陈谊

【摘 要】：随着信息技术的日益发展，网络通信得到了大范围的普及，在普及与不断应用的过程中，人们的需求也随之而呈现多样化，这同时又为通信技术的发展提出更高的要求。对短距离无线通信技术以及这种技术在力学计量中的应用进行简要的分析，以供参考。

【关键词】 ：力学计量；短距离无线通信技术；应用

【引言】：随着各类企业自动化程度的不断提高，出于工作 舒适、安全等方面的考虑，对许多工作时间久、噪音大的力学计量设备，常常会将其人机交互界面和测力单元做分离，这样使得许多计量工作存在很大的不便。而对于过去的计量仪表如需对人机交互界面和测力单元做分离，通常是采用传输线和传感器相互方式，但是过长的传输线在实际使用过程中出现了很多问题。而如果使用无线通信系统代替原有的传感线，这样不但能夠节省很多资金，而且计量设备工作效率也会得到大幅度提高。

1.短距离无线通信技术

受到无线频率资源限制的影响，免费区频段短距离无线通信有了更为广阔的应用市场与发展潜力，随着技术的进步，现今已出现了多个短距离无线技术的广泛应用。当前市场上应用最广的主要包括了蓝牙、无线局域网Wi-Fi、红外数据传输以及一些如ZigBee标准等具有一定发展潜质的标准。

1.1蓝牙技术

这是一种语音通信与无线数据连接的全球开放性规范技术，当前成功用以取代了数据电缆，也实现了多种电子设备之间低成本、低功耗、短距离的功能发挥。蓝牙技术的传输频段是全球通用的2.4GHzISM频段，采用的是1600MHz快速跳频扩频技术，而传播速度也达到了1MB/s，还具备了较强的抗干扰能力，有效传输距离是10米，采用放大器还能增加传输距离至100米。但是蓝牙采用的芯片价格偏高，且传输的距离不长，还有一定的安全漏洞，这是蓝牙技术的缺陷。

1.2Wi-Fi技术

这种技术包含了IEEE802.11标准，也是其统称，最高速率可以达到54MB/s，符合当下人们对信息化功能以及测试系统的需求，尽管其数据在安全上没有蓝牙的安全性强，但其电波覆盖的范围较大，能够达到100米左右，因此也成为了蓝牙技术不具备的优势。

1.3IrDA技术

这是一种通过采用红外线来实现点与点之间通信的技术，也是第一个无线个人局域网技术，如今无论是硬件还是软件技术都发展得比较成熟。比如一些如掌上电脑、手机等小型的移动设备，1米以内的通信速度实现了16MB/s，而采用4PPM的方式进行调试，就更符合容量较大的多媒体数据以及文件进行传输。但是这种技术也存在一定的不足，比如传输的距离较短，在视距上受到限制，同时还要求通信设备的位置必须固定，而在点对点的传输过程中，还不能实现灵活的组网【1】。

1.4ZigBee技术

这是一种短距离、架构较为简单，且功耗、传输速度较低的无线通信技术，它的覆盖范围在10米～75米之间，在工作应用的过程中能够选择免费2.4GHzISM、868/915MHz频段，达到了20KB/s～250KB/s的传输速率。同时它还提供了检查数据完整性以及鉴权的功能，可采用AES-128加密的计算方法进行操作，有着较高的安全性，协议过程也较为简单，成本低、时长短、网络容量较大，优点很多。

2.力学计量中短距离无线通信技术应用现状

随着各类企业的不断发展，为了使得工作人员在进行计量工作时不再受到仪器噪音等的影响，及为了使得工作人员工作环境更加舒适、安全，这些企业普遍采用了对计量仪器人机交互界面和测力单元做分离的措施，但是在对计量仪器人机交互界面和测力单元进行分离的过程中，目前很多的企业采用对仪表和传感器之间的传输线做加长的方式来解决，目前很多企业正在使用该种传输方式，但是该方式一则会受到传输线长度制约，如果工作人员工作地点和仪器所在地点距离太远，那么将很难采用，并且工业生产现场环境相对复杂，很长的传输线必然要从各个设备间隙当中绕过，这样架设难度很大。另一方面，传输线根据其长度的不同，必然会有着不同的电容，这样会引起传感器和不同的传感线做连接时出现示值差异，有时还可能导致超过允差范围，对于这一问题，常常解决措施是在测量仪表上为每个传输线加装对应的检测通道，但是加装时，必然会使得投资及维护成本大幅度提高。

3.力学计量中短激励无线通信技术应用的构成

3.1 硬件构成

利用无线通信模板之后，测量仪表和传感器之间的信号传输线能够做到固定，测量仪能够利用无线信号将信息直接传递到数据接收端，然后计量仪器的显示单元和传感器之间就会完成分离，不仅能够使得传统的传输线过长的各类问题得到有效解决，而且能够对工作人员所处恶劣工作环境做到极大的改观，使得检测人员舒适性和安全性得到大幅度提高。而当前在市场上和8051相兼容的无线收发芯片有Nordic公司生产的Nrf9E5和Nrf24E1；Chipcon公司生产的CC1010等，这些无线收发芯片将无线通信要求使用额度调制/解调芯片、低噪声高频放大器、高效率高频放大器等部件全部集成在一块，仅仅需要一些较为简单的器件就能够完成对无线信号的短距离安全、可靠传输【2】。

3.2 软件构成

对于力学计量中短距离无线通信系统软件构成，2000型标准负荷测量仪当中的串行通信接口其输出电平是标准的RS-232电平，该系统的主要输出方式则为连续输出，系统通过对仪表工作参数做设定，保证无线通信发送模块和仪表的串口数据输出速率保持一致，通常该系统的输出速率应该保持在9.6kbps。另外NRF9E5的无线数据包是由CRC校验码、有效数据PAYLOAD（通常情况下，其最大时为32字节）、地址码ADDR及前导码Peramble等共同组成，其中CRC校验码、地址码ADDR和前导码是通过无线收发器根据模块寄存器的配置进而自动实现，所以在该系统中仅仅需要对数据包当中的有效数据PAYLOAD做出结构规定就可。

结束语

总而言之，在力学计量中运用短距离无线通信系统，其作为一种辅助手段，因其简单、快捷、可靠等特点必将有着较好的市场应用前景。

【参考文献】：

[1]杨东升.短距离无线通信技术及其在仪器通信中的实践[J].信息通信，2015，8（152）：160-161.

[2]王智军.短距离无线通信Z i g B e e技术及其应用[ J ] .赤峰学院学报（自然科学版），2008（01）.