【摘要】本文阐述了无线数字传输的特征及技术，并提出了将无线数字传输技术用于数据采集系统。介绍了当前无线数传的广泛应用，以及实现无线数字传输的基本原理，同时给出了一种无线数传技术运用于数据采集系统。 【关键词】数字传输技术;无线;数据采集
0.引言
移动通信的特点之一就是用户接人系统是无线方式，具有无线通信的特点。在旅行中收听过收音机的人，一定都会注意到所收到的信号质量是随时变化的，例如，当车辆穿过隧道或通过两山之间时，这一特定的效应称之为阴影效应或慢衰落，这只是无线通信中人们不得不处理的许多麻烦问题之一。对于大部分问题来说，一个共同的因素是有用信号太弱了，无论是与随机噪声相比，还是与干扰信号相比。这类噪声或干扰信号被看作是在有用信号频道上接收到的无用信号，例如，它可能是距离你想接收的发射机不远的、在同一频率上发射的另一发射机信号：由于蜂窝系统全部频率都要重复使用，因此通常说该系统是受干扰限制的，而 不是受噪声限制的。这就是说，假如没有其他干扰信号，有用信号会在大多数场合下足以保证提供良好接收。
1.无线数字传输技术的基本原理与功能
无线数字传输通过无线数传模块来实现。目前，市场上有多种无线数传模块供选择。无线数传模块的工作方式大体上分为全双工和半双工两种。一般来说，为了系统功能的完善和数字传输的可靠性，都选择全双工工作方式。而且在使用时，我们必须保证无线数传模块的收发频率一致，这一点可以通过对串行口的设置来完成。
1.1无线数传模块发送过程
当无线数传模块通过串口接收到PC机的数据后，模块先通过DTR线判断收到的数据是命令还是发送数据。如果是命令则执行相应的命令，如果是发送的数据则先将要发送的数据送到发送缓冲区中，同时将模块的状态由接收状态转换成发射状态。状态转换完成后，启动发送打包程序，并将这个数据包的数据送到模块中的数据调制口以FSK的方式调制成模拟信号，与锁相环中的振荡信号一起送到混频器，升频后的射频信号再经发射放大器、功率
放大器放大后通过天线发射出去。数据打包必须遵循事先定义的传输协议，避免其他信号干扰。
1.2无线数传模块的接收过程
在接收状态下，通过天线接收进来的射频信号经过射频放大器后，与锁相环中的振荡信号一起送到混频器降频。降频后的中频信号，通过中频滤波器、中频放大器放大后送到调制解调器，以FSK解调后的数字信号按照协议将有效数据送到存储器中，再经串口送到PC机。
1.3传输协议
无线数传模块如果要对接收进来的数据进行处理，就首先需要判断接收数据的可靠性，所以，在发射模块和接收模块双方之间必须建立一种有效的协议，能够识别有效数据和噪声。由于噪声是以随即字节出现的，没有明显的结合方式，噪声源可能产生任意字节的组合，所以，必须出一种有效的协议来抑制噪声的产生。
1.4传输频率
在无线数传模块的应用中，传输频率的确定也是十分重要的，必须合理地使用频率。中国属于频率分区的第三区。我国有专门的业余频率分段，可以自由使用。如果希望长期专用某一频段，则需要申请频谱许可证。
2.无线数字传输技术在数据采集系统中的应用
数据采集系统一般由数据采集卡和专用的软件构成，具有集成度高、性能可靠的优点，且集数据采集、处理、分析于一体，界面友好，操作简便，大大简化了试验过程，因而在工程测试中得到了十分广泛的应用。
这些数据采集系统一般由数据采集卡和专用的软件构成，具有集成度高、性能可靠的优点，且集数据采集、处理、分析于一体，界面友好，操作简便，大大简化了试验过程，因而在工程测试中得到了十分广泛的应用。然而，由于具体试验环境千差万别，对数据采集系统的要求也有很大不同，数据采集卡并不能满足所有工程测试的需求，例如对于运动构件上的传感器信号的采集，由于传感器空间位置不固定，使得通过电缆引出信号变得很不可靠，甚至根本不可能。这种情况下，比较好的解决方案就是采用无线数据传输技术，用电磁波来传输传感器信号，也就是构造无线数据采集系统。
2.1采样端设计
本系统由分离的采样端和接收端两部分构成，通过无线数据通道联系。采样端以单片机为控制核心，包括传感器信号调理电路、模数转换器（单片机内部集成）和数据发射模块；接收端以 PC 机为控制核心，包括数据接收模块、电平转换模块以及数据采集软件。
由于采样端将随被测构件一起运动，因此该部分应采用尽量少的元件，使结构紧凑，提高系统的可靠性。该系统中，我们采用AVR单片机AT90S-4433作为采集端的控制核心，并完成数据采集和串行通信的功能。
2.2无线数据传输子系统设计
无线传输按基带信号的形式可以分为两大类：模拟信号传输和数字传输。模拟传输直接用调理后的传感器的输出信号（基带信号）调制载波信号，经过功率放大后，通过天线发射出去。其优点是通过信道的信号频谱比较窄，信道利用率高，缺点是由于基带信号是连续的，混入噪声干扰后不易清除，抗干扰能力差。而数字传输是将调理后的传感器的输出信号转换为数字信号后再调制发送。由于所传送的信号只有高低电平两个取值，即使收到的
波形出现一定失真，仍可能解调出正确的原始信号，因此数字传输的抗干扰能力强。由于工程测试的环境复杂，干扰源较多，信号容易受到干扰，因此本系统采用了抗干扰性能好的数字信号传输方式。本系统中我们采用迅通公司提供的超小型、低功耗、接收发射合一的无线数据传输模块PTR2000完成数据的无线传输。该模块以Nordic公司的单芯片 UHF 收发器nRF401芯片为核心。该芯片工作于433MHz 的ISM（Industrial、Scientific and Medical）频带上，具有433.92MHz 和434.33MHz两个工作频道。
2.3系统控制软件及接口设计
系统控制软件采集功能包括系统运行状态的控制及采样数据的动态显示和存储。数据进入计算机可以通过并行口、串行口及 USB 等设备接口。基于 RS232 协议的串行口是 PC 的标准接口，且其硬件简单、易于操作，而成为单片机应用系统与 PC机短距离通讯的理想选择。由于RS232协议采用的电平是±12V，因此在TTL电平的数字信号进入COM 口前应进行电平的转换。
采集软件的设计应在满足用户控制采集过程要求的前提下，尽量使操作方便，界面简洁。软件除了具有对采集过程的控制功能外，还应能实时显示接收的数据曲线，从而使数据采
集过程可视化。
3.结论
无线数据采集系统由采样和接收两部分组成，采样端将传感器的输出信号进行模数转换，利用无线数字传输技术将数据发送到接收端，在接收端对数据进行存储和显示。■
【参考文献】
［１］朱皆敏，周琳.无线数字传输技术及在移动电站远程监控中的应用初探[J].煤矿机电，2007,(6).
［２］李松，李江.基于无线数字传输的智能输液监护系统[J].广西轻工业.2007.12.升频
［３］徐立新.无线数传技术在远程心电监护系统中的应用[J].微计算机信息，2005.
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