通信工程綜合實訓(xùn)自行開發(fā)的VX2R電臺功能

#目錄TOC\o"1-5"\h\z第一部分自行開發(fā)的VX-2R電臺功能1VX-2R無線電收發(fā)機性能參數(shù)說明1調(diào)頻電臺調(diào)試1相關(guān)功能開發(fā)1第二部分AdHoc網(wǎng)絡(luò)及其在軍事上的應(yīng)用專題綜述3簡介3AdHoc網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及特點4AdHoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展脈絡(luò)6AdHoc網(wǎng)絡(luò)在軍事通信中的應(yīng)用5結(jié)束語7參考文獻10第三部分溫度檢測器設(shè)計制作11理論基礎(chǔ)11元器件清單14原理圖設(shè)計14程序設(shè)計15實物圖20使用說明21第四部分衛(wèi)星電視接收中國教育頻道22衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的組成22衛(wèi)星廣播電視信號的極化方式22衛(wèi)星電視天線的安裝22衛(wèi)星電視系統(tǒng)調(diào)試23修改接收機參數(shù)23調(diào)整衛(wèi)星天線24注意事項24調(diào)試結(jié)果25結(jié)束語27第一部分自行開發(fā)的VX-2R電臺功能VX-2R是一款超小型的多頻段調(diào)頻無線電收發(fā)機，并具有很寬的的接收頻率覆蓋。它超小的體積便于隨時攜帶，除了可以再144和430Mhz上的發(fā)射操作，還可以接收調(diào)幅和調(diào)頻的廣播頻段、短波頻段、VHF/UHF電視伴音頻段、VHF調(diào)幅航空頻段以及廣泛的商業(yè)和公共安全頻率。其他相應(yīng)的功能也非常齊全，可以為生活、工作帶來極大便利。VX-2R無線電收發(fā)機性能參數(shù)說明1信道步長：VX-2R的頻率合成器提供了5/9/10/15/20/25/50/100khz等多種信道的頻率間隔，即為信道步長。2接收模式：有以下幾種可選的接收模式AUTO：自動方式N-FM:窄調(diào)頻W-FM:寬調(diào)頻AM：調(diào)幅3中繼頻差：可以按不同國家的習慣配置不同的中繼頻差。144Mhz的中繼頻差是600khz；在430Mhz頻段的頻差可能是Mhz、或5Mhz。頻率穩(wěn)定度：±5ppm(-10°C?+60°C)制式：F2，F(xiàn)3調(diào)頻電臺調(diào)試VX-2R具有掃描/接收調(diào)頻電臺、電視伴音廣播等功能。如接收以下三個調(diào)頻電臺：北京中國國際廣播電臺FMMhz遼寧經(jīng)濟廣播電臺FM/FM遼寧電臺文藝臺FMMhz還可以接收電視伴音頻率，如接收中央一套電視伴音信號，其頻率：76Mhz相關(guān)功能開發(fā)1設(shè)置背光亮度操作步驟如下：A.按?。跦/L］鍵一秒鐘進入菜單模式B.轉(zhuǎn)動調(diào)諧旋鈕選擇16號菜單：DIMMER短按［H/L］鍵就可以對該項進行調(diào)整轉(zhuǎn)動調(diào)諧旋鈕調(diào)整背光到一個舒適的亮度。按發(fā)射鍵保存新的設(shè)定并返回到正常操作2改變信道步長操作步驟如下：按住［H/L］鍵一秒鐘進入菜單模式轉(zhuǎn)動調(diào)諧旋鈕選擇43號菜單：STEP短按［H/L］鍵就可以對該項進行調(diào)整轉(zhuǎn)動調(diào)諧旋鈕選擇新的信道步長按發(fā)射鍵保存新的設(shè)定并返回到正常操作3信道存儲操作步驟如下：A.在頻率模式下（VFO）,選擇需要的頻率，同時設(shè)好要保存的亞音靜噪模式、中繼頻差和發(fā)射頻率按?。跢/W］鍵一秒鐘在放開［F/W］鍵的五秒鐘之內(nèi)選擇信道，微處理器會自動選擇第一個可用的空閑信道再按一次［F/W］鍵將頻率等數(shù)據(jù)存入信道這是仍然工作在頻率模式下，可以重復(fù)以上步驟，輸入其他頻率并保存到另外的信道4短波廣播信道操作步驟如下：按［F/W］鍵然后再按激活互聯(lián)網(wǎng)功能，調(diào)出特殊信道菜單按［BAND］鍵選出“RADIO”（調(diào)出廣播信道組）轉(zhuǎn)動調(diào)諧旋鈕從89個可用的廣播信道中選擇其中之一按［H/L］鍵可使顯示屏上的指示在“頻率”和“站名”之間切換已按［V/M］鍵或［F/M］鍵，緊接著再按激活互聯(lián)網(wǎng)功能鍵，退回到正常模式第二部分AdHoc網(wǎng)絡(luò)及其在軍事上的應(yīng)用專題綜述摘要本文主要結(jié)合AdHoc網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點，介紹了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷程，針對網(wǎng)絡(luò)在軍事通信中的應(yīng)用主要介紹了一種面向軍事通信開發(fā)的無線自組網(wǎng)系統(tǒng)NTDR(NearTermDigitalRadio)。關(guān)鍵字：AdHoc；軍事通信；應(yīng)用簡介移動自組織網(wǎng)絡(luò)(MobileAdHocNetwork:MANET)出現(xiàn)之初指的是一種小型無線局域網(wǎng)。如果追溯到20世紀70年代初期的分組無線網(wǎng)的話，AdHoc網(wǎng)絡(luò)已走過了30年的歷史。即使從1991年IEEE標準委員會正式用AdHoc來描述這種自組網(wǎng)、對等式無線移動網(wǎng)絡(luò)算起，也已經(jīng)有10余年的歷史。但這種特殊的無線通信網(wǎng)絡(luò)直到20世紀90年代后期才逐漸被我們所了解和關(guān)注。這是因為AdHoc網(wǎng)絡(luò)一開始就是為軍事通信應(yīng)用而設(shè)計的。軍事通信由于其特殊的應(yīng)用環(huán)境，對通信技術(shù)有著特殊的要求。自組網(wǎng)的出現(xiàn)，最早就源自軍事上的需求。首先，在軍事上的許多場合，作戰(zhàn)部隊和指揮機構(gòu)快速移動，這就要求它們之間的通信一定要采用無線方式；其次，戰(zhàn)場環(huán)境下的通信系統(tǒng)要求具備較強的抗毀性，不能因為個別節(jié)點的毀壞而造成整個通信系統(tǒng)的癱瘓，這就要求通信系統(tǒng)最好以一種無中心、分布式控制的方式進行組網(wǎng)，此外，在某些戰(zhàn)場環(huán)境下，由于不能或不方便預(yù)先布設(shè)通信基礎(chǔ)設(shè)施，也需要一種可快速展開的自組織移動網(wǎng)絡(luò);最后，隨著各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)在軍事上的應(yīng)用，無線頻譜資源越來越緊張，在100MHz以下的頻段已不能滿足新的軍事通信需求，而在100MHz以上的頻段只能進行視距傳輸，限制了無線通信的范圍。因此，為了實現(xiàn)遠距離用戶之間的消息交互，必須要采用多跳中繼轉(zhuǎn)發(fā)的方式。上述的所有需求綜合起來就是要求一種無中心、分布式控制、可快速臨時組網(wǎng)、多跳的無線移動通信系統(tǒng)，即無線移動自組織網(wǎng)。目前美軍面向軍事通信開發(fā)的無線自組網(wǎng)系統(tǒng)主要有PRNET(PacketRadioNetwork)、NTDR(NearTermDigitalRadio)、WINGs(WirelessInternetGateways)。此外，英國、澳大利亞、挪威和法國等也都積極研究適合軍事應(yīng)用的分組無線網(wǎng)。如英國的戰(zhàn)斗無線網(wǎng)(CNR)和澳大利亞國防部1993年研制的短波戰(zhàn)術(shù)無線網(wǎng)(TPRN)，可支持語音、圖像、傳真、報文和文件傳輸?shù)染C合業(yè)務(wù)傳輸，并可以和B—ISDN互連。此外還有挪威陸軍于1990年研制的TADKOM戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)，法國的第四代戰(zhàn)術(shù)電臺(PR4G)等。筆者主要結(jié)合AdHoc網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及特點簡要介紹了AdHoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及在軍事通信中的應(yīng)用。AdHoc網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及特點AdHoc網(wǎng)絡(luò)是由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動終端組成的一個多跳的臨時性自治系統(tǒng)。AdHoc網(wǎng)絡(luò)一般采用分布式控制結(jié)構(gòu)，即完全分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和分層分布式控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)又分別稱為平面結(jié)構(gòu)和分級結(jié)構(gòu)。1平面結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)比較簡單，無需任何的結(jié)構(gòu)維護過程。所有節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)控制、路由選擇和流量管理上都是平等的，所以又可以稱為對等式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中源站和目的站之間一般存在多條路徑，可以使用多條路徑實現(xiàn)負荷分擔，也可以為不同的業(yè)務(wù)類型選擇適當?shù)穆窂?。網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點是對等的，原則上不存在瓶頸，所以比較健壯，見圖1.圖1平面結(jié)構(gòu)2分級結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)被劃分為簇(Cluster)，每個簇由一個簇頭(ClusterHeader)和多個簇成員(ClusterMember)組成，這些簇頭形成了高一級的網(wǎng)絡(luò)，在高一級的網(wǎng)絡(luò)中，又可以再分簇，再次形成更高一級的網(wǎng)絡(luò)，直至最高級。分級結(jié)構(gòu)中，簇頭節(jié)點負責簇間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，它可以預(yù)先指定，也可以由節(jié)點使用算法選舉產(chǎn)生。根據(jù)不同的硬件配置，分級結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)又可以分為單頻分級和多頻分級兩種。單頻分級見圖2,所有節(jié)點使用同一個頻率通信。實現(xiàn)簇頭之間的通信，要有網(wǎng)關(guān)節(jié)點的支持。簇頭和網(wǎng)關(guān)節(jié)點形成高一級的網(wǎng)絡(luò)，稱為虛擬骨干網(wǎng)絡(luò)。在分簇結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)關(guān)是指同時位于兩個簇頭通信范圍內(nèi)的

節(jié)點。圖2單頻分級結(jié)構(gòu)而多頻分級網(wǎng)絡(luò)中（見圖3），不同級采用不同的通信頻率。低級節(jié)點的通信范圍較小，而高級節(jié)點要覆蓋較大的范圍。高級的節(jié)點同時處于多個級中，使用多個頻率，用不同的頻率實現(xiàn)不同級的通信。在圖3所示的兩級網(wǎng)絡(luò)中，簇頭節(jié)點有兩個頻率。頻率1用于簇頭與簇成員的通信，而頻率2用于簇頭之間的通信。硬件支持的話，分級網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都可以成為簇頭。這樣需要適當?shù)拇仡^選舉算法，算法要能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化重新分簇或廢除和選舉簇頭。圖3分級結(jié)構(gòu)目前在軍事應(yīng)用中，規(guī)模較大的AdHoc網(wǎng)絡(luò)常采用分簇結(jié)構(gòu)，且簇的劃分和管理通常與作戰(zhàn)單位相對應(yīng)，不同簇之間通信必須借助于網(wǎng)關(guān)節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)來完成。假如以一個建制連作為一個簇，不同連的節(jié)點的通信必須通過營的網(wǎng)關(guān)節(jié)點來轉(zhuǎn)發(fā)見圖4當1連的某個節(jié)點要和3連的某個節(jié)點通信時，必須借助于1營的網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行轉(zhuǎn)發(fā)。圖4軍事通信中采用的分簇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3AdHoc網(wǎng)絡(luò)的特點AdHoc網(wǎng)絡(luò)具有無中心、自組織、多跳路由、獨立組網(wǎng)、節(jié)點移動等特點。這使得它在很多特殊場合的通信應(yīng)用有獨特的優(yōu)勢。但這些獨有的特點也使得AdHoc網(wǎng)絡(luò)在組網(wǎng)方式上跟傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)有極大的差異。AdHoc網(wǎng)絡(luò)的多跳共享無線廣播信道、多跳路由等都是普通有中心的無線網(wǎng)絡(luò)不可能遇到的。為了適應(yīng)這種獨特的組網(wǎng)和工作方式，必須為AdHoc網(wǎng)絡(luò)單獨設(shè)計相應(yīng)的協(xié)議。無論是信道接入?yún)f(xié)議、路由協(xié)議、傳輸協(xié)議等都要根據(jù)AdHoc網(wǎng)絡(luò)的需要和特點進行改進和調(diào)整。AdHoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展脈絡(luò)AdHoc網(wǎng)絡(luò)發(fā)展至今大約經(jīng)歷了4個階段。第一階段為AdHoc網(wǎng)絡(luò)的萌芽期（20世紀70-80年代）。此階段的目標是在無線網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)分組數(shù)據(jù)的傳送。這是當時分組無線網(wǎng)的設(shè)計目標。研究的領(lǐng)域集中在物理層和鏈路層，組網(wǎng)的概念并不清晰。嚴格意義上而言，這只算是AdHoc網(wǎng)絡(luò)的前身。第二階段為AdHoc網(wǎng)絡(luò)的初步使用期（20世紀80-90年代）。AdHoc網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模變大，并在軍事通信系統(tǒng)中使用。隨著規(guī)模的變大，組網(wǎng)問題變得非常重要。但受網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的限制，提出了很多私有的協(xié)議和標準。這一階段還對規(guī)模使用面臨的抗毀性等問題進行了研究。第三階段為AdHoc網(wǎng)絡(luò)的初步成熟期(20世紀90年代)。隨著軟、硬件技術(shù)的快速發(fā)展、計算機網(wǎng)絡(luò)和移動通信等技術(shù)的逐漸成熟。AdHoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)步入了初步的成熟期，新的元器件、新的無線通信技術(shù)、新的路由協(xié)議等都為它的發(fā)展提供了技術(shù)保證。美國開始研制大量的AdHoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并裝備部隊。AdHoc網(wǎng)絡(luò)無論技術(shù)研究、設(shè)備開發(fā)、組網(wǎng)、管理等方面都得到了快速的發(fā)展。這一階段初步解決了組網(wǎng)的問題，并且有些設(shè)備在物理層實現(xiàn)了話音和數(shù)據(jù)的綜合傳送。第四階段為AdHoc網(wǎng)絡(luò)蓬勃發(fā)展期(從20世紀90年代至今)。由于AdHoc網(wǎng)絡(luò)逐漸開始采用TCP/IP等標準的商用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，加上其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸從軍事應(yīng)用向民用擴展，越來越多的研究人員參與到了對AdHoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究工作中。研究的方向涉及到了AdHoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的方方面面，涵蓋了信道技術(shù)、接入技術(shù)、組網(wǎng)、的網(wǎng)絡(luò)管理、分簇算法、QoS、網(wǎng)絡(luò)安全、節(jié)能等方面。這一階段的研究已經(jīng)并將繼續(xù)使AdHoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進一步走向成熟，并逐步實現(xiàn)多媒體通信功能，以支持數(shù)據(jù)、話音、圖像的綜合傳送。此外，還要為不同的應(yīng)用場合提供特殊的技術(shù)支持，比如在分級網(wǎng)絡(luò)中要有合適的分簇算法，對于傳感器應(yīng)用要使用節(jié)能技術(shù)等。還有，隨著AdHoc網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍的不斷擴大，在組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)運營過程中面臨的網(wǎng)絡(luò)管理、安全管理等公共難題也將在此階段得到解決。AdHoc網(wǎng)絡(luò)在軍事通信中的應(yīng)用20世紀60年代有線網(wǎng)中分組交換技術(shù)的出現(xiàn)，為自組網(wǎng)的誕生奠定了概念上的基礎(chǔ)。1972年美國國防部DARPA發(fā)起了研究與開發(fā)分組無線網(wǎng)絡(luò)(PRNET)的研究項目，試圖將分組交換的概念擴展到無線通信領(lǐng)域。到20世紀80年代，PRNET的可行性得到了驗證。為了進一步解決PRNET開發(fā)中暴露出來的問題,DARPA于1983年又發(fā)起了可生存無線網(wǎng)絡(luò)(SURAN)的研究計劃。因特網(wǎng)的成功推動了要將全球信息基礎(chǔ)設(shè)施擴展到移動無線環(huán)境中的進程。美國國防部在1994年啟動了DARPA的全球移動(GloMo)信息系統(tǒng)計劃。GloM。計劃中比較有影響的項目有WINGs和MMWN等。在這里主要介紹一種面向軍事通信開發(fā)的無線自組網(wǎng)系統(tǒng)NTDR(NearTermDigitalRadio)。NTDR是美軍用于在移動無線環(huán)境下支持IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的戰(zhàn)術(shù)無線電臺，美軍打算把它作為實現(xiàn)旅或旅以下戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)中心TOC(TOC,TacticalOperationCenter)之間通信的骨干無線電臺。NTDR使用了兩個天線，一個用于嵌入式GPS接收機，另一個用于UHF頻段(225~450MHz)的通信。NTDR電臺可以自動地組織成一個動態(tài)的兩層網(wǎng)絡(luò)。在該網(wǎng)絡(luò)中，電臺分成若干個群,每個群由一個群首和若干成員組成，各個群的群首構(gòu)成一個骨干網(wǎng)見圖5。圖5NTDR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在NTDR網(wǎng)絡(luò)中，支持多達7跳的多跳通信。某一群成員漫游到其他群時，可以在這兩個群間自動切換。NTDR系統(tǒng)具備自我修復(fù)網(wǎng)絡(luò)的能力，如果某一個群首失效(例如：電力不足、故障或被擊毀)，會有一個新的群首被選舉出來。NTDR電臺使用了無線開放最短路徑優(yōu)先(ROSPF，RadioOpenShortestPathFirst)協(xié)議作為它的路由協(xié)議。NTDR電臺使用了CSMA類協(xié)議(CarrierSenseMultipleAccess)作為它的無線信道接入控制協(xié)議。此外,NTDR同時使用了3個不同頻點用于不同目的:①控制信道使用的頻道;②群內(nèi)成員通信使用的局部頻道;③不同群間群首通信使用的骨干頻道。1分群和路由整個NTDR網(wǎng)絡(luò)分成了多個群見圖6,每個群中有兩種節(jié)點:普通節(jié)點和群首。普通節(jié)點距群首只有一跳，所有群的群首相互連接構(gòu)成骨干網(wǎng)絡(luò)。NTDR結(jié)構(gòu)將相鄰群之間的通信限制在只能通過群首完成，因此群首也行使了網(wǎng)關(guān)的功能。而且，單個群內(nèi)的一跳鄰節(jié)點可以直接通信，但群間的通信都必須經(jīng)過群首。NTDR分群方案是專門為了應(yīng)付戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)中可能出現(xiàn)的頻繁的節(jié)點移動和節(jié)點失效而特別設(shè)計的。網(wǎng)絡(luò)“骨干網(wǎng)”是由群首稀疏地連接在一起的，每個群首的失效都可能

帶來較大的影響。為了克服這個弱點，其他節(jié)點要積極地維護路由骨干網(wǎng)。當網(wǎng)絡(luò)拓撲(節(jié)點連接性)發(fā)生變化時，每個節(jié)點都要有迅速成為群首的能力。為了跟蹤與相鄰節(jié)點的連接性，每個節(jié)點都周期性地接收和發(fā)送信標(Beacon)分組。圖6NTDR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2MAC協(xié)議NTDR采用經(jīng)典的MACAW4次握手(RTS/CTS/DATA/ACK)機制接入信道，在圖7中給出了4握手控制機制的時序。接收端采用CRC校驗來判斷收到的數(shù)據(jù)分組是否正確。圖7握手信道接入控制機制3物理層NTDR發(fā)送頻率為225~450MHz，傳輸速率375kbit/s，最大發(fā)送功率20W(43dBm)。對信息數(shù)據(jù)首先采用3/4碼率、約束長度為k=7的卷積碼編碼，編碼后的數(shù)據(jù)流速率為500kbit/s。然后，將編碼后數(shù)據(jù)流進行QPSK調(diào)制的直接序列擴頻，擴頻序列為4MhzTRANSEC(Tran-smissionSecurity)偽隨機序列，擴頻增益為16。在這種物理層體制下，對于一個點對點鏈路，NTDR傳輸工P分組的最大吞吐可達250kbit/s,對于較大的工P分組往返時延大約為140ms。結(jié)束語無線移動自組織網(wǎng)的出現(xiàn)，最早源自于軍事上的需求，是為滿足戰(zhàn)場生存能力強、無固定的設(shè)施和超視距范圍連接的需要而發(fā)展起來的。它以自組織、自恢復(fù)、多跳通信、快速部署、不需要依靠預(yù)置的固定通信基礎(chǔ)設(shè)施等特點，可以使士兵及其他移動平臺在戰(zhàn)場上能夠自由移動，而不受任何有線通信設(shè)備的限制；可在如沙漠或叢林這樣根本沒有陸地通信基礎(chǔ)設(shè)施的區(qū)域內(nèi)快速展開，完成通信功能；可以實現(xiàn)超視距用戶之間的消息和數(shù)據(jù)交換?？傊瑹o線移動自組織網(wǎng)可以滿足戰(zhàn)場上對生存能力的要求，因此在軍事上得到了極大的關(guān)注，它必將在軍事通信領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用，成為未來戰(zhàn)場上的主要通信手段之一。1972年美國國防部DARPA發(fā)起了研究與開發(fā)分組無線網(wǎng)絡(luò)(PRNET)的項目，從此拉開了研究自組網(wǎng)的序幕。目前，世界各國都在對自組網(wǎng)在軍事上的應(yīng)用展開研究。美國國防部在1994年啟動了DARPA的全球移動(GloMo)信息系統(tǒng)計劃。此外，英國、澳大利亞、挪威和法國等也都積極研究適合軍事應(yīng)用的分組無線網(wǎng)。如英國的戰(zhàn)斗無線網(wǎng)(CNR)和澳大利亞國防部1993年研制的短波戰(zhàn)術(shù)無線網(wǎng)(TPRN)等。AdHoc網(wǎng)絡(luò)雖然出現(xiàn)了很多年，但它仍是一門新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，很多問題有待進一步解決。參考文獻LeinerBM,NielsonDL,PacketRadioNetworksSpecial工ssne,[J]，1987.鄭少仁，王海濤，趙志峰等.AdHoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社，2005.于宏毅?無線移動自組織網(wǎng)[M].北京:人民郵電出版社，2005.何非常，周吉，李振幫等?軍事通信一一現(xiàn)代戰(zhàn)爭的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2000第三部分溫度檢測器設(shè)計制作理論基礎(chǔ)隨著人們生活水平的不斷提高，單片機控制無疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)單片機技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。本設(shè)計所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準確的場所，或科研實驗室使用，該設(shè)計控制器使用單片機AT89C2051，測溫傳感器使用DS18B20,用3位共陽極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù),實現(xiàn)溫度顯示，能準確達到以上要求。溫度計電路設(shè)計總體設(shè)計方框圖如圖8所示，控制器采用單片機AT89C2051，溫度傳感器采用DS18B20，用3位LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實現(xiàn)溫度顯示。圖8總體設(shè)計方框圖1主控制器單片機AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用系統(tǒng)可用三節(jié)電池供電。2顯示電路顯示電路采用3位共陽LED數(shù)碼管，從P3口RXD,TXD串口輸出段碼。3溫度傳感器DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9?12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點如下：?獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；?多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；?無須外部器件；?可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為?V；?零待機功耗；?溫度以9或12位數(shù)字；?用戶可定義報警設(shè)置；?報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；?負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；DS18B20采用3腳PR—35封裝或8腳SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖9所示。圖9DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)64位ROM的結(jié)構(gòu)開始8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入戶報警上下限。DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲器，頭2個字節(jié)包含測得的溫度信息，第3和第4字節(jié)TH和TL的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時被刷新。第5個字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20工作時寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。低5位一直為1，TM是工作模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式，DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0,用戶要去改動，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率。4DS18B20與單片機的接口電路DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源?另一種是寄生電源供電方式，如圖10所示。單片機端口接單線總線，為為保證有效DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉。圖10DS18B20采用寄生電源的電路圖

元器件清單綜上，根據(jù)設(shè)計方框圖，選擇相應(yīng)元器件，就可以在Protues或者protel軟件環(huán)境F畫出原理圖。所需要元器件清單如下：位號名稱規(guī)格數(shù)量R1R2R3R3R4R5R6R7電阻470R8R9RIORllR14電阻4.7k5R12電阻10k1R13電阻lk1SIS2S3按鍵開關(guān)6+6+1Oim3QIQ2Q3Q4三極管90123IC1單片機ATS9C20511IC1瓦座2OP1ClC3電解電容lOuf2C2諜片電容1041C4C5毬片電容302Y1畐振⑵1XIX2接線座2P2DY1DY2DY3數(shù)碼管3IC2溫度傳感器DS1SB201LED1發(fā)光二級管:M紅1冊板50+55im1接妾盒1VCC5號電池l.Sv3導(dǎo)線lOciD2GND地線4圖11元器件清單原理圖設(shè)計下圖即為本設(shè)計總體原理圖，控制器使用單片機AT89C2051，溫度傳感器使用DS18B20，用3位共陽LED數(shù)碼管以動態(tài)掃描法實現(xiàn)溫度顯示。設(shè)計簡潔而邏輯清晰,具有一定的科技含量與難度，而且功能強大，應(yīng)用廣泛。

O"IDmCiNDRI3一{CHXL:-<ftI3J<r-6A—O"IDmCiNDRI3一{CHXL:-<ftI3J<r-6A—Xp"I圖12原理圖程序相關(guān)由于本設(shè)計中用到了控制器即單片機AT89C2051,所以要設(shè)計相應(yīng)的C語言程序或者匯編語言程序以實現(xiàn)相應(yīng)的控制功能?；贒S18B20數(shù)字溫度傳感器的軟件設(shè)計采用C51編寫程序，主要完成DS18B20的測量溫度值計算及溫度值的顯示功能。其采用模塊化設(shè)計，程序設(shè)計包括系統(tǒng)初始化、復(fù)位程序、讀取溫度程序、溫度轉(zhuǎn)換程序、數(shù)碼管顯示程序和延時程序，溫度控制器的關(guān)鍵程序代碼如下所示：1.#include""#include""bitInit_ds18b20(){bittempData;DQ=1;DelayUs2x(5);DQ=O;DelayUs2x(200);DelayUs2x(200);DQ=1;DelayUs2x(50);tempData=DQ;DelayUs2x(25);returntempData;voidWrite_dsl8b20(uchardt)uchari=0;for(i=0;iv8;i++)DQ=0;DQ=dt&0x01;DelayUs2x(25);DQ=1;dt=dt>>1;DelayUs2x(25);ucharRead_ds18b20()uchari=0;uchardt=0;for(i=0;i<8;i++){DQ=0;dt>>=1;DQ=1;if(DQ)dtl=0x80;}DelayUs2x(25);}returndt;}uintReadTemperature(){uintdt,tempH,tempL;Init_ds18b20();Write_ds18b20(0xcc);Write_ds18b20(0x44);DelayMs(10);Init_ds18b20();Write_ds18b20(0xcc);Write_ds18b20(0xbe);tempL=Read_ds18b20();tempH=Read_ds18b20();tempH=tempHvv8;dt=tempH+tempL;returndt;2.延時程序#include""voidDelayUs2x(unsignedchart){while(--t);voidDelayMs(unsignedchart)while(t--)DelayUs2x(245);DelayUs2x(245);}}3.主程序#include<>#include""#include""#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar#defineduanMaP0#defineweiMaP2ucharcodedisCode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xBF,0xc6};ucharcodedisBit[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0xl0,0x20};uchardisBuf[]={6,6,6,9,9,9};uinttempNum=O,tempH,tempL;bittempFlag=0;voidInit();voidDisplay();voidmain(){Init();while(l)tempNum=ReadTemperature();if(tempNum&(lvvl5)){tempNum=~tempNum;tempNum+=1;tempFlag=1;}〃tempL=tempNum\0xOF;tempH=tempNum>>4;if(tempFlag=1){tempFlag=O;disBuf[0]=11;}else{disBuf[0]=10;}disBuf[1]=tempH/100;disBuf[2]=tempH%100/10;disBuf[3]=(tempH%10);disBuf[4]=10;disBuf⑸=12;Display。;}}voidInit(){duanMa=OxFF;weiMa=0x00;}voidDisplay(){uchari=0;for(i=0;iv6;i++){duanMa=disCode[disBuf[i]];weiMa=disBit[i];DelayMs(l);weiMa=OxOO;}}實物圖程序、仿真調(diào)試無誤后可以進行相關(guān)硬件的制作，具體包括板子的選擇與元器件的選擇與焊接等，由于是手工焊接，過程中要細心、耐心；也可在網(wǎng)上購買相應(yīng)散件自己進行制作焊接，以下是散件圖與最終的成品圖：圖13PCB板及散件圖

將相關(guān)元器件連接之后，要進行調(diào)試，保證連接無誤。本設(shè)計實物圖如下，連接上三節(jié)5號干電池，即使用直流電源供電，即可正常工作：檢測室溫、設(shè)置報警溫度等等。如下圖所示:圖14連接實物圖使用說明本電路采用用DS18B20做溫度傳感器，3位共陽數(shù)碼管做顯示，AT89C2051單片機做處理控制，電路簡單。從X1接入5V土直流電源（注意正負極），按一下S1電路顯示當前的溫度值，再按一下S1進入溫度設(shè)定狀態(tài)，這時可以按S2或S3調(diào)整設(shè)定溫度值,再次按下S1時返回當前溫度顯示同時會對設(shè)定溫度值進行保存，這個設(shè)定值會保存在DS18B20中，掉電后也不會丟失，下次上電時，單片機會自動讀入上次的溫度設(shè)定值。長按S1為關(guān)閉顯示和溫控，再次按下時功能再次打開。電路中還設(shè)計了一路控制輸出,當當前溫度超出設(shè)定溫度時LED1被點亮，同時從X2輸出5V電壓，可驅(qū)動5V繼電器

第四部分衛(wèi)星電視接收中國教育頻道衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的組成衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)是由：拋物面天線、饋源、高頻頭、衛(wèi)星接收機組成一套完整的衛(wèi)星地面接收站。拋物面天線是把來自空中的衛(wèi)星信號能量反射會聚成一點（焦點）。饋源是在拋物面天線的焦點處設(shè)置一個聚衛(wèi)星的喇叭，稱為饋源，意思是饋送能量的源，要求將匯聚到焦點的能量全部收集起來。前饋式衛(wèi)星接收天線基本上用大張角波紋饋源。高頻頭（LNB亦稱降頻器）是將饋源送來的衛(wèi)星信號進行降頻和信號的放大然后傳送至衛(wèi)星接收機。高頻頭的噪聲度數(shù)越低越好。衛(wèi)星接收機是將高頻頭輸送來的衛(wèi)星信號進行解調(diào)，解調(diào)出衛(wèi)星電視圖像信號和伴音信號。衛(wèi)星廣播電視信號的極化方式衛(wèi)星電視信號的極化方式有四種：右旋圓極化、左旋圓極化、垂直極化和水平極化。因前兩種極化不常用，現(xiàn)只介紹垂直極化V和水平極化H的接收方式。垂直極化和水平極化的接收，是改變饋源的矩形波導(dǎo)口方向來確定接受的是垂直極化還是水平極化。極化方向（極化角）又因地而異有所偏差。因為地球是個球體，而衛(wèi)星信號的下行波束卻是水平直線傳播，這就造成不同方位角所收的同一極化信號有所不同，所以地理位置不同，所接收的信號極化方向也有所偏差。饋源的長形波導(dǎo)口（極化方向）將不完全垂直或水平于地面。調(diào)整極化方向時應(yīng)注意這一點。衛(wèi)星電視天線的安裝安裝拋物面天線時，一般按廠家提供的結(jié)構(gòu)圖安裝。各廠家的天線結(jié)構(gòu)都是大同小異基本相同。天線的結(jié)構(gòu)反射板有整體成形和分瓣兩種（2M以上的反射板基本為分瓣），腳架主要有立柱腳架和三腳架兩種（立柱腳架較為常見），個別一點八米以下腳架為臥式腳架。拋物面天線的結(jié)構(gòu)見圖。以下是基本安裝步驟：（1）臥式腳架安裝在已經(jīng)準備好的基座上，校正水平，然后堅固腳架鋼絲及焊接固定（臥式腳架需先挑好方位角后方可固定腳架）。（2）裝上方位托盤和仰角調(diào)節(jié)螺桿。（3）以順時針將反射般的加強支架和反射板裝托盤上，在反射板與反射板項鏈是稍微固定即可暫不緊固，等全部安裝上后，調(diào)整面板憑證在全部螺絲固定。這里提示注意的是三瓣反饋板有些廠家是無順序的可隨意拼接，但有些三瓣是由安裝饋源支點的安裝點，這三瓣須三分安裝在里面，否則饋源支架按上后不對稱饋源與天線的反射焦點不能重合影響信號增益甚至收不到信號。整體成型的反射板安裝上托盤架后直接將反射板裝在方位托架上即可。（4）按上饋源支架，饋源固定盤。（5）饋源、高頻頭的安裝與調(diào)整：把饋源和高頻頭和連接器矩形波道口必須對準、對齊、波導(dǎo)口內(nèi)則要平整，兩筆道口之間加密封圈，擰緊螺絲防止?jié)B水，將連接好的饋源高頻頭裝在饋源固定盤上，對準拋物面天線的中心位置集中焦點。順便介紹介紹一種計算天線焦急的簡單算法：根據(jù)拋物面天線焦距比公式：FD=,現(xiàn)以3M天線為例計算器焦距F=3*+=,式中為修訂值。3M天線的焦距為米。衛(wèi)星電視系統(tǒng)調(diào)試根據(jù)衛(wèi)星接收站的地點，可以查得相關(guān)接收的衛(wèi)星參數(shù)。由于中國教育頻道電視節(jié)目調(diào)整到亞太6號衛(wèi)星（東經(jīng)134度）Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器傳輸。所以我們查得亞太六號衛(wèi)星的相關(guān)信息，其起飛重量約為噸，星上擁有38個C頻段和12個Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，投入使用后，將接替“亞太一號”A星，成為中國、東南亞、澳大利亞以及美國夏威夷等國家和地區(qū)重要的衛(wèi)星通信廣播平臺。需要的重要參數(shù)為接收節(jié)目的上下行頻率及符號率等，中國教育電視臺的下行頻率為12395,符號率為27500，極化方式為垂直極化。修改接收機參數(shù)（1）組裝接收機以及相關(guān)配置，打開節(jié)目接收顯示器、衛(wèi)星接收機電源。（2）調(diào)整電視機的信號源為AV或AV1。（3）使用衛(wèi)星接收機遙控器，按“菜單”鍵進入系統(tǒng)主菜單，選擇“設(shè)置天線”；按“確認”鍵，進入設(shè)置天線界面，選擇“自動搜索”項，在搜索到的結(jié)果中選擇本振頻率為11300的衛(wèi)星，如Sinosat_Ku。（4）按“退出”鍵回到主菜單，選擇“設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)器”菜單項，進入到子菜單界面，按左右鍵選擇第3步中確定的衛(wèi)星名稱。按上下鍵選擇“修改轉(zhuǎn)發(fā)器”菜單項，進入該子界面，分別選定“頻率”“符號率”、“搜索”項，相應(yīng)修改為“12395”、“27500”“是”，直到界面下方的信號強度最大并穩(wěn)定為止。如果衛(wèi)星天線位置已經(jīng)調(diào)整正確，則畫面上會出現(xiàn)彩條信號，不斷按“向下鍵”就會出現(xiàn)三套電視節(jié)目畫面。調(diào)整衛(wèi)星天線如果信號質(zhì)