微波通讯技术范文1
【关键词】 微波扩频 元器件 编码处理 通讯应用
一、扩频通讯系统
扩频通讯系统是指待传输信息信号的频谱用某个特定的扩频函数扩展频谱后成为宽频带信号，然后送入信道中传输；接收端再利用相应的技术将扩展了的频谱进行压缩，恢复为原来待传输信息信号的带宽，从而达到传输信息目的的通讯系统。
1、扩频有两种方式：一种是直接序列扩频；另一种是跳频扩频。在直接序列扩频系统中，基带信息数据直接由频率比它高得多的扩频信号（伪随机码序列数为PN码）进行调制。PN码序列是周期性的二进制序列，其波形与噪声非常相似。在接收端，采用与发射端用于扩频时相同的PN码序列对接收到的信号进行相关处理（解扩），从而得到要接收的数据信息。
2、跳频扩频通讯系统，是用二进制伪随机码序列去控制射频载波振荡器输出信号的频率。在跳频扩频通讯系统中，被传输信息按时间顺序跳到不同的频率进行频谱扩展，跳频频率的选择是伪随机序定的。传输信号的频率变化非常快，非授传的接收机很难发现传输信号。
二、微波元器件通讯系统特点
2.1 具有低功率密度谱的特点
由于通讯系统采用了直接序列扩展频谱的技术，使原来分布在很窄带内的信号功率扩散在很宽的频带内。频谱功率密度低，辐射很小，所以对其他通讯设备的干扰很小，大大降低了电磁对环境的干扰。
2.2 保密性好
由于直接序列扩频通讯的低功率谱辐射和PN码的自相关等特点，使得它辐射出去的信号形似噪声，使得专门用于接收电磁信号的侦察接收机也难以侦测到扩频信号的存在，即使侦测到扩频信号后，由于不知道PN码的长度和相位，也无法解译出信息内容。因此具有极高的保密性。
2.3 抗多径干扰
在扩频通讯中利用扩频码的自相关特性，在接收端从多径信号中提取和分离出最强的有用信号，或把多个路径来的同一码序列的波形相加合成，都可以起到抗多径干扰的作用。
三、无线电微波通讯在森林防火中的应用
自1988年开始，某保护区采用的是模拟信号对讲机。在使用过程中，由于某保护区内地势高，起伏大，多垭口，区内平均海拔1200m，最高处达 2158m，最低处仅300m，高差极为悬殊。河流侵蚀切割深度达500-1000m，沟谷相间，存在桐木关-大竹岚断裂，黄溪洲-皮坑口断裂，美罗湾断裂等延伸10 多km，通过对讲机联系常常受到限制，造成通讯信号不理想。
3.1 防火演习通讯保障的应用
2015年10月，在防火演习时，无线电微波通讯地起了相当大的作用。演习开始，局指挥部可直接与演习现场总指挥直接联系，同时，在局指挥部能直接收听到现场指挥组之间的各项任务部署和信息反馈。从而保证了森林指挥扑救需要。
结合固定电话、移动手机的通讯，可形成有无线交替通讯，达到多层次全方位的通讯覆盖，确保森林防火指挥调试全面畅通。
四、扩频技术系统安装的注意事项
1）设备一旦投入工作无特殊情况下不需要关机。因此，设备连续工作会发热，在使用中一定要保持通风散热和周围环境干净，避免灰尘进入机器损坏设备，同时也应保持适宜的温度和湿度。中频单元的工作温度-10℃～55℃，湿度在95%均可正常工作，室内温度在20℃时设备工作最适宜。
2）系统供电电源要稳定，220V交流电转换成低压应在室内完成，室外设备应是低压供电，如果户外供电线路是220V交流电，则有可能发生触电事故。
3）要及时做好系统检修和维护工作，由于系统各部件长时间运行，受外界因素的影响，各零部件容易产生连接松动及参数上的改变。
4）做好设备防雷接地措施，天馈系统应装有信号防雷，供电线路应装有电源防雷，网络口应加装网络防雷器，具体接地防雷标准应符合YD5004一94（（数字微波接力工程设计规范》、YD2011《微波站防雷与接地设计规范》。
五、结束语
我国有关科研单位已在微波工程领域积累了丰富的经验，将微波应用工程推入规模经济阶段。目前国外微波应用市场设备价格约比国内高出7～8倍，因此要密切关注和掌握世界微波技术发展新动态，大力发展我国的微波应用技术。
微波通讯技术范文2
近年来，电力系统的规模越来越大，越来越完善，电力系统的运行方式也变得越来越复杂，电力系统技术的发展越来越快，通讯方式越来越多样化，对于通讯设备的要求也越来越高，传输干线的树目也越来越多，增加了电力管理的难度，加大了电力系统的压力。本文主要从载波通讯及其工作模式、微波通讯及其工作模式和光纤通讯及其工作模式这三个方面就“电力系统常用通讯方式与工作模式”这一问题进行了探讨和分析。
【关键词】电力系统 通讯方式 载波通讯 微波通讯 光纤通讯 工作模式
1 载波通讯及其工作模式
载波机是实现载波通讯的必不可少的设备，调制系统、自动电平调节系统、振铃系统和载供系统是载波机中最主要的组成部分，他们与增音系统一起构成了完整的载波通讯系统，实现载波通讯。载波机的类型不同，其不同系统的工作原理也就不同，通讯系统工作的方式以及实现通讯目的的过程与方法也就不同。
第一，就载波通讯系统中的调制系统而言，它可以分为双边带载波机和单边带载波机两种类型，前者只需经过简单的调制就可以传输信号，通常为一级调制，而后者要将原始的低频信号传输到所需要的主要线路频谱上，则需要经过二级或三级调制。此外，双边带载波机和单边带载波机所传输的信号相反，前者所传输的是单边带抑制载频的通讯信号，而后者所传输的则是双边带抑制载频的通讯信号。第二，就自动电平调节系统而言，它的设置主要是为了有效弥补传输电平的波动，这些波动由许多因素引起。例如，在双边带载波机传输和发送信号之后，我们可以在接受端对其发送的载频分量进行检验，核查传输电平的波动，并将波动进行整流，对高载放大器进行控制，以实现调节电平波动的目标。第三，就振铃系统而言，它可以进一步保证通讯的迅速可靠。大多电力线载波机都安装有自动交换系统，这一系统帮助载波机实现振铃呼叫，进而保证了信号传递任务能够自动连续地进行。双边带载波机能够通过其自身的载频分量差异来实现信号呼叫，而单边带载波机则需要有专门的振铃系统。第四，就载供系统而言，它的作用同样不容小觑，主要在于将所需的载频频率提供给调制系统。由于发信端不同调制系统的需求不同，双边带载波机需设置中频载频或高频载频，此外，双边带载波机的收信端设有中频调节器和高频载频振荡器，它们接收对方发信端所发送的载频，促进信号传输之间与载频之间同步运输的实现。此外，高频架和音频架也是载波通讯系统中重要的设备，它们可以缩短通信线路，提高载波通讯的质量，保证通讯的及时性。
2 微波通讯及其工作模式
微波通讯的通讯设备主要有信号收发机、终端机、电源系统、铁塔以及蓄电池等，其中最为重要的组成设备是信号收发机和终端机。第一，信号收发机。信号收发机是发送和接收信号的设备，它的作用主要在于将微波信号与电力线路群路信号变更为传输所需要的频率。在信号发送通道，信号频率变化的过程是“上变频”，是指将群路信号转变为微波信号，是将将信号的频率向高处变，而在信号的接收通道，则与信号发送通道正好相反，是“下变频”，是将微波信号转变为群路信号，是将信号的频率向低处变。第二，终端机。终端机是微波通讯中较为重要的设备之一，微波通讯系统中所使用的终端机大多为复用设备，复用设备将众多的语音、数据以及图像信号等进行复用，将其分解为人们所需要的语音、数据和图像信号。它的作用主要是在发信端和收信端将信号进行转换。
3 光纤通讯及其工作模式
光纤主要是指纤维丝，它是由石英玻璃拉成的，此外也有一部分光纤是塑料丝，光纤传输的色散和损耗会影响光纤通讯系统的容量和传输距离。光纤通讯系统的组成包括光端机、光中继机和数字通讯设备三个部分。第一，光端机。它由光发送机和光接收机以及电源、输入分配、公务、倒换、区间通讯等辅助电路组成，是光纤通讯设备中最重要的部分。在实际应用的过程中，常常采用热备用的方法来提高这一设备的可靠性，即当光端机的主用部分处于正常状态时，使用主用部分进行工作，若光端机的主用部分出现故障时，系统则会自动切换到备用部分来进行工作。在光端机各个不同的组成部分发挥不同的作用，它们共同完成光端机的任务，其中，首先，输入接口将系统所发送的信号转换为普通的二进制数字信号；其次，光线路码型变换将普通的二进制数字进一步转换为码型信号，只有将其转换为码型信号，才能在光纤线路中传送。光发送电路中的光驱动电路再将变换后的信号转换为光信号，并将其传输给对方。第二，光中继机。光中继机的设置是为了实现信号之间的双向传输，它突破了光端机传输的距离限制，使传输的距离更长。光中继机较光端机而言更为简单，光端机由于受到光纤线路衰耗、光发送的功率以及接收机的灵敏度等因素的影响，其传输距离在40至60千米之间。第三，数字通讯设备，它主要包括高次群复接设备与PCM基群，其中较为常用的是PCM基群设备，其工作 过程较为复杂。
4 结束语
经济的快速发展，使得我国的电力工业得到了快速的发展，同时也使得我国电力工业的发展面临严峻的挑战，人们的生活水平得到了提高，电量的用量增加，使用传统的电力通讯系统，已经无法满足当前人们的用电需求，容易造成系统混乱。本文介绍了微波通讯、载波通讯以及光纤通讯等电力系统常用的通讯方式，并归纳了它们的工作模式，使得人们对我国电力系统的通讯方式有了一定的认识和了解。
参考文献
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微波通讯技术范文3
关键词： 光纤通讯；优点；发展阶段；前景
0 前言
上世纪70年代，随着低损耗光纤的问世，光纤开始以其自身特有的优点逐步代替电缆，在一些国家和地区的电话局之间开始使用。全世界范围内也开始了光纤通讯的研究，在科研领域掀起了规模空前的研究热潮。由于光纤通讯结构清晰，优点突出，因此，在发展中不断前进，随着社会需要的增加，光纤通讯具有良好的发展前景。
1 光纤通讯技术结构解析
目前，广泛使用的光纤通讯系统结构十分清晰，大多数该系统包括发射器、光导纤维、放大器、光接收器四个主要部分（如图1）。其中发射器主要用途是将电信号转换为光信号以应用于光纤传输；光导纤维用于传输光信号，大多数光纤埋置与地下；光放大器主要是放大光信号克服传输过程中的衰减；光接收器是将光信号转换成电信号。
1.1 发射器
发光二极管和镭射二极管通常被作为光纤通讯中的光源半导体元件，它们分别发出非同调性光和同调性光。其次，半导体作为光源不仅体积小、发光率和可靠率高而且它能将波长最佳化，可以很好的满足光纤通讯的要求。
1.2 光导纤维
光纤通常是由核心、纤壳和保护层组成。其中核心和纤壳部分通常是由硅玻璃制成，保护层是经过紫外线固化后的压克力，比较坚固可以埋置与地下。光纤的一个缺点就是弯折剧烈时容易折断，加之光纤端部链接要求十分精密，因此，折断的光纤不容易被结合。
1.3 光放大器
光纤通讯的发展主要受到讯号衰减和变形两个因素的影响，过去解决该问题的方法主要是应用一个先将光信号变回电信号之后放大再转回光信号的中继器。但是使用中继器使得系统架构变得非常复杂。光放大器不做光电装换直接将光信号放大，其原理是在一段光纤内掺杂稀土族元素如铒，再以短波长雷射激发。
1.4 光接收器
光接收器电路一般情况下包括两个部分即，转阻放大器和限幅放大器，通过对光侦测器转换出的光电流进行处理，转阻放大器和限幅放大器就能把光电流转换成电压讯号，之后再透过后端的比较器电路把电压讯号转换成数位讯号。
2 光纤通讯的优点
光纤通讯技术以其自身特有的突出优点，在市场竞争中具有非常明显的优势，广泛的应用于通讯、教育、卫生、工业生产等多个领域。它与传统的金属电缆相比较主要具有如下六个方面的优点：1）可传输的信息量大。头发丝粗细的一根光纤可以容纳几千路电视或几万路电话，其传输能力是电缆的几亿倍，因此是当代最理想的大容量传输线路；2）抗干扰能力强。光纤传递的事光波不是电讯号，它使用的频率和传统的无限电波频率不同，不会受到电磁干扰，因此传输信号质量高，抗干扰能力强；3）损耗低。随着光纤通讯技术的不断发展，光纤传输的损耗不断降低，已经从原来的1000分贝/公里降低到现在的2-5分贝/公里，比电缆的损耗低了很多；4）原材料丰富。生产光导纤维的原料是石英，资源十分丰富；5）成本低。6）线径细，材料轻。
3 光纤通讯的发展阶段
光纤通讯技术自上世纪70年代问世以来，变在全世界范围内得到飞速的发展，应用领域之宽、影响范围之大十分罕见。光纤通讯技术的发展大概分为以下几个阶段：第一阶段为萌芽阶段，即，60到70年代，美国率先研制出低损耗光——细玻璃丝。该纤维芯径为50微米左右，外径100微米左右，内部材料的折射率略高于外部材料的折射率，作为一种替代铜导线的传输线路，它不仅损耗低，而且传输信息量大。之后，光纤发展进入第一代光纤时代，在80年代初期开始建立了商用短波长（0.8-0.9）微米的多模光纤线路，中继距离为5-10公里，传输容量大约为1500路到6000路电话的容量；第二代光纤时代，经过80年代的发展，光纤通讯在客服衰减及色散上去的了很大的进步，80年代以后在长波长单模光纤开始出现，并且在通讯系统中得到迅速发扎，由于是单模光纤因此色散十分小，工作波长为1.5微米左右，损耗低，因此传递信息量大，传输距离远。在1.5微米左右的波段，其传输距离可达200到250公里，这是目前在长途通讯网中广泛被推广应用的系统，近年来随着单模纤维技术的不断发展和成熟，其应用不断推广，在城市地区网上也在考虑采用长波长单模光纤系统；新一代光纤通讯，相干光光纤通讯中主要利用了两项技术分别是相干调制和外差检测。相干调制的要求是光信号不能像自然光那样没有固定的频率和相位，而是应该有固定的频率和相位，也就是说应该为相干光；外差检测，就是通过光混频器把激光和信号光进行混频处理，得到与信号光的频率、位相和振幅按相同规律变化的中频信号。相干光通讯具有明显的优点，首先，相干光通信灵敏度高，进而使无中继传输距离增加。相干检测能提高接收机的灵敏度。在相同的情况下，相干接收机比普通接收机的灵敏度
高20db左右，由于灵敏度高因此也增加了光信号的无中继传输距离。其次，相干光通讯选择性好，通信容量大。相干光通讯使用的是外差探测，探测的信号时混频光，因而只有中频频带的噪声才能进入系统，滤波性能良好；第三，具有多种调制方式。
4 光纤通讯未来的发展趋势
4.1 光纤通讯将进入快速发展阶段
微电子技术中著名的摩尔定律称：集成电路的集成度每18个月翻一番。但目前光纤通讯正以更高的速度发展，光纤容量和光电器件的发展速度是集成电路集成速度的一倍。光纤通讯的实质是光信号在光纤中的传输，用光纤代替传统的金属电缆，其优越性不言而喻。全世界范围内绝大多数的信息是由光纤传送的。最近几年迅速发展起来的波分复用技术是在玻璃丝粗细的光纤里同时传送不同颜色或不同频率的光。由于这些光各自携带着的信息不同，因此，极大地增加了通讯容量。
4.2 光纤通讯将发展成全光网
光电子技术的核心问题就是光转换成电或者电转换成光。未来的光通讯将会发展成全光网，未来的计算机将先后经历量子计算机和光子计算机两个阶段，光子计算机主要是利用光的并列特点，瞬间就能把一个二维图像调过来。
4.3 光存储容量不断增大
光存储技术在上世纪末兴起，它对信息的存取产生了巨大影响。现在普遍应用的光盘就是光存储的一种简单形式。现在正在充分利用光的特点研究比光盘的存储密度和记录速度更大的技术，也就是要在理论上开放光存储的大容量技术。
参考文献：
[1]卞洪国，浅析光纤通讯技术的优势及分类[J].黑龙江科技信息，2010（18）.
微波通讯技术范文4
目前来说，应用比较广泛的无线通讯技术有GPRS技术及其CDMA技术，该技术实现了对无线网桥及其卫星通信模式及其短波通信模式的应用，确保其数字电台的有效应用，确保其接口环节、数据终端连接环节等的有效协调，促进其传输环节的健全，确保其数传电台的传输速率的提升，确保其传输距离的有效规范，满足了通信系统工程的内部通讯环节的发展需要。随着经济的发展，其数传电台技术不断得到更新，满足了实际工作的需要，通过对其通信模式的深化应用，实现数传电台的运作系统的健全，促进其内部环节的有效协调，促进其网络化、科学化、智能化发展，满足了通信系统工程对于高宽带模式的数传电台的需要，大大促进了我国市场经济建设的不断深化发展。扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力，以及保密、多址、组网、抗多径等，同时具有传输距离远、覆盖面广等特点，特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计，它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备，可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离、高速无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。
微波集群技术也是一种应用范围比较广泛的无线通讯技术，其实现了开放性的提升，确保其距离的有效应用，确保其无线通信技术系统的健全，实现了对通讯设备的有效应用，促进其无线连接模式的健全，促进其成本环节的稳定发展，促进该环节的综合效益的提升，确保其数据通讯模式的深化应用，促进其数字设备之间的有效协调，实现了对相关CMOS芯片的有效应用。特别适用于小型的移动通讯设备，使设备去掉了连接电缆的不便，通过无线建立通讯。近期应用比较多的蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础，采用高速跳频和时分多址等先进技术，为固定与移动设备通讯环境建立一个特别连接。作为一个新兴技术，蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处，如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通讯技术，它必将在不久的将来渗透到生活的各个方面。
2关于超宽带技术应用环节的分析
随着市场经济的不断深化，其超宽带技术不断得到更新，该技术的发展历史是比较长的，起初作为军事技术实现了对相关雷达通讯设备的应用，促进其无线通信模式的不断深化应用，满足了社会经济对于高速无线通讯模式的发展需要，促进其超宽带技术系统的不断更新，满足了通信系统工程的日常经济的发展需要。UWB是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，它实现了对某种信号带宽的应用，确保其无线通讯系统的健全，它某种程度上突破了传统的连续载波通讯模式的局限性，促进其脉冲信号的有效应用，实现其信息的有效传递，通过对其脉冲持续时间的有效控制，确保其高速通讯模式的深化，促进其脉冲带宽环节的有效控制，确保其数据传输速率的提升，促进其超宽带技术系统的健全。在高速通讯模式的应用过程中，其UWB设备的发射功率是比较小的，在实际工作过程中，我们可以通过对UWB设备模式的应用，确保其与无线电设备的有效应用，确保其带宽的共享性的提升。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信，抗干扰性能强，UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s，有望高于蓝牙100倍。UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通讯系统同时工作而互不干扰。通常情况下，无线通讯系统在通讯时需要连续发射载波，因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能少。
为了确保超宽带技术的广泛应用，我们也要进行UWB保密环节的深化，促进其保密性的提升，通过对其跳时扩频环节等的应用，促进其接收机环节的稳定运行，促进其发射数据的有效应用，以突破传统的接收机模式的局限性，促进其系统的发射功率谱密度的有效控制，确保其发送功率的积极控制。在实际工作中，我们要进行其UWB系统模式的深化，根据其发射功率比较小的特点，进行通信设备环节的深化应用，确保其实时通信环节的稳定运行，促进其整体通信运作系统的健全，促进其内部各个环节的有效协调，以满足实际经济的发展需要，满足市场经济通信环境的稳定。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。成本低，适合于便携型使用：由于UWB技术使用基带传输，无需进行射频调制和解调，所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件，系统结构简化，成本大大降低，同时更容易集成到CMOS电路中。
3结束语
微波通讯技术范文5
关键词:微波高温温度采集自动控制
中图分类号:TP273.5 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)03-0025-02
微波高温加热技术是通过使用微波能量将加热物体加热到400℃以上并对加热物体进行烧结或者热处理的一类技术,与传统加热技术相比较,其不同之处在于,微波直接对加热物体或物体本身整体进行加热,有传统加热所不具备的优点,因此有着很好的应用前景。
1、微波高温系统设计
本文介绍的微波高温系统由以AT89C52单片机为核心的主控与运算模块、温度采集模块、功率控制模块、串行通信模块以及人机接口模块组成的。其组成框图如图1所示。
其中,AT89C52作为控制的核心部件,是整个系统指令的执行部件。主要负责采集温度传感器传送过来的温度数据,根据操作用户的信息来控制输出功率.同时通过串行通讯方式,把系统参数传递给上位机。微波功率源是由微波电子管、环行器和功率监视器组成;温度采集模块作用是通过温度传感器实时检测被加热材料的温度;人机接口模块包括按键输入和LCD显示,其中按键输入是操作人员输入控制参数的接口,LCD用来显示被加热材料的温度和系统当前状态;功率控制模块是用来控制磁控管的输出功率的大小;通信模块利用了AT89C52内部提供的全双工异步串行口。
2、硬件电路设计
2.1 温度采集模块
该系统的温度采集模块是以AT89C52为核心,由红外测温仪采集的温度数据经过低通滤波器滤除噪声后进入TLC2543的AIN0通道进行A/D转换,转换后的温度数值同时在液晶上显示,图2。
其中TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器,使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程,是具有11个模拟输入通道的串行A/D转换器,具有简化比率转换刻度和逻辑电路、模拟电路,以及隔离电源噪声等特点,能满足大多数高精度多通道数据采集的要求。
2.2 功率控制模块
功率控制模块在系统中主要实现对加热材料温度变化的快速控制,避免热失控。因为在微波加热的过程中,材料的介电损耗是变化的,当温度到达某一值时,材料的介电损耗会急剧升高。本系统中微波功率控制主要采用调节相位角的方式,即通过改变交流电压正负半周的导通角来控制功率大小。
2.3 串行通信模块
本系统中的通讯模块主要是利用单片机的串口通讯功能把温度传感器检测到的加热材料的温度数据实时的传给上位机,其中单片机与上位机可以通过串行通讯端口RS-232进行信号转换,图3。
2.4 人机接口模块
人机接口模块包括按键输入和液晶显示两个部分。其中键盘主要实现输入加热材料的参数、系统的启动和停止、系统时间的设定等功能。由于系统端口资源紧张,所以通过P2口扩展了74LSl38,以总线驱动器HC244和地址锁存器HC373组合的方式设计键盘,可以控制多达64个按键。液晶显示部分采用日本SEIKOEPSON公司出品的液晶显示控制器SEDl330作为控制芯片,可以在微波高温加热过程中显示输入的加热材料的参数以及系统的工作状态。
3、软件设计
本系统中,数据采集程序用汇编语言编写,单片机是测温系统的数据采集端,它主要完成对测温传感器温度数据的读取、存储以及同上位机的中断通讯,最后由上位机对接收到的数据进行处理。其中主程序、串行通讯中断模块分别如图4、图5所示。
4、结语
本文运用微波加热理论、计算机接口技术、数据采集和处理等理论完成了微波高温自动控制系统的设计。在经过硬件接口和软件程序的调试后,证明该系统具有较好的实用性和应用前景。
参考文献
[1] 薛良金.微波技术基础.北京:国防工业出版社,1982.
微波通讯技术范文6
关键词:监控;无线通讯;油田;技术;应用
中图分类号:TN92文献标识码:A 文章编号:1673-0992(2010)05A-0050-01
在油田偏远油区生产过程中,对相关生产参数及油井视频进行远程监控对偏远油井的安全生产起着至关重要的作用。但由于偏远油区装置远离油田总部,应用有线的通讯方式,施工困难且周期长、灵活性差。而无线通讯方式由于其建立物理链路简单易行,成本低,可以根据现场需求及时调整项目方案,灵活性好,系统的功能扩展方便,因此特别适合偏远油区对通信链路的要求。
一、常用的无线通讯技术
目前在油田现场广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。
其中GPRS和CDMA技术中国移动和中国联通公司的主营数据传输业务,在数据传输方面有着很强的优势,即信号覆盖范围广。对于陆上油田生产区域基本完全覆盖。但由于海上油田地理位置特殊,远离陆地的基站,因此很多海上生产平台还无法为GPRS/CDMA信号完全覆盖。此外经过测试,GPRS的平均速率为20kbit/s～40kbit/s,CDMA的平均速率为80kbit/s～100kbit/s,可以满足传输小数据量的生产数据要求,但无法满足大数据量的信号(例如视频信号)远程无线传输。虽然有利用CDMA技术进行视频信号传输的案例,但效果并不理想。
数字电台用于点对点或点对多点的工作环境,能够提供标准RS-232接口,可直接与计算机、RTU、PLC等数据终端连接,实现透明传输。数传电台的传输速率从1200～19.2Kbit,传输距离20～50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟,标准统一,一直以来广泛用于油田的数据遥测/数据采集与监控(SCADA)项目中。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟,相应的设备价格的降低,使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时,数传电台的相关技术也在不断发展,智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。结合数传电台误码率低、信道可靠的特点,数传电台必将成为海上油田通信技术应用的可靠选择。
扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,同时具有传输距离远、覆盖面广等特点,特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50km)、高速(可达百Mbps)无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。
二、环境因素对技术应用的影响
偏远油区的环境因素以海上油田最为特殊。海上油田除了考虑信道带宽,传输效率,传输距离,发射功率,天线要求等通信设备本身的技术参数外,在应用无线通讯技术的过程中,还必须全面地考虑海上平特的地理环境与地理条件对无线通信技术应用的影响。
1.对信号传输的影响
可以通过选取性能好的设备或应用抗干扰措施以减少甚至避免干扰。但无线通信过程中的信号衰落问题则是普遍存在的,而且是不可避免的。由于海上油田远离陆地,与陆地之间的广阔的海域、多变的气候使得在陆上应用效果很好的技术在海上应用时没有了用武之地。
2.对技术应用的影响
各项通信技术在海上油田应用中还存在的另外一个问题就是其独特的现场环境。海上平台一般空间狭小,还要考虑海上多风,平台最高点一般较低的特点。
首先是对天线安装的限制。海上微波通信受地形地貌影响,相同的通信距离要求两端天线的高度更高。对于卫星通信、扩频微波、短波通信等天线体积较大的应用,由于海上风力较大,抗风性的要求也使得设备在小平台的安装变得十分困难。
此外,对于无人值守的平台,设备必须具有高可靠性、可自动维护、参数远程设置等功能。而对于卫星通信、短波通信等要求平台上配备专业管理操作人员进行设备的管理维护,这一特点也为技术的应用带来一定的限制。
三、无线网桥技术在海上平台视频监控中的应用
在实际的现场应用中,我们选取了基于5.8G无线网桥设备进行了现场应用测试。测试地点为浅海油井,测试内容为4路视频监控图像的传输。该系统具体解决方案是利用摩托罗拉Canopy 5.8G无线网桥建立通信链路。在平台一侧首先通过视频服务器将模拟视频信号转化为可在网络传输的IP数据流,之后由无线网桥将信号传输到陆地端。陆地端一侧通过无线网桥进行接收后由视频监控服务器处理后,对视频信号进行录像存储及Web。相关用户可依据相应权限在局域网内进行视频图像的浏览、录像等操作。
系统通讯链路建立后,可远端对设备参数进行设置,设备维护方便。监控视频图像清晰、连贯,满足监控要求。从系统的链路冗余可以看出本次测试的应用距离已接近5.8G无线网桥技术在海上应用的最远距离。从系统的稳定性出发,在更远一些的类似应用中应谨慎选择这项技术。
结论
无线通信技术在偏远油区的应用已逐渐成为各种监控系统的主要链路方式。在选取相关技术时除了要考虑包括传输距离、信号带宽、天线安装条件、发射功率、设备功耗、系统成本等各方面因素外,同时还要充分考虑环境对通信的影响。信号的衰弱会使很多通信技术达不到理论标定的距离,因此无法适应现场需要。面对大量的数据传输管理的需求,在选择无线通信技术手段方面还应统筹计划。特别是要对采用技术的先进性、可靠性及系统的可扩展性等多方面进行综合考虑。⑤①
参考文献:
[1]数据通信传输问题的研究
[2]信号及信息处理方面的研究
[3]通信系统仿真方面的研究
[4]通信新技术方面的应用
[5]通信电子电路或微机接口方面的研究
