無(wú)線通信技術(shù)的單片機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與普及，無(wú)線通信領(lǐng)域迎來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)。本文以無(wú)線通信技術(shù)的單片機(jī)通信系統(tǒng)為研究對(duì)象，將無(wú)線技術(shù)與通信系統(tǒng)的概況作為研究切入點(diǎn)，從數(shù)據(jù)傳輸方案、數(shù)傳電臺(tái)、系統(tǒng)接口、軟件系統(tǒng)設(shè)置等方面對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的單片機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析做詳細(xì)闡釋。

關(guān)鍵詞：無(wú)線技術(shù)；單片機(jī)；通信系統(tǒng)

0引言

與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，無(wú)線通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速度得到顯著提升，并憑借這一優(yōu)勢(shì)與單片機(jī)通信系統(tǒng)充分結(jié)合，強(qiáng)化了無(wú)線通信技術(shù)的綜合辦公效率。隨著單片機(jī)通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，無(wú)線通信技術(shù)在實(shí)踐中不斷完善自身，逐漸成為各項(xiàng)活動(dòng)中不可替代的技術(shù)系統(tǒng)。

1無(wú)線通信技術(shù)與單片機(jī)通信系統(tǒng)概況

無(wú)線通信技術(shù)是通過使用電磁波，借助其信號(hào)傳輸功能，加快無(wú)線通信技術(shù)的傳播速度，突破時(shí)間、地點(diǎn)對(duì)信息傳播的限制，實(shí)現(xiàn)信息高速運(yùn)轉(zhuǎn)的傳播方式。無(wú)線通信技術(shù)主要分為衛(wèi)星傳輸和微波傳輸兩種，衛(wèi)星傳輸是將衛(wèi)星通信站作為信息的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，通過增加衛(wèi)星通信站的數(shù)量提升無(wú)線通信技術(shù)的覆蓋面及信息延伸的廣度。微波傳輸適用于傳輸內(nèi)容較多的通信系統(tǒng)中，其對(duì)信息的發(fā)射頻率較快，傳輸范圍較廣。兩種傳播方式是在現(xiàn)有空間內(nèi)對(duì)信息進(jìn)行傳播，實(shí)現(xiàn)信息共享，同時(shí)降低其他因素對(duì)信息傳播過程的影響，一定程度上推動(dòng)了地區(qū)與行業(yè)之間的聯(lián)系。單片機(jī)通信系統(tǒng)是以單片機(jī)為系統(tǒng)處理核心，將集成電路芯片作為信息傳輸輔助設(shè)備，協(xié)調(diào)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)方式，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。單片機(jī)通信系統(tǒng)的運(yùn)行原理是將集成電路中心轉(zhuǎn)換成中央數(shù)據(jù)處理器，并匹配與之相符的信息儲(chǔ)存設(shè)備，利用電路的驅(qū)動(dòng)模擬轉(zhuǎn)換器，對(duì)所傳輸信息進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃分析整理，確保數(shù)據(jù)信息的利用最佳化，從而提升單片機(jī)通信系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率[1]。單片機(jī)通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式，在數(shù)據(jù)傳送過程中對(duì)其類型與作用進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，提升了數(shù)據(jù)利用的準(zhǔn)確度，一定程度上強(qiáng)化了單片機(jī)通信系統(tǒng)的科學(xué)性。

2無(wú)線通信技術(shù)的單片機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.1數(shù)據(jù)傳輸方案

現(xiàn)階段單片機(jī)通信系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，需要憑借無(wú)線通信技術(shù)輔助系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)借助科學(xué)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提升通信系統(tǒng)的整體科學(xué)性，為相關(guān)工作的平穩(wěn)運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在具體的系統(tǒng)運(yùn)行中，監(jiān)測(cè)設(shè)備要對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)主要類型和運(yùn)用方向、系統(tǒng)存在隱患做詳細(xì)的報(bào)告分析。其中機(jī)車是整項(xiàng)系統(tǒng)運(yùn)行的依據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸分析過程中，機(jī)車會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及產(chǎn)生的各項(xiàng)信息加以記錄，確保下載工作順利完成后將所記錄的信息傳送至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中。由于單片機(jī)通信系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)較大，工作過程繁瑣復(fù)雜，因此要匹配能夠滿足機(jī)車工作的儲(chǔ)存管理系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)信息提供穩(wěn)定的儲(chǔ)存空間，提升儲(chǔ)存工作的準(zhǔn)確性。在選擇數(shù)據(jù)傳輸方案時(shí)，要將儲(chǔ)存設(shè)備的工作能力劃入方案選擇的范圍內(nèi)，儲(chǔ)存設(shè)備要具有較大的信息儲(chǔ)備空間，同時(shí)部分傳輸工作允許人工操作同時(shí)進(jìn)行。但是隨著人工操作的滲入，數(shù)據(jù)系統(tǒng)的規(guī)范化遭到不同程度的降低，因此在選擇數(shù)據(jù)傳輸方案時(shí)，要充分了解數(shù)據(jù)系統(tǒng)的傳輸特點(diǎn)，全面掌握系統(tǒng)的運(yùn)行概況，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)與人工操作的完美結(jié)合，最大限度提升數(shù)據(jù)系統(tǒng)的傳輸效率。

2.2軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是無(wú)線通信技術(shù)在單片機(jī)通信系統(tǒng)的集中體現(xiàn)，這一環(huán)節(jié)主要是對(duì)軟件整體運(yùn)行程序及系統(tǒng)格式的預(yù)設(shè)。在具體的軟件運(yùn)行程序中，單片機(jī)系統(tǒng)通過對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的合理運(yùn)用，在數(shù)據(jù)傳輸中心發(fā)出通信請(qǐng)求信號(hào)，依照具體的操作流程，完成數(shù)據(jù)信息的傳送與接收。如具體的系統(tǒng)運(yùn)行中，數(shù)據(jù)中心發(fā)出請(qǐng)求信號(hào)，但是沒有得到及時(shí)的回應(yīng)，根據(jù)工作流程要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行后期的補(bǔ)救維護(hù)。與傳統(tǒng)的軟件格式不同，無(wú)線通信技術(shù)憑借新型的數(shù)據(jù)傳播手段，打造精細(xì)化的軟件運(yùn)行格式，提升了軟件運(yùn)行效率。軟件設(shè)計(jì)工作之前要對(duì)軟件的類型及研發(fā)方向做詳細(xì)的調(diào)研，計(jì)劃無(wú)線通信技術(shù)的使用方案，通過設(shè)計(jì)科學(xué)的單片機(jī)通信系統(tǒng)，提升軟件運(yùn)行的流暢度及信息傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)度。不僅如此，如系統(tǒng)需運(yùn)行規(guī)模較大的數(shù)據(jù)信息，與其相對(duì)應(yīng)的機(jī)車數(shù)量會(huì)隨之增加，為地面信息與系統(tǒng)數(shù)據(jù)的對(duì)接提供穩(wěn)定的對(duì)接環(huán)境。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)信號(hào)收發(fā)遲緩的現(xiàn)象，要及時(shí)對(duì)軟件內(nèi)部系統(tǒng)格式進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化整體的操作流程，確保各運(yùn)行環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)對(duì)接。以鐵路部門為例，由于其運(yùn)輸工作的特殊性，機(jī)車在完成數(shù)據(jù)傳輸時(shí)要及時(shí)與地面系統(tǒng)對(duì)接，地面系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)的傳輸情況建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈，如機(jī)車與地面數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)射請(qǐng)求時(shí)沒有得到及時(shí)的回復(fù)，或?qū)有畔⒊霈F(xiàn)錯(cuò)誤，要立即對(duì)車載微機(jī)設(shè)備采取相關(guān)維修工作。

2.3數(shù)傳電臺(tái)

在單片機(jī)通信系統(tǒng)中運(yùn)用無(wú)線通信技術(shù)時(shí)，要匹配與之相符的硬件設(shè)施，其中數(shù)傳電臺(tái)是硬件設(shè)施之一。數(shù)傳電臺(tái)是以無(wú)線通信技術(shù)為核心的新型硬件設(shè)備，其主要功能是提升通信過程的穩(wěn)定性，強(qiáng)化數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的質(zhì)量，一定程度上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的高智能運(yùn)行。數(shù)傳電臺(tái)的運(yùn)行工作可分為四種運(yùn)行類型，以調(diào)頻數(shù)據(jù)、RF、普通、雙向四種傳輸類型為主，并且在具體的運(yùn)行中，四種傳輸方法可進(jìn)行無(wú)限制互換，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)信息的不同，智能選擇最優(yōu)傳輸方案，提升系統(tǒng)的運(yùn)作效率，為數(shù)據(jù)信息提供安全的輸送空間。數(shù)傳電臺(tái)通過改變傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律，滿足數(shù)據(jù)信息的多角度傳播，信息的傳送與接收工作得到不同程度的優(yōu)化，降低因傳輸方法使用不當(dāng)造成的數(shù)據(jù)信息受損等現(xiàn)象，維護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的全方位共享[2]。

2.4系統(tǒng)接口

系統(tǒng)接口指的是車載微機(jī)與數(shù)傳電臺(tái)的對(duì)接，在傳統(tǒng)的對(duì)接工作中經(jīng)常出現(xiàn)對(duì)接失誤等問題，單片機(jī)通信系統(tǒng)通過科學(xué)開發(fā)無(wú)線通信技術(shù)，有效解決這一問題，減少了對(duì)接工作中的失誤現(xiàn)象，提升了數(shù)據(jù)對(duì)接效率。具體的對(duì)接工作中，通過合理利用中斷源等系統(tǒng)，提升對(duì)接工作的準(zhǔn)確性，靈活運(yùn)用數(shù)據(jù)的對(duì)接方法，規(guī)劃接口的工作時(shí)間，降低接口的數(shù)據(jù)處理壓力。以網(wǎng)絡(luò)連接為例，如以太網(wǎng)是運(yùn)行主環(huán)境，則其標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成為同部、分隔、目的、源址等環(huán)節(jié)，如數(shù)據(jù)段在46-1500以內(nèi)，其整體長(zhǎng)度呈不確定性，如數(shù)據(jù)段超出這一范圍，其長(zhǎng)度為定值。傳輸包的總體長(zhǎng)度范圍應(yīng)控制在60-1514之間，原址等長(zhǎng)度要小于14，如數(shù)據(jù)大小超出1500，要根據(jù)其整體特點(diǎn)做科學(xué)的拆分工作，確保數(shù)據(jù)規(guī)格在標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度范圍內(nèi)?，F(xiàn)階段的存儲(chǔ)系統(tǒng)主要是RAM，其存儲(chǔ)方式是以頁(yè)為標(biāo)準(zhǔn)，每頁(yè)標(biāo)準(zhǔn)是256type，將CURR或BNRY作為系統(tǒng)的寄存器，在具體的數(shù)據(jù)運(yùn)行中，以CURR或BNRY的工作狀態(tài)判斷有無(wú)接收和發(fā)送信息，如出現(xiàn)接收信號(hào)，則利用DMA稅的方法獲取數(shù)據(jù)包的1-18項(xiàng)字節(jié)，判定數(shù)據(jù)包的實(shí)效性。與此同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確傳送，要將部分?jǐn)?shù)據(jù)存于RAM之外的存儲(chǔ)設(shè)備中，依照科學(xué)的處理方法設(shè)置規(guī)范的格式，將其發(fā)送至指定的接收區(qū)域?，F(xiàn)階段的數(shù)據(jù)傳送接口類型具有一定的相似性，網(wǎng)絡(luò)連接具有一定的代表性，在具體的數(shù)據(jù)對(duì)接工作中要嚴(yán)格按照規(guī)范指令進(jìn)行，科學(xué)對(duì)待超出范圍的數(shù)據(jù)包，維護(hù)數(shù)據(jù)的完整度。不僅如此，當(dāng)系統(tǒng)面臨規(guī)模較大的數(shù)據(jù)工作時(shí)，要合理分配收發(fā)工作，降低對(duì)接環(huán)節(jié)的工作壓力，提升數(shù)據(jù)接口的工作效率。

2.5軟件系統(tǒng)設(shè)置

軟件系統(tǒng)設(shè)置包括程序工作環(huán)節(jié)、單片機(jī)應(yīng)用方法及接收工作的制定。設(shè)置程序工作流程是依靠人工操作，控制通信傳輸?shù)乳_關(guān)，數(shù)據(jù)信息經(jīng)過車載微機(jī)的傳送，與地面的信息系統(tǒng)進(jìn)行連接，各相關(guān)系統(tǒng)開始進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送預(yù)備狀態(tài)，通過確認(rèn)收發(fā)信號(hào)的準(zhǔn)確度，開始進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)傳送工作，如人工信號(hào)發(fā)射超過3次沒有得到及時(shí)的回應(yīng)，則數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入維護(hù)狀態(tài)。隨著現(xiàn)階段移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、短波、衛(wèi)星、微波等通信方式的發(fā)展，無(wú)線通信技術(shù)和單片機(jī)通信系統(tǒng)都可憑借各類通信方式控制范圍的擴(kuò)大發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)。無(wú)線通信設(shè)備在單片機(jī)通信系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，有效降低系統(tǒng)內(nèi)部意外情況的發(fā)生，一定程度上提升了系統(tǒng)的安全性。以單片機(jī)警報(bào)系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)的預(yù)警系統(tǒng)存在嚴(yán)重的滯后性，通過開發(fā)無(wú)線通信技術(shù)，提高了系統(tǒng)內(nèi)部警報(bào)環(huán)節(jié)的工作效率，實(shí)現(xiàn)了及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)預(yù)警，強(qiáng)化系統(tǒng)的整體反應(yīng)能力。接收程序的設(shè)計(jì)要提前做好相應(yīng)的控制區(qū)間，控制字要制定嚴(yán)格的區(qū)間范圍，利用時(shí)鐘的相關(guān)功能，在數(shù)據(jù)中穿插以16位為基礎(chǔ)的緩沖器，如系統(tǒng)中出現(xiàn)數(shù)據(jù)連入請(qǐng)求，系統(tǒng)內(nèi)部格式和VDI會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)相關(guān)信息進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)向緩沖器輸入數(shù)據(jù)信息，開啟數(shù)據(jù)傳輸工作。如接受數(shù)據(jù)時(shí)以幀為單位，并采用FIFO模式，輸入寄存器中的數(shù)據(jù)前兩位字符會(huì)分別被輸出，其后續(xù)數(shù)據(jù)具有一定的實(shí)用性，因此在數(shù)據(jù)的接受與讀取中，可將數(shù)據(jù)的前兩位字符自動(dòng)刪去，提升數(shù)據(jù)的整體應(yīng)用率[3]。但是如果數(shù)據(jù)中的第三位字符仍屬于標(biāo)志位，則繼續(xù)重復(fù)上一工作，舍去前兩位字符，對(duì)數(shù)據(jù)判斷完畢后進(jìn)入系統(tǒng)的接收程序?？茖W(xué)設(shè)置軟件系統(tǒng)中的工作環(huán)節(jié)，針對(duì)不同數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的收發(fā)流程，最大限度提升數(shù)據(jù)的應(yīng)用空間。與此同時(shí)，靈活的警報(bào)系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)中安全隱患，通過快速分析隱患類型，制定最優(yōu)解決方案，確保信息收發(fā)環(huán)境的安全度，為虛線通信技術(shù)的使用奠定穩(wěn)定基礎(chǔ)。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)線通信技術(shù)對(duì)單片機(jī)通信系統(tǒng)具有一定的積極作用，為其發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。因此，在單片機(jī)通信系統(tǒng)的發(fā)展過程中要加大對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的研發(fā)力度，不斷優(yōu)化信息傳輸系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)運(yùn)行狀態(tài)，為單片機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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作者：張崇武 李厥瑾 單位：山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院