摘要：随着社会的发展，现代无线通信技术不断发展。由于无线通信技术设备自身价格便宜、体系较小，能够嵌入需要通信的设备内部，因此，在广泛的实践中得到了人们的认可。在文章的研究过程中，针对力学计量领域相关短距离无线通信系统的运用进行探索分析，并结合一些应用实例详细论述。
关键词：力学计量；低成本；短距离；无线通信系统；测量环境；运用
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，这样不但能够节省很多资金，而且计量设备工作效率也会得到大幅度提高。
1力学计量的基本现状
企业为了保障工作人员的工作安全以及减少噪声，对计量仪器进行了测量结构与人机交互界面的分类。不过，在对计量仪器进行分类后，其仪表和传感器之间通过加长线的办法来解决。这种方式，不仅会导致线路成本的提高，而且还受到传输长度的制约。如果实际测量作业时，工作人员的地点与测量仪器离得太远，这种办法就很难发挥作用。在线路的穿插过程中，由于环境复杂，条件较差，线路也可能会受到各种障碍物的破坏。此外，较大距离的传输，会使得线路与传感器在连接时，出现一定的误差，这个误差，很可能就会导致测量结果误差超出允许范围。如果使用传统的加装检测通道办法，虽然可以在一定程度上解决上述问题，不过加上检测通道后，后期还要对检测通道进行维护和保养，这会提升测量作业的成本。而随着现代无线通信技术的快速发展，并且已经有了比较成熟的短距离应用系统，能够较好的解决力学计量中出现的棘手问题。
2力学计量中短距离无线通信系统的硬件构成
力学计量中短距离无线通信系统，其硬件的构成一般包含如下几个部分：如无线通信模板、芯片以及低噪声高频放大器、RF模块等。这些都是最基本的硬件设备，如果实际在力学测量时，还有其他方面的需要，则可以选则加装一些性能提升类型的硬件设施。
2.1无线通信模板
无线通信模板是一块金属模板，其可以有效的将测量仪表和传感器之间的信号传输线路固定下来，这对保障信号传输的稳定性非常重要。测量仪器通过无线信号传输设备将力学测量信息之间发送至数据的接收端。这样在保证计量仪器显示设备与传感器进行相互分离的同时，有能够解决传统使用加上线路传输的各种问题。
2.2芯片
芯片作为无线通信系统的基础硬件，其可以对无线信号进行短距离传输。就是利用无线信号能够在无线电子模板和芯片之间，在无线通信系统的作用下，实现数据信息的传递。能够代替线路传播，使得设备的外围看上去更整洁，没有排列较多的复杂线路。例如，现代在计量设备中应用较多的无线通信系统，能够和实际测量仪表相兼容的无线收发芯片已经很多，这些芯片在使用过程中，有时需要用到无线调制，并且具有降低噪声等作用。
2.3低噪声放大器
在系统设备中，若需要还可以加装低噪声高频放大器、高效率高频放大器等部件，在不同的计量测量场所，选择不同的类型即可。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这些芯片与设备集中在一起，在使用时通过一些简单的器件，就能够将力学计量的信号进行快速精确的传输。
2.4无线通信RF模块
在目前的力学计量短距离无线系统中，一些芯片生产商已经为不同的计量设备制定了无线通信芯片RF模块。对于一般的力学测量作业，使用两个以NRF9E5作为其核心的类通信模板就可以。
3力学计量中短距离无线通信系统的软件构成
3.1电平输出系统
无线通信系统中软件的构成，以2000型标准负荷测量仪为例，其主要软件系统包括电平输出系统、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。
3.2无线收发器系统
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。
3.3模板初始化程序系统
在进行实际的测量工作时，应对模板进行初始化操作。具体步骤就是无线通信系统，通过发送信号到模板主程序，对8051的CPU、串行接口及无线射频NRF905模板等进行初始化。在模块进行程序正常循环后，要对系统的串口开始进行实时监测。实时监测的主要目的是观察力学计量的各类仪表有没有及时收到无线通信传输的测量数据信息资料。在一些设备刚开始使用时，常会出现仪表不能接收到信息的情况，因此，要对端口进行实时监测。在确定仪表收到对应的测量信息数据后，需要使用无线信号将将仪表信息传输回来的数据信息从缓冲区传送出去。在接收模板自身正常初始化后，各种功能开始有效发挥，并做好接收等待，在这个过程中，还会持续对周边的无线信号进行监视判断，并分析是否是系统发送至模板的数据信息。在接收到数据信息后，通过计算机系统相连的串口，将信息数据传入计算机内。计算机再更具收集到的信息数据进行分析，在实际分析时，计算机根据对应的相关帧的具体结构，对数据做出初步的解读，之后计算机就可以为显示屏幕传输该标段所测量的数据。
4系统的软件结构
2000型标准负荷测量仪中的串行通讯接口输出电平为标准RS-232电平,输出方式为连续数据输出,设定仪表工作参数,使仪表串口数据传输速率与无线通信发送模块一致,一般为9.6kbps。NRF9E5的无线数据包由前导码Peramble、地址码ADDR、有效数据PAYLOAD(最大为32字节)及CRC校验组成,其中前导码、地址码和CRC校验由无线收发器按模块寄存器配置自动完成。因此,这里仅对数据包中的数据PAYLOAD,进行结构规定如下:
每个数据帧共10个字节,其中,第1字节为数据帧起始符,第2字节至第7自己为仪表显示的测量数据(ASCII字符),第8字节为仪表指示灯状态,第9字节表示数据正负及小数点位置,最后一个字节为数据帧结束标志。
在该系统工作时，无线通信的发送模板主程序要对8051的CPU,串行接口及无线射频NRF905模板等初始化，当模块进入至程序循环之后，要对串口作不断监测，查看其是否能够收到仪表传送的数据资料，如果确定收到对应的数据资料，则利用无线信号传输将仪表发送回来的数据资料由缓冲区传送出去。而接受模板对自身作初始化之后，就会做好接收等待，并且不间断的对周边无线信号做监视，判断这些信号当中是否存在系统发送模板所发送的数据包装，如果检测到数据包装，则接收数据之后，通过和计算机相连的串口，将数据资料输入至计算机内。
结语
力学计量中运用短距离无线通信系统，是现代力学计量技术发展的创新成果。由于其快捷、简单、误差低等一些了特点，在其发展过程中，得到了业内比较高的认可和评价。在本文的论述分析中，对基于无线通信系统的力学计量短距离信息传输进行了探讨，希望可以对这一领域的实践研究，起到一定的参考和借鉴作用。
参考文献
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[3]杨海科.基于短距离无线通信技术的桥梁检测中继模块的设计与实现[D].西安科技大学，2011.
论文作者:敖岚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/22
标签：力学论文; 数据论文; 测量论文; 通信系统论文; 模板论文; 无线通信论文; 仪表论文; 《建筑学研究前沿》2017年第17期论文;