STC89S52单片机气动系统的远程监控技术研究(6)
2.3 无线信号收发装置在系统中的应用
在本课题所研究的气动监控系统之中，上位机与下位机之间的通讯，有两种方式可供选择一种是有线，另一种是无线。前者准确可靠，但是对于规模庞大的工业自动化工厂而言，面对这么多的数据线难免会造成一些混乱，而且也不便于文修。后者虽然可靠性略低于有线，但是却可以降低成本，节约空间，简单高效，即便是对于庞大的系统，也不会信号线混乱的问题。
目前的无线通讯技术主要是基于不同波段的电磁波普研制而成，其中应用最为广泛的主要有红外通信技术，蓝牙以及RF射频技术等。
红外通信技术是以红外线（Infrared Ray, IR）作为数据载体，通常是进行点对点之间的信号传输。该技术应用普及早、比较成熟、应用相对广泛，且设备体积小、低功耗、价廉，但它的传输距离短、易被遮挡、收发具有方向性，目前仍局限在两台设备间点对点的传输的应用中。
蓝牙技术（Bluetooth）是一项支持点到多点传输的无线通信协议，采用了跳频技术，因此提高系统抗电磁干扰能力进而保证数据传输的可靠性。该技术特别适合将某固定设备与它周围的移动设备建立数据传输的连接。但是，由于蓝牙设备授权费用，产品成本较高、硬件复杂、时序要求严格、开发成本高，因此蓝牙技术应用范围还不够广泛，目前仍然局限在中高端的移动设备中。
RF（Radio Frequency）射频技术是利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递的技术，它不局限于视线，识别距离比光学系统院，基于RF射频技术的无线数据传输应用正迅速地在工业自动化领域出现并得到广泛应用。
射频技术与其它无线数据传输方案相比，具有如下优点：
(1) 采用免费频段，设备研制成本低；
(2) 无线传输中支持冗余连接配置，数据可以经过多条路径抵达目的地，数据传输可靠性强；
(3) 系统的组建十分容易，扩展性极佳，新的同类设备不需要匹配过程即可随时地灵活接入已经组建好的而不会使系统因组件变化而出现故障，安全性高；
(4) 具有极好的开放性，这非常有利于推进未来新通信技术的发展、创新型产品的出现以及能较大程度上保持与其它类型无线通信产品之间的友好兼容；
基于以上的分析对比，本课题将采用基于RF射频的无线通信技术来实现现场与远程两个控制单元的无线数据传输。同时，为了节省研制成本与时间，将使用采购的集成式RF射频技术的无线通信系统，作为整个监控系统的无线通讯媒介。本文选用了上海桑博电子科技有限公司的STR-30微功率无线数传模块产品。它的特点如下：
(1) 微发射功率，可以很好地在自动化系统现场稳定、长期地工作；
(2) 采用ISM频段，无需申请频点。载频频率为429-433MHz；
(3) 多信道，多速率。支持1200bps、2400bps、4800bps、9600bps等多种通信波特率方案，能满足监控设备对多种波特率的需求；
(4) 使用方便。可使用USB接口供电，同时提供TTL电平UART接口/RS232/RS485三种接口；
(5) 数据实时通信。能较理想地实现气动系统状态实时监控的需求；
(6) 传输距离远；天线超过1.5米时候，可靠通讯距离超过800米。
(7) 高抗干扰能力和低误码率。采用高效前向纠错信道编码技术，数据抗突发干扰以及随机干扰的能力强；
STR-30型无线数传模块应用原理图见图2.3.1，实物图如图2.3.2所示，状态采集无线收发单元或者远程主控单元均将通过RS232通信端口与该数传模块连接，并采用相同的通信协议。
图2.3.1 STR-30型无线数传模块应用原理图