第一篇：WiFi技術(shù)應(yīng)用研究

英德市實(shí)驗(yàn)小學(xué)存檔資料2013/4/21

Wi-Fi技術(shù)的應(yīng)用研究

張華賓

摘要：無線網(wǎng)絡(luò)正快速進(jìn)入社會(huì)各領(lǐng)域。本文通過對(duì)幾種無線組網(wǎng)技術(shù)的比較，說明了Wi-Fi在組建家庭無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)所擁有的無可比擬的優(yōu)勢(shì)。并詳細(xì)介紹了基于Wi-Fi技術(shù)、以家庭網(wǎng)關(guān)為核心的家庭無線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并著重從家庭網(wǎng)關(guān)和信息家電方面對(duì)基于Wi-Fi的家庭無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行了分析，討論了一些具體實(shí)施時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)。最后對(duì)基于Wi-Fi的無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：Wi-Fi家庭網(wǎng)絡(luò)家庭網(wǎng)關(guān)

英特網(wǎng)的迅速發(fā)展，使人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。人們的日常生活已經(jīng)越來越離不開網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在，人們已經(jīng)習(xí)慣了在網(wǎng)上炒股、購物、查詢賬目、繳費(fèi)和搜索資料。人們迫切希望能夠任何時(shí)間、在任何地方使用網(wǎng)絡(luò)。很顯然，無線網(wǎng)絡(luò)是最佳的選擇。

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的手機(jī)、筆記本電腦等支持WiFi的終端產(chǎn)品越來越流行。而基于WiFi標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)成為了最為普及的無線組網(wǎng)形式。在家庭中，如果我們能把現(xiàn)有的家用電器以及電子產(chǎn)品以某種形式連成無線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，并將其連入Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度，那將是多么令人愜意的事情啊！

1．無線組網(wǎng)技術(shù)

1.1 WiFi、HomeRF和Bluetooth

目前，用于實(shí)現(xiàn)無線組網(wǎng)的主要有WiFi、HomeRF以及Bluetooth（藍(lán)牙）。它們都工作在2.4CHz頻段。該頻段全球開放，即不用申請(qǐng)就可以在世界的任何地方使用這一頻段進(jìn)行通信。

1.1.1 WiFi

WiFi(Wireless Fidelity，無線保真技術(shù))即IEEE802.11協(xié)議。是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號(hào)。WiFi的第一個(gè)版本發(fā)表于1997年，其中定義了介質(zhì)訪問接入控制層（MAC層）和物理層。規(guī)定了無線局域網(wǎng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和基本傳輸介質(zhì)，規(guī)范了物理層(PHY)和介質(zhì)訪問層(MAC)的特性l21。物理層采用紅外、DSSS(直接序列擴(kuò)頻)或FSSS(調(diào)頻擴(kuò)頻)技術(shù)。1999年又增加了IEEE802.lla、和IEEE802.llg標(biāo)準(zhǔn)。其傳輸速率最高可達(dá)54Mbps。能夠廣泛支持?jǐn)?shù)據(jù)、圖像、語音和多媒體等業(yè)務(wù)。

1.1.2 HomeRF

HomeRF是專門為家庭用戶設(shè)計(jì)的無線局域網(wǎng)技術(shù)，由HomeRF工作組開發(fā)。能夠提供

lMbps—lOMbps的速率。采用跳頻擴(kuò)譜方式、時(shí)分多址(TDMA)和載波監(jiān)聽多重訪問沖突避免(CSMA/CA)等技術(shù)，通過家庭中的一臺(tái)主機(jī)在移動(dòng)數(shù)據(jù)和語音設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)通信。HomeRF提供了與TCP，IP良好的集成，支持廣播、多播和48位lP地址。但是HomeRF開放性不好，而且技術(shù)本身還存在抗干擾性差等缺點(diǎn)。

1.1.3 Bluetooth(藍(lán)牙)

Bluetooth（藍(lán)牙）是一種短距離無線通信技術(shù)，可把各種便攜式電腦和蜂窩式移動(dòng)電話用無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，達(dá)到計(jì)算機(jī)和通信的更加緊密的連接，提供隨時(shí)隨地的數(shù)據(jù)信息的交換和傳輸。傳輸速率lMbps。它有限的帶寬和較小的傳輸距離無法滿足人們?nèi)粘?yīng)用的需求。

1.2 WiFi的優(yōu)勢(shì)

1)無線電波的覆蓋范圍廣。藍(lán)牙的電波覆蓋范圍很小，半徑大約只有15米左右，而WiFi的半徑可達(dá)100米。甚至可以覆蓋整棟大樓。

2)WiFi的傳輸速度很快，最高可達(dá)54Mbps，符合個(gè)人和社會(huì)信息化的需求。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，允許用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)訪問網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)隨地享受諸如網(wǎng)上證券、視頻點(diǎn)播(VOD)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)游戲等一系列寬帶信息增值服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。

3)無須布線，可以不受現(xiàn)實(shí)地理?xiàng)l件的限制，因此非常適合移動(dòng)辦公用戶的需要。只要在需要的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過高速線路將因特網(wǎng)接入。這樣，在“熱點(diǎn)”所發(fā)射出的電波的覆蓋范圍內(nèi)，用戶只要將支持無線LAN的筆記本電腦或PDA拿到該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng)。4)健康安全。IEEE802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過100毫瓦，實(shí)際發(fā)射功率約60毫瓦-70毫瓦，而手機(jī)的發(fā)射功率約200毫瓦--l瓦間，手持式對(duì)講機(jī)高達(dá)5瓦。與后者相比，WiFi產(chǎn)品的輻射更小。

5)WiFi應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍。支持WiFi的電子產(chǎn)品越來越多，像手機(jī)、MP4、電腦等，基本上已經(jīng)成為了主流標(biāo)準(zhǔn)配置。而且由于WiFi網(wǎng)絡(luò)能夠很好地實(shí)現(xiàn)家庭范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，適合充當(dāng)家庭中的主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，家里的其他具備WiFi功能的設(shè)備，如電視機(jī)、影碟機(jī)、數(shù)字音響、數(shù)碼相框、照相機(jī)等，都可以通過WiFi建立通信連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)家庭的數(shù)字化與無線化，使人們的生活變得更加方便與豐富。

2．WiFil作方式

WiFi定義了兩種類型的設(shè)備。一種是無線站。通常通過一臺(tái)PC機(jī)加上一塊無線網(wǎng)卡構(gòu)成。另一種稱為無線接入點(diǎn)(Ac-cess Point，AP)，它的作用是提供無線和有線網(wǎng)絡(luò)之間的橋接。一個(gè)無線接入點(diǎn)通常由一個(gè)無線輸出口和一個(gè)有線的網(wǎng)絡(luò)接口（802.3接口）構(gòu)成，橋接軟件符合802.ld橋接協(xié)議。接入點(diǎn)就像是無線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)無線基站，將多個(gè)無線的接入站聚合到有線的網(wǎng)絡(luò)上。

WiFi定義了兩種模式：infrastructure模式和ad hoc模式。m-frastructure模式，即無線網(wǎng)絡(luò)至少有一個(gè)和有線網(wǎng)絡(luò)連接的無線接入點(diǎn)，還包括一系列無線的終端站。由于很多用戶需要訪問有線網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備或服務(wù)，所以基本上都會(huì)采用這種模式。ad hoc模式，也稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式（pear to pear模式）或IBSS(In-dependent Basic Service Set).3．家庭無線網(wǎng)絡(luò)中的WiFi的實(shí)現(xiàn)

3.1 以家庭網(wǎng)關(guān)為核心的家庭網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部Internet相連互通，在家庭內(nèi)網(wǎng)和外部Internet之間需要一個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)。該網(wǎng)關(guān)是整個(gè)家庭無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心部分，它一方面完成家庭無線網(wǎng)絡(luò)中各種不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和信息共享，并且同外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，另一方面還負(fù)責(zé)對(duì)家庭中網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行管理和控制。家庭中的網(wǎng)絡(luò)終端也通過這個(gè)網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò)連通。實(shí)現(xiàn)交互和信息共享。同時(shí)，該網(wǎng)關(guān)還應(yīng)有防火墻能力，能夠避免外界網(wǎng)絡(luò)對(duì)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的非法訪問和攻擊。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.2 WiFi技術(shù)在家庭無線網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)

在家庭網(wǎng)絡(luò)中，WiFi主要應(yīng)用在各種信息家電和家庭網(wǎng)關(guān)上。我們可以使用個(gè)人電腦、手持網(wǎng)絡(luò)終端或者遙控器與家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，并通過家庭網(wǎng)關(guān)對(duì)各種信息家電實(shí)施有效的管理和控制。因此，可以采用客戶一服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)關(guān)充當(dāng)服務(wù)器的角色，控制設(shè)備對(duì)各種信息家電的控制也通過網(wǎng)關(guān)完成。這樣有利于實(shí)現(xiàn)胖服務(wù)器—瘦客戶端的結(jié)構(gòu)。

3.2.1家庭網(wǎng)關(guān)模塊 家庭網(wǎng)關(guān)是我們整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心部件。所有的信息家電以及控制設(shè)備都要連接到這個(gè)網(wǎng)關(guān)上。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)還要與外部Intemet互連。那么網(wǎng)關(guān)需要實(shí)現(xiàn)WiFi，并提供如TCP/IP、HTIP、WebServer等高層應(yīng)用和圖形用戶界面。完成此功能的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖2所示。其應(yīng)用層采用統(tǒng)一設(shè)備管理協(xié)議(UniversalDevice Control Protocol，UDCP)，用

3來進(jìn)行整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的添加、刪除、狀態(tài)查詢、參數(shù)配置等管理和控制。UDPC采用客戶一服務(wù)器結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端位各信息家電和控制設(shè)備，客戶為家庭網(wǎng)關(guān)。

家庭網(wǎng)關(guān)基于嵌入式Linux進(jìn)行架構(gòu)。由嵌入式Unux系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)WiFi功能，并提供圖形用戶界面和TCP/IP、HTTP、Web-Server高層應(yīng)用。用戶可以通過身份鑒別后登錄家庭網(wǎng)關(guān)，并使用系統(tǒng)提供的圖形控制界面對(duì)信息家電進(jìn)行控制和管理。

家庭網(wǎng)關(guān)同時(shí)支持嵌入式Web服務(wù)器。當(dāng)我們合法登錄后，就可以使用該服務(wù)器提供的Web頁面對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的各種信息家電進(jìn)行管理和控制。嵌入式的Web服務(wù)器可選用boa，它是嵌入式Lmux下應(yīng)用最為廣泛的HTTP服務(wù)器程序，功能全面。并且能夠很好的支持CGI技術(shù)進(jìn)行服務(wù)器端的擴(kuò)展。而且boa支持大家廣泛熟悉的C語言來實(shí)現(xiàn)CCI程序。

家庭網(wǎng)關(guān)啟動(dòng)后，完成系統(tǒng)的初始化，并加載相關(guān)的服務(wù)。將接收到的用戶的控制或查詢命令進(jìn)行處理，CCI程序?qū)⒚钷D(zhuǎn)換成為UDCP報(bào)文，通過WiFi模塊發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的信息家電或控制設(shè)備。同時(shí)，家庭網(wǎng)關(guān)還通過WiFi來接收信息家電的當(dāng)前狀態(tài)信息，通過處理后將其反饋給控制設(shè)備，以便用戶使用。

3.2.2信息家電模塊

信息家電上的WiFi功能有兩種實(shí)現(xiàn)模式。一種是信息家電自身帶有WiFi功能。這是理想的狀態(tài)。現(xiàn)在已經(jīng)有很多家用電器比如電視機(jī)、DVD等都已經(jīng)具備了此功能。第二種是對(duì)原本不帶WiFi功能的家用電器進(jìn)行WiFi擴(kuò)展。可選用Rabbit公司的WiFi核心模塊和其相應(yīng)的開發(fā)包進(jìn)行相關(guān)擴(kuò)展。由于信息家電的高端功能都由家庭網(wǎng)關(guān)來完成，所以可以不用實(shí)現(xiàn)WiFi的上層協(xié)議，只實(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制。

信息家電將自身采集到的各種狀態(tài)信息傳遞給其自身的或者是擴(kuò)展的微控制器，微控制器接收到這些數(shù)據(jù)后將其轉(zhuǎn)換成UDCP報(bào)文，并通過WiFi模塊將其發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān)。同時(shí)，信息家電還通過WiFi模塊接受來自家庭網(wǎng)關(guān)的信息，處理后轉(zhuǎn)換成對(duì)家電的控制或查詢，并將其隨后的狀態(tài)信息由WiFi模塊反饋給家庭網(wǎng)關(guān)。

4．結(jié)束語

現(xiàn)在越來越多的家用電器及電子產(chǎn)品開始支持WiFi功能。WiFi的普及以及相關(guān)軟件的發(fā)展將會(huì)使家用電器完成功能上的飛躍。通過網(wǎng)絡(luò)將各種家電連接，可實(shí)現(xiàn)功能上的重構(gòu)和資源的再配置。

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和推廣，將家庭中的各種帶有網(wǎng)絡(luò)功能的家用電器通過無線技術(shù)連接成局域網(wǎng)絡(luò)，并與外部Internet相連，構(gòu)成智能化、多功能的現(xiàn)代家居智能系統(tǒng)將會(huì)成為新的流行趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐思敏．WIFI技術(shù)及其應(yīng)用研究[J]，福建電腦．2009，(10):59-60．

第二篇：關(guān)于WIFI無線覆蓋技術(shù)探討

關(guān)于WIFI無線覆蓋技術(shù)探討

作者： [ 2011-8-18 ]

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一、引言

自動(dòng)滾屏（右鍵暫停）

隨著Internet的日益普及和移動(dòng)終端（包括筆記本電腦、WiFi手機(jī)、PDA）的廣泛使用，人們對(duì)無線lP接入的需求迅速增長，無線局域網(wǎng)(WLAN)得到越來越廣泛的應(yīng)用。亞洲、北歐等國均在政府主導(dǎo)及電信業(yè)者積極投入下，廣泛在機(jī)場(chǎng)、車站及購物中心等處布建可利用WLAN連接因特網(wǎng)等公共設(shè)施的熱點(diǎn)。憑借無線接入技術(shù)本身具有的應(yīng)用靈活、安裝簡(jiǎn)便、建設(shè)周期短等優(yōu)勢(shì)，WLAN作為一種高速無線接人手段，正在與有線網(wǎng)絡(luò)一起，構(gòu)建靈活、高效、完善的寬帶網(wǎng)絡(luò)。

二、Wlan技術(shù)：

WLAN為Wireless LAN的簡(jiǎn)稱，即無線局域網(wǎng)。它以無線多址信道作為傳輸媒介，利用電磁波完成數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的功能。

IEEE 802.llx族中常見的4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

1、IEEE 802.11 RF傳輸標(biāo)準(zhǔn)是跳頻擴(kuò)頻(FHSS)和直接序列擴(kuò)頻(DSSS)，工作在2.4000~2.4835 GHz頻段，支持1 Mb/s和2 Mb/s數(shù)據(jù)速率。

2、IEEE 802.11b IEEE 802.11b實(shí)行動(dòng)態(tài)傳輸速率，允許數(shù)據(jù)速率根據(jù)噪音狀況在1Mb/s、2 Mb/s、5.5 Mb/s、11 Mb/s等多種速率下自行調(diào)整。

3、IEEE 802.lla IEEE 802.11a是IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充，采用正交頻分復(fù)用(OFDM)的獨(dú)特?cái)U(kuò)頻技術(shù)和QFSK調(diào)制方式，大大提高了傳輸速率和整體信號(hào)質(zhì)量。IEEE 802.11a和IEEE 802.llb都采用CSMA/CA協(xié)議，但物理層有很大的不同，802.11b工作在2.4000~2.483 5 GHz頻段，而802.llal作在5.15~ 8.825 GHz頻段，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到54 Mb/s。

4、IEEE 802.119 2001年11月，IEEE 802實(shí)驗(yàn)性地批準(zhǔn)一種新技術(shù)802.11g，它是一種混合標(biāo)準(zhǔn)，有兩種調(diào)制方式：802.llb中采用的CCK和802.11a中采用的OFDM。因此，它既可以在2.4 GHz頻段提供11 Mb/s數(shù)據(jù)傳輸速率，也可以在5 GHz頻段提供54 Mb/s數(shù)據(jù)傳輸速率。

三、Wlan使用分類：

1、Access Point（純AP模式）

純AP接入點(diǎn)模式，支持802.11b 11MBps或802.11b+22MBps的無線網(wǎng)卡接入，即我們平常所說的覆蓋。（本次工程實(shí)例中用的主要模式）

2、Wireless Client（網(wǎng)橋模式）

跟任何AP橋接的網(wǎng)橋模式。

3、Wireless Bridge（AP到AP無線橋接）

支持兩個(gè)AP進(jìn)行無線橋接模式來連通兩個(gè)不同的局域網(wǎng)

4、Multi-point Bridge（多AP橋接）

支持兩個(gè)以上的AP進(jìn)行無線橋接，將放在中心位置的AP選“Multiple Bridge”（多AP橋接）然后其他AP統(tǒng)一將中心位置的AP的MAC碼填進(jìn)自己的“Wireless Bridge”項(xiàng)。

5、Repeater(萬能無線信號(hào)中繼)兩臺(tái)AP之間無線信號(hào)中繼以增強(qiáng)無線距離，適合距離比較遠(yuǎn)的無線客戶端作信號(hào)放大使用，或用來做無線橋接然后再發(fā)射信號(hào)給無線網(wǎng)卡接收。（本次工程實(shí)例中用的輔助模式）

四、以川慶鉆探長慶固井公司靖邊前指辦公場(chǎng)所的WIFI無線接入為例，介紹WIFI無線技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)

1、現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量情況和實(shí)施方案

川慶分公司固井公司靖邊前指辦公區(qū)，租用長慶靖邊基地川慶分公司鉆井辦公樓4樓靠北側(cè)房間共計(jì)12間（簡(jiǎn)稱A區(qū)）。由于固井公司靖邊前指要求獨(dú)立成網(wǎng)，原鉆井辦公樓的辦公網(wǎng)無法接入。加之鉆井物業(yè)管理嚴(yán)格，禁止二次布線。所以固井公司靖邊前指辦公區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)無法進(jìn)行傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接入。

現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)發(fā)現(xiàn)，鉆井2#公寓樓位于鉆井辦公樓北側(cè)，兩樓平行、間隔30米。

在鉆井2#公寓樓內(nèi)，有我們自建的四芯光纜一根。固井公司靖邊前指租用有部分宿舍，其中在2樓有一間宿舍背靠網(wǎng)絡(luò)箱，并做為了固井公司靖邊前指調(diào)度室（簡(jiǎn)稱B點(diǎn)）。

為此，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不能采用有線接入的情況，我們決定采用無線網(wǎng)絡(luò)來完成這次接入工程。首先將網(wǎng)絡(luò)通過光電收發(fā)器接入B點(diǎn)，再在2#公寓樓上面架設(shè)兩套室外天線設(shè)備，對(duì)A區(qū)進(jìn)行照射，以無線方式接入局域網(wǎng)。如圖：

之所以使用室外型無線AP，主要有兩方面的原因：(1)盡量減少室內(nèi)施工量；(2)盡量減少無線AP至PC機(jī)之間的無線衰耗。

2、設(shè)備型號(hào)的選擇

兩臺(tái)大功率室外無線AP的選擇，考慮到設(shè)備的穩(wěn)定性及可靠性，我們選擇了H3C、WA2210×-G，該設(shè)備為室外型專用無線AP，具體的參數(shù)入下：

上表中有幾項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)：(1)IEEE 802.3af: 以太網(wǎng)供電技術(shù)(POE)，即以lO/lOO/lOOOMbps數(shù)據(jù)速率一并輸送DC功率。目前，PoE一般用于VoIP電話、無線接入點(diǎn)和安全攝像機(jī)。以太網(wǎng)鏈路允許一部受電設(shè)備(PD)從供電設(shè)備(PSE)吸取高達(dá)12.95W的功率。也就是說：從二樓調(diào)度室至四樓頂室外無線設(shè)備的連接，需要的只是一根網(wǎng)線，利用不同線對(duì)同時(shí)供電和傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)然，該網(wǎng)線質(zhì)量要求較高，并有防雷接地功能。

(2)工作溫度·-30~ 55qC；工作濕度：10%N95%（非冷凝）：存貯溫度：-40qC．700C：存貯濕度：5%一95%（非冷凝）MTBF：>200000H。表明該機(jī)適合室外工作。

3、發(fā)射天線的選擇

為了加強(qiáng)對(duì)辦公樓的覆蓋效果，我們采用了面板型定向天線。該天線增益11dbi，工作在2.4G頻段，對(duì)辦公樓進(jìn)行照射。

從上圖可以看出，該天線的水平覆蓋角度約為90度左右，為了使對(duì)面辦公樓4層北側(cè)全面照射，天線的平行角度調(diào)整如下：

4、附件安裝及其作用

(1)POE-MH網(wǎng)口防雷器．POE-MH網(wǎng)口防雷器放在近端，用于保護(hù)交換機(jī)側(cè)端口免被雷電損傷，同時(shí)也可以與電源適配器配合為遠(yuǎn)端AP提供POE供電功能，通過以太網(wǎng)線的4578空閑線進(jìn)行供電。

(2)-48V電源適配器：為POE-MH網(wǎng)口防雷器提供-48V供電

(3)天饋防雷器：室外應(yīng)有時(shí)，天線感應(yīng)的雷擊能量，可以被串連在天線和設(shè)備間的天饋防雷器通過接地線泄放至地上，從而對(duì)AP設(shè)備起到保護(hù)作用，包括2.4G、5.8G和雙頻共三種規(guī)格可供選用。

5、數(shù)據(jù)的配置（基本配置、加密等）

(1)無線AP基本數(shù)據(jù)配置：

interface Vlan-interfacel（進(jìn)入VLANl）

ip address 10.59．×××，XXX 255.255.255.192（配置本機(jī)管理地址）

sysname gj_l（配置本機(jī)名）

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.59.202.129（配置默認(rèn)路由）

(2)無線端口數(shù)據(jù)配置及加密：

wlan service-template 2 crypto（建立加密模板2）

ssid gj_l（SSID號(hào)為gj-l）

cipher-suite wep40（啟用WEP加密）

wep default-key l wep40 pass-phrase 43324（設(shè)置加密密碼）

service-template enable（啟用該模板）

interface WLAN-BSS1(建立無線LAN)interface WLAN-Radiol/0/1（進(jìn)入無線端口1/0/1）

service-template 2 interface wlan-bss 1（在端口上應(yīng)用無線LAN及加密模板）

6、完工后的使用效果，及后期出現(xiàn)的問題和解決方案 施工完成后，固井公司所在近30個(gè)接入點(diǎn)全部實(shí)現(xiàn)了無線上網(wǎng)，查看單機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)：信號(hào)強(qiáng)度基本都保持在4格以上，顯示速度基本在36-54M之間。30分鐘ping測(cè)，丟包率為0，召開視頻會(huì)議，無馬賽克、無延遲、無停頓、無圖像聲音不同步，畫面流暢，完全滿足用戶需求。

施工完畢后數(shù)日，固井公司又在辦公樓4樓東南側(cè)租用了一間大辦公室，要求無線接入。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)一該辦公室處于辦公大樓的東南角，與發(fā)射天線之間間隔有3-4堵水泥墻、兩道鐵皮柜，查看單機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)：信號(hào)強(qiáng)度為1格，顯示速度基本在1M之間。信號(hào)較差，無法實(shí)現(xiàn)正常上網(wǎng)。

我們采用的解決方案如下：

Repeater(萬能無線信號(hào)中繼)兩臺(tái)AP之間無線信號(hào)中繼以增強(qiáng)無線距離，適合距離比較遠(yuǎn)的無線客戶端作信號(hào)放大使用，或用來做無線橋接然后再發(fā)射信號(hào)給無線網(wǎng)卡接收。

設(shè)備選擇：Linksys WRT54G無線路由器（必須保證無線芯片是Broadcom的），并刷DD-WRT“第三方”軟件，使其具有萬能無線信號(hào)中繼功能。

路由器設(shè)置：

(1)登錄路由器，選擇“安全一防火墻”

把“SPI防火墻”選項(xiàng)設(shè)為“禁用”并保存

(2)設(shè)置repeater模式

在無線設(shè)置的基本設(shè)置屬性里，將物理接口下的無線模式，設(shè)置為repeater，也就是中繼模式，在無線SSID名中填入接收到的固井公司無線AP的SSID號(hào)，和加密信息。(3)更改默認(rèn)功率

如果對(duì)方信號(hào)弱，我們可以更改自己AP的默認(rèn)功率，該項(xiàng)在無線屬性下高級(jí)設(shè)置里。

將無線中繼器放置在A區(qū)靠近大辦公室的位置，如圖：

五、總結(jié)

隨著技術(shù)的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)將越來越多的應(yīng)用于油田的生產(chǎn)生活中，在實(shí)施的過程中將會(huì)遇到各種問題，希望本文能對(duì)今后的方案設(shè)計(jì)和施工應(yīng)用起到幫助作用。

第三篇：WiFi小車技術(shù)報(bào)告

WiFi小車技術(shù)報(bào)告

學(xué)校：北華航天工業(yè)學(xué)院 隊(duì)伍名稱：DIB團(tuán)隊(duì)

參賽隊(duì)員：周廣成 夏宏偉 吳忠得 任志偉

李磊

尹強(qiáng)

任迎春 張嘉慧 中文摘要

Wifi智能小車由電機(jī)、小車車身、STC12C5A60S2單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)板、無線路由器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電源、攝像頭等主要部件以及燈光、電平轉(zhuǎn)換等輔助模塊構(gòu)成。Wifi智能小車?yán)霉P記本連接無線路由器的終極智能設(shè)備連接到路由器，通過應(yīng)用軟件顯示顯示器上攝像頭上采集到的視頻信號(hào)，再通過這些智能的終端設(shè)備發(fā)送控制指令到無線路由器，通過無線路由器將指令傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。然后通過單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)控制小車的運(yùn)動(dòng)及視頻采集。本文詳細(xì)介紹了wifi 智能小車的原理，組件及其功能。該小車以STC12C5A60S2單片機(jī)為控制核心主要利用WiFi實(shí)現(xiàn)對(duì)車模的速度方向以及攝像頭角度的調(diào)整。經(jīng)過大量測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方案運(yùn)行穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：WiFi、路由器、視頻傳輸、STC12C5A60S2單片機(jī)、英文摘要

Wi-fi smart car driven by a motor, car body, STC12C5A60S2 microcontroller, plate, wireless router, drive motor, power supply, cameras, main components and lighting, level conversion and other auxiliary modules.Wi-fi smart car use notebook ultimate intelligent device connected to the wireless router to connect to the router, by applying the software display monitor camera, video signals were collected by these intelligent terminal equipment send control instructions to a wireless router, transmitting instructions over a wireless router to the single chip microcomputer for processing.Then by single chip microcomputer control drive motor drive motor rotate, steering gear, thus controlling the movement of the car and video collection.This paper introduced the principle of wi-fi smart car components and their functions.The car to STC12C5A60S2 microcontroller as the control core is mainly using WiFi speed direction of models and camera Angle adjustment.Through a large number of tests, the experimental results show that the proposed scheme runs stably.Keywords: WiFi, routers, video transmission, STC12C5A60S2 MCU，第一章 論述

現(xiàn)在是一個(gè)智能化的時(shí)代，各種智能化設(shè)備正在逐步替代人為的操作。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于智能汽車的研究也越來越受人關(guān)注。設(shè)計(jì)的智能小車能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)尋跡、避障功能、可控制行駛速度、電腦手機(jī)wifi連接控制行駛及其他的控制方式。本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。系統(tǒng)控制靈活、可靠、精度高，可滿足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。通過對(duì)本小車的研究，我們可以初步構(gòu)建智能汽車的模型與理論基礎(chǔ)。所謂的wifi智能小車就是可以通過WIFI網(wǎng)絡(luò)控制的視頻傳輸可移動(dòng)甚至可以安裝其他機(jī)械手各類傳感器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互動(dòng)的小車，對(duì)于那些不安全的以及人無法進(jìn)入的場(chǎng)所進(jìn)行無線監(jiān)測(cè)，wifi小車監(jiān)控是一個(gè)很好的解決方案，能夠很好的進(jìn)行監(jiān)控控制。現(xiàn)在無線wifi功能的設(shè)備隨處可見，本設(shè)計(jì)利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源搭建一臺(tái)wifi視頻監(jiān)控小車，即利用帶有wifi的設(shè)備進(jìn)行控制小車，實(shí)現(xiàn)無線監(jiān)控。

第二章 方案的設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)方案

Wifi智能小車需要由wifi模板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模板、核心控制模板、攝像頭模板等構(gòu)成。組件：

驅(qū)動(dòng)板：所用驅(qū)動(dòng)板型號(hào)為L293；電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓5-36伏特；邏輯控制電壓3-7伏特；負(fù)載電流：1A；獨(dú)立驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)：兩只；可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)（4線制）：1只；電路板尺寸：51.8MM*54.3MM。

2.1.1 整體系統(tǒng)

如圖2-1所示。

圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框

項(xiàng)目系統(tǒng)包括路由器、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)、電平轉(zhuǎn)換電路、電源電路、舵機(jī)、攝像頭等。

路由器用于接受電腦等終端設(shè)備發(fā)送的指令和將攝像頭采集到的視頻信號(hào)傳送到電腦等終端設(shè)備；單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個(gè)小車的控制核心，控制著各個(gè)模板統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作；電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以使電機(jī)產(chǎn)生正傳、反轉(zhuǎn)，從而使車體產(chǎn)生前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作；電機(jī)的作用就是使整個(gè)車體轉(zhuǎn)動(dòng)；電源電路作用是為整個(gè)小車系統(tǒng)供電；舵機(jī)制作成云臺(tái)，然后裝上攝像頭，使攝像頭實(shí)現(xiàn)上下、水平方向180度旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)；攝像頭用于采集視頻信號(hào)。

2.1.2 整機(jī)工作原理

由電腦終端，通過wifi無線網(wǎng)絡(luò)連接到路由器，再通過電腦應(yīng)用軟件，向路由器發(fā)送控制命令及數(shù)據(jù)。路由器接受到數(shù)據(jù)后通過內(nèi)部的串口發(fā)送軟件，將接收到的命令和數(shù)據(jù)，通過路由器串口發(fā)送到STC12C5A60S2單片機(jī)的串口端，單片機(jī)接受到的這些命令后執(zhí)行相應(yīng)的指令，如：驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)、舵機(jī)運(yùn)動(dòng)開關(guān)等。

視頻信號(hào)，通過攝像頭采集之后通過路由器發(fā)送到電腦終端，并在其應(yīng)用軟件顯示攝像頭采集到的視頻信號(hào)。

第三章 硬件電路設(shè)計(jì)

3.1 電路板設(shè)計(jì)

電路板如圖3-1

圖3-1 電路板 電路板介紹

L293電機(jī)驅(qū)動(dòng)板可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，本設(shè)計(jì)中，每一路 L29輸出引出了兩個(gè)并聯(lián)的端口，以便控制四輪的小車，左右兩邊的電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的。本驅(qū)動(dòng)板，也可以控制 D42 步進(jìn)電機(jī)，四線制的步進(jìn)電機(jī).電路板接線圖如圖3-2所示：

圖3-2 信號(hào)控制引腳 ： 看上圖，控制每一路電機(jī)，有三個(gè)信號(hào)，分別是 ENA，IN1，IN2。為了調(diào)試方便，本電路板直接設(shè)計(jì)了調(diào)試的電平，橫向第一排為 VCC，橫向的第三排為 GND 信號(hào)，中間行的信號(hào)，所以可以直接采用跳線帽，在板上調(diào)試。控制電機(jī)的運(yùn)行.電機(jī)電壓輸入 ：這里接電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓。

5V 電壓輸入 ：這里接芯片的工作電壓，也是信號(hào)的參考電壓，6 腳的開關(guān)對(duì)這個(gè)輸入引腳作用。

電壓選擇 ：當(dāng)在電機(jī)電壓輸入時(shí)，即采用獨(dú)立電源為電機(jī)供電時(shí)，這里采用短路帽跳到 7.2V。如果采用電壓與邏輯電壓一致時(shí)，可以把.5V電源排針 ：本設(shè)計(jì)為了向其它模塊供電，這里設(shè)計(jì)了并列的排針，如果兩5V電壓輸入端輸入5V電源，并把開關(guān)打開，那么這里就可以得到5V的電壓。同時(shí)也可以在這里直接輸入 5V 電壓，那么電路板也會(huì)工作，那么開關(guān)就不起作用了。

L293 的驅(qū)動(dòng)方式比較簡(jiǎn)單，詳細(xì)可見 L293 的說明書，這樣簡(jiǎn)略說明，L293有兩個(gè)電壓輸入，一個(gè)給電機(jī)的電壓，一個(gè)是給芯片工作與控制邏輯的參考電壓。L293 相當(dāng)于有四個(gè)驅(qū)動(dòng)門，每個(gè) IN1，對(duì)應(yīng)該一個(gè) OUT1，當(dāng) IN1 為高電平是，OUT1 輸出高電平，電壓為 VSS，也就是給這個(gè)芯片電機(jī)的供電電壓（注意這里不是邏輯電壓）。見邏輯圖與 L293 的內(nèi)部原理圖。

邏輯圖

L293 內(nèi)部原理圖

本設(shè)計(jì)每個(gè)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)門做成一路控制電機(jī)的信號(hào)，這樣可以使電機(jī)在四個(gè)象限運(yùn)行，即正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，停車，自由滑行。ENA 與 ENB 的使能的控制，如果采用PWM對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，可以在ENA與ENB中分別接入PWM信號(hào)，IN1與IN2，和 IN3 與 IN4，分別可以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)

如果利用本電路板去控制步進(jìn)電機(jī)，就把步進(jìn)的線接到 OUT1，OUT2，OUT3，OUT4。信號(hào)引腳看下圖。

3.2電源

電源采用電壓為3.7V容量為4800mAh/節(jié) 鋰離子電池（兩節(jié)）。如圖所示：

3.3單片機(jī)芯片

單片機(jī)芯片采用STC12C5A60S2 晶振頻率為22.1184M，同樣晶振情況下，速度是普通8051單片機(jī)的8-12倍，有8路10位AD多了兩個(gè)定時(shí)器（共有四個(gè)），帶PWM功能有SPI接口。

3.4液晶顯示屏

液晶顯示屏選用1602液晶顯示屏。能夠同時(shí)顯示16*02即32個(gè)字符。是專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。通電正常后1602液晶顯示屏?xí)c(diǎn)亮并顯示字符，同時(shí)蜂鳴器會(huì)發(fā)出滴滴聲，表示初始化成功。注意,程序中定義了1602液晶模塊初始化程序，必須連接1602液晶才能初始化成功！

3.5 TP-LINK WR703N無線路由器

路由器如圖3-1：

圖3-1 TP-LINK WR703N無線路由器

無線WIFI路由器采用TP 703迷你型路由器，可通過USB連接（接線定義:紅-VCC 黑-GND 綠-RXD 白-TXD）RXD 與 TXD 連接至單片機(jī)的10.11腳.在路由器軟件中可通過設(shè)置路由地址控制，刷好的路由器中可以更改IP地址.3.6 攝像頭

本小車攝像頭從網(wǎng)上購買的高清天敏攝像頭

第四章 設(shè)計(jì)功能的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

4.1合理性

能夠在地面桌面等條件下前進(jìn)后退轉(zhuǎn)彎以及速度的調(diào)節(jié)。通過視頻傳輸影響可以做到人工避障。

能夠利用路由器進(jìn)行WiFi連接。能夠?qū)崿F(xiàn)電腦操控。不僅包括智能車的運(yùn)動(dòng)控制，還包括對(duì)攝像頭的拍攝角度的調(diào)整。

能夠進(jìn)行影像傳輸。攝像頭拍攝實(shí)時(shí)影像，通過WiFi傳輸，電腦端手機(jī)端均可接收。

4.2創(chuàng)新點(diǎn)

目前國內(nèi)wifi技術(shù)只是運(yùn)用在手機(jī)、電腦等設(shè)備，而本設(shè)計(jì)將wifi無線通信技術(shù)運(yùn)用在對(duì)機(jī)械的控制方面，將傳統(tǒng)的有線控制轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線控制，避免了繁瑣的布線及后期的維修等，從而更好地服務(wù)了社會(huì)。另外，就目前來說，基于紅外信號(hào)的一些控制裝置比比皆是，但是紅外信號(hào)的弱點(diǎn)就是傳輸范圍小，當(dāng)有障礙物是其范圍更小，而wifi信號(hào)的傳輸范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于紅外信號(hào)，所以基于wifi信號(hào)控制的電子產(chǎn)品具有很好的發(fā)展前景。相比于藍(lán)牙技術(shù)控制裝置，wifi技術(shù)控制裝置有著更好的靈活性，能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)通信。此外，它還具有更好的穿透性以及抗干擾性。

4.3缺點(diǎn)

盡管我們作了很大的努力，但是由于時(shí)間緊迫以及缺乏經(jīng)驗(yàn)等原因本系統(tǒng)

仍然存在著一些問題。主要有以下缺點(diǎn)；①由于只有一個(gè)攝像頭只能看到前方。想要看到后方視野需要轉(zhuǎn)彎。同時(shí)也存在視角太小可能導(dǎo)致車身碰撞障礙物。②因本W(wǎng)iFi小車采用4WD底盤驅(qū)動(dòng)，在操作左旋右旋或左右轉(zhuǎn)向的時(shí)候，有阻滯現(xiàn)象，特建議在光滑的地面或桌面運(yùn)行，可提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)電壓至九伏特左右測(cè)試。

第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)

現(xiàn)在越來越多的家用電器及電子產(chǎn)品開始支持wifi功能。wifi的普及以及相關(guān)軟件的發(fā)展將會(huì)使家用電器完成功能上的飛躍。通過網(wǎng)絡(luò)將各種家電連接，可實(shí)現(xiàn)功能上的重構(gòu)和資源的再配置。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和推廣，將家庭中的各種帶有網(wǎng)絡(luò)功能的家用電器通過無線技術(shù)連接成局域網(wǎng)絡(luò)，并與外部Internet相連，構(gòu)成智能化、多功能的現(xiàn)代家居智能系統(tǒng)將會(huì)成為新的流行趨勢(shì)。

第六章 附錄

6.1 Wifi小車操作步驟： 1：首先給小車上電，通電正常后1602液晶顯示屏?xí)c(diǎn)亮并顯示字符，同時(shí)蜂鳴器會(huì)發(fā)出滴滴聲，表示初始化成功。(1602液晶模塊是必須加上并正常工作的沒有它整板是不能正常初始化的!)2：PC端軟件運(yùn)行需要安裝.NETFRAMEWORK插件方可正常運(yùn)行軟件。

3: 小車的通信是建立在WIFI路由基礎(chǔ)之上，所以需要您的電腦具備無線網(wǎng)絡(luò)，如是臺(tái)式機(jī)需要另購無線網(wǎng)卡 4： 打開網(wǎng)絡(luò)連接 找到無線網(wǎng)絡(luò) IP設(shè)置為自動(dòng)獲取，并同時(shí)把本地連接停用！5：路由器上面貼有IP地址 一般為'192.168.1.20' 6: 在電腦中運(yùn)行命令 ping 192.168.1.20-t 如顯示 time out 表示未連通路由 不可訪問 如顯示 time =9MS(參考參數(shù))表示電腦與路由已接通，可正常訪問

7：打開小車軟件中的‘WifRobot.exe ’即可啟動(dòng)控制軟件,“設(shè)置”選項(xiàng)參數(shù)一般不用調(diào)整，除了IP地址改動(dòng)之外,根椐買家的路由決定!8：?jiǎn)?dòng)正常后點(diǎn)擊 ‘F1’或鍵盤相應(yīng)按鍵，會(huì)聽到‘滴滴’聲，到時(shí)表示小車已成功連接至WIFI路由器。

9：小車有速度選擇，默認(rèn)為‘0’所以每次啟動(dòng)需要點(diǎn)擊一下相應(yīng)的速度，小車方可運(yùn)行,目前的小車可支持的功能有“速度控制，蜂鳴器，攝像頭監(jiān)控，截圖” 其它功能可以在基礎(chǔ)之上添加。

10:如小車運(yùn)行速度慢 可給驅(qū)動(dòng)板單獨(dú)加電,如運(yùn)行后視頻卡住,可給路由器單獨(dú)供電

6.2 本小組制作的wifi小車實(shí)物

.6.3 程序代碼

第四篇：項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告(應(yīng)用研究)格式

項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告（應(yīng)用研究）1.項(xiàng)目研究背景

1.1項(xiàng)目由來（或研究背景）

1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.研究思路與技術(shù)方案

3.研究?jī)?nèi)容及方法（重點(diǎn)寫）

3.1實(shí)驗(yàn)室研究

3.2中試實(shí)驗(yàn)過程

3.3環(huán)保及“三廢”處理

4.研究結(jié)果及創(chuàng)新點(diǎn)

5.存在問題

6.應(yīng)用推廣情況

7.參考文獻(xiàn)

項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告（基礎(chǔ)研究）

1.項(xiàng)目研究背景

1.1項(xiàng)目由來（或研究背景）1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.研究背景、應(yīng)用領(lǐng)域、作用意義

3.技術(shù)方案、技術(shù)原理、技術(shù)特征、總體性能指標(biāo)3.1技術(shù)方案 3.2技術(shù)原理 3.3技術(shù)特征 3.4總體性能指標(biāo) 4.研究試驗(yàn)內(nèi)容（重點(diǎn)寫）5.項(xiàng)目的先進(jìn)性和創(chuàng)造性 6.參考文獻(xiàn)

項(xiàng)目研究工作報(bào)告

主要說明項(xiàng)目研究過程以及取得的成果

1、任務(wù)來源與研究目標(biāo)

2、研究過程

3、工作中取得的成績(jī)

4、人員分工貢獻(xiàn)大小

5、經(jīng)費(fèi)使用

6、成果權(quán)屬

效益分析報(bào)告

包括：主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、分析研究?jī)?nèi)容、預(yù)計(jì)達(dá)到的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、投入勞動(dòng)量、經(jīng)濟(jì)分析（價(jià)格、實(shí)際收支等，經(jīng)費(fèi)總算及課題實(shí)際總支出的分析比較）技術(shù)效果、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益和結(jié)論等。經(jīng)濟(jì)效益主要是指直接經(jīng)濟(jì)效益、潛在經(jīng)濟(jì)效益和二次經(jīng)濟(jì)效益。直接經(jīng)濟(jì)效益是成果應(yīng)用后獲取的效益。二次經(jīng)濟(jì)效益是他人應(yīng)用成果后產(chǎn)生的效益。潛在經(jīng)濟(jì)效益是在適用范圍內(nèi)推廣應(yīng)用可能取得的效益。社會(huì)效益是指對(duì)社會(huì)的影響，例如環(huán)境和生態(tài)條件改善等。

以上材料沒有非常嚴(yán)格固定的格式，只要包含了規(guī)定的幾個(gè)方面即可。往往根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)、成果特點(diǎn)來編寫，盡量將自己的工作及成果反應(yīng)全面即可。

第五篇：關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用研究

摘要:討論了機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)于改變整個(gè)機(jī)械制造業(yè)面貌所起的重要作用，并說明其在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 技術(shù) 應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展

機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1 數(shù)字化 微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

1.2 智能化 即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

1.3 模塊化 由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

1.4 網(wǎng)絡(luò)化 由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

1.5 人性化 機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。

1.6 微型化 微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡(jiǎn)稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機(jī)器人等）。

1.7 集成化 集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。

1.8 帶源化 是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場(chǎng)合無法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

1.9 綠色化 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：

2.1 智能化控制技術(shù)(IC)由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。

2.2 分布式控制系統(tǒng)(ＤCS)分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測(cè)、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。ＤCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡(jiǎn)便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。ＤCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

2.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。

2.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化。

2.5 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(ＦBT)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(Ｆieｄ Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)(如4～20mA，ＤC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接導(dǎo)線。現(xiàn)場(chǎng)總線的引入導(dǎo)致ＤCS的變革和新一代圍繞開放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場(chǎng)總線化檢測(cè)儀表、現(xiàn)場(chǎng)

總線化PLC(Programmable Logic Controller)和現(xiàn)場(chǎng)就地控制站等的發(fā)展。

2.6 交流傳動(dòng)技術(shù) 傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。