來(lái)源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：介紹基于無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信的分布式實(shí)時(shí)水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)本地遠(yuǎn)程查詢(xún)、水文趨勢(shì)預(yù)測(cè)和分析等功能。同時(shí)詳盡闡述了無(wú)線(xiàn)擴(kuò)頻技術(shù)以及無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信的抗干擾措施等。

     關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信

     擴(kuò)頻 抗干擾 硬件/軟件設(shè)計(jì)

     長(zhǎng)江流域發(fā)生洪災(zāi)的頻率逐年增加，防洪成了治理長(zhǎng)江的首要任務(wù)。怎樣才能更好地掌握河流的水文特征、預(yù)測(cè)訊期的來(lái)臨，做好防洪準(zhǔn)備，水文實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)就成了防水治水的重要環(huán)節(jié)。為了避免人工監(jiān)測(cè)中存在的弊端，開(kāi)發(fā)了一套無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信的分布式遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)水文實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)本地和遠(yuǎn)程查詢(xún)、水文趨勢(shì)預(yù)測(cè)和分析等功能。

     1

     分布式水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)施方案

     整個(gè)系統(tǒng)由遙測(cè)站、監(jiān)測(cè)主站、intranet/internet三個(gè)部分組成，其結(jié)構(gòu)組成圖如圖1所示。其中遙測(cè)站總共有13個(gè)，結(jié)構(gòu)與1#遙測(cè)站相同。

     1.1 數(shù)傳modem的擴(kuò)頻技術(shù)[1、2]

     wy9678e型無(wú)線(xiàn)數(shù)傳modem是一種新型折直接序列擴(kuò)頻無(wú)線(xiàn)調(diào)制解調(diào)器，其工作原理為：在發(fā)送端直接用具有高碼率的擴(kuò)頻編碼去擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，而在接收端用相同的擴(kuò)頻編碼進(jìn)行解擴(kuò)使之還原成原始信號(hào)。具體講：發(fā)送端的信號(hào)d在模2加法器調(diào)制后經(jīng)偽隨機(jī)碼發(fā)生器產(chǎn)生擴(kuò)頻信號(hào)，再經(jīng)載波調(diào)制器用qpsk方式調(diào)制載波信號(hào)，調(diào)制后獲得的帶寬擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)寬帶放大器放大后發(fā)射出去；而在接收端，接收的信號(hào)放大后經(jīng)射頻寬帶濾波器處理，提高信噪比并提取所需信號(hào)以對(duì)齊相位，同步電路拾取發(fā)送來(lái)的擴(kuò)頻碼的準(zhǔn)確相位，并以此作為同步信號(hào)，使其pn碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻信號(hào)和發(fā)送來(lái)擴(kuò)頻碼的相位差盡可能小，以此獲得信息數(shù)據(jù)d。

     系統(tǒng)采用擴(kuò)頻通信技術(shù)給設(shè)計(jì)帶來(lái)設(shè)計(jì)好處：①提高了系統(tǒng)的抗干擾性能，有較高的信噪比；②由于擴(kuò)頻信號(hào)被淹沒(méi)在白噪聲之中，不易被發(fā)現(xiàn)，因而信號(hào)隱蔽性強(qiáng)，且干擾小；③易于實(shí)現(xiàn)碼分多址；④提高了通信的抗多徑干擾性能。wy9678e工作在全球通用的、無(wú)需申請(qǐng)?jiān)S可的2.4ghz的ism波段上，它內(nèi)置16位80188cpu、信號(hào)調(diào)制解調(diào)器及rs422a/485標(biāo)準(zhǔn)通信接口。采用pll合成技術(shù)使其具有高頻穩(wěn)定性，采用時(shí)分制脈沖編碼調(diào)制pcm方式使其具有較強(qiáng)的抗多徑干擾能力等，pc104總線(xiàn)方式的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)有較好的通信兼容性，二者配合使用，使通信性能得到了較大的改善。wy9678e與工控機(jī)（pc014以及監(jiān)測(cè)工控機(jī)）的通信規(guī)約如下：

     ·通信接口：標(biāo)準(zhǔn)異步rs-422a五線(xiàn)制全雙工方式；

     ·通信字格式：1位停止位、7位數(shù)據(jù)位、偶校驗(yàn)；

     ·波特率：9600bps。

     1.2 天線(xiàn)

     電臺(tái)天線(xiàn)的架設(shè)高度及其增益直接影響著通信的質(zhì)量和距離。為了排除長(zhǎng)江流域高山的影響，特制了一種防雷擊和抗電波、多徑干擾的全向天線(xiàn)，架設(shè)在岸基，并且與地面的相對(duì)高度保持在20～50m之間，增益在6db～11db之間，有效改善了系統(tǒng)的通信性能。

     2 關(guān)鍵技術(shù)研究

     2.1

     強(qiáng)干擾下的遠(yuǎn)距離天線(xiàn)電通信技術(shù)

     由于長(zhǎng)江岸邊裝備有導(dǎo)航雷達(dá)、電視發(fā)射等強(qiáng)電磁場(chǎng)發(fā)射裝置，無(wú)線(xiàn)電通信信道極易被干擾。而無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信是水文監(jiān)測(cè)信息傳唯一通道，因此強(qiáng)電磁干擾下的無(wú)線(xiàn)通信是本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

     解決這一關(guān)鍵技術(shù)的途徑是采用兩套頻點(diǎn)不同的數(shù)傳電臺(tái)作為冗余設(shè)計(jì)，并在頻點(diǎn)的選擇上避開(kāi)主要的干擾頻帶，同時(shí)采用先進(jìn)高效的編碼技術(shù)和糾錯(cuò)技術(shù)以保護(hù)傳輸指令和數(shù)據(jù)的正確性。

     2.2 多徑干擾解決技術(shù)

     長(zhǎng)江流域的特殊寺理環(huán)境極易造成無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信的多徑干擾。在本系統(tǒng)中，利用擴(kuò)頻碼之間的相關(guān)特性，在接收端把從徑信號(hào)來(lái)的