我們可以將這種新型的U盤和傳統(tǒng)的U盤結合，使新概念U盤既可以通過NFC技術從手機向U盤傳遞數(shù)據(jù)，也可以通過USB接口將U盤中的數(shù)據(jù)傳送到電腦當中。讓我們做更大的設想，如果將來的設計一個NFC讀寫器能連接在電腦上或者電腦也具有NFC的讀寫功能，則可以將U盤中的內(nèi)容直接送入電腦當中。

這款U盤的研發(fā)主要需要解決的問題有兩個：第一，增加NFC芯片的內(nèi)存容量。因為目前用戶對U盤的使用來說對于存儲容量的要求還是比較高的。第二，將NFC芯片的內(nèi)存與傳統(tǒng)的U盤的內(nèi)存結合到一起。即實現(xiàn)既可以通過NFC方式進行數(shù)據(jù)讀寫，又可以通過USB口進行讀寫。另外，我們大膽設想如果在打印機中加入NFC讀取的功能，則可以將U盤放到打印機NFC感應區(qū)時，直接由打印機讀取U盤內(nèi)文檔并打印出來。

4 新概念U盤的市場前景

若未來這兩個問題得到解決，這種新概念的U盤得到推廣并投入市場，一定會對傳統(tǒng)的U盤產(chǎn)業(yè)進行很大的革新。

5 結束語

綜上所述，利用近場傳輸技術的原理，對現(xiàn)有的U盤進行技術上的革新改造，是一種新的研究方向。由于NFC技術的迅速發(fā)展，U盤之間利用NFC技術進行信息的傳輸是可能實現(xiàn)的。若將NFC卡的存儲容量進行有效的擴展，使這種U盤的存儲容量符合廣大消費者的需求，這樣才能使這種U盤發(fā)揮出自身的價值，早日應用于市場。

參考文獻

[1]趙云雁 基于NFC技術的智能海報應用研究 鄭州大學2012年碩士論文

[2]趙飛云 楊慰民 基于NFC技術的移動應用 中國新通信2008年01期

作者簡介

篇4

論文關鍵詞：景觀式地面煙爐，系統(tǒng)組成，技術指標

 

RYJ-1型景觀式地面煙爐外形似歐式尖頂建筑，采用太陽能供電遠程遙控作業(yè)，其控制距離不受限制，可布置在氣候條件適宜的地區(qū)技術指標，實現(xiàn)焰條的遠程遙控檢測、點火和自動播撒。本系統(tǒng)除可在手機信號覆蓋的地區(qū)使用外，還可選擇安裝在北斗接收裝置上，可覆蓋沒有手機信號的所有區(qū)域，實現(xiàn)中國境內(nèi)無盲點覆蓋。

1 功能及特點

1.1 實現(xiàn)了無人職守，適時作業(yè)的功能，作業(yè)安全可靠，可廣泛布點，實用性強。

1.2 具有設備破壞報警技術指標，煙管被盜自毀的功能，可確保設備安全，可避免燃燒劑危害社會。

1.3 功能配置先進，配置北斗衛(wèi)星通訊，可覆蓋中國境內(nèi)所有區(qū)域。

1.4 考慮到作業(yè)人員的安全及衛(wèi)生，填裝煙管工作在煙爐外完成，無需將手伸入煙爐內(nèi)部，裝填方便、快捷技術指標，可確保煙管安裝人員安全衛(wèi)生。

1.5 裝填煙管數(shù)量多，催化劑含量大，作業(yè)時間長。

1.6 具有煙管是否點火成功的檢測功能和異常檢測功能及燃燒情況記錄功能。

1.7 遙控系統(tǒng)具有可靠的加密功能。

1.8 外形美觀，性能可靠，可靠選擇單體或成組（套）安裝使用。

2 工作原理

中心控制器采用密碼無線通訊方式。遠

程獲取終端站點信息，廟宇煙管點火時間、點火數(shù)量，使煙管在選定時間正常點火，燃燒催化劑技術指標，通過煙爐將催化焰劑播撒釋放于空中，并在上升氣流的作用下抬升到云中，達到催化增雨（雪）功效。

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學本科，從事人工影響天氣科研工作

2.1 本系統(tǒng)由地面煙管、煙爐、點火控制系統(tǒng)組成。

2.1.1 地面煙管由接電銅片、底座、殼體、催化劑藥柱、自毀裝置、噴管、防潮塞組成，見圖1。

圖1 地面煙管

Fig.1 Chimney of equipment

2.1.2 地面煙爐由1雨帽、2煙囪、3爐頂、4爐鏜、5煙管固定裝置、6煙管、7收渣盒、8煙爐底座、9接線板、10門、11控制器等組成，見圖2。

圖2 地面煙爐

Fig.2 landscaping artificial rainfall aerosol equipment

2.1.3 點火控制系統(tǒng)由點火控制器、內(nèi)置電池、

無線通訊模塊、太陽能充放電控制、防盜報警系

統(tǒng)組成。系統(tǒng)工作框圖見圖3。

圖3 控制系統(tǒng)工作框圖

Fig.3 Map of control system

3 技術指標

3.1 煙管技術指標

管長398mm

管徑Φ46.5 mm

質(zhì)量925 g

催化劑重量 535 g

碘化銀含量 11 g/支

成核率（-10℃） 1.03×101 個/g

催化劑燃燒時間 6 Min/支

催化劑燃燒溫度 1260℃

使用溫度-30～45℃

儲存溫度 -40～50℃

煙管同時工作數(shù)量 ≤9支/套

儲存期3年

3.2 地面煙爐、控制系統(tǒng)性能指標

外形尺寸4212×1538×5475（長×寬×

高）mm/套（3個單位為一套）

質(zhì)量 1500 Kg/套

煙管最大裝填量 168支/套（單位裝填量56支）

電源電壓220VAC(遠程中心站)；8～

16VDC(現(xiàn)場終端）V

待機功耗 ≤2W（終端

供電方式 太陽能供電系統(tǒng)

電池能量 7個連續(xù)陰天可靠工作

電池壽命 >1年

手持式控制方式 現(xiàn)場控制

控制距離 中國境內(nèi)不限

最大點火容量 168支（可以獨立點火）

平均無故障工作 >7000 H

平均修復時間 <2 H

工作溫度 -30～45℃

工作濕度 10～100%

點火控制方式 支持GPRS、CDMA、SMS、衛(wèi)星通訊

21世紀，對于我區(qū)人工影響天氣的工作發(fā)展是一個十分有利的時期，但機遇與挑戰(zhàn)并存技術指標，希望和困難同在，我們要充分利用國內(nèi)的先進技術，落實科學發(fā)展觀，豐富我區(qū)人影作業(yè)手段，促進我區(qū)人影工作快速的發(fā)展，從而進入一個全新的局面。

參與文獻：

人工影響天氣技術手冊

篇5

【論文摘要】：在許多基于單片機的應用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。

在許多基于單片機的應用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價、近距離、無線、低功耗、保密性強的通訊方案，主要應用于近距離的無線數(shù)據(jù)傳輸，也有用于近距離無線網(wǎng)絡接入。從早期的IRDA規(guī)范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），紅外線接口的速度不斷提高，使用紅外線接口和電腦通信的信息設備也越來越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進行通訊，由于它的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無線通訊的場合，進行"點對點"的直線數(shù)據(jù)傳輸，因此在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。

一、紅外通信的基本原理

紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端將基帶二進制信號調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經(jīng)過放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進行解調(diào)，還原為二進制數(shù)字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈時調(diào)制（PPM）兩種方法。

簡而言之，紅外通信的實質(zhì)就是對二進制數(shù)字信號進行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。

二、紅外通訊技術的特點

紅外通訊技術是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術，被眾多的硬件和軟件平臺所支持：

⑴通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)；

⑵主要是用來取代點對點的線纜連接；

⑶新的通訊標準兼容早期的通訊標準；

⑷小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點對點直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強；

⑸傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經(jīng)。

三、紅外數(shù)據(jù)通訊技術的用途

紅外通訊技術常被應用在下列設備中：

⑴筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；

⑵打印機、鍵盤鼠標等計算機設備；

⑶電話機、移動電話、尋呼機；

⑷數(shù)碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；

⑸工業(yè)設備和醫(yī)療設備；

⑹網(wǎng)絡接入設備，如調(diào)制解調(diào)器。

四、紅外數(shù)據(jù)通訊技術的缺點

⑴通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷；

⑵目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（115.2kbit/s）；

⑶紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴展性差。

五、紅外通信技術對計算機技術的沖擊

紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調(diào)制解調(diào)器。預計，執(zhí)行紅外通信標準即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s。

紅外通信標準規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標準。目前，惠普移動計算分公司正在開發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調(diào)制解調(diào)器。

紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數(shù)字助理設備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。

六、紅外通信技術開辟數(shù)據(jù)通信的未來

目前，符合紅外通信標準要求的個人數(shù)字數(shù)據(jù)助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計算機中不需要調(diào)制解調(diào)器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統(tǒng)的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間容易實現(xiàn)無線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現(xiàn)的，所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機上使用，包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計算機中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運行所需電壓的手持式計算機，現(xiàn)在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發(fā)者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機)也可以采用紅外接口裝置。

預計在不久的將來，紅外技術將在通信領域得到普遍應用，數(shù)字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強，故國外軍事通信機構歷來重視這一技術的開發(fā)和應用。這一技術在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構、邊海防的端對端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機技術產(chǎn)生沖擊，對未來數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。

參考文獻：

[1]蔣俊峰.基于單片機的紅外通訊設計[J].電子設計應用，2003，11.

[2]曾慶立.遠距離紅外通訊接口的硬件設計與使用[J].吉首大學學報(自然科學版)，2001，4.

[3]鄧澤平.一種多用途電度表的紅外通訊問題[J].湖南電力，2003，4.

[4]朱磊，郭華北，朱建.單片機89C52在多功能電度表中的應用研究[J].山東科技大學學報(自然科學版)，2003，2.

篇6

    [論文摘要]藍牙計劃基本上是一個無線傳輸?shù)挠媱?不需要透過實質(zhì)線路,在一定的距離范圍內(nèi),可以傳輸可觀的資料量,當然這種無線傳輸并不像行動電話那樣數(shù)十公里內(nèi)皆可傳達,而是數(shù)十至數(shù)百公尺內(nèi)的短距離無線傳輸。此外可傳輸?shù)难b置不限于手機,只要有裝設藍牙收發(fā)模塊的裝置都可以使用藍牙傳輸,眼前的構想即是讓其它的行動裝置都可以使用藍牙傳輸。

    一、前言

    越來越多數(shù)字電子產(chǎn)品借著新科技提升本身的性能和實力。以目前發(fā)展的趨勢來看,未來消費性電子產(chǎn)品將有兩個重要的發(fā)展指標,一是使用藍牙技術這類開放技術,以無線,局域網(wǎng)絡,可攜帶式設備成為網(wǎng)絡體的延伸。另一項則是內(nèi)存規(guī)格的統(tǒng)一,加密以及輕量化應用。

    無論您喜不喜歡,“藍牙計劃”這個名詞幾乎已到了無孔不入的境界,不論是商業(yè)財經(jīng)臺還是一般大眾電視臺,都不只一次以上報導這個計劃的進展與新聞,話雖如此,但卻很少人了解此計劃的原意與來龍去脈,只知道有這樣一個計劃正如火如荼地進行,且聲勢浩大、似乎充滿無限希望?？深A見的,未來與藍牙計劃相關的新聞只會更多,因為計劃正一步步實現(xiàn)中。

    藍牙(Bluetooth) 簡單講就是一種電信、計算機的無線傳輸技術。單從字面上很難了解藍牙是個怎么樣的技術,他不像“GSM”一樣可以望文生義。簡單的說藍牙是一種無線網(wǎng)絡與消費性電子產(chǎn)品之通訊技術,透過無線傳輸和基頻模塊構成,其快速響應和跳頻系統(tǒng)的特性使無線傳輸更佳穩(wěn)定。可以應用在各種電子產(chǎn)品如:筆記型計算機、行動電話、數(shù)字相機和其它相類似電子產(chǎn)品等。

    二、藍牙的緣起

    藍牙計劃基本上是一個無線傳輸?shù)挠媱?不需要透過實質(zhì)線路,在一定的距離范圍內(nèi),可以傳輸可觀的資料量,當然這種無線傳輸并不像行動電話那樣數(shù)十公里內(nèi)皆可傳達,而是數(shù)十至數(shù)百公尺內(nèi)的短距離無線傳輸。此外可傳輸?shù)难b置不限于手機,只要有裝設藍牙收發(fā)模塊的裝置都可以使用藍牙傳輸,眼前的構想即是讓其它的行動裝置都可以使用藍牙傳輸,包括PDA、筆記型計算機、車用裝置等等。藍牙計劃的發(fā)起,主要是1998年5月,由Ericsson(愛立信,瑞典)、Intel(英特爾,美國)、NOKIA(諾基亞,芬蘭)、IBM(國際商務機器,美國)、TOSHIBA(東芝,日本)等五家公司,共同組織一個“特別參與組織(SIG,Special Interest Grou)”稱為Bluetooth SIG,以此組織來制定一套短距離的無線傳送、接收的技術規(guī)格。

    三、淺談藍牙技術

    藍牙計劃雖是1998年開始,但是藍牙的技術根基卻來自1997年制訂完成的無線局域網(wǎng)絡通訊協(xié)議:IEEE-802.11。

    藍牙基本上也是運用射頻(RF)方式進行無線通訊,至于使用的頻帶范圍,則是使用2.45GHz,這個無線電頻帶是全世界共同開放、不受法令限制的頻帶,舉凡工業(yè)、科學、醫(yī)療(ISM,Industrial/Scientific/Medical)、甚至微波爐等都是使用2.45GHz的頻帶。

    由于這個頻帶被廣泛使用了,那么使用此頻帶進行通訊,絕對是很容易收到干擾的,因此藍牙規(guī)格被設計成可跳頻通訊,能夠在一秒鐘內(nèi)進行1,600次的跳頻動作,此這樣的動作避免其它通訊的干擾。由于每秒1,600次的快速跳頻,這也使得藍牙無線收發(fā)的數(shù)據(jù)封包不能太長,否則不能滿足如此頻繁的跳頻次數(shù),所以藍牙短封包、快速跳頻的特性,也使其無線傳輸能抗干擾、更穩(wěn)定通信。

    藍牙規(guī)格已經(jīng)正式公布v1.0版,規(guī)格方面算是踏出成熟的第一步,接下來就是商品化、投入實際制造的階段。而要讓藍牙迅速普及,就是在既有的用途裝置上,追加設計藍牙功能即可,以節(jié)省開發(fā)時間與成本,為此藍牙射頻模塊就成為非常重要的一項零組件。

    藍牙射頻模塊一方面要夠便宜,才可能快速普及,另一方面也要夠小巧,才能適用于所有的需求裝置上,目前專家推估射頻模塊的成本必須低于5美元才能普及,而各家公司也正加緊將射頻模塊設計地更精小、更便宜中。

    四、藍牙技術的應用

    藍牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的無線通訊能力,因此藍牙技術可以舒緩若干問題,例如可以直接利用藍牙的高速數(shù)據(jù)傳輸率來傳輸語音,等于是把藍牙通訊當成無線電話的功能。

    另外對于小公司、小環(huán)境等,也可以省去布設實質(zhì)線路的成本,以及后續(xù)線路維護的困擾。還有藍牙可以指定隔絕與通行的通信功能,也等于可以建立無線的LAN環(huán)境、小族群通訊環(huán)境。

    五、藍牙技術的展望

    (一)藍牙收發(fā)話器對健康的好處。由于手機有高功率的電磁波,據(jù)報導證實電磁波會對人體造成傷害,所以有了藍牙,你將可以把一個小小的藍牙附件裝在你的大哥大, 然后把收發(fā)話器戴在你的耳朵(由于藍牙應用的是低功率,所以不會對人體有任何傷害)。準備好了以后,你就把你的大哥大放在口袋里講電話,不必把電話緊貼的臉,甚至按下收發(fā)話器上的按鈕就可以直接接聽來電。

    (二)比一般傳統(tǒng)式紅外線傳輸更快,且不用對準兩個傳輸端口成一直線。藍牙科技在傳輸方面的好處就是,它能夠允許兩個裝置,在不排成一直線的狀態(tài)下,還能夠以無線的方式傳送數(shù)據(jù)。不像紅外線傳輸最大的缺點是, 你必須對準兩個傳輸端口成一直線才有辦法傳送數(shù)據(jù)。藍牙傳輸甚至無視于墻壁、口袋、或公文包的存在而可以順利進行。藍牙的數(shù)據(jù)傳輸速度比紅外線傳輸還要快,每秒鐘高達1MB。

    (三)手表可自動對時間,無線下載Mp3。只要將來手表有內(nèi)建藍牙且有Mp3撥放功能,這樣一來將可自動設定為標準時間,且可很方便的隨時從計算機傳輸歌曲。

    (四)其它還有很多很多,只要現(xiàn)在是要接線的,都有可能會被藍牙所應用。藍牙技術一旦普及,相信對通訊方式、產(chǎn)品設計、生活方式等都會有巨幅的沖擊,甚至很難想象沖擊的程度。不過就現(xiàn)階段而言,藍牙可能帶來的便利卻是可以想象的,各位可以想象家里安裝一個藍牙收發(fā)基地臺,家中的計算機、電話、傳真機都不用實際接線,就可以互通或連外。在公司內(nèi)外務人員趕時間,只要在藍牙收發(fā)范圍內(nèi)都可以傳送數(shù)據(jù),例如咖啡廳、車站等都可以。此外倉庫的盤點盤查,只要帶個PDA,倉庫內(nèi)設有藍牙基地臺,馬上可以跟全省各地的倉庫進行盤點加總,當然,藍牙基地臺后面有接往Internet,或是以公司專線,或VPN方式連接。另外數(shù)字相機拍完的相片,只要接近筆記型計算機就可以回傳,省去記憶卡的插拔,既有計算機外設裝置也都可以無線化,無線打印機、無線鍵盤、鼠標、搖桿。還有家中、公司都設有藍牙基地臺,則一支具有藍牙功能的手機,在家就可以跟居家無線電話一樣使用,而且是付居家電話費,在公司則變成自己的辦公分機,公司替您付電話費,而在外出時就跟一般行動手機一樣使用,這樣真正落實一人一機終生用的理想,這種方式也被人稱為三合一電話,即是居家、辦公、行動電話三者合一。

    六、結束語

    藍牙技術一定會飛速發(fā)展,但仍然有一些應用的細節(jié)問題需要解決,如相鄰設備之間為防止信息誤傳和被截取,必須要用戶提前設置對應頻段等,嚴重影響藍牙技術產(chǎn)品面市的速度。但相信隨著一個不斷完善的發(fā)展過程,藍牙技術會為我們的未來家居和辦公帶來不僅僅是方便一點的革命。

    參考文獻:

    [1]Nathan J.Muller Bluetooth Demystified(影印本).人民郵電出版社。

    [2]金純,許光辰,孫睿. 藍牙技術. 電子工業(yè)出版社。

篇7

關鍵詞：城市路燈 GPRS無線通訊 智能監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：U672.7+4文獻標識碼：A

一、引言

路燈對于城市發(fā)展的作用不容忽視，城市路燈的建設和管理不但關系到社會的安定和經(jīng)濟的繁榮，而且也影響著市容市貌，作為實用工具和景觀工程，城市路燈的照明建設日益受到政府和各界的關注。這項基礎設施建設代表著一座城市的現(xiàn)代化水平、經(jīng)濟實力、乃至人文特色，而它工作難度大、技術含量高的特性也給城市的建設者們帶來考驗，城市路燈照明是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚墓不A設施，在全國各地供電緊張的情況下，關閉景觀燈、調(diào)節(jié)路燈的開關時間等應急節(jié)電措施在廣泛應用，一般只在用電高峰間啟用，看似有效的措施卻卻見效甚微，一方面節(jié)約資源有限，另一方面又給人們的日常生活帶來負面影響，而要想真正做到少浪費，多節(jié)約，只有實施路燈的智能化管理，才能使我們的每一度電都能物盡其用！真正做到符合城市現(xiàn)代化發(fā)展的需要，百姓安居便民出行、路燈照明管理有效控制。

二、國內(nèi)及本地城市路燈照明系統(tǒng)的現(xiàn)狀問題分析

1.國內(nèi)城市路燈照明系統(tǒng)的現(xiàn)狀問題

根據(jù)相關權威數(shù)字統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，目前我國城市路燈約有1億盞，安裝功率達2.5萬千瓦，照明一年的耗電量就達590億千瓦時。另據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部的《關于2010年城市照明節(jié)能工作專項監(jiān)督檢查情況的通報》顯示，在2005年至2010年期間，我國多數(shù)城市道路照明單位功率耗電量正在逐年發(fā)生變化，以每年3%的速度下降，截至通報之日起已累計節(jié)電14.6%，其中，日照、柳州、遵義等城市節(jié)電收效較為明顯，甚至達到了25%。

可見，城市照明領域具有相當大的節(jié)能潛力，其他城市也有潛在上升空間。但如何挖掘這一潛力并找到切實有效可行的途徑，成為城市節(jié)能工作的重中之重。出現(xiàn)這一困難的根本原因在于受城市規(guī)劃剛性、新型節(jié)能設施生產(chǎn)技術不成熟和照明規(guī)模、更換成本較高等三大問題的制約，國內(nèi)城市路燈照明系統(tǒng)中普遍存在的管理落后、技術欠發(fā)達等因素是導致電量浪費的癥結所在，面對消耗日益嚴重的電力資源高能耗、高電費，路燈設施設備陳舊、燈具用量大、損耗大及照明盲點多、維修不及時等普遍現(xiàn)象來說，改善并解決這一現(xiàn)狀成為社會的突出問題之一。

2.本地城市路燈照明系統(tǒng)的現(xiàn)狀問題分析

在實地調(diào)查和多年工作經(jīng)驗的總結中我們發(fā)現(xiàn)，連云港地區(qū)的城市路燈照明系統(tǒng)主要延續(xù)采用傳統(tǒng)的有限通訊管理模式，經(jīng)常給監(jiān)管者和維護者的工作都帶來極大困擾，主要存在如下幾個方面的問題：

⑴路燈供電線路長，線損過大直接導致能耗過多，不但浪費資源，而且造成了過多的成本支出，同時給后期的維護更換增加了成本；

⑵路燈設備分散，管理人員少，管理困難，人力控制開關每天的耗時太大，在季節(jié)變換中，每個控制點的開關燈的調(diào)節(jié)周期頻率更高，尤其在城鎮(zhèn)化水平不斷提高，城市范圍不斷擴大，路燈照明設施區(qū)域不斷增多的現(xiàn)狀下，工作范圍的不斷擴大給有限的人力管理帶來極大挑戰(zhàn)；

⑶多采用較為普通的簡易時控器控制方案；會出現(xiàn)管理和故障發(fā)現(xiàn)滯緩的情況，不能及時發(fā)現(xiàn)并掌握各路口路段的照明情況，信息不能反饋，更不能實時控制，很難達到對不同路段、不同時間和不同燈型的有效控制和管理，導致資源配置不夠合理；

⑷傳統(tǒng)的有限通訊管理模式，導致在巡檢過程中的耗時較長，無形中增大了工作人員的工作量大，效率低，成本高的矛盾對比明顯；

三、GPRS在路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用特點

1.讓管理無盲點死區(qū)

GPRS無線通訊監(jiān)控系統(tǒng)的應用，主要是在路燈控制系統(tǒng)的線路終端配置了GPRS傳輸模塊，并根據(jù)不同路況及管理要求進行差異化的模塊銜接，讓監(jiān)控者能夠隨時掌握和監(jiān)控路燈照明和故障狀況，讓管理無盲點死區(qū)，遇到故障能夠及時發(fā)現(xiàn)盡快處理，大大提高了工作效率。

2. 靈活且時效性強

GPRS的模塊安裝非常靈活，上面提到而已在原有線路上鋪設，但并不意味著要按部就班，它可以在每一個路口安裝，也可以由一個GPRS模塊同時監(jiān)控多個路口，隨意性很強，能夠滿足使用者的多種要求，方便統(tǒng)籌管理。

而且它具有實時在線功能， 能時刻監(jiān)控各路段的照明情況，尤其在出現(xiàn)人力等不可抗因素時，如惡劣天氣等，可提早或者進行系統(tǒng)預置，在遇到突發(fā)狀況時，快速對路燈控制智能終端采集的數(shù)據(jù)進行分析，及時采取措施并制定有效方案，避免因城市路燈照明系統(tǒng)的不完善造成重大交通事故的隱患發(fā)生。

3簡單方便省時省力

該應用無需鋪設新的線路，只需要在原有的線路上增加GPRS端口功能，就可以將監(jiān)控數(shù)據(jù)通過專線傳輸?shù)街付ㄎ恢茫⑼ㄟ^無線通訊的網(wǎng)絡模式來接受遠程監(jiān)控智能系統(tǒng)管理者的相應指令。更主要的是，在這種現(xiàn)代化的無線通信管理模式下，有利于利于城市路燈照明系統(tǒng)的差異化的針對性管理，起到事半功倍的作用。

四、GPRS無限通訊遠程監(jiān)控智能系統(tǒng)的應用效益

1.經(jīng)濟效益

能夠有效的節(jié)省成本。不再需要鋪設有限通訊的專線，因此安裝更加簡單方便，施工效率也會大幅提高；加上每個箱變只需要一個GPRS收發(fā)器，能更好的節(jié)約GPRS流量。只需要通過現(xiàn)有的電力線架設通訊控制網(wǎng)絡，在有效的節(jié)約人力物力的同時；更能夠保證通訊的順暢，即便天氣和地形狀況不佳，該遠程監(jiān)控智能系統(tǒng)也不會受到任何影響，始終保持順暢自然。

此外，它對光亮的感應和開關的自動調(diào)節(jié)功能對延長燈具的有效壽命起到了良好保證，在減少燈具更換次數(shù)的同時，也有效的節(jié)約了資源，減少有害氣體的排放污染。通過對半夜光亮度的遠程靈活設置，大大的減少了對有限電力資源的浪費。

2. 管理效益

每天可進行自動通、斷電操作；可保證工作日、節(jié)假日按不同的時間自動通、斷電；可對用電設備進行分區(qū)、分線路管理。通過微機、集中器設置，防止非授權人操作，確保斷路器安全可靠。依據(jù)用電情況，可判斷無人值守的用電設備運行情況。所有運行參數(shù)（自動通斷電時間，區(qū)域劃分）可在管理終端隨時設置，隨時啟用，方便管理。

3. 社會效益

除了具備以上特性外，這種遠程監(jiān)控智能系統(tǒng)還具有良好的社會效益，便民功能得以彰顯，它能夠根據(jù)天氣情況和實際光的亮度來自動調(diào)整開關和亮度，智能化管理比人的管理更靈活，它會在天氣不好的時候自動快速的啟動開關，反之光照過強的時候則會自動關閉，對于安裝在橋下或隧道的路燈，則會根據(jù)實際的監(jiān)測來自動以最佳的亮度打開路燈，這種智能型的人性化照明管理方式能大大提升公眾的滿意度，提高民眾的城市生活幸福感。

五、結束語

總之，城市照明節(jié)能還有很長的路要走，不能只追求城市建筑規(guī)模和打造景觀城市而盲目增加照明亮度。采用先進的高科技路燈照明遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)來節(jié)能減排刻不容緩，尤其從技術層面上來說，完善的城市照明控制系統(tǒng)是城市照明節(jié)能的關鍵。除了這里提到的GPRS無線通訊管理方式外，GSM的無線透明傳輸終端等多元化應用及選擇綠色節(jié)能的照明產(chǎn)品，都是快速持久節(jié)能的有效措施，尤其在國家乃至全球?qū)τ诠?jié)能減排的要求都在不斷加強，路燈照明系統(tǒng)的智能化和管理的科學化剛好符合這一時展趨勢的政策要求，也將是城市路燈建設發(fā)展的必然方向。應得到城市建設者們重視。

參考文獻

【1】胡潤生;城市路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學;2007年

【2】楊以鳳;;GPRS及其應用[A];安徽省第五屆“興皖之光”青年學術年會論文集（工科卷）[C];2005年

篇8

獲得諾貝爾文學獎的數(shù)學家――伯特蘭?羅素

獲得過諾貝爾文學獎的羅素先生，有句經(jīng)典名言“我為什么而活著，是對愛情的渴望，對知識的追求，對人類苦難不可遏制的同情心?！弊屓瞬坏貌慌宸奈牟伸橙弧５恍┩瑢W可能會問，他不是以數(shù)學家的身份出道的么？

1890年，羅素考入劍橋大學三一學院，他的數(shù)學老師懷特海（也是一位大神）非常賞識他的才華，兩人便一起搞起了學術研究。隨后，羅素開始了對分析數(shù)學基本概念的研究。后來羅素與導師懷特海共同完成的《數(shù)學原理》，被公認為20世紀科學的重大成果，同時被譽為“人類心靈的最高成就之一”。

除此之外，羅素還特別愛碼字和發(fā)表意見。他寫作的領域包羅萬象，其作品有哲學著作《西方哲學史》《哲學問題》，頗有影響力的反戰(zhàn)小冊子《戰(zhàn)爭恐懼之源》，重要的政治著作《社會重建原則》，甚至還在報紙上寫過“唇膏用法”和“如何選擇雪茄”之類的專欄文章。想必，正是數(shù)學的縝密思維和隨時的練筆，才能讓他成為一名獲得諾貝爾文學獎的數(shù)學家吧。

幽默的科學頑童――喬治?伽莫夫

說起鼎鼎大名的“科學頑童”喬治?伽莫夫，他作為一位物理學家最大的成就自然是關于宇宙大爆炸早期的原子核合成理論。而他發(fā)表這篇嚴肅論文的時間偏偏挑在了4月1日愚人節(jié)，夠幽默吧。

而伽莫夫關注到氨基酸編碼則更是出于偶然，當時他抱著“蹭會”的心態(tài)去參加了冷泉港實驗室召開的一個研討會。在會上另外兩名科學家沃森和克里克介紹了他們發(fā)現(xiàn)的DNA雙螺旋結構。當時腦回路比較清奇的伽莫夫一聽，心想，DNA鏈上的核苷酸一共四種，它們組成的氨基酸不就是個排列組合嘛！不同的氨基酸在蛋白質(zhì)里出現(xiàn)的頻率各不相同，那蛋白質(zhì)里的核苷酸也可以測出比例，這就是一套密碼呀。于是，伽莫夫就成了第一個把密碼學用在氨基酸上的人。雖然當時的伽莫夫?qū)瘜W和生物學一竅不通，但是這個新鮮的思路卻很快讓沃森和克里克推算出了真正的“遺傳密碼”。

正是靠著這樣無限打開的腦洞以及幽默感，讓伽莫夫不僅在科學領域游刃有余，還成了科普界的一代宗師。他畢生出版的25部著作里有18部都是科普暢銷書，而那本《物理世界奇遇記》更是讓很多人一下子知道了相對論和量子力學。

“文武雙全”――玻爾兄弟

如果你對科學家的印象都是戴著眼鏡，文質(zhì)彬彬，走兩步都喘的文弱書生，那就錯了。強健的體魄才能幫助科學家們熬過艱苦漫長的學術研究。

20世紀初，丹麥足壇的霸主是AB俱樂部，俱樂部主力中有一對親兄弟，哥哥尼爾斯?玻爾是門將，弟弟哈那德?玻爾是前鋒。在1908年倫敦奧運會上，弟弟代表丹麥奪得了足球銀牌，而哥哥只做了候補。據(jù)江湖傳聞，在一場迎戰(zhàn)德國隊的比賽中，德國人遠射，但哥哥尼爾斯卻靠在門柱上思考數(shù)學題！

不過在二人掛靴之后，弟弟哈那德在劍橋大學當上了數(shù)學教授，建立起了周期函數(shù)研究的基礎。而哥哥尼爾斯更是一路開掛，在哥本哈根大學潛心研究物理學，成為和愛因斯坦一時瑜亮的科學巨星。1921年，尼爾斯在演講中論述了光譜和原子結構理論的新發(fā)展，詮釋了元素周期表的形成，同時對72號元素的性質(zhì)作了預言。第二年，第72號元素鉿的發(fā)現(xiàn)證明了玻爾的理論，他對原子結構理論的貢獻使他獲得了諾貝爾獎。據(jù)說當時丹麥報紙在報道這個消息時，用的標題卻是《著名足球運動員尼爾斯?玻爾被授予諾貝爾獎》。

好萊塢的發(fā)明家――海蒂?拉瑪

早在沒有PS和美顏相機的黑白膠片時代，海蒂?拉瑪就已經(jīng)是“世界上最美麗的女人”了。光有明星光環(huán)的加持還不夠，她還是一位發(fā)明家，發(fā)明了“擴頻通訊技術”，人送外號“CDMA之母”。

1937年，海蒂成功打入好萊塢，她的美貌迅速引起了人們的關注。可是當一個花瓶顯然不是海蒂的追求，于是她便很快投身到科學研究中。海蒂從影之前所學的就是通訊專業(yè)，通過和丈夫參與商業(yè)會議，海蒂逐漸掌握了無線通訊技術。

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關鍵詞:WISHBONE;FPGA;片上系統(tǒng);IP核

中圖分類號:TP302.2; TP338.1文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)31-0000-00

Design of Sensor Control System on Chip Based on Wishbone

HUANG Wang-hua1, LIU Yi-jun2

(1.Guangdong Textile Polytechnic,Foshan 528041,China;2.Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China)

Abstract: The paper has designed a sensor control system IP core based on the analysis of traditional sensor node structure,which is under WISHBONE standard.This IP core has been carried out in Xilinx's Spantan 3 series FPGA chip successfully. First of all the paper designs the sensor node control system frame,in which SHT7X is a sensor module and CC2420 is a wireless communication module, and then it inrtoduces the detaile design of sub modules, including the MCU, interface modules and the system connecte module, all these modules are under WISHBONE Bus standard. Finally, after synthesizeing ,implementing and programming,the result shows that the IP core only uses 625 Slices, and its highest frequency is up to 78.740MHz.

Key words: WISHBONE;FPGA;SoC;IP core

無線傳感器網(wǎng)絡是當今國內(nèi)外研究的熱點之一,它是計算機技術、通信技術和傳感器網(wǎng)絡技術相結合的產(chǎn)物[1]。目前,傳統(tǒng)的傳感器節(jié)點由傳感器、信號調(diào)理、ADC、微處理器、電源、無線通訊和天線組成。這種傳感器節(jié)點最大的特點是電路模塊化、體積較大、功耗也不低。近幾年來,隨著FPGA和SoC技術的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)逐漸由板級向芯片級設計過渡。本論文就在FPGA芯片上傳感器控制系統(tǒng)進行了設計,設計采用了WISHBONE總線標準,通過調(diào)試功能達到了設計要求。

1 傳感器網(wǎng)絡節(jié)點和WISHBONE總線簡介

傳感器網(wǎng)絡一般是由一定數(shù)量的傳感器節(jié)點通過網(wǎng)絡搭建起來,根據(jù)業(yè)務應用要求的不同選擇監(jiān)測不同數(shù)據(jù)的傳感器。目前,傳統(tǒng)的傳感器節(jié)點由傳感器、信號調(diào)理、ADC、微處理器、電源、無線通訊和天線組成。傳感器主要完成數(shù)據(jù)采集,其類型由被監(jiān)測的物理信號的形式?jīng)Q定。ADC主要完成模擬信號到數(shù)字信號的變換,通常市面上的傳感器模塊都集成了數(shù)模轉換功能。微處理器主要完成數(shù)據(jù)處理和操作控制,通常采用低功耗的,如MicroChip公司的PIC系列等。通訊單元主要負責數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳遞,一般由低功耗、短距離的無線通信模塊組成。

Wishbone[2]總線是一種開源的片上總線標準,現(xiàn)由OPENCODES組織維護。該總線采用了主/從結構,由主部件發(fā)起每次與從部件之間的數(shù)據(jù)傳輸,支持常見的四種IP核聯(lián)接方式,包括:點對點、數(shù)據(jù)流、共享總線和交叉開關。

2 結構總體設計

因該設計所涉及的傳感器節(jié)點主要以監(jiān)測大氣溫度和濕度為目的,為了提高數(shù)據(jù)采集的準確度和減少功耗,節(jié)點采用了瑞士SENSIRION公司開發(fā)的數(shù)字溫濕度傳感器SHT7X系列傳感器。該模塊為插針型,方便傳感器的安裝和系統(tǒng)調(diào)試。同時為了方便自適應組建網(wǎng)絡,本傳感器節(jié)點采用CC2420作為無線通信模塊。該無線通信模塊可以通過4線SPI總線(SI、SO、SCLK、CSn)設置芯片的工作模式,并實現(xiàn)讀/寫緩存數(shù)據(jù)、讀/寫狀態(tài)寄存器等。通過控制FIFO和FIFOP管腳接口的狀態(tài)可設置發(fā)射/接收緩存器。

傳感器節(jié)點控制模塊的設計直接影響著整個無線傳感器網(wǎng)絡的質(zhì)量。該文利用FPGA技術設計了節(jié)點的控制模塊,模塊系統(tǒng)結構圖如圖1所示。

該片上系統(tǒng)主要由一個8位的MCU,片內(nèi)存儲器數(shù)據(jù)RAM,WISHBONE總線控制器和各外設控制器IP核組成。其中MCU IP核主要負責整個片上系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)處理,該MCU采用PIC16C5X系列的33條經(jīng)典控制指令[3],根據(jù)FPGA芯片的特點和應用的需求設計相應的體系結構。RAM IP核主要用來存放監(jiān)測數(shù)據(jù),該IP核由FPGA芯片的RAM塊組成。各外設控制器IP核,主要負責根據(jù)外設接口類型,將內(nèi)部平行數(shù)據(jù)格式轉換成相就的數(shù)據(jù)格式,比如LCD-WISHBONE接口IP核,將內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的數(shù)值根據(jù)數(shù)碼管進行編碼;UART-WISHBONE接口IP核將內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的平行數(shù)據(jù)轉換成相應波特率的UART串行數(shù)據(jù),等等。以上IP核不管是MCU IP核還是接口控制器IP核都用WISHBONE片上系統(tǒng)總線標準進行規(guī)格化。最后通過WISHBONE總線將各功能IP核模塊連接起來,各IP核訪問總線由總線控制模塊控制。

3 系統(tǒng)各模塊的設計

3.1 微控制器IP核

該IP核采用傳統(tǒng)的LOAD/STORE結構,即指令操作數(shù)基本來自寄存器,運算結束后結果也放回寄存器中,指令執(zhí)行前要先提取數(shù)據(jù),指令結束后要結果存儲好。整個系統(tǒng)由控制器根據(jù)指令控制其它單元的操作,如取址、取數(shù),ALU運算等。

MCU IP核在Syscon模塊時鐘的驅(qū)動下,首先指令寄存器根據(jù)PC值取出指令,這就是取指階段。接下來是譯碼器對指令進行譯碼,并從存儲器中取出操作數(shù)。然后ALU根據(jù)譯碼結果對操作數(shù)進行運算,最后寫回存儲器或輸出結果。IP核接口采用WISHBONE標準,其中地址標志位用于選擇外設。

3.2 IIC-WISHBONE控制器IP核

IIC(Inter-Integrated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線標準,用于連接微控制器及其設備[4]。該控制器IP核主要用于連接濕溫感應器SHT7X,通過本IP核將感應器的串行數(shù)據(jù)轉換為8位并行數(shù)據(jù)。轉換過程中,通過對一系列寄存器的操作,可以設置器件速度,控制操作,接收傳輸數(shù)據(jù)等。該IP核采用了字節(jié)傳輸控制模式,在感應器時鐘的觸發(fā)下,從感應器中讀取采集的數(shù)據(jù),當數(shù)據(jù)緩存器滿時,即鎖定,并通過命令寄存器,請求占用總線,直到MCU響應。這樣就完成了以次數(shù)據(jù)采集。

3.3 SPI-WISHBONE接口

SPI(Serial Parallel Bus)總線是由Motorola公司提出的,可以允許外設以串得方式與MCU進行通信的一個總線[5]?？偩€是一種高速的、全雙工、同步的通信總線,并且只由4條信號線組成,分別是:SCLK(時鐘線)、/CS(片選線)、SDO(數(shù)據(jù)輸出線)和SDI(數(shù)據(jù)輸入線)。該IP核主要用于連接無線模塊CC2420,將經(jīng)MCU處理后的數(shù)據(jù)通過該IP核傳遞給CC2420。

3.4 UART-WISHBONE接口

UART(即Universal Asynchronous Receiver Transmitter 通用異步收發(fā)器)是廣泛使用的串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。UART允許在串行鏈路上進行全雙工的通信。在嵌入式系統(tǒng)設計中經(jīng)常會用到UART接口來進行通信,將UART功能集成到SoC設計中從而簡化了電路,縮小了面積,還充分利用芯片剩余邏輯單元。UART主要由UART內(nèi)核、信號監(jiān)測器、移位寄存器、波特率發(fā)生器、計數(shù)器、總線先擇器和奇偶校驗器總共七個模塊組成。主要部分功能介紹如下:UART內(nèi)核主要完成控制周圍其它部分在收發(fā)數(shù)據(jù)時的操作;信號監(jiān)測器對輸入信號進行實時監(jiān)測,一有新的數(shù)據(jù)立即通知UART內(nèi)核;總線選擇用于選擇奇偶校驗的輸入是數(shù)據(jù)發(fā)送總線還是數(shù)據(jù)接收總線。

4 系統(tǒng)集成

通過前面?zhèn)€IP核的設計、測試和電路優(yōu)化,接下來主要是將各IP核集成起來。在IP核設計過程中已對IP核接口進行WISHBONE標準化。為了將多個WISHBONE總線接口標準的各IP核連接成一個片上系統(tǒng),WISHBONE總線標準主要有四種聯(lián)接方式,包括端對端、數(shù)據(jù)流、共享和交叉總線。本設計主要考慮到系統(tǒng)外設數(shù)量較少,同時系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的實時性要求不高,為了設計的簡便,本設計采用共享式互聯(lián)方式[6]。

總線控制模塊根據(jù)主設備(MCU)輸出的地址高四位進行選擇從設備,在本系統(tǒng)中,從設備可以擴展到16個。主設備輸出的低四位地址為各接口控制器IP核內(nèi)的寄存器地址,用于暫存操作命令和數(shù)據(jù)。

5 系統(tǒng)綜合/實現(xiàn)/調(diào)試

在完成系統(tǒng)集成的功能測試后,就可將設計進行綜合實現(xiàn)。綜合是指將電路的高級語言(VHDL、 Verilog、 SystemVerilog等)或原理圖轉換成低級的,可與CPLD/FPGA相映射的網(wǎng)表文件,就是按照某種規(guī)定描述電路的基本組成和如何相互連接的文件[7]。

綜合前主要是設定設計的約束,包括引腳和時鐘等。然后在ISE自帶的高性能的綜合工具中進行綜合,最后綜合結果顯示該系統(tǒng)IP核只占用了625各Slice,僅用了器件3%的資源,同時時鐘也達到了約束要求,具體情況如圖2所示。

綜合后占用FPGA資源情況如下:

Number of Slices: 625 out of166403%

Number of Slice Flip Flops:510 out of332801%

Number of 4 input LUTs:1115out of332803%

Number of bonded IOBs: 20 out of 519 3%

Number of BRAMs:3 out of84 3%

Number of GCLKs:4 out of2416%

IP核時序情況如下:

Minimum period: 12.700ns (Maximum Frequency: 78.740MHz)

Minimum input arrival time before clock: 5.166ns

Maximum output required time after clock: 11.848ns

隨后進行實現(xiàn),通過ISE自帶工具查看布局布線情況,可以發(fā)現(xiàn)主要分布在BANK2,且較集中。然后利用Generate Programming File命令生成BIT位流文件,最后用編程工具iMPACT將位流文件直接下載到FPGA芯片中,通過對運行情況的分析,設計達到了預定要求。

6 小結

該文主要完成了基于WISHBOEN總線的片上傳感器控制系統(tǒng)的設計,設計的內(nèi)容包括MCU、IIC接口、ISP接口和URAT接口,以及對采用WISHBONE總線標準對其進行規(guī)范化。然后通過共享式總線控制模塊將各IP核聯(lián)接起來。最后將系統(tǒng)IP核下載到Spartan-3A DSP 1800A開發(fā)板進行了調(diào)試,設計基本達到要求。

參考文獻:

[1] 敦旭峰,田豐,孫小平.無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的研究與設計[J].沈陽航空工業(yè)學院學報,2007,24(5):61-64.

[2] Microchip Technology Inc.PIC16C5X Datasheet[Z].1998.

[3] 陳穗光,葛建華.I2C總線接口協(xié)議設計及FPGA的實現(xiàn)[J].山西電子技術,2006(6):37-38.

[4] 孫豐軍,余春暄.SPI串行總線接口的VERILOG實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術,2005,16(20):105-107.

篇10

[關鍵詞]多媒體教室；擴聲系統(tǒng)；藍牙技術；

[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009-8097（2013）03-0059-05 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.03.012

隨著國家對教育投入的不斷增大，利用多媒體設備開展教學活動已經(jīng)成為當前日常教學的必要手段，在開展教學活動時，語音擴聲設備的重要性是不容置疑的，其穩(wěn)定性、抗干擾性、音質(zhì)的優(yōu)劣是影響教學活動正常開展的重要因素，擴聲系統(tǒng)已經(jīng)成為多媒體教室設備的重要組成部分，本文僅對教室的擴聲系統(tǒng)技術、發(fā)展、使用、管理進行論述。

一.多媒體教室擴聲系統(tǒng)發(fā)展歷程

高校的電化教學教室大都始建于1978年，當時的電化教學教室主要設備包括：幻燈機、透射式投影儀、彩色電視機和音頻擴聲系統(tǒng)。

擴聲系統(tǒng)作為多媒體教室設備的重要組成部分約經(jīng)歷了四個時期：

1.第一個時期：20世紀80年代初至90年初中期，

教室的擴聲系統(tǒng)主要以手持動圈話筒、V段無線話筒為主，為配合教學工作的擴展，少量單位配備移動式無線話筒，供教師臨時借用。

這個時期擴聲系統(tǒng)采用手持動圈有線話筒，和V段無線話筒。采用手持動圈式話筒授課，受話筒線長度的制約，老師的活動范圍小，妨礙老師講課時的利用肢體語言與學生互動，而使用無線話筒雖然可以隨意走動，但其使用手續(xù)繁瑣、電池消耗大、頻點少等弊端制約了V段無線話筒的推廣使用。

2.第二個時期：20世紀90年中期至2004年左右

學校普遍使用界面式話筒和U段無線話筒。盡管排除了話筒線的制約，加大了老師的活動范圍，但擴聲系統(tǒng)產(chǎn)生的嘯叫一直無法得到解決。

3.第三個時期：2004年左右至2010年

隨著科學技術的進步，為解決教室擴聲系統(tǒng)產(chǎn)生的嘯叫問題，科研人員研發(fā)了移頻功放。在這里有必要簡單闡述一下擴聲系統(tǒng)產(chǎn)生嘯叫的原因和移頻功放的基本工作原理。

音頻功率放大器產(chǎn)生嘯叫的因素有二，一是反饋同相位，也就是當揚聲器輸出為正向位時，反饋到話筒的音頻相位也為正。二是只有當音頻振幅足夠大時，才會產(chǎn)生嘯叫。這是音頻功率放大器產(chǎn)生嘯叫的兩個原因。這兩個原因缺少一個都不會產(chǎn)生嘯叫。

我們知道，界面式話筒在拾音過程中除了拾取直達聲外，也拾取了從各個界面來的反射聲，直達聲和反射聲的疊加導致相位不同，在某些頻段出現(xiàn)周期性峰谷，滿足產(chǎn)生嘯叫的兩個條件，極易產(chǎn)生嘯叫。

移頻功放，顧名思義，移頻就是移動頻率，移頻功放正是基于通過改變輸入音頻信號的頻率來不斷回避嘯叫點。舉例說明，輸入一個1000Hz信號時，當正方向移頻3-8Hz時，移頻器將會輸出一個1003-1008Hz的信號：當反方向移頻3-8Hz時，移頻器將會輸出一個997-992Hz的信號。移頻的目的是保證輸出的信號相位與反饋相位不一致，從而破壞嘯叫條件之一——相位條件。

采用移頻方式雖然可以防止界面話筒引起的嘯叫，解決電池消耗量大的問題，然而，由于移頻技術的應用，使擴聲系統(tǒng)的音質(zhì)大打折扣，在教師講課過程中，每句話的末尾由于采用移頻技術帶來的所謂的“金屬撞擊聲”，使語音變調(diào)。

移頻功放主要特點是：

（1）移頻是通過對整個音頻范圍內(nèi)的某些頻段有意失真達到抑制嘯叫之目的；（2）界面話筒拾音對環(huán)境建聲要求比較苛刻，調(diào)整難度大；（3）因界面話筒靈敏度的制約，教師只能在界面話筒附近授課。實踐證明，教師離開界面話筒約4米，就無法達到理想擴音效果。

4第四個時期：2010年至今——紅外無線話筒、2.4G無線擴聲與藍牙技術的應用

紅外無線話筒是以紅外光作為聲音信號的載體，實現(xiàn)發(fā)射、接收的無線擴音系統(tǒng)?；驹砼c普通射頻系統(tǒng)類似。紅外線話筒工作頻率在3G以上，抗干擾能力強。但價格較昂貴，未能得到普及。

2.4Ghz無線話筒工作頻率范圍是2.405GHz-2.485GHz之間，故稱之為2.4G無線技術。2.4GHz無線傳輸技術采用的是自定義傳輸協(xié)議，因此制造成本較低。其中藍牙無線話筒的問世與推廣使用，使課堂使用無線擴聲系統(tǒng)的推廣與應用達到。

二.V段、U段、紅外、2.4G、藍牙四種無線擴聲技術比較

1.VHF無線話筒，簡稱V段無線話筒

V段無線話筒工作頻率范圍是30MHz-300MHz。國內(nèi)準許使用的頻率范圍為169MHz-230MHz，共有61MHz頻點。其與電視6-12頻道所占用的頻率范圍相同。

V段無線話筒使用的61MHz頻點，細分為A、B、C三個波段，即：

VHF（A）為169MHz-185MHz；

VHF（B）為185 MHz-200 MHz；

VHF（C）為200 MHz-230 MHz。

V段無線話筒的工作頻率范圍的傳輸特點是：電磁波除直接輻射外，電磁波能量還具有繞射特性，因此在同樣的發(fā)射功率和傳播條件下，傳輸距離可更遠。

V段無線話筒主要缺點：

（1）易受其他系統(tǒng)干擾：因V段無線話筒工作頻率與6-12電視頻道節(jié)目發(fā)射到空中電磁波、呼叫站和無線電話的工作頻率相同，極易受到其它電波的干擾。

（2）天線尺寸較大：VHF波長為10m-1m，稱為“米波”。天線長度較長，不適合安裝在多媒體機柜中。

V段無線話筒一般使用5號干電池或9V積層干電池，因其功耗大，幾乎需要每天更換一次電池，耗材成本高，電池消耗量大，易造成環(huán)境污染。

（3）V段無線話筒采用固定頻點，發(fā)射機和接收機只能配對使用，一間教室對應一只話筒。因頻率資源有限，相互干擾。增大管理人員工作量。且有些無線話筒工作頻率在50MHz左右，受到無線電管理委員會有關規(guī)定的限制，如松下早期生產(chǎn)的WX-710S無線話筒。

（4）故障率高：早期無線話筒的咪頭與發(fā)射機的鏈接為固定焊接式，發(fā)射機話筒線是最容易出現(xiàn)故障的部位，在使用過程中，咪頭與連線之間的連接處、連線與發(fā)射機之間的連接處極易斷線。頻繁更換電池，電池盒蓋及電池簧片容易損壞；另外，話筒若長期不用，電池忘記取出，電池電解液外泄，會腐蝕電池簧片，造成接觸不良，導致發(fā)射機故障。

（5）易串頻：在學校開展教學活動時，有時多個教室使用無需話筒，但V段話筒頻率點非常少，多只V段無線話筒同時在一幢樓宇中使用是不可能的。

2.UHF無線話筒；簡稱U段無線話筒

U段無線話筒工作400-870MHz頻段，超過870MHz的頻段較少采用，因為GSM和CDMA手機使用870-960MHz頻段，960MHz以上的頻段繞射能力逐漸變差，所以目前u段無線話筒的工作頻率范圍是740-870MHz。

U段無線話筒主要優(yōu)缺點：

（1）頻點多：U段無線話筒工作中使用更高的頻率范圍，因其工作頻段較寬，故頻點較多，只要調(diào)開頻點，允許更多的話筒在同一樓宇使用。

（2）噪音低：噪音抑制電路與鑒頻電路的設計更趨合理，接收機噪音低。

（3）保真度高：因通頻帶較寬，故失真度也較低。

（4）電能消耗大：UHF頻段的電磁波是直接輻射的，傳播衰減大，發(fā)射機功耗大。

（5）易串頻：當幾十甚至幾百只話筒集中、大規(guī)模使用時，由于U段話筒頻率特性，容易受到高次諧波干擾和鏡像干擾，出現(xiàn)竄擾現(xiàn)象。

（6）管理難度高：U段無線話筒也使用5號堿性電池或9V積層電池，電池消耗量大，使用成本高。若使用堿性充電電池，管理難度大。

（7）故障率高：因其外觀與V段無線話筒相同，故障率也相同。

3.紅外無線話筒

紅外線無線話筒工作頻率一般在3G以上，其工作頻率較普通無線系統(tǒng)工作頻率高很多，不易受到其他頻段設備的干擾，但如果使用環(huán)境中安裝有紅外攝像頭或等離子平板電視機則不能使用紅外線無線話筒。

紅外線無線話筒是以紅外光作為聲音信號的載體，實現(xiàn)發(fā)射、接收的無線擴音系統(tǒng)?；驹砼c普通射頻系統(tǒng)類似，在無線發(fā)射接收過程中也需要進行聲音信號的調(diào)制與解調(diào)的過程。但紅外線無線話筒的載波為紅外光。

紅外線話筒工作時，需要有基本的反射面，否則信號接收窗將無法接受到信號。因此紅外線無線話筒不適于在開放的環(huán)境下使用（如戶外，面積很大的廳堂等），而在中小型會議室，有相對密閉的環(huán)境，使用效果好（如300座以下教室、KTV包房、小型會議室）。

因為光線具有較強的反射性能，發(fā)射端送出的光信號不需要直接達到接收端，而只要經(jīng)過反射面反射、散射后的光信號到達接收窗口就能確?？煽拷邮铡Ｄ壳凹t外線話筒都采用了多點發(fā)射和多點接收技術，進一步提高了設備的可靠性，發(fā)射端向空間各個方向發(fā)射的紅外線信號，經(jīng)各個反射面的反射、散射后，會在相對密封的空間內(nèi)形成一個致密的，看不見的，沒有盲點的光網(wǎng)。因此，紅外無線話筒不會因為空間內(nèi)人的走動，或因發(fā)射端的移動而出現(xiàn)通訊中斷現(xiàn)象，故抗干擾性能強。

但紅外無線話筒制造工藝相對復雜，制作成本較高，價格較為昂貴，目前市面上的主流產(chǎn)品仍使用5號干電池，發(fā)射機體積較大，但其抗干擾性能、保真度高的特點受到大家的青睞。

4.2.4G無線話筒

2.4GHz無線話筒和藍牙無線話筒都工作在2.405GHz-4GHz頻率之間，但由于它們采用不同的通訊協(xié)議，因此在功能和性能上各有偏重。

（1）2.4G無線話筒

2.4Ghz無線話筒工作頻率范圍是2.405GHz-2.485GHz之間，故稱之為2.4G無線技術。2.4GHz無線傳輸技術采用的是自定義傳輸協(xié)議，因此制造成本低，但由于該頻段是公共設施使用頻段，社會上大量的無線設備均使用這個頻段，如WIFI、藍牙、ZIGBEE雙向無線通訊技術等。這些設備在改造時會直接干擾2.4G無線話筒的通話質(zhì)量。在使用過程中，會出現(xiàn)堵塞、掉頻、鎖相不穩(wěn)等現(xiàn)象，故在較大規(guī)模的學校中不建議推廣使用。

通常，2.4G無線話筒使用鋰電池，為節(jié)約后期使用成本打下了堅實的基礎。但由于生產(chǎn)廠商不同，2.4G無線話筒的通訊頻點略有差異，一般在40-48個通訊頻點之間，可以滿足一般學校教學需求。

（2）藍牙無線話筒

藍牙無線話筒使用通訊協(xié)議與普通2.4G通訊技術使用的通訊協(xié)議不同，它除了傳輸音頻信號之外，還要兼顧系統(tǒng)本身的通訊。為了保證一對發(fā)射機與接收機通訊工作的暢通無阻，不受其他發(fā)射機的干擾，藍牙技術需要將一部分帶寬用于接收與發(fā)射之間系統(tǒng)本身的通訊。而2.4GHz無線傳輸技術采用的自定義傳輸協(xié)議。故其成本較低。

一般藍牙設備的通信距離是10m，通信速率為1Mbps。采用跳頻（AFH）、擴頻（FHSS）技術，共有79個信道，每個信道占用1MHz帶寬，信號不斷以1600Hz的速率在79個調(diào)頻點問隨機跳躍。

藍牙設備一般工作在2400MHz的ISM頻段。ISM的含義是工業(yè)、科學及醫(yī)學的首字母縮寫，起始頻率為2402MHz，終止頻率為2480MHz，并低端設置了2MHz的保護頻段，高端設置了3.5MHz的保護頻段。

為了避免相互干擾，藍牙采用了自適應跳頻AFH（Adaptive Frequency Hopping）、功率控制、LBT（Listen Before Talk）等獨特的技術措施，避免相互沖突。

藍牙無線話筒特點：

（1）任意匹配，自動對頻

發(fā)射機和接收機均無須設置頻點，當發(fā)射機與接收機供電電路接通時，發(fā)射機與接收機自動對頻，發(fā)射機關機后，通訊結束，當另一臺發(fā)射機開機后，重新開始對頻，故稱之為任意匹配，做到全部發(fā)射機與接收機通用，產(chǎn)品應用、設備管理和設備維護簡單方便。

（2）采用CVC回聲、噪聲抑制技術音質(zhì)清晰

藍牙無線話筒為提高音質(zhì)質(zhì)量，采用了CVC回聲與噪音消除技術，該技術可以自動偵測語音環(huán)境。通過獨特的信號提取、分離技術將噪音中的語音信號提取出來，使教室中的擴聲系統(tǒng)能夠收聽或發(fā)送更加清晰的語音，實現(xiàn)完美音質(zhì)信號采集及信號還原。

（3）無串擾，抗干擾

藍牙無線話筒采用的通訊技術，具有辯識碼、數(shù)據(jù)重傳、錯誤更正，動態(tài)數(shù)據(jù)長度調(diào)整等雙向智能功能：系統(tǒng)通過藍牙特有的跳頻和鎖頻技術，使得藍牙無線話筒不存在串頻干擾等現(xiàn)象。即兩只藍牙無線話筒發(fā)射機不能在同一教室使用，兩只藍牙無線話筒的發(fā)射機中的其中一只先對上頻后，另一只則不能對頻。

藍牙無線話筒為防止微波爐、無繩電話等電子設備的干擾，以及其他通信設備的相互干擾，采用了與眾不同的先進技術。

1）自適應跳頻技術AFH（Adaptive Frequency Hopping）

AFH技術是對原始藍牙跳頻序列的一種改進，它縮減藍牙設備跳頻點的數(shù)量，其基本原理是通過分辨出ISM頻段中優(yōu)良和惡化的信道，從而避免使用擾信道，減少受干擾源。當藍牙電路進入AFH狀態(tài)后，其跳頻序列可使用的跳頻點N的數(shù)量是動態(tài)變化的，但規(guī)定必須有一個最小值Nmin，即Nmin≤N≤79。

2）跳頻擴頻（FHSS）技術

跳頻技術，英文全稱“Frequency-Hopping SpreadSpectrum”，縮寫為FHSS，是無線通訊最常用的擴頻方式之一。跳頻技術是通過接收機和發(fā)射機無線傳輸信號的載波頻率按照預定算法或者規(guī)律進行離散變化的通信方式，也就是說，無線通信中使用的載波頻率受偽隨機變化碼的控制而隨機跳變。從通信技術的實現(xiàn)方式來說，“跳頻技術”是一種用碼序列進行多頻頻移鍵控的通信方式，也是一種碼控載頻跳變的通信系統(tǒng)。從時域上來看，跳頻信號是一個多頻率的頻移鍵控信號；從頻域上來看，跳頻信號的頻譜是一個寬頻帶上以不等間隔隨機跳變的。其中：跳頻控制器為核心部件，跳頻控制器包括：產(chǎn)生跳頻圖案、同步、自適應控制等功能；頻合器在跳頻控制器的控制下合成所需頻率：數(shù)據(jù)終端則對數(shù)據(jù)進行差錯控制。

①內(nèi)置鋰電池，節(jié)能環(huán)保

藍牙無線話筒內(nèi)置環(huán)保無記憶鋰電池，通過Mini-USB接口快速充電，4小時即可充滿；內(nèi)部采用高效電源管理系統(tǒng)，發(fā)射器可連續(xù)使用20小時以上，大幅降低電池成本和環(huán)境污染。

②權威認證，低輻射

目前市場上主流藍牙無線話筒已經(jīng)通過國家權威部門認證，藍牙輻射僅為手機的百分之一；產(chǎn)品擁有國家無線電（SRRC）認證證書，為安全低輻射產(chǎn)品。

以上我們討論了各種無線話筒的技術特點，總結如表1。

三.藍牙無線擴聲系統(tǒng)的應用

隨著藍牙無線話筒技術的日趨成熟，目前北京已有十余所學校在多媒體教室安裝了藍牙無線擴聲系統(tǒng)。藍牙無線擴聲系統(tǒng)的安裝使用方法略有差異。

1.設備選型

新建多媒體教室或改造多媒體教室擴聲系統(tǒng)，擴聲設備選型工作十分重要，首先應確認學校規(guī)模，地面建筑空間各種無線信號的種類與強度；若學校規(guī)模不大，地面建筑空間各種無線信號的種類少與強度弱，建議采用經(jīng)濟實用的2.4G無線擴聲設備。如若學校規(guī)模較大，且建筑空間各種無線信號的種類多與強度大，建議采用便于管理，無串擾、較經(jīng)濟的藍牙無線擴聲系統(tǒng)。

2.無線擴聲系統(tǒng)的設備連接

在幾百人甚至上千人的多媒體教學環(huán)境中，擴聲系統(tǒng)的連接方式、工程施工質(zhì)量的優(yōu)劣顯得十分重要，因此在擴聲系統(tǒng)設備連接時，有線擴聲話筒與無線擴聲話筒應同時并存。當無線擴聲話筒正常工作時，有線擴聲話筒處于關閉狀態(tài)：當無線擴聲話筒供電不足或出現(xiàn)故障時，有線擴聲話筒應自動啟動，以保證教學活動的正常開展。

3.無線擴聲系統(tǒng)的管理

無線擴聲系統(tǒng)設備屬于學校固定資產(chǎn)，各學校對無線擴聲系統(tǒng)發(fā)射機的使用、管理方式也各有不同，主要有幾種：

（1）課前領用，課后歸還

無線擴聲系統(tǒng)的發(fā)射機由現(xiàn)代教育技術中心、后勤或教務部門管理，負責無線擴聲系統(tǒng)的發(fā)射機充電、清潔、維護等。老師憑證件上課前領用，下課后歸還。這種方式的弊端是管理難度大，教師領用手續(xù)繁瑣，不利于傳染疾病的防控。

（2）開學初領用，學期末歸還

無線擴聲系統(tǒng)的發(fā)射機現(xiàn)代教育技術中心或教務管理，開學初根據(jù)教室大小、課程安排有選擇的向老師發(fā)放無線擴聲系統(tǒng)的發(fā)射機。其他老師如有需要臨時領用。

（3）任課教師人手一只無線擴聲系統(tǒng)的發(fā)射機（簡稱一師一麥）

現(xiàn)代教育技術中心或教務部門根據(jù)學校人事處教師名單將無線擴聲系統(tǒng)的發(fā)射機發(fā)放到每位授課教師手中，發(fā)放及管理辦法如下：

1）現(xiàn)代教育技術中心依據(jù)教務處、人事處給予的教師名單進行發(fā)放；

2）教師下載表格填寫后，領用人需簽名并加蓋所在單位公章，憑工作證領取。

3）教師領用后由本人妥善保管，無線話筒在已安裝無線擴聲系統(tǒng)的多媒體教室均可使用；

4）老師對領用無線擴聲系統(tǒng)的發(fā)射機負責，人為損壞、丟失應照價賠償，自然損壞由現(xiàn)代教育技術中心負責維修。

5）無線擴聲系統(tǒng)的發(fā)射機為學校固定資產(chǎn)，發(fā)射機上的編號是該設備的編號，教師退休或調(diào)離，需將無線話筒交回現(xiàn)代教育技術中心。

（4）一師一麥優(yōu)點

1）無需調(diào)整使用方便。無線擴聲系統(tǒng)的發(fā)射機和接收器均無須設置頻點，自動對頻，任意匹配，全部通用，使得產(chǎn)品應用、設備管理和設備維護更加簡單方便。

2）關愛教師健康。做到以人為本，有效地防止傳染性疾病的傳播。發(fā)射功率小，電磁輻射小。