時(shí)間：2022-04-11 20:47:24
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇射頻技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1基于無(wú)線射頻通信技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)
無(wú)限代的信號(hào)通過(guò)點(diǎn)測(cè)產(chǎn)把數(shù)據(jù)傳送出去，從概念上來(lái)講，類(lèi)似于條碼掃描，從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，無(wú)線射頻通信技術(shù)僅包括兩個(gè)基本器件，具有快速掃描、體積小、耐久性強(qiáng)、無(wú)屏障閱讀以及數(shù)據(jù)容量大等的優(yōu)點(diǎn)。為利用無(wú)線射頻通信技術(shù)的數(shù)據(jù)采取，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要包括集端和顯示端兩部分，采集端通過(guò)相關(guān)傳感器采集數(shù)據(jù)，位于檢測(cè)位置，其中傳感器主要是指溫度傳感器、濕度傳感器以及噪音傳感器和粉塵傳感器等，依照日后的需求，在傳感器方面還可以進(jìn)行增加，傳感器的輸出系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)MSP430F169處理后通過(guò)發(fā)射端輸出信息，在顯示端則是先由nRF905發(fā)射端接受來(lái)自發(fā)射端的顯現(xiàn)信號(hào)，再經(jīng)過(guò)MSP430F169單片機(jī)的處理處理在顯示器上顯示。
2基于無(wú)線射頻通信技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
無(wú)線通信模塊設(shè)計(jì)中采集數(shù)據(jù)的傳輸主要是通過(guò)無(wú)線射頻通信技術(shù)，在前文提到通信模塊nRF905，具有單個(gè)工作頻段，本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中為設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，采用的是433MHz頻段，為使nRF905能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳播，在設(shè)計(jì)中采用了VLSIShockBrust技術(shù)，在設(shè)計(jì)中無(wú)需采取單片機(jī)處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的處理速率也可以依照需要進(jìn)行設(shè)定。芯片在ShockBrust工作模式下可以自動(dòng)產(chǎn)生導(dǎo)碼和CRC。在本設(shè)計(jì)中nRF905模塊采用SPI接口通信，這樣的設(shè)計(jì)一方面簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)同時(shí)也能解決成本。nRF905發(fā)射端功耗小，在發(fā)射功率為-10dBm時(shí)，接受電流和發(fā)射電流僅僅為12.5mA和11mA，非常節(jié)能省電。nRF905整體設(shè)計(jì)降低了成本，同時(shí)也極大地節(jié)省了能源。在微處理器模塊設(shè)計(jì)中，模塊主要是由LCD12864液晶顯示器、DS1302時(shí)鐘和MSP430F149單片機(jī)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集顯示和時(shí)間同步。設(shè)計(jì)中采用的是TI公司生產(chǎn)的16位總線的MSP430F169單片機(jī)，此單片機(jī)內(nèi)部置有12位AD轉(zhuǎn)換器，把采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，此單片機(jī)最突出的優(yōu)點(diǎn)是低功耗，方便長(zhǎng)期使用。設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用的hiLCD2864液晶顯示器實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，具有耗能低性能高的優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整。傳感器模塊為實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)氣象數(shù)據(jù)的采集，依照高性能、低能耗以及低成本的原則采用了不同類(lèi)型傳感器，如DS18B20、BMP085以及DHT21等，依照實(shí)際的需求也可增減相應(yīng)的傳感器。DS18B20具有體積小抗干擾的優(yōu)點(diǎn)，測(cè)量溫度范圍在-55℃~125℃，采取單線接口方式，在硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)中都十分方便。DHT21是測(cè)量濕度變化的傳感器，同樣也是采取單線串行輸出，節(jié)省I0口，適合于自然環(huán)境濕度的測(cè)量。BMP085是一種非常常用的壓力傳感器，內(nèi)部含有AD，單片機(jī)通過(guò)IIC總線連接，使用簡(jiǎn)單。DSM501A是一個(gè)粉塵測(cè)量傳感器，能夠檢測(cè)1μm以上微塵，在設(shè)計(jì)中并不能反映出PM2.5的值，但是能夠比較清晰的反映出空氣粉塵含量，滿足日常需要。在設(shè)計(jì)中，還采用了噪音強(qiáng)度傳感器，模塊中采用了LM386設(shè)計(jì)的放大電路，輸出的模擬信號(hào)通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。
3軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)軟件程度設(shè)計(jì)主要分為發(fā)送接受程序、數(shù)據(jù)處理顯示程序和各傳感器測(cè)試程序。nRF905發(fā)送接收程序包括發(fā)送和接受兩部分，需要先設(shè)置RF配置寄存器，需要注意兩部分的配置寄存器必須統(tǒng)一，如設(shè)置頻段、地址庫(kù)研讀、輸出功率以及CRC模式等都需要相同，系統(tǒng)有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度取10字節(jié)，發(fā)送程序?yàn)殚_(kāi)始寄存器初始化寫(xiě)發(fā)送數(shù)據(jù)TRX-CETX-EEN置高發(fā)送完成TRX-CE置低結(jié)束，接收程序?yàn)殚_(kāi)始寄存器初始化TRX-CETX-EEN置高數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒DR為高TRX-CE置低MCU讀數(shù)據(jù)DR、AM置低結(jié)束。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用了多種傳感器，在傳感器信息采集中，單片機(jī)對(duì)傳感器進(jìn)行掃描控制，把所有數(shù)字信號(hào)依照順序存取起來(lái)，在依照各傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的真實(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，具體過(guò)程為采集個(gè)傳感器原始信號(hào)模擬信號(hào)AD轉(zhuǎn)化多組數(shù)字信號(hào)統(tǒng)一編碼nRF905發(fā)送nRF905接受編碼信號(hào)轉(zhuǎn)化為實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)液晶顯示。
4測(cè)試結(jié)果
通過(guò)測(cè)試，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)200m范圍內(nèi)的無(wú)線采集通信，能夠非常精確的測(cè)量溫度、濕度、粉塵、大氣壓等的數(shù)據(jù)變化，系統(tǒng)具有低能耗、壽命長(zhǎng)、使用便利的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有性能高、成本低以及耗能低的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠非常方便的檢測(cè)自身周?chē)鷼庀笞兓趯?shí)際用具有很大的應(yīng)用價(jià)值。
作者：程李司維羅林勇單位：貴州省氣象服務(wù)中心貴州省黔南州氣象局
關(guān)鍵詞：RFID；標(biāo)簽天線；遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)
中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2013） 24-0000-01
一、RFID標(biāo)簽天線
RFID是無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，也叫做電子標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽天線是一種通信的感應(yīng)天線，能夠利用射頻識(shí)別技術(shù)自動(dòng)識(shí)別特定的對(duì)象[1]。電子標(biāo)簽?zāi)壳耙呀?jīng)被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代人們生活的方方面面。本論文通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)這一項(xiàng)目的介紹，來(lái)簡(jiǎn)要分析對(duì)適用于多種環(huán)境的RFID標(biāo)簽天線的研究。
二、環(huán)境對(duì)RFID標(biāo)簽天線的影響
在應(yīng)用的過(guò)程中，都要將RFID標(biāo)簽放到需要識(shí)別的物體上。在設(shè)計(jì)和使用的過(guò)程中，一定要考慮實(shí)際情況，因?yàn)樽x寫(xiě)器與標(biāo)簽之間還可能隔著包裝等。
同時(shí)我們還應(yīng)該意識(shí)到，天線的性能也會(huì)受到環(huán)境等因素的影響。天線周?chē)兴徒饘贂r(shí)，這種影響會(huì)十分明顯。本論文設(shè)計(jì)的RFID標(biāo)簽天線是一個(gè)遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)，經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，這個(gè)RFID標(biāo)簽天線能夠適用于多種環(huán)境。
三、遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)總體描述
（一）主要組成部分
本論文所設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)，采用了最新的雙頻識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)寵物的遠(yuǎn)程管理，系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程寵物電子身份證、遠(yuǎn)程寵物電子身份識(shí)別器、手持PDA讀寫(xiě)器和中心服務(wù)器四個(gè)部分組成。四個(gè)部分的具體介紹如下：（1）遠(yuǎn)程寵物電子身份證：采用2.4～2.5GHz與13.56MHz波段，可存儲(chǔ)大量信息，低功耗、低輻射，對(duì)寵物健康無(wú)負(fù)面影響。（2）遠(yuǎn)程寵物電子身份識(shí)別器：識(shí)別距離可在50米范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可穿透障礙物識(shí)別寵物電子身份證；（3）手持PDA讀寫(xiě)器：基于PDA直接對(duì)寵物電子身份證進(jìn)行識(shí)別，手持PDA讀寫(xiě)器與PDA之間可通過(guò)藍(lán)牙、串口、CF口相連；（4）中心服務(wù)器：手持PDA讀寫(xiě)器與中心服務(wù)器通過(guò)藍(lán)牙、無(wú)線局域網(wǎng)或GPRS相連。
遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)的產(chǎn)品式樣主要分為兩種：手持PDA識(shí)別器和遠(yuǎn)程電子身份證。
（二）主要功能
本論文的遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)的主要功能有：（1）寵物電子身份證的遠(yuǎn)距離識(shí)別和讀寫(xiě)；（2）寵物定位和搜索；（3）信息公告和；（4）丟失寵物查找。
（三）主要性能指標(biāo)
（1）寵物識(shí)別距離不低于50米；（2）寵物移動(dòng)速度不大于80公里/小時(shí)時(shí)，對(duì)寵物識(shí)別沒(méi)有影響；（3）同時(shí)識(shí)別的最大寵物數(shù)量，不小于300只；（4）電子身份證發(fā)射功率小于-3db；（5）識(shí)別器的識(shí)別速度，不低于300個(gè)/秒；（6）寵物電子身份證的功耗小于0.3mW，普通紐扣電池的使用壽命大于2年。
四、遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)技術(shù)原理
寵物電子身份證使用了128個(gè)頻道、2.4G到2.5GHzISM的微波段，頻道帶寬13.56MHz以及8MHz的雙頻識(shí)別技術(shù)，每張寵物電子身份證的ID號(hào)全球唯一，并可存儲(chǔ)主人、地址、電話、出生日期、防疫信息、圖片等大量信息。同時(shí)寵物電子身份證可遠(yuǎn)程加密讀寫(xiě)。
遠(yuǎn)程寵物身份識(shí)別器可遠(yuǎn)距離穿透障礙物搜尋、定位寵物，當(dāng)寵物防疫過(guò)期或?yàn)槭й檶櫸铮h(yuǎn)程身份識(shí)別器可發(fā)出報(bào)警音和振動(dòng)提醒，并鎖定寵物。
手持PDA讀寫(xiě)器可和PDA通過(guò)藍(lán)牙、串口、CF口相聯(lián)，實(shí)時(shí)讀取寵物信息，并發(fā)送到PDA上顯示，手持PDA讀寫(xiě)器可通過(guò)藍(lán)牙、無(wú)線局域網(wǎng)、GPRS和中心數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)接，獲取最新的寵物信息。中心服務(wù)器為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)系統(tǒng)，可以對(duì)寵物的相應(yīng)信息進(jìn)行查詢。
五、項(xiàng)目創(chuàng)新內(nèi)容
（一）應(yīng)用創(chuàng)新
目前，對(duì)寵物的身份識(shí)別主要通過(guò)傳統(tǒng)犬牌、二維條碼、植入式芯片這三種方式。
傳統(tǒng)犬牌容易偽造，通過(guò)人眼近距離識(shí)別，已基本上被淘汰；二維條碼較難偽造，但識(shí)別距離只有幾個(gè)厘米，識(shí)別時(shí)必須抓住寵物，識(shí)別效率低；植入式芯片是目前最新出現(xiàn)的寵物識(shí)別技術(shù)，植入式芯片無(wú)法偽造，識(shí)別距離可達(dá)到幾十厘米。但植入式芯片也存在以下兩個(gè)缺陷：（1）識(shí)別距離短，無(wú)法在戶外識(shí)別屋內(nèi)的寵物；（2）植入方式對(duì)寵物存在一定健康影響，許多寵物主人無(wú)法接受。
采用雙頻識(shí)別技術(shù)的遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)，有很多優(yōu)勢(shì)：（1）無(wú)法偽造；（2）可遠(yuǎn)距離穿透障礙物識(shí)別，識(shí)別距離可在50米范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可戶外對(duì)屋內(nèi)寵物進(jìn)行身份識(shí)別；（3）可授權(quán)讀寫(xiě)，可根據(jù)寵物的狀況對(duì)識(shí)別體進(jìn)行讀寫(xiě)，存儲(chǔ)最新的寵物信息；（4）對(duì)寵物健康無(wú)負(fù)面影響；（5）識(shí)別速度快，每秒可識(shí)別300只寵物，無(wú)需抓住、靠近寵物；（6）產(chǎn)品已通過(guò)浙江省計(jì)量科學(xué)研究院檢測(cè)，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)滿足全部要求。
（二）結(jié)構(gòu)創(chuàng)新
電子犬牌結(jié)構(gòu)小，可懸掛于寵物上，質(zhì)量輕，對(duì)寵物無(wú)負(fù)面影響，具有卡通、精靈、寵物等多種造型。
六、項(xiàng)目技術(shù)開(kāi)發(fā)可行性
（一）項(xiàng)目技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
本項(xiàng)目涉及的核心技術(shù)包括：2.4G～2.5GHz射頻識(shí)別技術(shù)，13.56MHz射頻識(shí)別技術(shù)。下面對(duì)目前這些相關(guān)技術(shù)的研究、開(kāi)況做如下的簡(jiǎn)要介紹。（1）2.4G～2.5GHz射頻識(shí)別技術(shù)。2.4G～2.5GHzISM頻段是使用最多的短距離無(wú)線通信頻段，基于該頻段的短距離無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)比較成熟[2]，具有公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品，如ZigBee、Wi-Fi、藍(lán)牙、無(wú)線USB、無(wú)線局域網(wǎng)等。（2）13.56MHz射頻識(shí)別技術(shù)。基于13.56MHz射頻識(shí)別技術(shù)的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)有NFC，ISO15693等。主要產(chǎn)品有Philips公司的RC500芯片，Melexis公司的MLX12115等。
七、結(jié)束語(yǔ)
本論文簡(jiǎn)要介紹了遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)，從中我們可以看出RFID標(biāo)簽天線能夠適用于多種環(huán)境。RFID標(biāo)簽天線技術(shù)有著非常廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)：
無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)[1](radio frequency identification,RFID)是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù), 它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。在RFID系統(tǒng)工作時(shí),數(shù)據(jù)碰撞將導(dǎo)致讀寫(xiě)器的接收機(jī)不能正確而及時(shí)地讀出數(shù)據(jù),從而降低RFID系統(tǒng)的工作性能及其效率。標(biāo)簽防碰撞算法可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之間的正確通信,其性能決定了標(biāo)簽的識(shí)別速度和效率。因此, 標(biāo)簽防碰撞算法是RFID系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,其優(yōu)劣性在很大程度上決定了射頻識(shí)別過(guò)程的時(shí)間性能以及識(shí)別成功率。
傳統(tǒng)的標(biāo)簽防碰撞算法可分為ALOHA算法[2-3]和樹(shù)形算法[4-5]2類(lèi)。ALOHA算法是1種完全隨機(jī)接入的多址接入?yún)f(xié)議算法,比如:PALOHA算法(隨機(jī)推遲算法)、時(shí)隙ALOHA算法(SA算法)、幀時(shí)隙ALOHA算法(FSA算法)、動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法(DFSA算法)和分組ALOHA算法等。該類(lèi)算法在標(biāo)簽試圖發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),并不考慮信道當(dāng)前的忙閑狀態(tài),一旦產(chǎn)生數(shù)據(jù),就立刻決定將其發(fā)送至信道,這種發(fā)送控制策略有嚴(yán)重的盲目性。隨著用戶數(shù)量或發(fā)送信息量的增加,這種完全隨機(jī)接入的算法將使信道重疊現(xiàn)象加劇,碰撞概率增大,傳輸性能下降。
近幾年,有學(xué)者提出了采用CDMA技術(shù)進(jìn)行防碰撞的方法,其性能有明顯改善。文獻(xiàn)[6]提出在標(biāo)簽識(shí)別過(guò)程中,使用碼分多址技術(shù),實(shí)現(xiàn)一個(gè)時(shí)隙可以同時(shí)傳輸多個(gè)標(biāo)簽。文獻(xiàn)[7]提出了一種基于碼分多址思想的時(shí)隙ALOHA算法,來(lái)解決射頻識(shí)別中的防碰撞問(wèn)題,此算法的系統(tǒng)穩(wěn)定范圍要大于時(shí)隙ALOHA系統(tǒng),并且當(dāng)選用的擴(kuò)頻碼組階數(shù)為N時(shí),此算法的最大吞吐量可達(dá)原時(shí)隙ALOHA的N倍。上述2個(gè)文獻(xiàn)所提到的算法,當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量很多時(shí),數(shù)據(jù)碰撞的概率明顯增加,使系統(tǒng)的吞吐量急劇下降,影響了系統(tǒng)的整體性能。基于以上原因,本論文提出了1種改進(jìn)的基于CDMA技術(shù)的防碰撞算法,能夠適應(yīng)大量標(biāo)簽的識(shí)別應(yīng)用,減少了識(shí)別碰撞的發(fā)生,使系統(tǒng)吞吐量得到明顯改善。
1基于CDMA技術(shù)的新型防碰撞算法
n×1-1Nn-1(2)由于傳統(tǒng)的基于ALOHA的防碰撞算法中一個(gè)時(shí)隙最多只能正確識(shí)別一個(gè)標(biāo)簽的信息,所以當(dāng)標(biāo)簽數(shù)目過(guò)大時(shí),系統(tǒng)的吞吐率,即正確識(shí)別標(biāo)簽數(shù)目所占的百分比將會(huì)大幅度的降低,所以對(duì)于過(guò)量的標(biāo)簽,本算法將會(huì)采取對(duì)所有標(biāo)簽進(jìn)行分組識(shí)別,當(dāng)標(biāo)簽需要分成2組時(shí)(系統(tǒng)識(shí)別幀最大時(shí)隙數(shù)N為256):nN×1-1Nn-1=n2N×1-1Nn2-1 (3)用上述公式可知n=354,所以當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量大于354時(shí),系統(tǒng)將會(huì)對(duì)標(biāo)簽分組識(shí)別。
本文提出的新型算法如下:依據(jù)分組幀時(shí)隙ALOHA算法,通過(guò)此算法的分組規(guī)則,完成識(shí)別的所有標(biāo)簽的分組。分組幀時(shí)隙ALOHA算法的分組規(guī)則如下:當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量≤354時(shí),無(wú)論幀長(zhǎng)選擇8個(gè)時(shí)隙還是256個(gè)時(shí)隙,標(biāo)簽都不分組,按照一個(gè)大組來(lái)進(jìn)行識(shí)別;當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量>354時(shí),幀長(zhǎng)選擇256個(gè)時(shí)隙比較適合讀寫(xiě)器的識(shí)別;當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量在355707時(shí),標(biāo)簽分為2組;當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量在708~1 416時(shí),標(biāo)簽分成4組更適合信息的傳輸識(shí)別。當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量更多時(shí),按照這個(gè)規(guī)律分成合適的組數(shù)再進(jìn)行識(shí)別,詳細(xì)過(guò)程如圖1所示。標(biāo)簽分組工作完成后,在每個(gè)分組中分別采用碼分多址技術(shù),利用其技術(shù)的保密性、抗干擾性和多址通信能力,對(duì)標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻處理并傳輸。然后讀寫(xiě)器端利用碼組的自相關(guān)特性對(duì)不同標(biāo)簽所發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào),從而達(dá)到防碰撞的目的,進(jìn)而完成對(duì)全部標(biāo)簽的識(shí)別,也實(shí)現(xiàn)了同一時(shí)隙可以傳輸多個(gè)信息的情況。本論文中提到的新型防碰撞算法需要預(yù)先在待識(shí)別的標(biāo)簽中植入擴(kuò)頻性良好的正交碼組,以防止接收端沒(méi)有辦法正確解擴(kuò)接收,本文選用Walsh序列。該算法可以有效減少圖1算法執(zhí)行過(guò)程示意圖標(biāo)簽識(shí)別過(guò)程中的碰撞次數(shù),從而減少了識(shí)別時(shí)間并且降低了功耗。本論文將分組幀時(shí)隙ALOHA算法和碼分多址技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)在每個(gè)分組內(nèi)可以有多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)頻傳輸,并且在接收端采用并行接收技術(shù)進(jìn)行多個(gè)標(biāo)簽的同時(shí)接收。本發(fā)明在識(shí)別標(biāo)簽過(guò)程中,每個(gè)組內(nèi)均為一個(gè)獨(dú)立的識(shí)別過(guò)程,在分組幀長(zhǎng)不改變的前提下,提高了標(biāo)簽數(shù)量龐大時(shí)的系統(tǒng)性能。有效地減小標(biāo)簽之間的碰撞概率,縮短讀寫(xiě)器操作時(shí)間,提高吞吐率, 很適合應(yīng)用于具有較大數(shù)量標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)中。
2仿真結(jié)果
本論文提出了采用碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法,并仿真了固定時(shí)隙數(shù)下ALOHA算法的系統(tǒng)吞吐率和本文所提出的算法改進(jìn)后的系統(tǒng)吞吐量。
RFID系統(tǒng)中時(shí)隙ALOHA算法的幀長(zhǎng)取值從16個(gè)時(shí)隙到256個(gè)時(shí)隙變化,根據(jù)公式2,系統(tǒng)吞吐率如圖2所示。其中,系統(tǒng)仿真設(shè)定的信息幀長(zhǎng)F即時(shí)隙數(shù)設(shè)定按2的冪次方遞增,即F取值從16個(gè)時(shí)隙變化到256個(gè)時(shí)隙,橫坐標(biāo)為標(biāo)簽數(shù)N從1變化到500,縱坐標(biāo)為吞吐率。當(dāng)幀長(zhǎng)設(shè)定為256個(gè)時(shí)隙,標(biāo)簽數(shù)量少于256個(gè)時(shí),系統(tǒng)吞吐量隨著標(biāo)簽數(shù)量的增加而增加,直到標(biāo)簽數(shù)量達(dá)到256時(shí)系統(tǒng)的吞吐量達(dá)到最大值。隨著標(biāo)簽數(shù)量的逐漸增多,系統(tǒng)的吞吐量又呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。從圖2可以得出2點(diǎn)結(jié)論:一、當(dāng)標(biāo)簽個(gè)數(shù)接近信息幀長(zhǎng)時(shí),系統(tǒng)的吞吐率比較高;二、隨著幀長(zhǎng)取值的增加,系統(tǒng)對(duì)標(biāo)簽的識(shí)別性能有明顯改善。
本論文提出的基于碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法選用Walsh序列碼,其在對(duì)標(biāo)簽的ID號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻處理后,即可實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)刻有2個(gè)以上的標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)入讀寫(xiě)器的識(shí)別區(qū)域,它們同時(shí)發(fā)送各自的ID號(hào)后,讀寫(xiě)器在接收到這些在空間疊加后的信號(hào)時(shí)也能完整地分離出不同標(biāo)簽的ID號(hào),突破了時(shí)隙ALOHA算法在同一時(shí)刻不能有2個(gè)以上標(biāo)簽到達(dá)的限制。此時(shí),系統(tǒng)的吞吐量為(Walsh序列的階數(shù)為r)esucc=∑t=2rt=1N×P(N,n,t)(4)固定時(shí)隙數(shù)的ALOHA算法的系統(tǒng)吞吐量仿真圖和其與基于碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法的比較仿真結(jié)果如圖3所示。仿真條件為標(biāo)簽的到達(dá)情況符合泊松過(guò)程。仿真圖3給出了RFID系統(tǒng)的讀寫(xiě)器閱讀100個(gè)標(biāo)簽的識(shí)別結(jié)果,其中新型算法選用的是Walsh序列,其階數(shù)r取值從2變化到3,固定時(shí)隙數(shù)的ALOHA算法的信息幀長(zhǎng)F取值從32變化到64,橫坐標(biāo)為標(biāo)簽數(shù)N從1變化到100,縱坐標(biāo)為吞吐量。從仿真結(jié)果看,在同樣的到達(dá)率的條件下,階數(shù)越大,算法的吞吐量越高,系統(tǒng)的識(shí)別性能有明顯改善。并且隨著到達(dá)率的增加,新型算法的吞吐量也隨著增加,當(dāng)標(biāo)簽到達(dá)量與階數(shù)相等時(shí),系統(tǒng)吞吐量達(dá)到最大,但到達(dá)量大于階數(shù)時(shí),吞吐量隨著到達(dá)率的增加而呈下降趨勢(shì)。這是由于當(dāng)在同一時(shí)隙內(nèi)到達(dá)的標(biāo)簽數(shù)量增加到一定程度后,基于Walsh序列階數(shù)r的有限性,選用相同的Walsh序列作為擴(kuò)頻碼的標(biāo)簽數(shù)量將會(huì)增加,此時(shí)必然導(dǎo)致碰撞的增加。當(dāng)選用的Walsh序列階數(shù)為3時(shí),基于碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法的系統(tǒng)吞吐量可高達(dá)3.2,遠(yuǎn)高于時(shí)隙ALOHA的0.368。而且隨著Walsh序列階數(shù)的提高,吞吐量的最大值還可以提高,但這會(huì)以增加讀寫(xiě)器和標(biāo)簽的硬件復(fù)雜度為代價(jià),在實(shí)際使用中必須根據(jù)需求在吞吐量和Walsh序列階數(shù)中作出折中選擇。
【關(guān)鍵詞】射頻卡；射頻識(shí)別技術(shù)；圖書(shū)館
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和深入化發(fā)展，射頻卡這種非接觸式IC卡將逐漸取代IC卡在社會(huì)上的廣泛應(yīng)用。作為傳播知識(shí)和發(fā)揮教育職能的高校圖書(shū)館，也一直在探求一種更新更完善的高新技術(shù)，來(lái)滿足近幾年信息共享的要求，射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）由此應(yīng)運(yùn)而生。圖書(shū)館界認(rèn)識(shí)到射頻卡這種非接觸式IC卡的優(yōu)點(diǎn)之后，正在不斷的把射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代圖書(shū)館中。
一、射頻卡的基本概念與功能分析
射頻卡又稱(chēng)非接觸式IC卡（簡(jiǎn)稱(chēng)RF卡），它是一種以無(wú)線方式傳送數(shù)據(jù)的集成電路卡片，無(wú)電源、免供電、內(nèi)藏特殊密匙數(shù)碼信息的密碼卡，可利用雙向無(wú)線電射頻技術(shù)，完成卡的數(shù)碼識(shí)別，亦即代表了持卡人的身份和相關(guān)信息。射頻卡在讀寫(xiě)時(shí)處于非接觸操作狀態(tài)，避免了由于接觸不良所造成的讀寫(xiě)錯(cuò)誤等誤操作，同時(shí)避免了灰塵、油污等外部惡劣環(huán)境對(duì)讀寫(xiě)卡的影響。與接觸式IC卡比較，射頻卡主要有：①可靠性高；②操作方便、快捷；③應(yīng)用范圍廣；④加密性能好等優(yōu)點(diǎn)。
二、射頻識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
射頻識(shí)別系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽（也就是射頻卡）、閱讀器、天線三部分組成。閱讀器通過(guò)天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，發(fā)出自身編碼等信息，被閱讀器讀取并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。射頻識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下表所示：
從上面的圖表可以得出結(jié)論，射頻識(shí)別技術(shù)如果應(yīng)用到高校圖書(shū)館領(lǐng)域，會(huì)有很大的發(fā)展空間。
三、射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于高校圖書(shū)館中的優(yōu)越性
（一）簡(jiǎn)化借還書(shū)作業(yè)
目前高校圖書(shū)館的紙質(zhì)資料除以條碼作為每一本書(shū)的辨識(shí)碼以外，為了安全起見(jiàn)，還需加貼磁條，以防圖書(shū)被竊；應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，以射頻識(shí)別標(biāo)簽取代條碼、磁條，借還書(shū)免除了消磁和上磁的繁瑣工作，而且圖書(shū)在館的安全性大大提高。
（二）讀者可自助開(kāi)展借還書(shū)
射頻識(shí)別技術(shù)通過(guò)配上相應(yīng)的自動(dòng)借還書(shū)設(shè)備，讀者在圖書(shū)館內(nèi)可辦理自助借還書(shū)手續(xù)，既方便了讀者，也符合圖書(shū)館界近幾年來(lái)所倡導(dǎo)的人性化服務(wù)、個(gè)性化管理的需要。
（三）加速了盤(pán)點(diǎn)作業(yè)
由于條碼閱讀器必須在近距離且沒(méi)有物體遮擋的情況下才可辨認(rèn)，因此，在盤(pán)點(diǎn)時(shí)需從書(shū)架上將每一本書(shū)取出。射頻識(shí)別技術(shù)的標(biāo)簽是以無(wú)線電波傳送訊號(hào)，可以一次讀取數(shù)個(gè)標(biāo)簽資料，館藏盤(pán)點(diǎn)時(shí)，工作人員只需在書(shū)架上橫移即可讀取館藏資料，簡(jiǎn)化了圖書(shū)館工作人員的盤(pán)點(diǎn)工作。
（四）容易查找錯(cuò)架、亂架的圖書(shū)
在整理圖書(shū)館館藏時(shí)，圖書(shū)館工作人員可利用無(wú)線電波射頻識(shí)別感應(yīng)技術(shù)，使錯(cuò)架的圖書(shū)能很快被發(fā)現(xiàn)，提高整架工作的工作效率，同時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度降低。
當(dāng)前，高校圖書(shū)館在推廣應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)方面還處于嘗試階段，并沒(méi)有被廣泛的應(yīng)用，主要的原因在于射頻識(shí)別技術(shù)還處于一個(gè)發(fā)展階段，但是這種新技術(shù)正在被圖書(shū)館界所重視，畢竟把這種技術(shù)應(yīng)用到圖書(shū)館中，可以給廣大的讀者和工作人員帶來(lái)方便，這種技術(shù)在圖書(shū)館中的廣泛應(yīng)用勢(shì)在必行。
參考文獻(xiàn)：
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電子學(xué)對(duì)生物學(xué)及醫(yī)學(xué)的應(yīng)用帶來(lái)了從心臟起搏器到血糖計(jì)在內(nèi)的重要保健技術(shù)的進(jìn)步。下一代的健康保健技術(shù)將會(huì)由生物電子學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它是一門(mén)電子學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)相互作用的前沿科學(xué)。本書(shū)介紹了高級(jí)互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）微系統(tǒng)和生物學(xué)相連接的各種各樣的應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例。這是首部介紹由微電子學(xué)與流體學(xué)、光子學(xué)及機(jī)械學(xué)相集成而形成的生物微系統(tǒng)的專(zhuān)著。
本書(shū)一共收集了16篇論文，分成三個(gè)部分。第一部分人體監(jiān)測(cè)，包括5篇論文：1.將生物學(xué)與電子線路相連接：量化與性能度測(cè)；2.用于神經(jīng)信號(hào)記錄的全集成系統(tǒng)：技術(shù)前景及低噪聲前端設(shè)計(jì)；3.用于神經(jīng)肌肉模擬的無(wú)線神經(jīng)記錄微系統(tǒng)的超大規(guī)模集成電路；4.使用無(wú)線電頻率技術(shù)的健康保健裝置；5.用于可植入醫(yī)學(xué)應(yīng)用的低功率數(shù)字集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮。第二部分生物傳感器與電子線路，包括6篇論文：6.基于親和力的生物傳感器：隨機(jī)建模和品質(zhì)因素；7.基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS及微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）工藝的制造實(shí)例；8.用于芯片實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的CMOS電容性生物接口；9.用于定點(diǎn)護(hù)理及遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)應(yīng)用的無(wú)透鏡成像細(xì)胞儀及診斷學(xué)；10.用于生物微流體學(xué)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制的高級(jí)技術(shù)；11.使用電化學(xué)生物傳感器的干細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程的監(jiān)測(cè)。第三部分新興技術(shù)，包括5篇論文：12.建立用于培養(yǎng)細(xì)胞與有機(jī)物的接口：從靠機(jī)械裝置維持生命的甲殼蟲(chóng)到合成生物學(xué)；13.用于陣列式單細(xì)胞生物學(xué)的技術(shù)；14.微流體學(xué)系統(tǒng)中細(xì)菌鞭毛發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用；15.應(yīng)用基于CMOS技術(shù)的遺傳因子注射和操縱；16.低成本診斷學(xué)：射頻設(shè)計(jì)師的方法。
本書(shū)編輯是一位在無(wú)線通訊、醫(yī)學(xué)成像、半導(dǎo)體器件和納米電子方面知名的新興技術(shù)國(guó)際專(zhuān)家，他管理著一個(gè)初創(chuàng)公司――Redlen技術(shù)公司的研發(fā)部門(mén)，他同時(shí)也是CMOS新興技術(shù)公司的執(zhí)行主任。他曾在國(guó)際性專(zhuān)業(yè)雜志及會(huì)議上發(fā)表過(guò)100多篇論文，在各種國(guó)際場(chǎng)合中被邀請(qǐng)作為演講者，他擁有美國(guó)、加拿大、法國(guó)、德國(guó)和日本授予的18項(xiàng)國(guó)際專(zhuān)利。
本書(shū)可用作電氣工程、微電子學(xué)、CMOS線路設(shè)計(jì)及生物醫(yī)學(xué)器件專(zhuān)業(yè)研究生課程的補(bǔ)充材料。
胡光華，
退休高工
(原中國(guó)科學(xué)院物理學(xué)研究所)
Hu Guanghua, Senior Software Engineer
(Former Institute of Physics,CAS)
博觀而約取厚積而薄發(fā)
自2002年于暨南大學(xué)攻讀碩士學(xué)位起，楊榮騫選擇現(xiàn)代醫(yī)療儀器作為研究方向，不僅在電子信息、計(jì)算機(jī)應(yīng)用與儀器儀表的理論和設(shè)計(jì)方面打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而且擴(kuò)展了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)，緊密結(jié)合臨床對(duì)醫(yī)學(xué)儀器的需求，負(fù)責(zé)企業(yè)規(guī)劃的多項(xiàng)醫(yī)療器械新產(chǎn)品的研發(fā)，完成了婦產(chǎn)康復(fù)治療儀、LEEP手術(shù)系統(tǒng)等5個(gè)產(chǎn)品的研制。
在上海交通大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間，他師從中國(guó)無(wú)創(chuàng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域開(kāi)拓者之一陳亞珠院士從事腫瘤物理治療領(lǐng)域的研究。深入研究實(shí)時(shí)溫度測(cè)量的理論和技術(shù)，提出了基于結(jié)構(gòu)光的三維紅外成像方法，在結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)標(biāo)定、三維表面數(shù)據(jù)快速重建等方面取得了創(chuàng)新性成果。發(fā)表SCI論文4篇、EI論文3篇，獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)1項(xiàng)。
進(jìn)入華南理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系任職后，楊榮騫組建和帶領(lǐng)由青年教師、博士生和碩士生組成的科研小組，開(kāi)展以手術(shù)導(dǎo)航、心功能評(píng)價(jià)和放射治療等為特色方向的理論與應(yīng)用研究，主持承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金及省、市級(jí)科技項(xiàng)目多項(xiàng)。提出基于配準(zhǔn)的四維心臟圖像全自動(dòng)分割、精確近紅外攝像機(jī)標(biāo)定、標(biāo)記點(diǎn)自動(dòng)提取與立體匹配等新方法，設(shè)計(jì)高精度近紅外光學(xué)定位系統(tǒng)，完成了手術(shù)工具的標(biāo)定、跟蹤定位等算法。發(fā)表學(xué)術(shù)論文25篇，其中SCI論文3篇、EI論文7篇；申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利6項(xiàng)，其中授權(quán)1項(xiàng)；獲軟件版權(quán)1項(xiàng)。
緊跟前沿科技結(jié)合臨床應(yīng)用
隨著生活水平提高和生活方式變化，人類(lèi)預(yù)期壽命在延長(zhǎng)，但心血管疾病發(fā)病率和死亡率也在不斷上升，對(duì)國(guó)民健康形成巨大威脅。心血管疾病的早期診斷和預(yù)防已成為全球關(guān)注的重大問(wèn)題。在心臟醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，常見(jiàn)的有MRI、SPECT、CT、US等，基于不同圖像來(lái)源可重建出不同精度的模型。近年出現(xiàn)的雙源CT（DSCT），為采集清晰動(dòng)態(tài)的心臟圖像提供了可靠的影像學(xué)保障，可實(shí)現(xiàn)在無(wú)需使用β-受體阻滯劑和不受心率影響的情況下對(duì)心臟病患者進(jìn)行成像。CUDA（computeuni fieddevicear chitecture）是建立在圖形處理單元（graphic proces singunit，GPU）基礎(chǔ)之上的通用計(jì)算開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)它可以將GPU視為一個(gè)并行數(shù)據(jù)計(jì)算的設(shè)備。利用DSCT提供的良好的心臟斷層圖像，結(jié)合GPU并行計(jì)算能力，為可視化心臟輔助診斷系統(tǒng)的研究提供了良好的醫(yī)學(xué)影像學(xué)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。
緊跟這項(xiàng)前沿科技，楊榮騫主持完成了“基于GPU的心臟DSCT系列圖像精確分割技術(shù)及三維可視化研究”（中央高校基金面上項(xiàng)目），采用基于模板的配準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的四維心臟圖像的全自動(dòng)分割，不僅大大減少了醫(yī)生半自動(dòng)分割圖像的時(shí)間，而且提高了分割精度。通過(guò)與廣州總醫(yī)院放射科密切合作，還獲得了冠脈灌注測(cè)評(píng)和動(dòng)態(tài)心功能評(píng)價(jià)方法等相關(guān)研究的新成果。將進(jìn)一步結(jié)合臨床影像數(shù)據(jù)和醫(yī)學(xué)專(zhuān)家知識(shí)，構(gòu)建符合國(guó)人特征的具有臨床應(yīng)用價(jià)值的輔助診斷和評(píng)價(jià)模型。
在腫瘤開(kāi)顱手術(shù)前，須先進(jìn)行手術(shù)入路規(guī)劃。目前，神經(jīng)外科醫(yī)生一般是根據(jù)影像學(xué)提供的病灶信息，結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)，采用定性的方法設(shè)計(jì)勾畫(huà)開(kāi)顱部位。由于對(duì)腫瘤的形態(tài)、尺寸及空間位置不能精確量化，往往造成較大切口引起更大損傷，也可能因反復(fù)探查而拖延術(shù)前計(jì)劃時(shí)間。依靠經(jīng)驗(yàn)定性方式的入路規(guī)劃也不利于術(shù)中腦功能區(qū)保護(hù)和有效完全切除腫瘤。如果采用立體定向頭架或神經(jīng)外科導(dǎo)航系統(tǒng)，則能精確定位腦部腫瘤，且正確引導(dǎo)手術(shù)入路的方向和深度，但費(fèi)用昂貴、操作繁瑣，難于在醫(yī)院普及。
為克服人工經(jīng)驗(yàn)方法的不足，提高定位精確度，減小手術(shù)損傷，保障手術(shù)的有效性和安全性，楊榮騫團(tuán)隊(duì)成功研究一種不依賴(lài)昂貴設(shè)備，且操作簡(jiǎn)便，易于掌握的輔助腫瘤開(kāi)顱手術(shù)入路規(guī)劃方法和軟件，基于術(shù)前檢查獲取的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，確定腫瘤病灶的三維形態(tài)和空間位置，對(duì)腫瘤、頭皮表面和設(shè)定標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行三維可視化重建。在這個(gè)虛擬半透明可視化模型中可直觀地看到腫瘤在頭皮的投影，人機(jī)界面能夠輔助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)入路規(guī)劃設(shè)計(jì)，以實(shí)際尺寸等比例打印方式輸出規(guī)劃結(jié)果。該項(xiàng)技術(shù)與廣州總醫(yī)院神經(jīng)外科合作研發(fā)，并得到臨床試用60多例，明顯比人工經(jīng)驗(yàn)方法提高了定位精確度，減小了開(kāi)顱創(chuàng)口，縮短了入路規(guī)劃時(shí)間。該成果的進(jìn)一步研究發(fā)展，將結(jié)合生物力學(xué)機(jī)理研究有效抑制開(kāi)顱后腦漂移對(duì)腫瘤定位的影響，把電刺激獲取的腦功能區(qū)位置映射到MRI影像中為醫(yī)生提供更豐富的信息規(guī)劃手術(shù)路徑。
致力導(dǎo)航技術(shù)延伸醫(yī)生視覺(jué)
手術(shù)導(dǎo)航為微創(chuàng)手術(shù)提供了重要的輔助手段，從一開(kāi)始就在神經(jīng)外科中得到應(yīng)用和大力發(fā)展，特別是對(duì)顱腦腫瘤手術(shù)治療而言，實(shí)現(xiàn)了手術(shù)醫(yī)生的視覺(jué)延伸。通過(guò)術(shù)前計(jì)劃和虛擬導(dǎo)航輔助制定詳盡的手術(shù)計(jì)劃，指導(dǎo)術(shù)中精確定位，對(duì)提高手術(shù)精確度，保障手術(shù)安全有效，提高手術(shù)效率發(fā)揮了極大作用。手術(shù)導(dǎo)航是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像、雙目視覺(jué)、虛擬可視化、立體定向等技術(shù)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)有機(jī)結(jié)合構(gòu)成的醫(yī)療儀器系統(tǒng)，目前的手術(shù)導(dǎo)航產(chǎn)品最成熟的技術(shù)主要是在術(shù)中導(dǎo)航精確定位部分，已經(jīng)可以達(dá)到較高的跟蹤定位精度。關(guān)于術(shù)前計(jì)劃部分，主要是虛擬手術(shù)研究領(lǐng)域的相關(guān)進(jìn)展，在CT、MRI圖像融合技術(shù)及應(yīng)用軟件方面取得較好成果，但是還未有機(jī)地融入到手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中。此外，手術(shù)導(dǎo)航的術(shù)后評(píng)估方法已經(jīng)逐漸進(jìn)入研究關(guān)注范圍，但現(xiàn)有進(jìn)展不夠深入，基本未形成示范性有價(jià)值的指導(dǎo)。
鑒于導(dǎo)航技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備中的重要地位和面對(duì)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)提出的挑戰(zhàn)，楊榮騫主持承擔(dān)了“高精度近紅外光學(xué)導(dǎo)航技術(shù)”（中央高校基金重點(diǎn)項(xiàng)目）和“手術(shù)導(dǎo)航中高精度大視場(chǎng)光學(xué)定位技術(shù)研究”（國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目）。由于光學(xué)定位技術(shù)具有定位精度高，使用靈活，基礎(chǔ)技術(shù)較成熟等優(yōu)勢(shì)，且得到廣泛的應(yīng)用，因而選擇光學(xué)定位技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)并深入開(kāi)展導(dǎo)航技術(shù)研究。仔細(xì)分析了目前光學(xué)定位技術(shù)存在的兩個(gè)主要缺點(diǎn)：一是光學(xué)成像設(shè)備受攝像機(jī)有效視場(chǎng)限制，使得手術(shù)必須在攝像機(jī)的有效視場(chǎng)范圍內(nèi)完成；二是手術(shù)中光線容易被阻擋。醫(yī)生只能調(diào)整成像設(shè)備或者手術(shù)工具到合理的位置來(lái)完成定位，給實(shí)際使用帶來(lái)了很大的不便。楊榮騫提出創(chuàng)新的能夠自動(dòng)跟蹤手術(shù)工具的大視場(chǎng)高精度近紅外光學(xué)定位技術(shù)，達(dá)到克服上述缺陷的目的。每個(gè)攝像機(jī)的內(nèi)外部參數(shù)都通過(guò)光學(xué)測(cè)量精確標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)了多件手術(shù)工具高精度定位和實(shí)時(shí)跟蹤。基于FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）新設(shè)計(jì)了一種近紅外光學(xué)定位單元，實(shí)現(xiàn)多攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)圖像信號(hào)同步采集，很好地消除了由于圖像采集不同步而產(chǎn)生的抖動(dòng)現(xiàn)象。
關(guān)鍵詞:檔案管理;RFID技術(shù);流程設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):TP311.52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-9599 (2010) 10-0000-01
RFID-based File Management System
Zheng Fu’e Shang Deji
(Zhengzhou Radio&TV University,Zhengzhou450000,China)
Abstract:The paper firstly analyzes the current situation of the current archives management,then designs a management system based on RFID technology to improve the status of records management.And describes the functional design and business process.
Keywords:File Management;RFID technology;Process design
一、檔案管理的現(xiàn)狀[1][2]
近年來(lái)隨著信息技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)檔案事業(yè)取得了較大的發(fā)展,檔案的種類(lèi)日益多樣化,信息量迅速膨脹。但是傳統(tǒng)檔案管理手段與技術(shù)所導(dǎo)致的問(wèn)題日益突顯:檔案編目流程繁瑣低效、整理時(shí)間冗長(zhǎng);檔案存放次序較易被打亂;檔案查閱耗時(shí)長(zhǎng);檔案的盤(pán)點(diǎn)操作不科學(xué);對(duì)失效檔案的管理滯后等等。
RFID(無(wú)線射頻識(shí)別)技術(shù)作為新一代物流跟蹤與信息識(shí)別的技術(shù),可以促進(jìn)檔案管理的自動(dòng)化、智能化。
二、RFID技術(shù)簡(jiǎn)介
RFID(Radio Frequency Identification),即無(wú)線射頻識(shí)別,是興起于20世紀(jì)90年代的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。一個(gè)典型的RFID系統(tǒng)由射頻電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器或閱讀器以及天線三部分構(gòu)成。實(shí)際應(yīng)用中,讀寫(xiě)器把關(guān)于物品的數(shù)據(jù)寫(xiě)入RFID標(biāo)簽,然后將標(biāo)簽貼在待識(shí)別物體的表面。讀寫(xiě)器可無(wú)接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的數(shù)據(jù),從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體識(shí)別信息的遠(yuǎn)距離、無(wú)接觸式采集、無(wú)線傳輸?shù)裙δ?并且同時(shí)能識(shí)別多個(gè)RFID標(biāo)簽。[3]
RFID技術(shù)應(yīng)用于檔案管理可以促進(jìn)檔案管理的自動(dòng)化、智能化,具有較多優(yōu)點(diǎn),比如:遠(yuǎn)距離快速掃描、安全性高。[4]
三、基于RFID的檔案管理設(shè)計(jì)
本文設(shè)計(jì)的基于RFID技術(shù)的檔案管理系統(tǒng),其主要由RFID數(shù)據(jù)管理模塊和檔案管理信息模塊兩部分組成,如圖1所示。
(一)RFID數(shù)據(jù)管理模塊
該模塊由信息采集和終端管理器組成,是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取中心與信息輸入輸出終端。終端管理器包括讀寫(xiě)器或閱讀器,是中心數(shù)據(jù)庫(kù)獲取信息與輸出信息的重要端口。讀寫(xiě)器的作用是負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息寫(xiě)入標(biāo)簽或是將標(biāo)簽中的信息導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)。[3]
信息采集部分包括物品、物品電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器等,主要完成物品的識(shí)別和物品EPC碼的采集和處理。存儲(chǔ)有EPC碼的電子標(biāo)簽在經(jīng)過(guò)讀寫(xiě)器的感應(yīng)區(qū)域時(shí),檔案的EPC碼會(huì)自動(dòng)被讀寫(xiě)器捕獲,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化EPC信息采集,采集的數(shù)據(jù)將交由上位機(jī)信息采集軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理,如數(shù)據(jù)校對(duì)、數(shù)據(jù)過(guò)濾、數(shù)據(jù)完整性檢查等,這些經(jīng)過(guò)整理的數(shù)據(jù)可以為檔案信息管理模塊所使用。
(二)檔案信息管理模塊
檔案信息管理模塊可以在檔案信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進(jìn)增加與RFID數(shù)據(jù)管理模塊交換數(shù)據(jù)的接口。
RFID數(shù)據(jù)管理模塊與檔案信息管理模塊通過(guò)系統(tǒng)接口實(shí)現(xiàn)模塊間的對(duì)接,由RFID數(shù)據(jù)管理模塊實(shí)現(xiàn)檔案數(shù)據(jù)的收集、儲(chǔ)存、讀寫(xiě)電子標(biāo)簽;檔案信息管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)檔案信息的應(yīng)用與管理。同時(shí),可對(duì)系統(tǒng)用戶設(shè)置不同權(quán)限,以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的安全性管理。
四、系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)[1]
該系統(tǒng)流程主要有檔案入庫(kù)、日常管理、查找和盤(pán)點(diǎn)、防盜管理和銷(xiāo)毀等,下面將分別介紹幾個(gè)重要流程。
(一)檔案入庫(kù)
新的檔案入庫(kù)前,首先要對(duì)新檔案進(jìn)行編目,并把該檔案信息寫(xiě)入RFID標(biāo)簽,同時(shí)標(biāo)簽數(shù)據(jù)會(huì)被傳送到中心數(shù)據(jù)庫(kù)里,以備系統(tǒng)其他模塊調(diào)用和查詢。
(二)檔案日常管理
對(duì)于檔案的日常管理,均需要通過(guò)讀寫(xiě)器對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀寫(xiě)操作完成,在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)工作記錄,同時(shí)在檔案RFID芯片中寫(xiě)入借出和歸還記錄。同時(shí),每次借出和歸還操作產(chǎn)生時(shí),必須通過(guò)手持機(jī)對(duì)存儲(chǔ)該檔案的檔案架標(biāo)簽進(jìn)行寫(xiě)操作,更新檔案架標(biāo)簽中的存放記錄。
(三)檔案查找和盤(pán)點(diǎn)
在查詢相關(guān)檔案時(shí),管理員通過(guò)系統(tǒng)按編號(hào)提取中心數(shù)據(jù)庫(kù)里所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)信息,核對(duì)無(wú)誤后發(fā)出出庫(kù)指令,檔案自動(dòng)識(shí)別部分將根據(jù)編目號(hào)找出該檔案存放的檔案架編號(hào)即其物理位置。
(四)檔案防盜管理
在檔案室出入口安裝有讀寫(xiě)器,并與該管理系統(tǒng)連接。當(dāng)檔案經(jīng)過(guò)出入口時(shí),讀寫(xiě)器自動(dòng)讀取檔案數(shù)據(jù),若判斷檔案未經(jīng)辦理領(lǐng)用操作,則裝置發(fā)出異常警報(bào)。
(五)銷(xiāo)毀
當(dāng)檔案在入館時(shí),將檔案保管期限寫(xiě)入RFID標(biāo)簽并存儲(chǔ)于中心數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)有檔案達(dá)到保管期限前,系統(tǒng)將提示該檔案將于何時(shí)失效,由管理員做出銷(xiāo)毀或繼續(xù)保管處理,以減少對(duì)檔案室資源的占用。
五、結(jié)束語(yǔ)
RFID技術(shù)應(yīng)用于檔案管理中可以解決現(xiàn)有檔案管理中的一些問(wèn)題,它使檔案管理自動(dòng)化,可以提高檔案管理的效率,減少人員的使用,免去了計(jì)算機(jī)檔案管理和人工檔案管理的繁瑣。
參考文獻(xiàn)
[1]嚴(yán)林.電子檔案管理―計(jì)算機(jī)技術(shù)在檔案管理中的應(yīng)用[J].機(jī)電兵船檔案,2010,(03):81-82
[2]何佩婷.檔案管理中的問(wèn)題分析及其安全防范措施[J].建筑安全,2010,(02):53-54
很難想象還有什么東西能比在天空和太空中傳送太拉字節(jié)信息的信號(hào)更好地說(shuō)明21 世紀(jì)電子技術(shù)的復(fù)雜性,射頻波形生成和測(cè)量的復(fù)雜性。這些信號(hào)在無(wú)線局域網(wǎng)、先進(jìn)蜂窩系統(tǒng)、基于地面和衛(wèi)星的多媒體數(shù)字廣播系統(tǒng)中的有線網(wǎng)絡(luò)電纜和光網(wǎng)絡(luò)光纖中傳輸。這些通信系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)非常復(fù)雜,它們產(chǎn)生并發(fā)送的那些滿載信息的信號(hào)也是非常復(fù)雜。幸運(yùn)的是,您或許可以在不完全了解這些信號(hào)如何傳輸數(shù)據(jù)或這些系統(tǒng)如何把信息加到數(shù)千兆赫射頻載波上的情況下,使用這些信號(hào)并測(cè)量它們的主要特性。盡管如此,在選擇儀器或軟件來(lái)生成測(cè)試信號(hào)或確定數(shù)據(jù)有時(shí)在到達(dá)目的地的途中遭到破壞的方式或原因時(shí),您或許需要更好地了解它們。
UWB(超寬帶)技術(shù)仍處于初始階段,它使用數(shù)百兆赫來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)速率很高的信號(hào),發(fā)送的距離通常為幾十米或更短。UWB技術(shù)的存在一點(diǎn)也不影響以下斷言的有效性:有限的帶寬和數(shù)據(jù)量的爆炸性增長(zhǎng)需要更加復(fù)雜的通信系統(tǒng)和信號(hào)。事實(shí)上,UWB 強(qiáng)化了這一觀點(diǎn)。UWB 并不試圖找到射頻頻譜中的空閑點(diǎn),將信號(hào)置入其中,而是在其它服務(wù)占用的頻段內(nèi)發(fā)送信號(hào)。UWB 系統(tǒng)設(shè)計(jì)得可以共享帶寬,而不會(huì)對(duì)其它服務(wù)產(chǎn)生干擾,或受到其它服務(wù)的干擾。高數(shù)據(jù)速率、寬帶寬和占用相同頻率的干擾信號(hào)的存在這三個(gè)因素,使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)極具挑戰(zhàn)性。
正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)
有兩種互相競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)是 UWB 的基礎(chǔ),其中之一就是一種稱(chēng)為OFDM(正交頻分復(fù)用)的 DSP 密集型系統(tǒng)。OFDM 還是 IEEE 802.11 無(wú)線聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)系列、幾種 DBS(直接廣播衛(wèi)星)電視系統(tǒng)、iBiquity Digital 公司面向美國(guó)市場(chǎng)的 HDRadio TDAB(陸基數(shù)字音頻廣播)系統(tǒng)、歐洲 DVB(數(shù)字電視廣播)系統(tǒng)(它既支持陸基傳輸又支持衛(wèi)星傳輸)中的一種關(guān)鍵技術(shù),電子通信論文《射頻波形生成和測(cè)量的復(fù)雜性。
您可能聽(tīng)說(shuō)人們把 OFDM 稱(chēng)為一種數(shù)字調(diào)制形式,嚴(yán)格地說(shuō),它不是。OFDM 使用數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)不同頻率的副載波,使裝入每個(gè)符號(hào)周期中的信息比大多數(shù)其它數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)能裝入每個(gè)符號(hào)周期的信息更多。因此,OFDM 使用數(shù)量更少、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)、復(fù)雜性更高的符號(hào)來(lái)達(dá)到與其它幾種數(shù)字傳輸系統(tǒng)相同的數(shù)據(jù)傳輸速率。(有些人認(rèn)為這些符號(hào)是一個(gè)符號(hào)周期中的多個(gè)符號(hào)。)而且無(wú)須增加占用帶寬就可以維持這一數(shù)據(jù)速率。
OFDM 的符號(hào)時(shí)間長(zhǎng),相應(yīng)地符號(hào)速率就低,這就使 ISI(符號(hào)間干擾)能減少到最低程度而ISI在射頻通信中通常是由多路徑失真等信號(hào)減損引起的。當(dāng)某個(gè)信號(hào)通過(guò)幾條路徑到達(dá)接收天線時(shí),就會(huì)發(fā)生多路徑傳播。其中一條路徑可能是從發(fā)射天線直接到達(dá)接收天線,而其它路徑則涉及到固定物體或運(yùn)動(dòng)物體的反射信號(hào)。只要延長(zhǎng)符號(hào)持續(xù)時(shí)間,使之超過(guò)延遲時(shí)間最長(zhǎng)的反射信號(hào)到達(dá)接收天線所花的額外時(shí)間,OFDM就能消除此類(lèi)反射信號(hào)通常造成的 ISI。還有一個(gè)好處是,信息散布在多個(gè)載波中,能提高信號(hào)的抗干擾能力以及信號(hào)對(duì)多路徑傳播的頻率響應(yīng)影響的抵抗力。
它是一種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
某種形式的數(shù)字調(diào)制,如 BPSK(雙相移鍵控)或 QAM(正交調(diào)幅,參見(jiàn)參考文獻(xiàn) 2),把信息加在每個(gè) OFDM 副載波上。一個(gè) OFDM 系統(tǒng)能在不同副載波上使用不同類(lèi)型的調(diào)制,任何副載波使用的調(diào)制類(lèi)型都可以隨時(shí)改變。也就是說(shuō),一個(gè) OFDM 副載波可以使用 BPSK,然后改用 QAM,接著再改回來(lái),或者改用另一種調(diào)制形式。因此,您或許不應(yīng)該把 OFDM 稱(chēng)為一種調(diào)制,而應(yīng)稱(chēng)為一種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
OFDM 的魅力部分來(lái)自其多個(gè)副載波之間的正交性。不同頻率的信號(hào)可以正交,這一思想也許需要人們花些時(shí)間來(lái)習(xí)慣它,這是因?yàn)槿藗円话惆颜恍钥醋魍l率信號(hào)的一種特性。例如,兩個(gè)正交的同頻率正弦波信號(hào)分量(即在時(shí)間上相差 90°)是垂直的,因?yàn)槿魏我粋€(gè)分量的幅度變化都不影響另一個(gè)的幅度。
關(guān)鍵詞：系統(tǒng)仿真，建模，浮標(biāo)定位
1 引言系統(tǒng)仿真技術(shù)是近30年才發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，它是指在計(jì)算機(jī)上通過(guò)系統(tǒng)模型的仿真實(shí)驗(yàn)去研究或驗(yàn)證一個(gè)已經(jīng)存在的或者正在設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的過(guò)程。系統(tǒng)仿真并不是對(duì)原形的簡(jiǎn)單再現(xiàn)，而是按照研究的側(cè)重點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行提煉，以利于抓住問(wèn)題的本質(zhì)。
在“某型機(jī)浮標(biāo)定位系統(tǒng)研究”科研課題中，經(jīng)過(guò)多方論證與研究，最終設(shè)計(jì)出了在充分利用原機(jī)載設(shè)備功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)原機(jī)載設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)投放的無(wú)線電聲納浮標(biāo)進(jìn)行快速、遠(yuǎn)距離的極坐標(biāo)定位方案。
本文試圖通過(guò)對(duì)該方案建立合理的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行系統(tǒng)仿真，以達(dá)到驗(yàn)證所設(shè)計(jì)方案的正確性的目的。科技論文。
2浮標(biāo)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案“某型機(jī)浮標(biāo)定位系統(tǒng)”的組成包括機(jī)上某型搜瞄雷達(dá)、某型無(wú)線電聲納浮標(biāo)、某型聲納浮標(biāo)信息接收處理機(jī)、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航態(tài)勢(shì)顯示器及新設(shè)計(jì)加裝的浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)和信號(hào)處理分機(jī)等，如圖1所示。
某型搜瞄雷達(dá)的作用是：利用其連測(cè)通道產(chǎn)生測(cè)距詢問(wèn)脈沖信號(hào)發(fā)往浮標(biāo)，同時(shí)將與發(fā)射脈沖同步的信號(hào)提供給戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航態(tài)勢(shì)顯示器和信號(hào)處理分機(jī)。
測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)為在浮標(biāo)上的加裝電路，它的作用是接收雷達(dá)連測(cè)通道發(fā)來(lái)的詢問(wèn)脈沖，經(jīng)識(shí)別后產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答脈沖，再經(jīng)振幅調(diào)制后發(fā)往機(jī)載某型聲納浮標(biāo)信息接收處理機(jī)。
某型浮標(biāo)信息接收處理機(jī)的作用是：接收浮標(biāo)發(fā)回的信號(hào)，將該信號(hào)經(jīng)幅度檢波后，送往信號(hào)處理分機(jī)進(jìn)行處理。
信號(hào)處理分機(jī)為機(jī)載部分的加裝電路，它的作用是對(duì)某型浮標(biāo)信息接收處理機(jī)送來(lái)的幅度檢波信號(hào)進(jìn)行濾波、識(shí)別后產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，并將其送往某型搜瞄雷達(dá)和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航態(tài)勢(shì)顯示器，以計(jì)算出浮標(biāo)與反潛機(jī)的距離及顯示。
戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航態(tài)勢(shì)顯示器的作用是：將浮標(biāo)相對(duì)機(jī)的方位和距離以一次信息的形式顯示在熒光屏上。
由于“某型機(jī)浮標(biāo)定位系統(tǒng)”研究項(xiàng)目是一個(gè)較大的系統(tǒng)工程，涉及的設(shè)備很多，而且多數(shù)為機(jī)上原有設(shè)備，因此這里只對(duì)新研制的浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)和信息處理分機(jī)進(jìn)行仿真。科技論文。
3浮標(biāo)定位系統(tǒng)的仿真對(duì)某型機(jī)浮標(biāo)定位系統(tǒng)進(jìn)行仿真，就是要根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的浮標(biāo)定位系統(tǒng)方案，將定位系統(tǒng)中各組成部分依照其作用原理建立數(shù)學(xué)模型，并按仿真平臺(tái)的要求生成所需仿真模塊，再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算以觀察其輸出結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)于仿真平臺(tái)的選取，我們采用的是自行開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用于航空電子裝備仿真的“航空電子裝備仿真系統(tǒng)”軟件。由于對(duì)浮標(biāo)定位系統(tǒng)的仿真是一種驗(yàn)證性仿真，其目的在于驗(yàn)證所設(shè)計(jì)方案的正確與否，所以建模時(shí)在保證系統(tǒng)功能的條件下模型應(yīng)盡量簡(jiǎn)化。
3.1仿真模型的建立3.1.1 浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)的仿真模型浮標(biāo)部分電路組成框圖如圖2所示。為實(shí)現(xiàn)對(duì)浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)電路的計(jì)算機(jī)仿真，應(yīng)首先建立該電路的數(shù)學(xué)模型。
（1）視頻放大器
視頻放大器主要實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)視頻詢問(wèn)脈沖信號(hào)放大，在理想狀態(tài)下應(yīng)不產(chǎn)生波形失真，為簡(jiǎn)化模型，可用一個(gè)放大倍數(shù)為K的理想放大器代替。
（2）脈沖間隔解碼器
脈沖間隔解碼器是浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)電路的核心，其作用是對(duì)放大后的視頻脈沖進(jìn)行脈沖間隔的檢測(cè)，并根據(jù)其脈沖間隔大小判斷是否為雷達(dá)連測(cè)通道發(fā)來(lái)的詢問(wèn)脈沖，是則輸出一個(gè)觸發(fā)脈沖，否則不予理睬。脈沖間隔解碼器采用比較法，即將雙脈沖信號(hào)一路直接送到比較器的輸入端，另一路則經(jīng)延遲T（T等于測(cè)距詢問(wèn)雙脈沖間的時(shí)間間隔）后送到比較器的另一輸入端。比較器對(duì)輸入的兩路脈沖信號(hào)進(jìn)行比較，若脈沖重合則產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖。如圖3所示。
（3）延遲電路
延遲電路的作用是對(duì)脈沖間隔解碼器產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖給與適當(dāng)?shù)臅r(shí)間延遲，以保證應(yīng)答信號(hào)不會(huì)落到雷達(dá)的探測(cè)盲區(qū)范圍內(nèi)。為了簡(jiǎn)化模型，這里采用了理想的延遲線。
（4）應(yīng)答脈沖產(chǎn)生電路
為便于機(jī)載接收機(jī)對(duì)應(yīng)答脈沖的識(shí)別，應(yīng)答脈沖也采用雙脈沖形式，但其雙脈沖間的時(shí)間間隔必須與詢問(wèn)脈沖區(qū)別開(kāi)。應(yīng)答脈沖產(chǎn)生電路一般采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，為了使產(chǎn)生的應(yīng)答脈沖為雙脈沖形式且雙脈沖間的時(shí)間間隔滿足要求，還應(yīng)在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器之后加一延遲線和或門(mén)，如圖4所示。
3.1.2 信息處理分機(jī)的仿真模型信息處理分機(jī)負(fù)責(zé)接收處理浮標(biāo)發(fā)回的測(cè)距應(yīng)答脈沖，根據(jù)其電路功能，建立每個(gè)功能電路的數(shù)學(xué)模型如下：
（1）射頻放大器
射頻放大器主要實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)來(lái)自某型浮標(biāo)信息接收處理機(jī)信號(hào)分配器的射頻信號(hào)進(jìn)行放大，它是一個(gè)寬帶放大器，在理想狀態(tài)下應(yīng)不產(chǎn)生波形失真，為簡(jiǎn)化模型，可用一個(gè)放大倍數(shù)為K的理想放大器代替。
（2）包絡(luò)檢波器
包絡(luò)檢波器用于對(duì)放大后的射頻信號(hào)進(jìn)行幅度檢波，以取出視頻應(yīng)答脈沖信號(hào)。一般此類(lèi)檢波器大多利用二極管或三極管的非線性實(shí)現(xiàn)，此處的包絡(luò)檢波器可直接采用二極管檢波器。
（3）視頻放大器
這里的視頻放大器主要實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)檢波后的視頻應(yīng)答脈沖信號(hào)放大，在理想狀態(tài)下應(yīng)不產(chǎn)生波形失真，為簡(jiǎn)化模型，可用一個(gè)放大倍數(shù)為K的理想放大器代替。
（4）脈沖間隔解碼器
這里的脈沖間隔解碼器同浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)電路的一樣，其作用是對(duì)放大后的視頻脈沖進(jìn)行脈沖間隔的檢測(cè)，并根據(jù)其脈沖間隔大小判斷是否為浮標(biāo)發(fā)來(lái)的測(cè)距應(yīng)答脈沖，是則輸出一個(gè)觸發(fā)脈沖，否則不予理睬。數(shù)學(xué)模型同2.2.1的（2），只是延遲參數(shù)不同。
3.2仿真結(jié)果按以上建立的模型對(duì)浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)和信息處理分機(jī)的各功能電路建模后，還要用算法語(yǔ)言對(duì)各模塊進(jìn)行編程，并按“航空電子裝備仿真系統(tǒng)”軟件的要求生成所需的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件。完成后，就可以在“航空電子裝備仿真系統(tǒng)”軟件平臺(tái)上進(jìn)行浮標(biāo)定位系統(tǒng)的仿真測(cè)試了。
3.2.1 浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)的仿真為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)電路的功能，需要模擬該電路的輸入信號(hào)，即雷達(dá)連測(cè)通道測(cè)距詢問(wèn)脈沖，以觀察仿真對(duì)象的輸出情況。由于浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)電路的輸入信號(hào)已經(jīng)過(guò)檢波，因此這里模擬的測(cè)距詢問(wèn)脈沖為視頻脈沖。
通常雷達(dá)發(fā)射機(jī)的探測(cè)脈沖都采用鐘形脈沖形式。根據(jù)某型搜瞄系統(tǒng)雷達(dá)的實(shí)際工作情況，在這里我們模擬該雷達(dá)在量程為М8、М16、М32檔，“連測(cè)”開(kāi)關(guān)接通狀態(tài)下的發(fā)射機(jī)脈沖信號(hào)波形。此時(shí)，雷達(dá)主天線在一個(gè)雷達(dá)周期內(nèi)發(fā)射三個(gè)脈沖，其中第一個(gè)脈沖作為雷達(dá)的探測(cè)脈沖，后兩個(gè)作為連測(cè)通道的詢問(wèn)脈沖。為了逼真模擬輸入信號(hào)的實(shí)際情況，在模擬的雷達(dá)連測(cè)通道測(cè)距詢問(wèn)脈沖中還要加入噪聲。模擬雷達(dá)脈沖信號(hào)如圖5所示。雷達(dá)脈沖信號(hào)經(jīng)視頻放大器放大后的波形如圖6所示。
圖5 模擬的雷達(dá)脈沖信號(hào)圖6 視頻放大后的雷達(dá)脈沖信號(hào)
脈沖間隔解碼前、后的波形對(duì)比如圖7所示。
解碼前 解碼后
圖7 脈沖間隔解碼前、后的波形對(duì)比
觸發(fā)脈沖和應(yīng)答脈沖波形如圖8所示。
觸發(fā)脈沖 應(yīng)答脈沖
圖8 觸發(fā)脈沖和應(yīng)答脈沖的波形
可見(jiàn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真，設(shè)計(jì)的浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)電路在某型搜瞄系統(tǒng)雷達(dá)發(fā)出的探測(cè)和詢問(wèn)脈沖照射下，能夠正確地產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答信號(hào)。
3.2.2 信息處理分機(jī)的仿真信息處理分機(jī)的輸入信號(hào)來(lái)自某型浮標(biāo)信息接收處理機(jī)的信號(hào)分配器，這是一個(gè)包絡(luò)含有應(yīng)答雙脈沖的射頻信號(hào)，經(jīng)射頻放大器放大后送入包絡(luò)檢波器檢波。包絡(luò)檢波器檢波前、后的波形對(duì)比如圖9所示。
圖9 包絡(luò)檢波器檢波前、后的波形
檢波后的視頻雙脈沖信號(hào)經(jīng)放大后送入脈沖間隔解碼器進(jìn)行解碼，解碼前、后的波形對(duì)比如圖10所示。
解碼前解碼后
圖10 解碼前、后的波形對(duì)比
由此可見(jiàn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真，設(shè)計(jì)的信息處理分機(jī)在收到浮標(biāo)發(fā)出的信號(hào)后，能夠從中正確地檢出測(cè)距應(yīng)答脈沖加以識(shí)別并輸出觸發(fā)信號(hào)。科技論文。
4浮標(biāo)定位系統(tǒng)仿真的結(jié)論通過(guò)以上的仿真結(jié)果可以看到，按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的浮標(biāo)定位系統(tǒng)方案，新設(shè)計(jì)的浮標(biāo)測(cè)距接收與應(yīng)答機(jī)和信息處理分機(jī)均能較好地實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)功能，配合浮標(biāo)定位系統(tǒng)的其它設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)某型機(jī)對(duì)投放的某型無(wú)線電聲納浮標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離快速定位。
通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的浮標(biāo)定位系統(tǒng)電路進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性和可行性。
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關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn)耗材 電子掃描 出入庫(kù)管理
中圖分類(lèi)號(hào)：R197.324 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0引言
隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)理工類(lèi)和綜合類(lèi)高校都有電子信息類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的開(kāi)設(shè)，為了提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，各種電工類(lèi)實(shí)驗(yàn)必不可少。電工實(shí)驗(yàn)室除了為學(xué)生提供做實(shí)驗(yàn)所需的儀器設(shè)備，每年還會(huì)采購(gòu)大量的實(shí)驗(yàn)元器件，以保障學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需要和課程設(shè)計(jì)。由于實(shí)驗(yàn)耗材存在種類(lèi)多、數(shù)量多、體積小等特點(diǎn)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)耗材的管理存在一定的難度，如何科學(xué)有效地管理實(shí)驗(yàn)耗材，成為實(shí)驗(yàn)室管理工作中的一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
1實(shí)驗(yàn)耗材管理存在的問(wèn)題
1.1耗材的采購(gòu)、使用、回收效率低下
實(shí)驗(yàn)室的耗材大致會(huì)經(jīng)過(guò)采購(gòu)、使用、回收三個(gè)環(huán)節(jié)。首先，由教員或者學(xué)員根據(jù)每學(xué)期的實(shí)驗(yàn)需求，上報(bào)所需的實(shí)驗(yàn)耗材型號(hào)和數(shù)量清單給實(shí)驗(yàn)室管理員；然后，實(shí)驗(yàn)室管理員匯總所有的實(shí)驗(yàn)耗材需求表，擬稿上報(bào)申請(qǐng)購(gòu)買(mǎi)文件；其次，經(jīng)過(guò)學(xué)院相關(guān)部門(mén)詢價(jià)批準(zhǔn)后，進(jìn)行實(shí)物采購(gòu)；最后，由實(shí)驗(yàn)室管理員對(duì)實(shí)驗(yàn)耗材進(jìn)行出入庫(kù)管理。上述環(huán)節(jié)，目前幾乎采用紙質(zhì)或電子表單的形式進(jìn)行記錄，一方面，這些信息大部分只有實(shí)驗(yàn)室管理員清楚，由于信息的不對(duì)稱(chēng)，教員或者學(xué)員在提交耗材申請(qǐng)表時(shí)，往往不清楚實(shí)驗(yàn)室所剩耗材的情況，造成重復(fù)采購(gòu)的情況發(fā)生；另一方面，采用手工記錄的方式，會(huì)存在實(shí)驗(yàn)室管理員對(duì)一時(shí)的信息清楚，時(shí)間久了之后，對(duì)耗材的出入庫(kù)情況細(xì)節(jié)沒(méi)法回顧。
1.2耗材出入庫(kù)記錄信息不完整
實(shí)驗(yàn)耗材的分發(fā)是根據(jù)教員對(duì)每堂課的需求進(jìn)行分發(fā)的，實(shí)驗(yàn)課結(jié)束時(shí)，實(shí)驗(yàn)室管理員對(duì)完好的耗材進(jìn)行回收。由于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程較多，每門(mén)實(shí)驗(yàn)課程對(duì)應(yīng)的班級(jí)也比較多，勢(shì)必存在耗材頻繁出入庫(kù)的情況，而這些記錄信息都是采用手工登記的方式，不僅效率低下，且容易出現(xiàn)漏洞，在有需求改變的情況下，很難在第一時(shí)間進(jìn)行更正和補(bǔ)漏，更容易使記錄混亂，難以查詢和下一步安排。
1.3實(shí)驗(yàn)室管理員的耗材信息不對(duì)稱(chēng)
實(shí)驗(yàn)室的管理員一般都有多個(gè)人，對(duì)于實(shí)驗(yàn)耗材的管理是指定專(zhuān)人進(jìn)行負(fù)責(zé)，耗材管理員對(duì)于耗材的存放位置、數(shù)量、使用信息有專(zhuān)門(mén)記錄，對(duì)這些信息比較清楚，而其他的管理員可能對(duì)這些信息就比較陌生，當(dāng)其他實(shí)驗(yàn)室管理員需要對(duì)實(shí)驗(yàn)耗材進(jìn)行分發(fā)時(shí)，會(huì)存在不清楚耗材存放位置，且沒(méi)法更新耗材使用信息等情況。若遇到耗材管理員有事外出等情況，會(huì)出現(xiàn)耗材管理混亂的情況，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作效率。
針對(duì)上述存在的一些管理問(wèn)題，有必要建立一套統(tǒng)一的管理平臺(tái)，讓實(shí)驗(yàn)室管理人員對(duì)實(shí)驗(yàn)耗材進(jìn)行統(tǒng)一管理。
2基于電子掃描系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)耗材管理
電工實(shí)驗(yàn)室的元器件大部分體積比較小，比如電阻、電容、二極管等，要讀取這些器件的型號(hào)，比較費(fèi)時(shí)間，造成了耗材出入庫(kù)效率低下。在借鑒超市商品管理和圖書(shū)館圖書(shū)管理的基礎(chǔ)之上，本文提出引入電子標(biāo)簽掃描系統(tǒng)，作為實(shí)驗(yàn)耗材自動(dòng)化出入庫(kù)的方式，通過(guò)電子標(biāo)簽的掃描，實(shí)驗(yàn)室管理員可以快捷地將實(shí)驗(yàn)耗材相關(guān)信息讀取到電腦，從而提高管理效率。
2.1電子標(biāo)簽的分類(lèi)
現(xiàn)有的電子標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)大致分為三類(lèi)：條形碼標(biāo)簽技術(shù)、二維碼標(biāo)簽技術(shù)、無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)。
條形碼掃描技術(shù)，是將制作完成的條形碼粘貼在確定的物體上，并使用專(zhuān)門(mén)的條形碼掃描讀寫(xiě)器將條形碼中的信息讀取出來(lái)，該讀寫(xiě)器讀取的信息是由光信號(hào)傳遞的。
二維碼掃描技術(shù)，與條碼掃描技術(shù)相類(lèi)似，但是二維碼包含的信息比條形碼更多，也需要借助專(zhuān)門(mén)的二維碼掃描讀寫(xiě)器讀取其中的信息，目前二維碼識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。
無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)，是射頻識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，每個(gè)電子標(biāo)簽都有一個(gè)全球唯一的編碼。電子標(biāo)簽中存儲(chǔ)有被標(biāo)識(shí)物品的相關(guān)信息，通常被貼附在需要標(biāo)識(shí)的物品上，它存儲(chǔ)的物品信息可被讀寫(xiě)器以無(wú)線電波的實(shí)行非接觸式地讀取。
2.2電子標(biāo)簽掃描系統(tǒng)的方案選擇
上述三種標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)都可以應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)耗材的自動(dòng)識(shí)別中，需要從以下幾個(gè)方面考慮方案選擇：（1）大部分實(shí)驗(yàn)耗材體積較小。（2）標(biāo)簽制作的難易程度。（3）整套電子識(shí)別設(shè)備的成本。（4）標(biāo)簽記錄數(shù)據(jù)的完整性。
由于條碼技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，在圖書(shū)管理系統(tǒng)中應(yīng)用了非常久的時(shí)間，條碼的制作成本較低，并且記錄的信息已經(jīng)能夠滿足對(duì)實(shí)驗(yàn)耗材管理的需求，因此，本文系統(tǒng)在電子標(biāo)簽的方案選擇中采用條碼技術(shù)。
2.3實(shí)驗(yàn)耗材管理的方案設(shè)計(jì)
本文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)耗材信息管理系統(tǒng)功能如圖1所示，在考慮實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)耗材綜合管理系統(tǒng)方案時(shí)，充分利用信息自動(dòng)化技術(shù)，利用電子標(biāo)簽掃描系統(tǒng)，能夠自動(dòng)讀取實(shí)驗(yàn)耗材相關(guān)信息。
3結(jié)論
通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的耗材管理現(xiàn)狀和需求進(jìn)行分析，尋找科學(xué)有效的管理辦法，嘗試?yán)秒娮訏呙璺绞綄?duì)耗材出入庫(kù)進(jìn)行管理和登記，提高了實(shí)驗(yàn)耗材的利用率和實(shí)驗(yàn)室管理人員的管理效率。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：SC2262；SC2272；智能手機(jī)；無(wú)線尋呼
靜脈輸液是目前疾病治療的主要手段。然而因我國(guó)人口眾多，醫(yī)療資源不充足，經(jīng)常出現(xiàn)醫(yī)院病床緊張的情況，因此，醫(yī)院設(shè)立了輸液大廳，類(lèi)似于門(mén)診治輸液方式，其存在患者眾多，人員流動(dòng)性大，醫(yī)護(hù)人員分配少的特點(diǎn)。輸液人數(shù)眾多護(hù)士工作強(qiáng)度大，無(wú)法定期查看患者輸液進(jìn)行狀況。患者一但輸液結(jié)束，沒(méi)有及時(shí)換藥或撥針將出現(xiàn)血液回流等不良狀況，必然會(huì)增加醫(yī)療事故發(fā)生的概率。針對(duì)上述現(xiàn)狀，為了緩解護(hù)士的工作壓力，為患者提供可靠?jī)?yōu)質(zhì)的治療服務(wù)，國(guó)內(nèi)外部分廠家相繼研制了有線尋呼系統(tǒng)，因其存在布線施工復(fù)雜、成本高、維護(hù)難的不足，已不能很好的用于輸液大廳這種場(chǎng)合[1]。基于上述背景，本文順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)理念的發(fā)展潮流，本著低成本，高可靠性、穩(wěn)定性的原則，將WIFI技術(shù)、無(wú)線射頻技術(shù)、智能手機(jī)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一款低成本、移動(dòng)性好、多種模式無(wú)線主機(jī)接收，可靈活組網(wǎng)進(jìn)行無(wú)線擴(kuò)展的輸液無(wú)線尋呼系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)總體框圖如圖1所示，由呼叫終端、接收主機(jī)、護(hù)士站PC機(jī)及智能手機(jī)終端構(gòu)成。在實(shí)際使用中，呼叫終端由病人手持或安放在輸液椅子邊上，（注意：椅子的編號(hào)與呼收終端地址相對(duì)應(yīng)）。當(dāng)輸液結(jié)束時(shí)，病人按下呼叫終端上的按鍵，通過(guò)無(wú)線射頻發(fā)射呼叫信息幀到接收主機(jī)，接收主機(jī)收到有效信息后通過(guò)WIFI模塊以WIFI網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，轉(zhuǎn)發(fā)到護(hù)士站的PC機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)號(hào)，同時(shí)還可轉(zhuǎn)發(fā)到護(hù)士的智能手機(jī)上。接收主機(jī)也可以通過(guò)無(wú)線路由擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。
2 硬件設(shè)計(jì)
2.1 呼叫終端模塊
呼叫終端分別由射頻發(fā)射模塊、電源電路、編碼電路組成。射頻發(fā)射模塊選用XY-FST射頻發(fā)射模塊。編碼電路選取SC2262，通過(guò)查閱其用戶手冊(cè)中的引腳定義[2]，設(shè)計(jì)的終端模塊電路如圖2所示，R6用于調(diào)節(jié)編碼振蕩器的頻率；SC2262的第17為串行輸出發(fā)送引腳，與射頻模塊的數(shù)據(jù)引腳相接。10、11、12、13為數(shù)據(jù)編碼，可設(shè)為0或1；1---8為三態(tài)地址引腳，設(shè)置時(shí)必須與主機(jī)的解碼接收模塊SC2272相同。其中J11、J12在設(shè)計(jì)PCB時(shí)做編碼狀態(tài)設(shè)置跳線，以便于對(duì)不同模塊對(duì)應(yīng)的輸液座位進(jìn)行對(duì)應(yīng)編號(hào)設(shè)置。其工作流程是：當(dāng)按鍵S4沒(méi)有按下時(shí)，模塊不通電，所以不耗電，為電池供電提供了較好的可能性。當(dāng)按鍵按下時(shí)模塊得電立即傳送已設(shè)好的編碼數(shù)據(jù)。
2.2 接收主機(jī)模塊
2.2.1 超外差接收射頻模塊
超外差接收射頻模塊由解碼模塊與XY-FST射頻接收模塊構(gòu)成。接收終端的呼叫號(hào)碼，通過(guò)SC2272解碼后，將結(jié)果輸出單片機(jī)的P10～P13口線。通過(guò)查閱SC2272的用戶手冊(cè)可知[3]，接在15、16腳間的電阻值選取很關(guān)鍵，要與SC2262的對(duì)應(yīng)。同時(shí)其地址也要與2262設(shè)置相同。正確解碼后17腳會(huì)輸出由0到1的脈沖信號(hào)，將其連接到單片機(jī)的P14口線用于通知單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)。
2.2.2 處理器模塊及WIFI模塊
處理器模塊的主要任務(wù)是通過(guò)I/O口讀取SC2272接收到的終端呼叫號(hào)，然后通過(guò)串口控制WIFI模塊，將數(shù)據(jù)上傳到WIFI網(wǎng)絡(luò)，WIFI終端接收。因處理器不需要做復(fù)雜運(yùn)算處理，因此選用成本較低，通用性好的AT89S51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
為了降低開(kāi)發(fā)的難度，縮短開(kāi)發(fā)的周期，近而降低開(kāi)發(fā)成本，綜合考慮成本高低、技術(shù)支持是否良好等多方面的因素，最終選用了濟(jì)南有人物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司的串口轉(zhuǎn)WIFI模塊USR-WIFI232。USR-WIFI232系列產(chǎn)品具有超小體積、支持無(wú)線工作在STA/AP/AP+STA/WDS（WDS即無(wú)線漫由功能）模式等特點(diǎn)，能夠使本文設(shè)計(jì)的尋呼系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)靈活的組網(wǎng)模式，組成一個(gè)覆蓋范圍較廣的WIFI網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的通用性。模塊的接口定義及管腳說(shuō)明詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)[4]。
3 軟件設(shè)計(jì)
3.1 接收主機(jī)軟件設(shè)計(jì)
單片機(jī)上電后，首先完成串口初始化，接著進(jìn)入主循環(huán)，通過(guò)P14口線不斷檢測(cè)解碼模塊SC2272的第17腳是否有0到1的信號(hào)跳變，以確定是否有終端呼叫。如果有就讀取呼叫值，然后按特定的數(shù)據(jù)幀格式通過(guò)串口發(fā)送到WIFI模塊，WIFI模塊不對(duì)數(shù)據(jù)做任何處理直接傳輸?shù)秸麄€(gè)WIFI網(wǎng)絡(luò)，供護(hù)士站PC主機(jī)接收和安卓智能手機(jī)接收。
3.2 護(hù)士站PC軟件設(shè)計(jì)
基于VB6.0平臺(tái)開(kāi)發(fā)的顯示界面如圖3所示，包括當(dāng)前呼叫號(hào)碼顯示區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置與狀態(tài)顯示區(qū)及語(yǔ)音調(diào)節(jié)區(qū)域。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的連接編程選用WinSock控件能通過(guò)TCP協(xié)議（數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議）連接到接收主機(jī)的WIFI網(wǎng)絡(luò)。同步號(hào)碼語(yǔ)音播報(bào)是通過(guò)在VB環(huán)境中添加Win32 speech API中的對(duì)象庫(kù)來(lái)完成。可根據(jù)PC操作系統(tǒng)中已安裝的語(yǔ)音庫(kù)設(shè)為中英文男女音四種模式。
4 結(jié)論與討論
本系統(tǒng)整體調(diào)試通過(guò)，調(diào)試顯示如圖3所示。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，本系統(tǒng)能夠很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)終端呼叫信號(hào)的接收、顯示、播報(bào)及轉(zhuǎn)發(fā)。接收范圍也能滿足應(yīng)用要求。本方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)克服了有線系統(tǒng)的缺陷，具有成本低、移動(dòng)性好、多種模式無(wú)線主機(jī)接收，可靈活組網(wǎng)進(jìn)行無(wú)線擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)。
[參考文獻(xiàn)]
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[2]拓迪電子有限公司.SC2262數(shù)據(jù)手冊(cè).佛山市拓迪電子有限公司，2010，1-30.
[3]拓迪電子有限公司.SC2272數(shù)據(jù)手冊(cè).佛山市拓迪電子有限公司，2010，1-28.
[4]有人科技有限公司.USR-WIFI232芯片技術(shù)手冊(cè).濟(jì)南有人科技有限公司，2012，1-26.
【關(guān)鍵詞】點(diǎn)頻音箱；電路原理；安裝維修
點(diǎn)頻音箱是接受一個(gè)或者幾個(gè)固定頻率的調(diào)頻音箱，點(diǎn)頻音箱具有晶振穩(wěn)頻的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)頻的自動(dòng)接受，抗干擾能力很強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)，音量的調(diào)整十分靈活，喇叭音質(zhì)優(yōu)美，造型美觀、功耗低，待機(jī)消耗電流小。一般情況下，點(diǎn)頻音箱的頻率準(zhǔn)確度
1 點(diǎn)頻音箱的電路原理
1.2 芯片簡(jiǎn)介
以FM-165-RD音箱為例，該種音箱使用索尼單片收音機(jī)CXA1691IBM芯片，該種芯片是最新的換代產(chǎn)品，具備電源電壓適應(yīng)面寬、元件少、功耗低、輸出大、內(nèi)置FM/AM切換、對(duì)溫度適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，除此之外，該種芯片還有其他的功能，F(xiàn)M部分具備混頻器、中頻放大器、振蕩器、調(diào)諧LED驅(qū)動(dòng)器、AFC可變電容射頻放大器，AM部分包含AGC射頻放大器、振蕩器、混頻器、中頻AGC放大器、調(diào)諧LED驅(qū)動(dòng)器、檢波器等，芯片的音頻部分包括FM靜音、電子音量控制，在負(fù)載阻抗為8Ω、電源電壓為6V時(shí)可以實(shí)現(xiàn)500mV的功率輸出，其內(nèi)部部件框圖詳見(jiàn)表1。
1.2 電路原理的相關(guān)信息
點(diǎn)頻音箱的電路原理詳見(jiàn)圖2。當(dāng)信號(hào)經(jīng)過(guò)T1、C1、C2和C3組成的濾波器后，會(huì)進(jìn)入CXA1691BM腳中，經(jīng)由C8、T2等原件以及內(nèi)部的選頻放大器后，可以將選頻回路選拼，將需要得到的信號(hào)放大。7腳外接三極管與晶振共同組成本振電路，信號(hào)會(huì)從7腳中輸入，和選頻的信號(hào)一起送入到CXA1691BM腳中，混頻得出的調(diào)頻信號(hào)會(huì)從14腳中輸出，調(diào)頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)CXA1691BM中的17腳輸入到內(nèi)部，并經(jīng)過(guò)中頻放大，得到放大后的信號(hào)在CXA1691BM內(nèi)部進(jìn)入到FM鑒別器之中，CXA1691BM的2腳會(huì)與鑒別器連接起來(lái)，與R8、CF2共同構(gòu)成一種鑒頻網(wǎng)絡(luò)。信號(hào)在經(jīng)過(guò)鑒頻網(wǎng)絡(luò)后會(huì)分成兩路，其中一路會(huì)從23腳輸出從24腳進(jìn)入，并由27腳輸出驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲，另外一組信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)19腳，如果檢測(cè)時(shí)其為低點(diǎn)位，就會(huì)開(kāi)啟CXA1691BM的內(nèi)部功放電路，如果沒(méi)有信號(hào)則會(huì)關(guān)閉CXA1691BM內(nèi)部的功放電路，以便實(shí)現(xiàn)靜燥。
2 點(diǎn)頻音箱的安裝
點(diǎn)頻音箱的安裝應(yīng)該按照以下的流程進(jìn)行：
2.1 選擇好音箱的位置
一般情況下，音箱要避開(kāi)油煙的污染和陽(yáng)光的直射，同時(shí)要盡可能的降低成本，比如符合安全要求，為了便于點(diǎn)整音量的電位器，音箱的高度必須要大于1.5m，為了防止音箱的本振信號(hào)對(duì)電視圖像產(chǎn)生干擾，音箱的位置要離電視機(jī)5m以上，使用的電源插座的高度也必須要高于1.5m，與此同時(shí)，線路必須要符合室內(nèi)線路的安裝標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 調(diào)整好輸入電平
在音箱的安裝之前需要檢查和調(diào)整好電視信號(hào)的電平質(zhì)量，保證電視信號(hào)電平能夠達(dá)到60到70dR，對(duì)于音箱輸入的電平，保持在50dB左右即可。
2.3 保證用電安全
點(diǎn)頻音箱是使用220V交流電供電，因此，電源插座的安裝必須要結(jié)構(gòu)過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的工作人員方可進(jìn)行，此外，還要盡可能的將原電源插座利用起來(lái)，如果需要重新安裝插座，必須要專(zhuān)門(mén)的工作人員才能安裝，同時(shí)，為了節(jié)省用電，在取得用戶的同意之后，才能進(jìn)行安裝，在插座安裝完成之后要仔細(xì)的進(jìn)行檢查，防止由于安全問(wèn)題而發(fā)生觸電的事故。此外，對(duì)于室內(nèi)同軸電纜的布線必須要釘好線卡，保證走線的美觀性。
對(duì)于音箱調(diào)頻信號(hào)應(yīng)該選擇終端盒FM端口，該種端口可以起到防雷擊的作用，也能夠保證信號(hào)的質(zhì)量，此外，為了節(jié)約用料，可以在室外或者室內(nèi)裝好分配器來(lái)分配信號(hào)，安裝好端盒以便將FM信號(hào)取出。
3 點(diǎn)頻音箱的維修問(wèn)題
3.1 點(diǎn)頻音箱的使用維護(hù)
在點(diǎn)頻音箱安裝完成之后，要做好防曬和防雨工作，不能隨便移動(dòng)點(diǎn)頻音箱的位置，在雷電發(fā)生前做好將信號(hào)的插頭拔出，防止音箱受到雷擊的損壞，在音箱使用的過(guò)程中，音量要適宜，不要將音量調(diào)的過(guò)大。
3.2 故障的排除
3.2.1 喇叭故障的排除
如果出現(xiàn)喇叭的故障，需要檢查是否是外部原因，電源是否出入音箱內(nèi)，同時(shí)，檢查鄰居的音箱是否存在問(wèn)題，如果鄰居音箱連續(xù)幾家不響，就要檢查是否線路的外部存在著故障，如果外部的音箱不存在故障，就要檢查是否音箱的內(nèi)部存在問(wèn)題，檢查方法主要利用萬(wàn)用表來(lái)檢查電源插頭的兩端是否存在直流電阻，如果不存在電源變壓器損壞、保險(xiǎn)絲燒斷、電源線不通的情況，就需要將其更換。其他的檢查方式就對(duì)應(yīng)的線路進(jìn)行一一檢查即可。
3.2.2 “靜噪”故障的排除
“靜噪”不靈的故障大多是由于輸入音箱電平的問(wèn)題導(dǎo)致，其表現(xiàn)主要為，在有信號(hào)的情況下可以正常工作，在將調(diào)頻機(jī)音箱關(guān)掉后仍有廣播節(jié)目和噪聲，難以自動(dòng)關(guān)機(jī)，究其根本原因，是由于輸入音箱的電平過(guò)高導(dǎo)致。為了解決這種情況，只要調(diào)整音箱輸入電平即可。
3.2.3 雷擊的修理
如果點(diǎn)頻音箱遭到雷擊后，會(huì)發(fā)生損壞，一般情況下，損壞的是變壓器和保險(xiǎn)絲，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)音箱響但是變壓器發(fā)燙的情況，在發(fā)生這種故障時(shí)，只要更換配件即可。
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