現(xiàn)代世界是一個(gè)信息世界,，信息的獲取傳輸也逐步從有線(xiàn)過(guò)渡到無(wú)線(xiàn)。隨著無(wú)線(xiàn)通信事業(yè)的發(fā)展,，無(wú)線(xiàn)傳輸這一技術(shù)越來(lái)越多的為人們所熟悉,，相應(yīng)的產(chǎn)品也滲透到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，如無(wú)線(xiàn)抄表,、數(shù)字圖像傳輸,、小區(qū)傳呼,、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、非接觸RF 智能卡,、安全防火系統(tǒng),、區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)取６@一技術(shù)的最大作用便是優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的效率,。本文將此技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)通信的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,，使該系統(tǒng)不僅數(shù)據(jù)傳輸效率高，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，操作方便,。
 
一、遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)組成
　　1,、遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)概述

                                                                 圖1 遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖
　　遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是對(duì)酸雨,，水質(zhì)，煙霧濃度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行集中測(cè)量,，它是一種由中心站PC機(jī),、無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊與子站PC機(jī)、無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊,、數(shù)據(jù)采集器,、環(huán)境測(cè)定儀所組成的主從式系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,。

　　中心站主要位于城市或地區(qū)的環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,，子站則在城市或地區(qū)的周邊。環(huán)境測(cè)定儀有碳?xì)浠衔餃y(cè)定儀MODEL-745,、大氣測(cè)定儀AFC-125,、酸雨測(cè)定儀AR-107SNA、COD測(cè)定儀VS-3951等,他們收集的各種環(huán)境參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集器送入子站PC機(jī)中,，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,、參數(shù)顯示和保存，并隨時(shí)準(zhǔn)備接受中心站的查詢(xún)和定時(shí)發(fā)送,。每一子站與中心站之間的遠(yuǎn)程通信是采用北京池潤(rùn)達(dá)公司的W21DM無(wú)線(xiàn)數(shù)傳全雙工通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的,。

　　中心站、子站與無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊間的通信是通過(guò)異步串口來(lái)完成的,。異步串口采用標(biāo)準(zhǔn)的串口格式即：一個(gè)起始位,、八個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)停止位,。傳輸速率為1200bit/s,。
2、 無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊工作過(guò)程

                                                                             圖2無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊結(jié)構(gòu)圖
　　圖2是無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊結(jié)構(gòu)框圖,。無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊的工作方式有全雙工和半雙工兩種,，為了能充分測(cè)試系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的可靠性,，本系統(tǒng)采用全雙工模式。同時(shí)注意在設(shè)置通信時(shí),，必須保證通過(guò)串行口將無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊的收發(fā)頻率設(shè)置相同,。

2.1模塊發(fā)送過(guò)程
　　當(dāng)模塊收到PC機(jī)的串行口數(shù)據(jù)后，模塊先通過(guò)DTR線(xiàn)判斷收到的數(shù)據(jù)是命令還是發(fā)送數(shù)據(jù),，若是命令則執(zhí)行相應(yīng)的命令,，若是發(fā)送數(shù)據(jù)則先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)送到發(fā)送緩沖區(qū)EERAM中，并同時(shí)將模塊的狀態(tài)由接收狀態(tài)轉(zhuǎn)換成發(fā)射狀態(tài),，狀態(tài)轉(zhuǎn)換完成后啟動(dòng)發(fā)送打包程序,，并將這個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)送到模塊中的數(shù)據(jù)調(diào)制口以FSK的方式調(diào)制成模擬信號(hào), 與鎖相環(huán)中的振蕩信號(hào)一起送混頻器，升頻后的射頻信號(hào)再經(jīng)發(fā)射放大器,、功率放大器放大后通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送出去,。這里的數(shù)據(jù)打包要遵從事先定義好的傳輸協(xié)議，這樣才可以使接收雙方有規(guī)可循,，而且避免其他信號(hào)干擾,。具體設(shè)定下面詳細(xì)說(shuō)明。

2.2模塊的接收過(guò)程
　　在接收狀態(tài)下,，通過(guò)天線(xiàn)接收進(jìn)來(lái)的射頻信號(hào)經(jīng)射頻發(fā)大器后,，與鎖相環(huán)中的振蕩信號(hào)一起送到混頻器，降頻后的中頻信號(hào),，通過(guò)中頻濾波器,、中頻放大器放大后送到調(diào)制解調(diào)器，以FSK解調(diào)后的數(shù)字信號(hào)按照協(xié)議將有效數(shù)據(jù)送到存儲(chǔ)器中,，再經(jīng)串行口送到計(jì)算機(jī),。

二、設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)需要考慮的一些問(wèn)題
1,、傳輸協(xié)議
　　因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)通信模塊要對(duì)接收進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,，就必須能夠鑒別數(shù)據(jù)的真?zhèn)危砸髠鬏敂?shù)據(jù)的雙方建立一種有效協(xié)議使得能夠識(shí)別噪聲和有效數(shù)椐,。因?yàn)樵肼暿且噪S機(jī)字節(jié)出現(xiàn)的,，沒(méi)有明顯的結(jié)合方式，噪聲源可能產(chǎn)生任意字節(jié)的組合,，所以研究在無(wú)線(xiàn)通信的過(guò)程中最好能通過(guò)一種協(xié)議能有效的抑制噪聲的產(chǎn)生,。

　　經(jīng)過(guò)比較選擇，采用了以下的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議格式：

　　Radom 任意內(nèi)容的字節(jié)
　　Data 位數(shù)據(jù)包字節(jié)
　　Length 為數(shù)據(jù)包包含的Header字節(jié)之后的所有字節(jié)的長(zhǎng)度
　　Checksum 校驗(yàn)和字節(jié)
　　經(jīng)過(guò)測(cè)試和試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)0xFF 后跟0XAA,0x55 在噪聲中不容易發(fā)生,所以設(shè)置傳輸協(xié)議在數(shù)據(jù)包前加開(kāi)始字節(jié)0xFF后跟0xAA,0x55發(fā)送,。因?yàn)榈谝粋€(gè)字節(jié)的數(shù)椐在發(fā)送時(shí)容易丟失,，所以在協(xié)議的開(kāi)始加一個(gè)任意內(nèi)容的字節(jié),然后是0xFF后跟一個(gè)0xAA,0x55;接收協(xié)議規(guī)定只接收以0xFF 后跟0xAA,0x55 開(kāi)始的包.于是就可以很方便的把以上系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包格式定為以上格式,。
2,、傳輸頻率
　　在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中傳輸頻率也是至關(guān)重要的,，在為劃分和合理使用頻率，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）將世界分為三個(gè)區(qū),，中國(guó)屬于第三區(qū),。ITU對(duì)我國(guó)的業(yè)余業(yè)務(wù)頻率有專(zhuān)門(mén)的分列。而這里設(shè)定的頻段為227.00～223.00MHz,，此為國(guó)家業(yè)余頻段,，也就是說(shuō)可以自由使用,當(dāng)然如果希望長(zhǎng)期專(zhuān)用，則需要申請(qǐng)頻譜許可證,，專(zhuān)用該頻段,。

　　系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸是根據(jù)接受雙方的頻率來(lái)判斷是否接受的。所以需要編寫(xiě)一定的程序完成頻率設(shè)置,。如寫(xiě)頻時(shí),，把DTR置低，指令格式為：D7H：FFH：AAH：AAH：AAH：BBH：BBH：BBH,，AAH：AAH：AAH表示發(fā)射頻率,，如229.100MHz表示為22H：91H：00H三字節(jié)，同理BBH：BBH：BBH表示接收頻率,。而傳送數(shù)據(jù)時(shí),，DTR置高或懸空。

3,、串行數(shù)據(jù)的傳送方式
　　由于設(shè)計(jì)采用的是無(wú)線(xiàn)傳輸,，所以當(dāng)通過(guò)串行口將數(shù)據(jù)送到無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊的時(shí)候需要考慮數(shù)據(jù)的傳輸格式。一般來(lái)說(shuō),，通常我們發(fā)送的是字符或者數(shù)字,，這時(shí)我們就需要在軟件中根據(jù)ASCII碼的規(guī)則將他們轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制數(shù)形式，以字節(jié)方式傳送,。同時(shí)也需考慮發(fā)送與接收串口之間的延遲,。

三、串行口通信的軟件設(shè)計(jì)
　　串行口是常用的計(jì)算機(jī)與外部串行設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸通道,，而Visual C++6.0是一種功能強(qiáng)大的可視化的面向?qū)ο蟮腤indows編程開(kāi)發(fā)平臺(tái),，利用其進(jìn)行串行通信方便易行，應(yīng)用廣泛,。通常情況下VC++中有三種實(shí)現(xiàn)串行通信的編程技術(shù)：1）利用控件MSComm實(shí)現(xiàn)串行通信：在對(duì)話(huà)框中創(chuàng)建通信控件MSComm,，這種方法簡(jiǎn)單易用，但必須拿到對(duì)話(huà)框中使用,，靈活性較差;2）多線(xiàn)程實(shí)現(xiàn)串行通信：在自定義的串行通信類(lèi)中創(chuàng)建端口監(jiān)視線(xiàn)程,，進(jìn)行多線(xiàn)程控制，并在指定的事件發(fā)生時(shí)向相關(guān)的窗口發(fā)送通知消息。該方法實(shí)時(shí)性強(qiáng),，但是系統(tǒng)復(fù)雜;3）在單線(xiàn)程中建立自定義的通信類(lèi)實(shí)現(xiàn)串行通信;利用VC++的MFC類(lèi)庫(kù)實(shí)現(xiàn),。與控件方法相比，靈活性強(qiáng),，可按不同需要定制靈活的串口通信類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn),，同時(shí)也比多線(xiàn)程通信結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

　　結(jié)合本設(shè)計(jì)所采用的硬件的特點(diǎn),，以及實(shí)際的運(yùn)行環(huán)境,，最終選擇第三種方式完成串行口通信。
　　程序流程圖如下：

                                                                              圖3 程序流程圖
　　在程序中利用類(lèi)CserialPort實(shí)現(xiàn)負(fù)責(zé)串口的配置,，數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t處理以及讀寫(xiě),。結(jié)構(gòu)如下：
　　class CSerialPort : public CWnd
　　｛
　　public:
　　CSerialPort（）;//初始化
　　void ClosePort（）;
　　BOOL ReadByte（char＊ buff）;//讀串口
　　BOOL WriteByte（BYTE bybyte[100],int length）;
　　//寫(xiě)串口
　　BOOL OpenPort（CString portname）;
　　BOOL SetCommunicationTimeouts（）;
　　//設(shè)置通信延時(shí)
　　BOOL ConfigurePort（DWORD BaudRate,，
　　BYTE ByteSize,，DWORD fParity,
　　BYTE Parity, BYTE StopBits）;
　　HANDLE hComm;// 用來(lái)標(biāo)識(shí)串行口句柄
　　DCB m_dcb;
　　COMMTIMEOUTS m_CommTimeouts;
　　BOOL m_bPortReady;// 串口是否準(zhǔn)備好
　　BOOL bWriteRC;
　　BOOL bReadRC;
　　DWORD iBytesWritten;
　　DWORD iBytesRead;
　　virtual ～CSerialPort（）;//釋放資源
　　BOOL OpenPort（CString portname）;
　　BOOL ConfigurePort（）
　　｝
　　其中配置串行口采用DCB結(jié)構(gòu),，BOOL ReadByte（char＊ buff） 和BOOL
WriteByte（BYTE,，int）函數(shù)為讀寫(xiě)串行口，為了識(shí)別操作是否正確,，利用BOOL bWriteRC, bReadRC設(shè)置成功標(biāo)志,。同時(shí)設(shè)定DWORD iBytesWritten，iBytesRead確定字節(jié)的個(gè)數(shù),。在收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)需要監(jiān)測(cè)串行口是不是準(zhǔn)備好,，這時(shí)就可以檢測(cè)m_bPortReady的狀態(tài)。
　　整個(gè)程序的編制也就相應(yīng)的分為以下幾個(gè)部分：配置串口;配置數(shù)傳模塊;讀寫(xiě)串行口;通信延時(shí)處理等,。
四,、總結(jié)
　　環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有采樣數(shù)據(jù)量大，傳輸距離遠(yuǎn),，以及環(huán)境條件差別大的特點(diǎn),，長(zhǎng)期以來(lái)數(shù)據(jù)傳輸部分一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。以往系統(tǒng)主要采用MODEM和電話(huà)機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信,，但由于電話(huà)線(xiàn)具有通信速度慢,，質(zhì)量差的缺點(diǎn)，已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求,。這里應(yīng)用無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信,，不僅克服了這些缺點(diǎn)，而且大大改善了該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸性能,。經(jīng)最終測(cè)試該系統(tǒng)不僅可以在條件惡劣干擾大的環(huán)境下進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸,，而且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率高,，傳輸速度快?？筛鶕?jù)不同需要應(yīng)用于電力,、水利、石油,、林業(yè),、勘探等領(lǐng)域,。