时间：2023-03-07 15:17:29
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论文摘要:通过Bluetooth和UWB的技术对比及多角度的分析,证实了蓝牙+UWB作为下一代高速无线通讯技术的可能。
随着因特网、多媒体和无线通信技术的发展,人们与信息网络已经密不可分。当今无线通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈追求,作为无线通信技术一个重要分支的短距离无线通信技术正逐渐引起越来越广泛的观注。
1短距离无线通信技术简介
近年来,由于数据通信需求的推动,加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展,短距离无线与移动通信技术也经历了一个快速发展的阶段,WLAN技术、蓝牙技术、UWB技术,以及紫蜂(ZigBee)技术等取得了令人瞩目的成就。短距离无线通信通常指的是100m以内的通信,分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。高速短距离无线通信最高数据速率>100Mbit/s,通信距离<10m,典型技术有高速UWB、WirelessUSB;低速短距离无线通信的最低数据速率<1Mbit/s,通信距离<100m,典型技术有蓝牙、紫蜂和低速UWB。
2蓝牙(Bluetooth)技术
“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通信技术标准,也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内,通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联,使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享,也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中,因此特别适用于小型的移动通信设备,使设备去掉了连接电缆的不便,通过无线建立通信。
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(FrequencyHopping)和时分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先进技术,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网,并且能够实现无线连接因特网,其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电,组成一个巨大的无线通信网络。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。目前蓝牙的标准是IEEE802.15,工作在2.4GHz频带,通道带宽为lMb/s,异步非对称连接最高数据速率为723.2kb/s。蓝牙速率亦拟进一步增强,新的蓝牙标准2.0版支持高达10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。
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。但毫无疑问,蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通信技术,它必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。
3超宽带(UWB)技术
超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末,此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展,人们对高速无线通信提出了更高的要求,超宽带技术又被重新提出,并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通信方案。与常见的使用连续载波通信方式不同,UWB采用极短的脉冲信号来传送信息,通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz,因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通信的同时,UWB设备的发射功率却很小,仅仅是现有设备的几百分之一,对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声,因此从理论上讲,UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式,它有望在无线通信领域得到广泛的应用。UWB的特点如下:
(1)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。
(2)传输速率高: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。
(3)带宽极宽: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信系统同时工作而互不干扰。
(4)消耗电能少:通常情况下,无线通信系统在通信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。
(5)保密性好:UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。
(6)发送功率非常小:UWB系统发射功率非常小,通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。
(7)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。
参考文献:
关键词：在线式巡更无线实时
一、巡更系统概述：
巡更系统根据工作的方式，分为2大类：在线式巡更系统和离线式巡更系统。
离线式电子巡更系统：
根据物业管理的具体需要，在小区（或厂区）的巡更路线必经之处，粘上信息钮，然后在电脑中按照要求规定巡更班次、时间间隔、巡更路线以及具体的巡更员。工作时，巡更员根据规定的巡更时间、路线进行巡更，到达每一个信息钮处，使用随身携带的数据采集器接触信息钮即可记录下巡更员到达的时间和地点，利用巡更专用软件处理数据信息，就能做到科学有效的管理。
巡更人员手握资料读取器在值班室接触代表自己的那个纽扣记忆体，表示开始上班，然后，沿巡更路线，手握资料读取器逐个接触纽扣记忆体（设于各巡更点），资料读取器便记录了这位巡更员上班的时间，到达各巡更点的时间。接班的巡更人员重复上述过程。
管理人员将资料读取器插入资料转换器后，电脑便可显示巡更资料（巡更人员上班时间、到达各巡更点时间）。
该子系统由巡更棒（信息采集器）、巡更点（信息钮）、电脑系统组成。
离线式电子巡更系统的巡更点及巡更点的位置的安排很容易通过软件方法扩充，且信息钮的安装也十分方便。造价便宜。
普通在线式巡更系统
每个巡更点放置一个信息采集器，通过电缆直接连至控制管理中心电脑（原理上和门禁相同）。每个巡更点均设有时钟，储存巡更记录达3200条以上。巡更时只要巡更员将巡更牌（感应式IC卡或者信息钮）靠近（或者接触）巡更点，信息采集器便自动记录巡更员编号、时间、地点等信息（或者通过巡更按钮来实现）。控制管理中心随时可以实时了解巡更员（保安）的巡更情况。
该子系统由巡更牌（IC卡或信息钮）、巡更点（信息采集器）/巡更按钮、网络扩展器、电脑系统组成。
在线式巡更系统因为安装扩充巡更点比较困难（需要布线），而且其信息钮和采集钮的数量正好与离线式相反，大量的采集器导致成本居高不下。
二、短距离无线巡更系统简介：
作为智能化安保系统的一个重要组成部分，巡更系统在每一个职能化小区内是必然配置。但是，基于成本以及巡更系统工程的难易程度的考虑，房产商一般会采用离线式巡更系统。
然而，在线式巡更系统因为其无与伦比的实时性，是离线式巡更系统无法做到的。那么是否有一种系统，兼具这2种巡更系统的优势呢？
短距离无线巡更系统应该是个比较例向的解决办法。
三、无线在线式巡更系统工作原理：
在小区（或厂区）的巡更路线必经之处，粘上信息采集钮，然后在电脑中按照要求规定好巡更班次、时间间隔、巡更路线以及具体的巡更员。工作时巡更员根据规定的巡更时间、路线进行巡更，到达每一个信息采集钮处，使用随身携带的信息采集器接触信息钮，并且通过短距离无线模块发送巡更时间、地址等信息，远端通过与电脑连接的短距离无线接收模块接收信息，在电脑上实时记录下巡更员到达的时间和地点，并且可以通过电脑的电子地图或LED显示模块即时直观反映巡更信息。
无线巡更系统的巡更点及巡更点的位置的安排很容易通过软件方法扩充，巡更点的安装也和离线式巡更系统的信息钮安装同样方便，并且可以和离线式系统的信息钮兼容。
在线式巡更系统的管理人员不需要资料读取器，电脑便可实时显示巡更状态（巡更人员信息、到达各巡更点时间）。
四、无线巡更系统设计原理
4．1、无线巡更系统软硬件简介：
巡更点：无源地址，一线传输--I-BUTTON
巡更棒：无源地址一线读取、时间、时间地址储存、紧急按钮、可充电电池、身份地址识别（I-BUTTON）等（可以参造I-BUTTON的DS9092K系列）、无线即时输出。
巡更接收器：无线输入、记录、报警暂存、实时输出（2口包括接PC的RS232、继电器模块）、充电
软件：模拟地图、实时纪录、实时报警、闪烁（声光）显示、SQL巡更纪录、记录查询、报警（巡更异常）范围锁定等。
4．2、无线巡更系统硬件功能：
巡更棒：（包含发送器）
信息钮地址信号采集，采集正确发出“嘀”和绿色LED亮的提示；
实时时钟，并且可以被接受器调校；
信息钮地址信号、采集时间的即时发送；
信息钮地址信号、采集时间的存储（需要16k以上的断电保持的存储空间）；
信息钮地址信号、采集时间可以被接受器读出；
紧急按钮，以及信号可以被即时发送、存储、被接受器读出；
可充电电池、电量不足时的LED提示；
巡更棒地址，且随其他信号同时发送、存储、读出；
巡更棒和发送器可以一体，但需要可以进行分别调试；
与接受器的直接连接口，可以在接受器上为PC机直接调试（包括校时）。
天线
发送信号时，考虑到信号的完整性，可以采用多次发送、和带校验码等手段。
选用的无线电频率是固定、零漂移，频率为315MHz、400MHz、433MHz或900MHz。
接受器：
接受巡更棒的无线信号并解码；
室内天线，留有室外高增益天线口
直接读取、存储巡更棒数据；
较大的信息储存（断电保持）量，可以选择储存满覆盖还是报警；
计算机直接串口（或USB口）连接，实时读写，以及串口保护；
报警及状态存储，包括：通讯连接口数据堵塞、通讯连接口丢失、失电、讯号校验错误等；
信号指示：电源（上电自检）、故障（应可以区分）、数据错、外接继电器等
继电器输出，基本32路继电器输出，扩展32路继电器输出；继电器输出保持状态时间可调；
外接高增益天线；
上电自检功能、防死机电路；
接受PC机时间校准；
直流稳压电源输入接口、备用电池输入接口，闲时对电池充电；
电路设计时考虑该接受器可作为无线中继的电路预留；
硬件测试、调校、设置小软件：
巡更棒、发送器、接受器调测、自动记录；
通讯频率设置；
继电器输出保持状态时间调节；
发送器、接受器的发送接受重复次数选择
一般，巡更棒信号重复发送几次（按照实际需要），在接受器收到信号（完整）后，剔除同一时间、同一巡更棒发送的其余数据信号。
4.3巡更软件功能：
巡更地图（示意图）可以更换；
巡更路线、巡更点之间（顺序）相对时间的设定（表格形式）；
双击巡更棒和巡更棒等弹出详细资料。（包括编号、位置、等）
实时显示巡更点触发（到达），（再巡更图上表示为某种颜色标志的闪烁延时）；
巡更棒移动模拟（巡更图上），其颜色、形状（人形，能够输入巡更员照片），、闪烁频率区别于巡更点；巡更路线用刻度模拟距离和时间；巡更棒在2个巡更点之间模拟移动.
声光报警；（可以分别设定是否禁止喇叭以及选择报警的声音；接收器对报警也应该有相应的指示灯和声音提示；
接收器与管理计算机串口掉落报警；
紧急报警窗口弹出，窗口内线是巡更棒编号、巡逻员纪录、相对巡更点（离开的巡更点和即将抵达的巡更点），以及可能位于的报警地点放大显示；
巡更超时报警（有个默认值，为60秒）；
非顺序巡更报警；
各种报警的值班操作员原因说明、处理纪录；
报警纪录表格颜色区别查询、打印
巡更纪录、巡更棒交接纪录、操作员交接纪录报表查询、打印；
电脑与巡更棒、GSM接收器之间的时间参数自动校对。
各种调测程序；
操作员权限设定。
五、无线巡更系统的功能优势以及成本优势
作为在线式巡更系统，在功能上除了具备普通电缆直联在线式巡更系统的优势外，还具有：
实时报警功能：在巡更员巡更过程中发现以外情况可以用巡更棒自带的报警按钮进行报警，有利于监控中心得到处警信号后及时出警。该功能尤其适合于规模大、巡更时间长的小区、厂区。该功能还可以根据实际需要和巡更员体温探测器等结合，使巡更途中发生以外使得到监控中心得即时救援，保护巡更员的自身安全。
脱机（计算机）工作：由于无线巡更系统自带大型LED电子地图输出端口以及较大内存容量，系统完全可以脱离计算机进行工作，这样可以避免由于计算机和微软操作系统自身的故障导致系统的死机，使本系统工作更稳定，需要的外部环境更简单。
大型LED电子地图输出功能：无线接收器还自带32端口继电器模块，可以根据需要配置32个巡更点以内的LED电子地图，接收器还可以根据需要扩展到64个巡更点的LED电子地图显示模块。
造价低廉：无线巡更系统的巡更点的信息钮和离线式巡更系统完全兼容，主要改变的只是巡更棒，其系统的造价相对低廉。
工程简便：不需要埋管、不需要布线，整个工程量就是把没有任何连线的巡更点（信息钮）固定在巡更位置上，整个过程只要确保固定点的牢靠，没有其他技术要求。工程还可以在小区（厂区）智能化系统全部完工之后进行，随到随装。简便易行。
六、无线巡更系统的展望
无线巡更系统以其优越的性价比，直观、友好的用户界面将有可能是今后巡更市场的主推产品。
无线巡更系统因为是模块化的设计，为今后产品线的延伸留下了比较简单的接口，将来可以根据小区、厂区不同的客观环境以及客户的不同需求，分别可以采用GSMSMS（短消息）、GPRS（分组无线业务）、2.4G等不同的无线传输接收方式。
附注：
无线巡更市场简要分析：
上海房地产市场自1999年回升以来，商品房销售一直保持着旺销势头。1999年至2001年的销售面积分别为1298万平方米、1558万平方米和1767万平方米，3年累积总数超过4600万平方米。而今年上海房地产的开工面积超过4000万。其中，住宅市场更是一枝独秀，住宅在商品房销售面积中一直保持90%以上的份额。
目前普遍使用的无线通讯平台结构简单，可移植性差，为了实现各种无线功能，往往在每个具体的无线通讯平台上都需要实现各种不同的无线应用，应用和无线通讯平台间的接口十分繁多。因此，深入研究通用的无线通讯平台技术，研制实用的无线通讯平台就具有十分重要的意义。论文深入分析了作为无线通道和无线应用间桥梁的无线通讯平台的技术特点，阐述了嵌入式无线通讯平台的设计需求及其体系结构，并参考已有的无线通讯框架和相关通讯命令，设计了 Wireless－Platform 嵌入式无线通讯平台，实现了无线通道和无线应用之间的平稳和高效通讯，使各种无线应用与具体的无线通讯平台无关。
一、 嵌入式无线通讯平台的概述
随着计算机及相关技术的发展，嵌入式系统的应用范围越来越广，计算越来越自由，从一般的手持设备（如：手机，PDA 等）到网络通信设备（如：路由器、交换机等）都涉及到嵌入式应用，并呈现渗透计算模式（PervasiveComputing）。各种嵌入式设备都具有功能专一、针对性强的特点。随着 Internet 的发展，Internet 技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切，以手持上网设备（如：移动电话和智能 PDA）为代表的嵌入式信息终端就是这类结合体，这种手持上网设备一般都需要使用无线业务功能的支持来实现各种无线业务，如：通话，发送消息和其他操作。手持上网设备主要是通过无线通讯方式进行各种信息交互和传递，而无线通讯平台正是其中的关键技术之一。嵌入式系统主要特点之一是多样性。设备生产厂商在芯片选择、无线通讯指令标准、无线业务支持和操作系统等会有许多不同的要求，没有任何无线通讯平台可以满足所有嵌入式系统的要求。因此无线通讯平台各个模块也会根据不同的嵌入式系统进行不同实现，唯一相同的是无线通讯平台提供给各种无线应用的抽象接口不会改变。无线通讯方式具有分散性、多样性和变异性的特点。软件开发过程中必须对无线通讯的特点进行细分，对各种业务进行更有针对性的设计开发，才能实现无线通讯平台对各种无线应用的可拓展。
二、 嵌入式无线通讯平台的设计
1、体系结构的设计
由于无线通讯平台需要处理的数据接口种类比较繁多，无线通讯命令的标准也不同。无线通讯平台需支持各个无线应用并行请求，处理无线上报消息，转发无线应答给无线应用，通知无线应用处理上报消息，对无线数据进行缓冲和无线通信命令处理的动态扩展。无线通讯平台由三个逻辑抽象层构成：数据处理层，服务处理层和应用接口层。无线通讯平台总体流程如图所示：
2、 各应用接口的设计
query 接口：当应用需要查询无线通讯模块的相关状态等信息的时候，可以通过 query 接口来进行查询；需要传递需要查询的状态的查询类型，每种无线通讯模块的状态都对应一种类型，如：运营商号等；
modify 接口：当应用需要更改无线通讯模块的状态信息的时候，可以通过 modify 接口进行状态更新，参数包括：更新状态的类型和需要更新的值。
add 接口：添加数据到 SIM 卡存储空间中，传递参数包括：位置，存储空间标志，电话号码，电话类型和姓名等信息；
update 接口：更新 SIM 卡存储空间中的数据，传递参数包括：位置，存储空间标志，电话号码，电话类型和姓名等信息；
remove 接口：删除 SIM 卡存储空间中的数据，传递参数包括：位置和存储空间标志等；
read 接口：读 SIM 卡存储空间中的数据，需要传递的参数包括：位置和存储空间标志等；
flush 接口：由于电话本命令实时性要求不高，并且数据量比较大，因此电话业务服务器中对电话本命令和数据进行缓冲。当命令缓冲区满的时候才执行命令，如果需要立即执行缓冲区中的命令，那么需要调用此接口。需要传递的参数包括：存储空间标志等。
send 接口：发送短消息请求，传递的参数包括：短消息内容和消息标志等；
read 接口：读取 SIM 卡某条短消息请求；
write 接口：往 SIM 卡写短消息请求，传递的参数包括：短消息内容和消息标志等；
delete 接口：从 SIM 卡删除某条短消息请求，传递的参数包括：消息标志和需要删除的短消息位置等。
accept 接收来电：发送接收来电请求；
dial 拨号：呼叫当前的电话号码，传递的参数包括：需要呼叫的电话号码；
state 电话状态查询：查寻当前电话的状态；
hangup 挂断电话：挂断当前的电话。
hold 保持电话：让当前电话处于保持状态。
activate 恢复电话：让处于保持状态的电话重新恢复。
join 加入多方会议。
splitMultiCall 离开多方会议。
begin：开始 STK 功能。
response：传递请求类型。
3、电话业务服务器软件设计
应用注册。由于无线系统有通知信息和命令结果返回，应用对于通知消息和/令结果返回的处理是被动的，电话业务服务器不能够唤醒每个应用去处理无线通知消息和命令结果返回。因此，应用需要向电话业务服务器进行注册。
请求操作。应用发送无线操作请求，电话业务服务器根据请求的唯一标志，调用对应的通讯处理模块接口。
管理通讯通道。由于各个接口通过向指定的通道发送消息的方式传递数据，因此电话业务服务器必须对通讯通道进行建立，关闭和维护。
管理不同的通讯处理方式队列。让不同的通讯处理方式可以在一个通讯平台中同时使用，而不会互相影响。
论文摘要：随着信息技术的发展，智能建筑中的通信网络技术水平决定了建筑智能化的程度。本文在分析了有线网络和无线网络的基本运作方式后，通过对比这两种网络布置的优劣势，提出了在智能建筑中对通信网络的设置选择建议。
1引言
智能建筑的核心是系统集成，而系统集成的基础则是智能建筑中的通信网络。随着计算机技术和通信技术的发展和信息社会的到来，迫使现代建筑观念不得不更新。在信息化社会中，一个现代化大楼内，除了具有电话、传真、空调、消防与安全监控系统外，各种计算机网络、综合服务数字网等都是不可缺少的。只有具备了这些基础通信设施，新的信息技术，如电子数据交换、电子邮政、会议电视、视频点播、多媒体通信等才有可能进入大楼。使它成为一个名符其实的智能建筑。随着分布式智能建筑控制系统技术的日益成熟和应用普及，在建筑设备自动化系统中控制将进一步分散，在网络中传递的将更多的是管理信息，系统的集成则越显得重要。
目前，由于人们信息需求的激增，以及计算机技术带来的多媒体终端等先进的终端技术，智能建筑实现智能化的瓶颈往往在于它的通信网络。可以说，通信网络技术水平的高低制约了智能建筑的智能程度。为此，智能建筑中的通信网络的设计是完成建筑智能化工程的重点所在。因此，在建设智能建筑时，需要在大楼的设计阶段，就要融进通信网络的设计。通信网络主要分为两大类，一类是有线网络，一类是无线网络。
2有线网络
有线网络是把分布在数公里范围内的不同物理位置的计算机设备连在一起，在网络软件的支持下可以相互通讯和资源共享的网络系统。有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点联结起来时，敷设专用通讯线路布线施工难度之大，费用、耗时之多，实是令人生畏。这些问题都对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞，限制了用户联网。
有线网络需要使用以太网电缆和网络适配器。虽然两台电脑可以通过以太网交叉电缆实现互联，但是有线网络一般还需要网络结点设备，比如HUB集线器、交换机或者路由器，以实现更多电脑的互联。以太网、集线器或者交换机都是比较可靠的，毕竟这方面的技术已经十分成熟。要出问题的话，一般也就是电缆连接松散导致网络掉线。有线网络性能十分优越。传统的以太网连接只提供10Mbps的带宽，但是现在普遍使用100Mbps的快速以太网带宽，需要的也仅仅是更高一点的成本。而且现在硬件发展迅速，大多支持100Mbps，而且有些也已经开始支持千兆速率了。
在大量使用网络资源的时候，有线网络中的集线器很容易造成网络拥堵。而如果使用以太网交换机的话，则完全可以避免这个问题，所增加的成本也仅仅是一台集线器的费用。
对于接入互联网的任何有线网络来说，防火墙是最首要的考虑因素。众所周知，集线器和交换机本身并没有防火墙功能，对于使用这些网络设备的家庭用户，可以在主机电脑上安装防火墙。而使用路由器的用户，则可以利用路由器本身具有的防火墙模块，在连接路由器的电脑上，打开配置页面进行简单配置即可。
3无线网络
所谓无线网络，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，其与有线网络的用途十分类似，而最大的不同在于传输媒介的不同，即利用无线电技术取代网线。无线网络技术既可以节省铺设线缆的昂贵开支，避免了线缆端接的不可靠性，同时又可以满足计算机在一定范围内可以任意更换地理位置的需要。近年来，无线网络已能够通过与广域网相结合的形式提供移动Internet多媒体业务。无疑，无线网络将以它的高速传输能力和灵活性在智能建筑中发挥重要作用。
在现今有线网络条件下的写字楼中，随着公司员工数量的增加，导致了工位的增加，但办公室的空间有限，一味扩大办公室、增加桌椅会增加运营成本，并不是理想的解决办法。同时，人员座位和部门办公室的调整也都会造成很大的麻烦，而销售及服务支持人员频繁外出使座位闲置造成了公司资源的严重浪费。
无线网络可以克服这些问题，例如：在装备了无线网络以后，惠普公司的移动办公环境使工位不再是唯一的办公地点，与以前相比，员工数量在增加，但办公桌椅的数量却减少了，因为每天都有外出的员工，而那些在公司工作的员工，只要找到一个空位置就可以开展工作。员工不管在办公室的任何一个角落，都能随意地发电子邮件、分享文档及上网浏览，大大提高了工作效率，同时也降低了总体拥有成本。
4有线网络与无线网络的对比
与有线网络相比较，无线网络具有开发运营成本低、时间短，投资回报快，易扩展，受自然环境、地形及灾害影响小，组网灵活快捷等优点。可实现“任何人在任何时间，任何地点以任何方式与任何人通信”，弥补了传统有线网络的不足。随着IEEE802.11标准的制定和推行，无线网络的产品将更加丰富，不同产品的兼容性将得到加强。现在无线网络的传输率已达到和超过了10Mbps，并且还在不断变快。目前无线网络除能传输语音信息外，还能顺利地进行图形、图像及数字影像等多种媒体的传输。
众所周知有线网络是通过网线将各个网络设备连接到一起，不管是路由器，交换机还是计算机，网络通讯都需要网线和网卡；而无线网络则大大不同，目前我们广泛应用的802.11标准无线网络是通过2.4GHz无线信号进行通讯的，由于采用无线信号通讯，在网络接入方面就更加灵活了，只要有信号就可以通过无线网卡完成网络接入的目的；同时网络管理者也不用再担心交换机或路由器端口数量不足而无法完成扩容工作了。总的来说无线网络相比传统有线网络的优点主要体现在以下两个方面：
第一，无线网络组网更加灵活。无线网络使用无线信号通讯，网络接入更加灵活，只要有信号的地方都可以随时随地将网络设备接入到企业内网。因此在企业内网应用需要移动办公或即时演示时无线网络优势更加明显。
第二，无线网络规模升级更加方便。无线网络终端设备接入数量限制更少，相比有线网络一个接口对应一个设备，无线路由器容许多个无线终端设备同时接入到无线网络，因此在企业网络规模升级时无线网络优势更加明显。
但是无线网络相比传统有线网络同样存在着缺点：
1.传输带宽方面：与有线网络相同，无线网络的数据传输也受到带宽限制，而且由于无线电传输没有外部屏蔽能力，因此带宽实际受限程度要远超有线网络，即使最先进的无线网络技术也只能达到54Mbps每秒，比起100Mbps网络而言实在是小巫见大巫。
2.传输距离方面：有线网络与无线网络都有信号衰减，与有线网络相比，无线技术由于在空气中传输，随着气候条件的改变，衰减速率有高有低，往往实际有效距离达不到最大极限，尤其在电器设备使用频繁的室内，使用距离更是大幅度缩短。
3.抗干扰能力方面： 有线网络是通过加屏蔽层等技术抗干扰，必要时以光纤技术提供千兆级别的传输质量，而无线网络没有任何屏蔽能力，只能通过自身的无线信号发射强度以及频率、频跳等技术来增强抗干扰性能，也由此造成了成本、体积和使用上的区别。
4.安全性方面：无线网络的信号没有边界，任何人都可能截获，其安全性能的缺陷主要体现在如下几个方面：
第一，加密密文频繁被破译，已不再安全。曾几何时无线通讯最牢靠的安全方式就是针对无线通讯数据进行加密，加密方式种类也很多，从最基本的WEP加密到WPA加密。然而这些加密方式已被陆续破解，首先是WEP加密技术被黑客在几分钟内破解；继而国外研究员将WPA加密方式中TKIP算法逆向还原出明文。
WEP与WPA加密都被破解，这样就使得目前无线通讯只能够通过自己建立Radius验证服务器或使用WPA2来提高通讯安全了。
第二，无线数据sniffer让无线通讯毫无隐私。用户最不放心的就是由于无线通讯的灵活性，只要有信号的地方入侵者就一定可以通过专业无线数据sniffer类工具嗅探出无线通讯数据包的内容，不管是加密的还是没有加密的，借助其他手段都可以查看到具体的通讯数据内容。然而从根本上杜绝无线sniffer又不太现实，毕竟信号覆盖范围广泛是无线网络的一大特色。所以说无线数据sniffer让无线通讯毫无隐私是其先天不安全的一个主要体现。
第三，修改MAC地址让过滤功能形同虚设。虽然无线网络应用方面提供了诸如MAC地址过滤的功能，很多用户也确实使用该功能保护无线网络安全，但是由于MAC地址是可以随意修改的，通过注册表或网卡属性都可以伪造MAC地址信息。所以当通过无线数据sniffer工具查找到有访问权限MAC地址通讯信息后，就可以将非法入侵主机的MAC地址进行伪造，从而让MAC地址过滤功能形同虚设。
5.适用范围方面： 无线技术不同的固有属性决定了它们大致的使用范围，即使某些时候试图强行使用不合适的技术也将没有合适的产品。一般来说，无线网络更适用于移动特征较明显的网络系统，而有线网络则更适用于固定的，对带宽需求较高的网络系统。
5结语
因此，在智能建筑的设计过程中，通信网络的选择就要针对建筑物本身的使用功能进行分别选择，多数为固定人员位置的宜选用有线网络，多数为移动人员位置的宜选用无线网络，若两者兼具则应考虑实现有线网络与无线网络兼容使用。
参考文献
1情况简述
近年来，随着智能电网的深入发展，智能电表作为智能电网的智能终端，被广泛应用于各类电量结算关口、工商业用户及民用计量点。智能电表在运行过程中，除了实时的电能计量功能外，还会定时记录负荷曲线，包括电量、电压、电流、功率等数据，同时，电表的事件记录可以记录电表发生的各类历史事件，智能电表还会根据用户要求进行电量冻结，冻结电量数据会被记录为历史数据。智能电表提供了丰富多样的实时数据和历史数据，通过读取这些数据，可以帮助用户监控电表的工作状态，分析电表的负荷变化情况，查找电表出现计量异常的原因。目前国内对于智能电表的实时监测基本没有相应手段，广泛采用的电能量计费系统，主要是用来远程采集电量相关数据，通过采集终端的存储和转发，在主站段获得一定时间间隔的电量相关的负荷数据，通过电能量计费系统获得的数据不具备实时性，基本不具备问题追溯和故障诊断的功能。当前，计量部门如果要对某一只计量表计的数据进行数据分析，唯一的方法就是通过表计厂家提供的服务软件，通过计算机和RS485等通讯方式，在当地进行数据的抄读，往往受到现场环境和软件使用的专业性的限制，操作起来极不方便，效率低。本课题研究的基于Android平台的蓝牙电表监测系统，实现了通过方便的移动终端对电表的状态进行实时监控，分析并显示向量图。同时，也可以读取实时数据和历史数据。
2基本原理
2.1本课题所要解决的技术问题通过开发一套基于Android系统的APP软件，利用手机等移动终端的蓝牙无线通讯技术，配合蓝牙无线光电头，实时与智能电表进行交互通讯，获取电表的各类实时数据和历史数据，同时，可以对实时数据进行分析，通过图形化界面，显示计量线路的向量图，极大的方便了用户的抄表，安装检查，状态分析，历史数据读取等工作。2.2本课题的技术原理蓝牙无线光电头采用吸附式非电接触方式，与电能表通讯采用近红外通讯方式，本光电头内置蓝牙无线模块，可以实现蓝牙通讯接口与红外通讯接口的转换，是本系统重要的通讯转发单元。手机或移动终端的蓝牙通讯模块通过自动搜索功能与蓝牙光电头实现匹配，建立点对点的通讯连接。手机上的电能表监测系统软件APP，根据请求指令，发出数据请求，通过蓝牙光电头转发给电能表，电能表应答数据给监测系统。电能表监测系统软件通过数据分析、处理，在检测界面显示实时数据，实时绘制向量图，通过向量图，不仅显示了各相电压电流的数值，还可以显示相互的相位关系，对于分析电表的运行状态，发现错误接线提供了更为直观的判断依据。当用户读取电表的负荷曲线、事件记录等历史数据时，系统会自动将读取的数据转化为文本或Excel文件的格式存储，便于分析处理。
3技术关键点及创新点
3.1技术的关键点关键点一：蓝牙无线通讯光电头，采用电池供电，数据通讯可靠性要求高，尤其是大量数据通讯时的功耗保证。要求采用低功耗设计，重量轻，便于携带。关键点二：基于Android平台的软件设计方法，为了提供交互式的人机界面，需要显示数据和图形，为此，必须优化软件设计，将软件功能模块化。关键点三：基于Android平台的移动终端的应用。3.2技术的创新点创新点一：智能电表都具有红外通讯接口，通常采用近红外通讯，本课题采用了蓝牙通讯光电头，本光电头可以将红外通讯转换为一般移动终端能识别的蓝牙通信方式，利用蓝牙技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，从而使移动终端与智能电表的数据传输变得更加迅速高效，是智能设备之间进行短距离无线通信的最佳选择。创新点二：基于Android平台的运用，由于是对电能表的直接通讯，本发明要求集成智能电表的通讯规约，要求可以兼容各种版本的智能电表的通讯协议，对不同软件版本之间的区别，能够自动适应。为此，软件设计必须采用开放式的程序设计方法，通讯软件的设计也必须在充分理解电能表计量原理的基础上采用合理的数据采集方式。
4软件设计方案：
4.1系统软件设置框图（图2）：4.2开发环境:软件开发平台：系统是Android4.0以上版本开发工具Xamarin。4.3功能模块设计:4.3.1软件登录和常用软件设计一样，提拱用户登录功能。4.3.2软件连接监测电表需要一些通讯配置参数，只有正确配置好，才能够连接电表，监测电表。连接电表成功后，会把电表的基本信息显示出来。4.3.3方案配置本软件功能点是通过配置方案来进行的，可以灵活配置。默认配置是三个方案：安装检查；向量图；历史数据。安装检查（1）配置需要监测的数据项。（2）选择需要监测的数据项。（3）对电能表的运行工况进行检查的时候，需要实时监测电表的运行状况，监测电压、电流、功率、功率因数，相角。向量图（1）系统会自动读出三相电压，三相电流的数值和各自的相角关系。（2）根据读出的电压电流数值及相角，绘制实时向量图。历史数据当某一只电表出现可疑情况，或出现缺陷时，我们需要读出电表的历史数据记录和事件记录，用于故障分析。
5结论
基于Android平台的蓝牙无线电表监测技术可以方便地安装在用户手机上，供电局计量专业人员和供电营业所抄表人员不需要借助电脑和服务软件，仅通过手机操作，就可以检查电表的安装是否正确，监测电表运行状态是否正常。本项目研发成功后，不仅计量管理部门可以采用本电表监测系统软件进行安装调试，故障诊断，数据读取。还可以推广到其他变电站运行维护人员作为必备的巡查工具，尤其是，还可以给各供电所用户抄表人员作为现场抄表的工具，减少人为抄表的差错率，大大提高工作效率，节省运维成本。
6致谢
关键词：地下铲运机；超视距遥控；数据通讯；软硬件设计
中图分类号：TD422.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（c）-0000-00
1 引言
随着地下采矿深度的增加，采矿的环境越来越恶劣，作业人员的安全问题越来越严峻，应对这一现象，超视距遥控采矿、智能采矿技术应运而生[1]。
超视距控制LHD作业时，车辆的运行状态和周围的景象等驾驶信息，通过车上传感器和摄像头获取，经过无线网络传输回基站，在地面基站控制台的显示器上显示，驾驶员依据这些信息进行判断，从而发出远程驾驶指令，使LHD进行作业[2]。
CAT公司开发出了MineGEMTM系统；Sandvik公司推出了Automine系统；Atlas Copco公司研制出了Scooptram Automation 系统。国内在这方面的技术目前比较落后，还没有成熟的技术产品问世，主要在高等院校和研究院进行技术上的研究[3]。
本文以ACY-2A型地下铲运机为依据，设计加工出了电气化的模型铲运机，同时设计出了远程控制台，通过在实验场所搭建无线网络实现通讯，最终完成了超视距遥控的模拟实验。
2 系统的组成及工作原理
2.1 系统的整体构造
通过设计，地下铲运机超视距遥控系统需要完成以下功能[4]：
（1）柴油发动机的启动、停止；（2）照明和喇叭控制；（3）铲斗的举升和翻转；（4）车辆急停；（5）车辆的速度、制动以及转向控制；（6）车辆工况信息的监控：主要有车速、发动机转速、发动机水温和水位、油位显示、发动机油油温、液压系统报警等。
2.2 系统原理
其原理为：操控者在操控台上操控踏板、按钮、手柄等操控机构，向控制台上的控制器发送操作信号，控制器采集到控制信号之后，按照协议通过RS232发送到上位机。上位机将接收到的信号通过以太网发送到模型车，模型车接收到信号之后转换成CAN信号发送到执行控制器上，从而控制相应的执行机构，使车辆按要求的车速和路线行驶。模型铲运机的状态参数和周围的场景由各种传感器采集以及前后摄像头拍摄获取，模型车经过车上的车载电脑接入无线以太网，信号通过无线网络传回到操控台的上位机上，从而在上位机上显示，为操控者展现真实的车辆驾驶环境。
3 硬件的设计
3.1 系统组成
超视距遥控系统的硬件主要有远程控制平台（包括控制指令的生成传输以及人机交互界面显示），模型车（包括车载电脑，铰接角等各类传感器，摄像头），以及无线通讯系统。
3.2 远程控制平台
远程控制台应该能够生成遥控控制指令并发送控制指令，设计合理的人机界面显示状态参数，从而完成远程操控。遥控控制指令是由远程控制台上的模拟量和开关量两种信号元器件形成。控制数据可变的用模拟量来表示，状态明确、无参数变化的控制指令用开关量来表示。根据铲运机的操控方式，可以将操作指令分为以下四类：
（1）状态设定指令 这是控制车辆行动状态的控制指令，通过按钮和旋钮来实现；（2）速度控制指令 用来控制车辆速度的指令，通过油门和制动踏板来实现车辆行驶速度的控制；（3）铲斗作业指令 铲运机作业需要操作铲斗动作，铲斗有翻转和举升两类动作，这些指令都是模拟量信号，通过操作台上的右手柄来实现；（4）转向控制指令 该指令为模拟量信号，表达驾驶员转向的意图，通过左手柄X轴来实现功能。
3.3 模型车
模型车依据实际铲运机设计成铰接车模型，采用四轮独立驱动。车载电脑采用的是联合工控的PPC-3000 车载加固平板电脑，它带有一路WIFI以太网接口和两路USB接口。利用以太网接口来接受控制台发送来的控制信号并传输回激光等传感器采集到的信号；车上主控制器通过I/O口检测到各传感器信号并通过CAN总线发送给车载电脑，车载电脑通过主控制器下达控制信号，从而控制各执行部件的动作，这些执行部件有四个轮边电机驱动系统，车载电气系统（包括车灯、顶灯、喇叭等设备）以及液压系统（铲斗工作的驱动电机以及转向推杆电机）。
3.4 无线通信
无线局域网的功能是实现车载电脑控制系统和远程控制台之间的无线通信，从而实现铲运机超视距遥控。无线网络由多个无线AP（ Access Point） 组成，这些AP的SSID名设置为一个，IP为同一个网段，信道间隔为5。模型车在楼道中行走时，车载电脑的无线网卡会扫描AP的信道并自动切换到信号最好的AP，通讯不会中断，切换所需时间为几毫秒。
4 软件的设计
控制软件是整个系统的核心部分，本系统的远程遥控软件可以分为两部分，一部分是远程控制台基于单片机STM32控制器的程序，这部分是为了采集操作机构输入信号，生成遥控指令，并通过RS232发送给上位机；另一部分是无线通讯程序，这是实现远程控制端上位机和车载电脑之间数据的接受和发送。
4.1 单片机STM32程序
本系统中采用的单片机的编程语言是C语言，选择的软件开发平台是IAR，在设计的远程操控系统中，有六路模拟输信号输入，分别是：控制铲斗姿态两路、控制车辆行驶转向两路以及控制车速和制动两路；四路开关量输入，包括左右手柄两个使能输入信号、急停信号以及自动/手动信号。根据输入的控制信号，单片机经过处理后将数据打包通过RS232发送出去，每帧共7个字节。上位机收到数据之后，如果校验正确，则返回数据0x11以表示数据传输无误，否则发送数据0x00以表示数据传输错误，要求重新发送。
4.2 无线通讯程序
通过网络编程来实现控制端上位机和车载电脑之间的通讯，采用C#编程语言，具体实现是采用基于TCP/IP协议的Windows Socket。为了保证通讯信息的稳定和可靠性，超视距遥控系统采用的是TCP协议。由于在服务器端和客户端两端，利用Socket套接字传输的是连续的字节数据，通讯双方并不知道传输而来的字节代表何种含义，因此必须在传输层定义自己的通讯协议，这样才能使传输的数据转换为有意义的信息。
5 实验
为了检验超视距系统的控制效果，对模型车进行了多次的场地遥控实验，实验场所为“L”型楼道。通过控制成车辆的启动、加速、恒速、制动、换挡和急停。实验表明，车辆在楼道中能够以超视距的方式实现驾驶，断开重连程序保证了车辆遇到无线网络信号不好的时候也能够进行操控。
实验结果说明，该超视距遥控操作系统具有良好的遥控驾驶功能，控制台对模型车完全可控，操作简便，能够按照设计生成正确的远程驾驶指令，能够满足安全性和可靠性的要求。
6 结束语
系统依据实际铲运机设计出远程操控系统和模型车，通过无线网络系统实现了远程控制。该模拟系统和实际系统的区别在于被控车辆工作环境不一样，实际铲运机工作于恶劣的井下，需要考虑通讯的稳定性和可靠性，这对于无线网络硬件和软件的搭建提出了更高的要求。本论文的研究对于实际超视距遥控技术具有良好的指导意义。
参考文献
[1] 战凯，顾洪枢，周俊武，等.地下遥控铲运机遥控技术和精确定位技术研究[J].有色金属，2009，61（1）：107-112.
[2] 李ノ，胡天友.地下铲运机遥控控制系统的研究[J].金属矿山，2008（10）：100-102.
论文摘要:分析了移动学习的对象、模式、特性、环境以及存在的不足,参考国内外移动学习的研究,对移动学习的发展前景进行了展望。
0前言
移动学习作为数字化学习(E-learning)中的一个分支,是又一个新的学习模式,是教育技术领域研究的又一个新热点,对我国教育界已经不是一个陌生的概念。如今伴随着无线通讯技术的迅猛发展,人们逐渐看到、感觉到移动学习存在的巨大潜力,因此如何将无线通讯技术应用于教育和培训的话题又渐渐升温。正如基更先生所指出的“,不是技术本身所固有的教育特性造就了远程教育和开放大学的成功,而是公众普遍拥有的技术造就了这种成功。”AlexzanderDye等人在它们的题为《MobileEducation-aglanceatthefuture》的文章中对M-Learning(移动学习)给出了一个较具体的定义:移动学习是一种在移动计算设备帮助下的能够在任何时间、任何地点发生的学习,移动学习所使用的移动计算设备必须能够有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流。
1移动学习的对象
移动学习的对象不仅仅局限于学生的学习,还推广到公司员工、没有受过良好教育又渴望学习的人等等,唯一的条件是他们必须拥有移动通讯设备。它的理念是让学习“随时、随地、随身”地发生。
(1)学生:在无线通讯发展迅速的今天,大部分的学生都拥有了电脑、手机等电子通讯工具。这就为移动学习提供了一个很好的条件,我们可以充分利用这个优势来弥补课堂学习中的不足。
(2)公司员工:对于公司而言,移动设备的齐全及其高级功能,使“随需应变”的“移动学习”变得可行。公司面临的最大挑战是如何将相关的信息和材料在最恰当的时间提供给员工,保持员工的工作投入和竞争力。而移动学习也可以方便地借助他们现有的设备来解决存在的问题。
(3)没有受过良好教育又渴望学习的人:这些人要么工作环境差,甚至很无聊,又没有机会参加任何社会组织的培训。但是他们共有的是移动电话,用它来发短信、聊天、玩游戏。移动学习就要借助他们的移动电话来激发他们学习的热情,给他们学习的机会,教给他们学习技能,让他们更好地就业。
2移动学习的基本模式
以移动电话为支撑的短消息模式:这是最基本也最普遍的模式,是正在运用和开发潜力最大的模式。
以互联网为支持的连接技术模式:移动学习是移动通信、网络技术和现代教育三者结合的产物。所以互联网的技术支持是非常重要的,在短信息模式中,可以借助这一技术基础。其主要的技术支撑是:WAP(WirelessApplicationProtocol)无线应用协议“;蓝牙”(Bluetooth)技术,一种用于替代便携或固定电子设备上使用的电缆或连接线的短距离无线连接技术;GPRS(GeneralPacketRadioService)即通过无线分组业务、3G通信协议等,从而为我们提供在台式和笔记本电脑上才能实现的功能,如收发E-mail、网页浏览、流媒体、多媒体信息等。
3移动学习的特性
(1)数字化:移动学习主要借助的是移动通讯和网络技术,它的数字化特性是由其自身所借助的设备和支持技术决定的,也正是由于网络的迅速发展,才更能够加快移动学习发展的步伐。
(2)即时性:移动学习能够给学生提供一个最宽松的环境,使你随时都能够与他人交流新的想法,把你思想的闪光点与他人分享。移动学习的核心特征就是让学习者能够体验学习的愉悦,让学习者能够在最佳的时间和地点进行学习。
(3)随意性:移动学习可以利用零散时间学习,可以在回家、旅途、商场等任何时间、任何地点随时进行学习。而如遇到什么疑难问题也可以借助手机短信与老师和同学联系,获得解答。
(4)学习环境是移动的:不论是传统学习还是网络学习,他们的学习环境都是固定的。而移动学习的一个最突出的特点就是它的环境的移动性。这样学习不再局限于一个固定的环境,实现了学习真正意义上的自主性。4移动学习的环境
移动学习能否得到很好的应用和发展,与其环境也有很大的关系。它的环境是移动的,教师、研究人员、技术人员和学生都是移动的,这是不同于传统学习环境的一个特性。但是移动学习主要借助的是移动公司的短信服务和网络公司支持的移动设备,所以这个环境是非常重要的。在整个的过程中我们必须与移动通信公司及网络公司达成协议,为我们的移动学习提供良好的环境。
在构建移动学习的同时,还要注意在任何场所学习的可行性。人是环境中最重要的一个要素,这就要求学习者具备一定的自我控制能力和自主学习的能力。移动学习中的学习者在整个流程当中,要能够协调好与老师、同学、同事之间的关系,合理选择学习的方式,实现自己的有效学习。在这个环境中,物力、财力等因素也是要考虑的问题。移动学习毕竟需要的是手机和网络移动设备,这就提出了一个高于传统学习的条件。如今在大学中几乎实现了这样的条件,所以我们要能够利用便利的条件,发挥移动学习的作用,从而在实践中探索,达到移动学习的真正目的——随时随地随身地进行终身学习。
5移动学习存在的不足
(1)大多数研究者表示,PDA和WAP手机等移动设备只是目前在学习手段上的一种扩展,它们不能够替代现有的学习工具。更重要的是,并非所有的学习内容和学习活动都适合使用移动设备。
(2)网络学习中在线阅读时间过长,学习者的眼睛容易疲劳,也容易让学习者产生厌烦感。而利用手机来进行学习,其屏幕的大小、分辨率等对阅读也有很大的限制,并且如果在路途中,车子的晃动等外在条件也影响学习者学习的心情等。
(3)移动学习的运用时机也存在一定的问题,人在走路或在车上学习时,最好是运用收音机、随身听或MP3等进行语言的听力训练。这样也就不需要运用掌上电脑、手机等昂贵的移动设备,节约了学习成本。
(4)人文因素。在移动学习中我们经常考虑的是如何利用现有的设备进行有效的学习,而忽略了学习者的需求。如公司对员工进行培训时运用移动学习,不仅可以提高员工的工作效率,也节省了很多的成本。但是员工是否乐意学习,是否能达到培训的目的及产生一定的效果,这些问题都没有考虑过。
总而言之,移动学习的优势是有目共睹的,我们相信在利用各种设备的辅助之下开展的移动学习,也能够给我们的教育带来新的发展。但是,它的发展仍处在探索阶段,如何才能够发挥好它的内在优势,在解决技术、环境、物资财力等方面的基础上,更好地对学习者进行人文关怀,这都是我们应该关心的问题。因为教育的要旨是使全体学习者进行愉悦的、主动的学习,而不是被动的学习。这就需要我们在整个过程中进行有益的探索,真正实现移动学习随时随地随身”的终身学习目标。
参考文献:
[关键词]区域定位 实时监控 数据采集 定位跟踪
中图分类号：TE933.207 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0160-01
引言：在我国乃至全世界的很多珍稀动物濒临灭绝，对于野生动物的保护受到各个领域的关注。然而对于我国卫星定位导航领域的尖端“北斗”来说更希望为此提供帮助，北斗导航系统是基于卫星定位与通信系统架构的动态监控系统，基本管理的内容有状态管理信息储存。可以对动物个体的动态监测信息进行唯一标识、采集、传输、接收、储存等。采用卫星定位与通信系统（BDS）与集传感器、GPS技术、GIS技术、无线通讯技术、计算机、数据处理技术相结合，使的对濒危动物的跟踪和保护更具人性化、实时性和可靠性。
一、北斗导航系统的简介
在美国研制出全球定位系统（GPS）和俄国的GLONASS之后我国自行研制出了北斗卫星导航系统简称BDS。北斗BDS的主要组成部分有空间端、地面端和用户端。BDS具有短报文通信能力，并且初步具备区域导航、区域定位、区域授时能力，可以在全球范围内为各类用户提供高精度、高可靠的全天候、全天时的导航授时服务。其定位精度优于20米，授时精度由于100纳秒。2000年以来我国的4颗北斗导航试验卫星已成功发射，北斗导航的第一代系统由此建立。并且具备了包括中国以及周边地区范围内的定位、授时、报文、GPS广域差分功能。目前中国已经建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的斗卫星导航系统空间段，属于二代系统。包括开放服务和授权服务两种服务方式。在服务区内免费提供的定位、测速以及授时服务叫做开放服务，其定位精度为10米，测速精度为0.2米/秒。授权用户和享受更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。这也是授权服务的特点。
二、如何实现“北斗”对濒危动物的跟踪保护
要利用北斗导航系统实现对濒危动物的跟踪保护，可以运用BDS技术制作成无线项圈，这样可以了解到动物所在的位置和行程，是否会进入人类生活的区域等。运用BDS跟踪项圈可以让研究人员了解动物的情况，避免人和野生动物发声冲突，起到保护濒危动物的作用。无线项圈的标记范围从0.5g 用于鸟类和田鼠到460g用于大象、熊和大角麋，最小的标记电池寿命14天，最大的标记电池寿命长达1600天（>4年）。对没有明显颈部的动物（如爬行动物蛇、蜥蜴和鱼类），可使用可植入标记（Implantable Tag）。所有的标记均可配死亡率和行动传感器（Mortality and activity sensors）。可改变动物标记的峰值电流和功率输出，用来改变动物标记的使用范围。
三、利用北斗导航系统跟踪濒危动物的必要性
（一）从北斗的角度分析
北斗导航系统是基于卫星定位与通信系统架构的动态监控系统，基本管理的内容有状态管理信息储存。可以对动物个体的动态监测信息进行唯一标识、采集、传输、接收、储存等。采用卫星定位与通信系统（BDS）与集传感器、GPS技术、GIS技术、无线通讯技术、计算机、数据处理技术相结合，使的对濒危动物的跟踪和保护更具人性化、实时性和可靠性。北斗BDS具有全天候定位、高精度定位、观测时间短、测站间无需通视、仪器操作简便的优势。开放服务的定位精度为10米，测速精度为0.2米/秒。授权用户和享受更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。各个领域都应该提高濒危动物的保护意识，对于我国自行研制的北斗卫星定位与通信系统来说更应发挥其特长，为濒危动物的保护贡献力量。
（二）从社会和自然的角度分析
人类在对自然资源开发利用的过程中，大自然的生态系统遭到破坏，环境也受到污染。动物的物种由此灭绝的速度加快，不少珍稀动物濒临灭绝，对于野生动物的保护已迫在眉睫。濒危动物保护对于社会来说耗资巨大又十分艰巨，需要采用多种手段来进行，涉及到法律、行政、经济、社会舆论等诸多方面。建立自然保护区、驯养繁殖、采用法律的手段禁止商业性开发、开展国际合作、采用先进技术等都是保护濒危动物的一些措施。目前濒危动物的保护涉及到物种的多样性，维持物种多样性有利于自然的和谐发展。我们每一个人都应该意识到濒危动物保护的重要性。
四、北斗导航系统跟踪保护濒危动物的意义
人类在对自然资源开发利用的过程中，大自然的生态系统遭到破坏，环境也受到污染。动物的物种由此灭绝的速度加快，不少珍稀动物濒临灭绝，对于野生动物的保护已迫在眉睫。北斗导航系统是基于卫星定位与通信系统架构的动态监控系统，基本管理的内容有状态管理信息储存。可以对动物个体的动态监测信息进行唯一标识、采集、传输、接收、储存等。采用卫星定位与通信系统（BDS）与集传感器、GPS技术、GIS技术、无线通讯技术、计算机、数据处理技术相结合，使的对濒危动物的跟踪和保护更具人性化、实时性和可靠性。可以起到维持生态平衡，维护物种的多样性，对于我国自行研制的北斗卫星定位与通信系统来说更是发挥其特长，为濒危动物的保护贡献力量，同时也体现出我国高新技术对于生态环境具有很高的保护意识。
五、结论
多种多样的物种组成了生态系统，每一个物种都是生态系统中的一个重要组成部分，包括人类，他们相互依存，相互联系，物种多样性被破坏，整个生态系统就会受到影响。大多数的濒危动物都具有较高的经济价值、药用价值以及医用价值。所以对于野生动物的保护受到各个领域的关注。科技的发展和进步对于野生动物的保护起到了促进的作用，卫星定位与通信系统的出现，对野生动物的跟踪保护更是起到了不可替代的作用。卫星定位与通信系统对濒危动物的活动范围和行动轨迹进行实时监控，对濒危动物进行定位跟踪，对跟踪动物的体温、脉搏等数据进行采集和传送。运用环境优化、刺激等手段引诱物种向有利的方向发展。北斗又是国卫星定位导航领域的尖端，利用北斗导航系统跟踪濒危动物能起到更好的保护作用。
参考文献
[1] 杜晓辉.施浒立.刘成.胡正群 CAPS卫星导航系统定位精度分析方法研究 [期刊论文] -电信科学2010（12）
[2] 李金金.应士君.刘卫.邱R COMPASS/GPS组合导航系统定位精度分析 [期刊论文] -航海技术2013（3）
[3] 万祥.张孟阳 北斗高动态双频相对定位技术 [期刊论文] -飞行器测控学报2010（3）
[4] 李聪明.王灵梅.冯林刚 北斗卫星导航系统与GPS的比较 [期刊论文] -西部资源2013（1）
[关键词]变压器；防盗报警装置；声光报警；手机短信提示
中图分类号：TN929.5；TM41；TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0282-01
1 变压器被盗事件及防范措施
唐山供电局下各供配电营业所辖区内，在2010至2012年期间发生了多起配变被盗事件，2011年12月份发生6起，2012年3起，变压器的被盗耗费了大量的人力物力，严重影响了正常供电系统，给正常工作和安全带来了很大的压力。
2013年下各供配电营业所将“辖区变压器防盗措施的改进”作为QC课题，初步研制了配电防盗的方案。结合目前市场上变压器防盗器械的特点，变压器防盗报警装置应运而生。该报警装置弥补了市场上产品的不足，不但能实现远程短信、电话、Email报警，而且能在就地发出强有力的声光报警信号，能有效的驱赶盗窃者，直接避免损失。装置通过短信方式设置分时段运行，避免白天正常停电等情况造成的误报警，提高了报警的准确率。
2 变压器防盗技术国内发展现状
针对农村变压器频繁被盗的情况及对盗窃分子作案手法的分析，科研工作者提出了许多解决方案，在一定程度上减少了盗窃案件的发生。国内目前主要采取三种方式进行变压器防盗。
（1）安排专职人员进行日夜巡查这种结合治安、消防等的防盗方法，但依然无法满足与违法犯罪分子斗争的需要。仅靠人力来进行防范己经不能达到震慑犯罪分子的目的，技术预防逐步成为解决变压器盗窃案件频发的重要途径。
（2）机械式防盗，主要由新型联接栓、栓母及吸能释能装置组成或对变压器进行焊接加固。采用该防盗方式以后，安装与拆卸均需用专用的工具，用任何其它工具都不能将其卸除而开盖盗窃。该方式防盗性能特别强，但只能增大犯罪分子拆卸难度，延长拆卸时间，不能防止变压器被搬移。
（3）电气式防盗，采用诸如红外线，门磁开关，有限距离无线通讯等方式解决变压器防盗问题，但是投入运行后，此类防盗报警设备因产品或系统局限性容易产生误报警，抗干扰能力差，不能及时发送报警信息，造成了大量人力、物力、财力的浪费。
3 变压器防盗系统
3.1 设计思路及原则
根据农村电网特点，变压器智能防盗报警系统的设计方案需要满足以下特点：
（1） 报警装置必须满足第一时间报警通知要求，进行电力设施盗窃破坏行为前必须对运行中的设备进行停电操作，故报警器必须在设备断电的第一时间发出报警信息；
（2） 满足现场声光报警要求，大功率声光报警器装置在单一报警器设计中应用效果不佳，但结合在远程防盗报警器中还是能够很好的利用其现场震慑力的作用驱离盗窃者。
3.2 系统的构成及实现方法
该变压器防盗报警装置包括：声光报警器、三相输入供电及判断电路、信号输入输出端子、主处理芯片，GSM无线通讯模块和蓄电池。主要功能的实现方法如下：
（1）变压器检测模块
当变压器带电运行时，装置采集变压器三相输入电压的变动情况，以判断电力线路是否缺相或者停电。每相电借入经过一个光隔离器，当没相电有220VAC时，光隔离器驱动隔离开光接通，从而将电源信号接入单片机的信号输入端口。如果防盗报警器的门被强行打开，设置在门上的开关将会通过输入输出端子转接后接入高电平信号到单片机的输入端口，单片机接收到以上任一的信号，首先输出高电平信号到输出端口驱动继电器线圈，继电器开关触点与输入输出端子上对应报警器的端子相连，从而实现报警器得电报警的目的。
（2）单片机信号处理模块
单片机是防盗装置的主要功能器件，用来对采集到的电压信号进行储存、处理。本次设计采用的是ATMEL公司生产的ME64单片机。该部分主要由ME64芯片、时钟电路、复位电路、报警电路及单片机与信号采集单元和串行数据接口组成。
（3）事故报警模块
选用了6-DZM-10型设备。LTE-1101J型警灯警报告警设备进行报警器模型的装配制作，以便对产品的结构样式做进一步的设计探讨。经编程调试后电子板实现两项主要功能：
（a） 手机短信提示，变压器一旦非正常停电，系统马上利用GSM900MHZ、1800MHZ、1900MHZ无线网络发送相关信息到10组预设手机号码中；
（b） 可通过手机指令自主设定报警时段，防止对计划停电、抢修停电误发报警信号。
3.3 变压器防盗报警装置安装
报警装置采用杆上安装，主机外壳采用铝合金制成，综合考虑了散热与防雨要求。报警器为LTE-1101J型号，其电源采用400V电源，型号为6-DZM-10，可对缺项故障做到准确及时提示。
4 防盗系统应用效果
唐山供电公司路北营业部30处容易被盗户外柱上变压器安装了智能防盗报警器。2012年10月完成系统装置的研发，2013年正式投入使用，使用过程中评价如下：
（1） 可使用普通手机人工接警也可以通过接警中心电脑自动报警，具有强大的联网报警功能；
（2） 对电网供电三相线路检测，能准确检测并上报任一项异常情况；
（3） 具有断电保护功能，当电源线北溲蛊鞣赖帘爸玫挠τ醚芯？
张立兴
（唐山供电公司营销部 河北 唐山 063000）
[摘 要]结合某供电局下各供配电营业所辖区内配电变压器被盗的实际情况，本论文设计了一种新型变压器防盗报警装置，包括声光报警器、三相输入供电及判断电路、信号输入输出端子、主处理芯片、GSM无线通讯模块和蓄电池。变压器一旦非正常停电，现场声光报警的同时系统马上利用无线网络发送相关信息到10组预设手机号码中，进行手机短信提示。并且可通过手机指令自主设定报警时段，防止对计划停电、抢修停电误发报警信号。
[关键词]变压器；防盗报警装置；声光报警；手机短信提示
中图分类号：TN929.5；TM41；TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0282-01
黄苹凳毕低潮赣玫缭茨芗绦邮惫ぷ鳎ǖ绾笞远涞纭？通过对变压器防盗报警系统的实际应用，路北营业部农村配网变压器台区的设备盗窃事件减少，提高了配网设备完好率，配网设备水平的提高保证了广大农村的供电可靠性，极大的推动了我局配网运行管理水平。
5 防盗系统的待改进部分
变压器防盗报警系统的使用给配电安全提供了可靠的保证，但同时该系统本身还存在着一些不足：
（1）变压器防盗报警系统在需要改进的时候，若能通过通信系统与变压器的负控终端相兼容，那么系统的升级就能变得很简单；
（2）在变压器报警系统报警之后的后续村所联防机制还不够完善，需要加紧完善相关的应急处置与预案编制，以及落实可能产生的经费支出等问题。
