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無線遠程監控控系統的核心技術研究
摘要：無線遠程監控系統是在原有嵌入式產品的基礎上，結合當前蓬勃發展的無線通信技術而形成的新型監測控制系統。本文比較系統地討論無線遠程監控系統設計開始采用的一些核心技術，包括硬件電路的設計，芯片選擇、嵌入式操作系統的選擇，實時軟件的設計，無線通信網的組建，控制中心應用軟件的設計等。關鍵詞：無線遠程監控系統 實現方式 操作系統選擇 無線通信網
無線遠程監控系統是在傳統監測監控系統的基礎上，結合當前無線通信技術和信息處理技術而發展起來的新型測控系統。
一般而言，現有的無線遠程監控系統，大都符合“控制中心—監測站”的構建模式。控制中心是整個系統運作的核心，負責收集各監測站上傳的監測信息，發送各種操作命令以控制監測站的行業。監測站被布放于遠離控制中心的各監測點處，負責完成信息的采集和響應控制中心發出的控制命令。控制中心可用普通微機、工作站或工控機實現，軟件開發可靠基于現有的Windows或Unix操作系統。監測站的設計實現可根據不同的應用目的和應用環境，采用特定的技術形式，比如單片機、DSP或者Intel X86系列的微處理器等。無線遠程監控系統的組網方式也很靈活，可利用現有的無線通信網，如GSM/GPRS網絡，CDMA移動網絡等，也可單獨搭建專門的無線局域網。下面系統地討論無線遠程監控系統設計開發時涉及到的一些核心技術，主要包括三個方面：監測站的設計開發、無線網絡的組建和控制中心的軟件設計。
1 監測站的設計實現
監測站的設計與實現是整個無線遠程監控系統研制開發的重點，監測站對信息數據處理的能力和精度將影響整個系統的最終性能。在整個開發過程中，監測站的設計是工作量最大、所需時間最長的一部分。監測站處于工作現場，只完成數據的采集、處理和控制，任務相對單一、固定，無須用詙大的臺式機來完成；考慮到節能和布放方便，監測站多為嵌入式系統。根據整個無線遠程監控系統所要實現的功能，和對數據處理與對傳感器控制能力的要求，監測站設計的復雜程度和采用的具體技術是不一樣的。
1.1 基于單片機的設計實現方式
采用單片機是大多數嵌入式系統設計時的首選方案。由于在片上集成有豐富的外設，具有良好的控制能力，單片機天生就是為嵌放式系統度身定做的，在嵌入式市場上占據了最大的份額。
基于單片機的設計方案一般適用于對數據處理要求不高，運算量不大的遠程監控系統。根據需要，單片機可以選用較為低端的4位機或8位機，如8051等，也可選用功能較強的專用芯片，如MSP430FE42X系列。單片機主要用于監測站端的系統控制。片外存儲器一般為RAM、EEPROM和Flash等存儲器；I/O設備一般為鍵盤、LCD等供設計調試用的人機交互接口；傳感器一般為話筒、攝像頭、揚聲器和伺服馬達一類的設備。無線通信接口實現相對較為復雜。編解碼器是可取舍的，對于低速率數據一般沒有必要。根據系統的處理任務和信息的類別，編解碼器可選用不同的芯生， 如CMX639（用于音頻）或LD9320等，也可用編程邏輯器件實現。監測站軟件可直接通過C或匯編語言實現，也可在實時操作系統上開發應用軟件。對于低檔的4位或8位單片機，控制能力較低，系統簡單，一般采用直接編寫控制程序的方法。對于功能較強大，各設備間交互復雜的系統而言，大多數是利用操作系統來進行任務管理、設備交互，應用軟件只是完成上層的數據處理等工作。
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