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无线数据传输系统设计学士学位论文.doc
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无线数据传输系统设计
无线数据传输系统设计
作者:xxx
摘要:介绍无线数据传输系统的组成、AT89C51 单片机串行口的工作方式及其与无线数字电台接口的
软硬件设计与实现方法。
一般的数字采集系统,是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号,经模/数转换器 ADC 采样、
量化、编码后,为成数字信号,存入数据存储器,或送给微处理器,或通过无线方式将数据发送给接收
端进行处理。无线数据传输系统就是一套利用无线手段,将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。
关键字:无线数据传输,AT89C51 单片机,模/数转换器,ADC 采样,采集,信号
【Abstract】: Introduction of wireless data transmission system components, AT89C51 Serial port works and
wireless digital radio interface with the hardware and software design and implementation.
Digital acquisition system in general, is to capture the scene through the sensor signal is converted to electrical
signals by analog / digital converter ADC sampling, quantization, encoding, in order to digital signals into data
memory, or sent to the microprocessor, or send the data wirelessly to the receiver for processing. Wireless data
transmission system is kind of a use of wireless means, to collect the data sent by the stations to the master
control station equipment.
【Key words】: Wireless data transmission,AT89C51 Microcontroller,A / D converter,ADC sampling,
Collection,Signal
- 1 -
目 录
第 1 章 数据通信基本知识…………………………………………………………………………2
1.1 有线传输介质 ……………………………………………………………………………………2
1.2 无线传输介质……………………………………………………………………………………3
第 2 章 数据传输方式…………………………………………………………………………………5
2.1 基带信号与宽带信号以及它们的传输……………………………………………………
5
2.1.1 基带信号与基带传输………………………………………………………………………5
2.1.2.宽带信号…………………………………………………………………………………………5
2.1.3.多路复用…………………………………………………………………………………………5
2.2 并行与串行方式……………………………………………………………………………………
5
2.3 单工、半双工和全双工方式…………………………………………………………………6
2.4 异步传输与同步传输……………………………………………………………………………6
2.4.1 同步问题的重要性…………………………………………………………………………6
2.4.2 异步传输与同步传输………………………………………………………………………7
第 3 章数据交换技术……………………………………………………………………………………
8
3.1 电路交换………………………………………………………………………………………………
8
3.2 报文交换………………………………………………………………………………………………
9
3.3 分组交换………………………………………………………………………………………………
9
3.4 高速分组交换技术………………………………………………………………………………
10
3.4.1 帧中继…………………………………………………………………………………………10
3.4.2 ATM 异步传输模式………………………………………………………………………10
第 4 章 AT89C51 简介………………………………………………………………………………13
第 5 章系统组成………………………………………………………………………………………16
5.1 系统组成图………………………………………………………………………………………16
5.2 AT89C51 与数字电台的串行通信………………………………………………………16
5.2.1 通信协议与波特率………………………………………………………………………16
5.2.2 AT89C51 串行口工作方式………………………………………………………………
17
5.2.3 AT89C51 与数字电台的硬件连接……………………………………………………
18
5.3 通信软件设计……………………………………………………………………………………18
参 考 文 献……………………………………………………………………………………………20
- 2 -
结 论……………………………………………………………………………………………………21
附 录:程序…………………………………………………………………………………………22
- 3 -
第 1 章 数据通信基本知识
所有计算机之间之间通过计算机网络的通信都涉及由传输介质传输某种
形式的数据编码信号。传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通信
作用,为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路。计算机与
计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类。
1.1 有线传输介质(Wired Transmission Media)
有线传输介质在数据传输中只作为传输介质,而非信号载体。 计算机
网络中流行使用的有线传输介质(Wired Transmission Media)为:铜线和玻璃纤
维。
1. 铜线
铜线(Copper Wire)由于具有较低的电阻率、价廉和容易安装等优点因而
成为最早用于计算机网络中的传输介质,它以介质中传输的电流作为数据信
号的载体。为了尽可能减小铜线所传输信号之间的相互干涉(Interference),我
们使用两种基本的铜线类型:双绞线和同轴电缆。
(1)双绞线
双绞线(Twisted Pair)是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通信
线路,它既可减小流过电流所辐射的能量,也可防止来自其他通信线路上信
号的干涉。双绞线分屏蔽和无屏蔽两种,其形状结构如图 1.1 所示。双绞线的
线路损耗较大,传输速率低,但价格便宜,容易安装,常用于对通信速率要
求不高的网络连接中。
(2)同轴电缆
同轴电缆(Coaxial Cable)由一对同轴导线组成。同轴电缆频带宽,损耗小,
具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。按特性阻抗值不同,同
轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于同时传输多路信号)两种。
同轴电缆是目前 LAN 局域网与有线电视网中普遍采用的比较理想的传输介
质。
2.玻璃纤维
目前,在计算机网络中十分流行使用易弯曲的石英玻璃纤维来作为传输
介质,它以介质中传输的光波(光脉冲信号)作为信息载体,因此我们又将之称
- 4 -
为光导纤维,简称光纤(Optical Fiber)或光缆(Optical Cable)。
光缆由能传导光波的石英玻璃纤维(纤芯),外加包层(硅橡胶)和保护层
构成。在光缆一头的发射器使用 LED 光发射二极管(Light Emitting Diode)或激
光(Laser)来发射光脉冲,在光缆另一头的接收器使用光敏半导体管探测光脉冲。
1.2 无线传输介质
可以在自由空间利用电磁波发送和接收信号进行通信就是无线传输。
地球上的大气层为大部分无线传输提供了物理通道,就是常说的无线传输
介质。无线传输所使用的频段很广,人们现在已经利用了好几个波段进行
通信。紫外线和更高的波段目前还不能用于通信。无线通信的方法有无线
电波、微波和红外线。
无线电波
无线电波是指在自由空间(包括空气和真空)传播的射频频段的电磁
波。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。
无线电技术的原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利
用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传
播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过解
调将信息从电流变化中提取出来,就达到了信息传递的目的。
微波
微波是指频率为 300MHz-300GHz 的电磁波,是无线电波中一个有限
频带的简称,即波长在 1 米(不含 1 米)到 1 毫米之间的电磁波,是分米
波、厘米波、毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高,通常也
称为“超高频电磁波”。
红外线
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由德国科学家霍胥尔
于 1800 年发现,又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开,在各种
不同颜色的色带位置上放置了温度计,试图测量各种颜色的光的加热效应。
结果发现,位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论:太阳光
谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,这就是红外线。也可以当作传
输之媒界。 太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为 0.75~
1000μm。红外线可分为三部分,即近红外线,波长为 0.75~1.50μm 之间;
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