基于无线射频的IMU数据无线传输系统设计.docVIP

毕业设计报告 学 生 姓 名： 学 号： 学 院、系： 机械工程与自动化学院机械自动化系 专 业： 机械电子工程 设 计 题 目： 基于无线射频的IMU数据无线传输系统设计 指导教师: 2012年3月15日 毕 业 设 计 报 告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 1.1无线传输系统设计的研究背景 信息传输是信息化的重要基础[1]和支撑。从烽火、骚站信号传递到今天现代化的电子信息传输，信息传输技术己成为先进的生产力，也是先进的战斗力。在未来信息化战争中，目的探测、跟踪、识别，作战命令的下达，各种作战平台的控制，都要通过信息传输系统来实现。 无线数据通信是现代军事通信中广泛使用的信息传输手段，在战略、战术上都占据着分重要的位置[2]。由于军事卫星通信手段在未来战争中易被摧毁且难以紧急恢复等弱点，人们线短波、超短波数据通信的军事价值有了新的认识，所以，目前乃至今后军事领域的通信仍将是短波和超短波通信最重要的市场。 短波通信广泛用于传输电报、电话、数据和静态图像。短波通信可用较小的发射功率接进行远距离通信[3]。短波通信建立迅速，便于机动，能同运动中的、方位不明的、以及被对方分割或自然障碍阻隔的部队进行通信联络，是军用无线电通信的主要方式之一[4]。超短波通信在军事领域中也占据极其重要的地位，是战术指挥联络的重要手段之一。它的特点在于设备简单、适用于近距离移动通信。 近十几年来，随着移动通信技术飞速发展，越来越多的信息采集和远程控制系统采用了无线数据传送技术[7]。与有线数据传输相比，无线数据传输布线成本低、安装简便、便于移动的优点，使其在遥控遥测、门禁系统、无线抄表、小区传呼、工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标等领域都得到了广泛的应用[9]，而且它在高科技领域的应用也正在迅猛发展，比如卫星、导弹、无人侦察机等的数据采集，遥控机器人等的控制，以及一些监控设备等[16]。 此外，在现代军事通讯领域方面，无线传输技术也有重要的战略地位。在未来高科技战斗中，由于军事卫星通讯手段在未来战争中容易被摧毁且难以紧急恢复，所以人们可以利用无线短波、超短波等方式实现数据是无线传输，因而取得战争中的主动权[8]。民用方面，在一些线路架设比较困难的地方，或者有天然的阻隔的地理条件较复杂较恶劣的地方数据的无线传输便显示出了巨大威力。无线传输还便于通讯设备移动，具有明显的灵活性。 1.2数据无线传输的发展现状及前景 短波数据通信通常利用BF频段的3kHz带宽传输数据，即基于传统话音信道上，通过调制解调器将数据信号转变为音频信号通过音频口进行传输[10]。 目前，我军常用通信体制有:定频MODEM(并行、串行、最低限度、中低速)和慢速跳频 (串行5/10/20跳/秒)，最高速率支持 2400比特/秒（bps)。另外，近年来，研制成功了极低速数据传输系统，在强干扰环境下仍然能够保证数据通信不间断。对于定频高速数据传输，目前流行的有两种体制的调制解调器[12]，短波高速并行调制解调器和短波高速串行调制解调器。 随着数据业务量的增加和业务种类的拓展，对于短波高速数据传输的需求也日益增强，为了获得更高的通信容量，支持更多业务应用，研究和开发2400bps以上的短波高速数据传输技术具有重要的现实意义。另一方面，为了提高抗干扰、抗截获和信息传输可靠性，需要进行很低速率数据传输系统的研制。 美军已将短波通信网作为国防骨干通信网的接入网。为了支持包括IP在内的更多业务，高速数据传输是短波通信的一个重要方向[18];综合利用高效编码、拓展带宽及抗衰落技术，才能使短波高速数据传输成为可能。另外，我军必须考虑复杂战场电磁环境情况下短波通信的顽存能力，因此，抗干扰、低截获数据传输成为短波数据通信的另一个重要研究方向[20]，综合利用弱信号检测、千扰识别抑制、抗截获波形设计等关键技术，将使短波通信充分发挥应急通信的作用。 1.3 本课题研究的意义 本次课题研究的内容是通过C8051F020单片机控制无线数据传输芯片NRF24L01，以此来实现数据的无线传输，无论是在国防军事方面，还是民用通讯方面都有很重要的研究意义[15]。 惯性测试单元（IMU）具有的特点是实时性，因为零偏会随着时间的变化而变化，必须随时进行跟踪 。当系统装入弹体后，必须通过无线数据发送模块将系统实时的零偏、标度因数等参数随时发送到地面，这样可以得到实时的数据，进行实时解算，得到解算的参数，从而可以对导弹的飞行姿态等各种参数进行实时的调整。所以，本课题通过单片机控制，将IMU采集到的数据实现短距离的无线传输，在测试领域具有重要的意义。  毕 业 设 计 开 题 报 告 2．本课题要研究或解决的问题和拟采