無(wú)線通信技術(shù)在數(shù)據(jù)采集的運(yùn)用

1、無(wú)線通信技術(shù)在數(shù)據(jù)采集的運(yùn)用 1嵌入式技術(shù)與無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展 嵌入式技術(shù)近年來(lái)得到了大力的發(fā)展，因其體積小，功耗低，可靠性高，功能全面等優(yōu)點(diǎn)，已深入應(yīng)用到多種領(lǐng)域。嵌入式技術(shù)除了在日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用外，在數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。運(yùn)用嵌入式技術(shù)開(kāi)發(fā)的掌上數(shù)據(jù)采集儀，不僅可以采集和處理大量的數(shù)據(jù)，還可以記錄圖片和視頻資料，大大的提高了數(shù)據(jù)采集的精確度。無(wú)線通信是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方法。將無(wú)線通信技術(shù)運(yùn)用在數(shù)據(jù)采集中，可以大大簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)采集工作，提高數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。但傳統(tǒng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸速度不高，并不能滿足大數(shù)據(jù)的傳輸要求。隨著第三

2、代移動(dòng)通信技術(shù)（3G）的飛快發(fā)展和應(yīng)用，相比GPRS而言，3G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度有了極大的提升，可以滿足圖片和視頻等數(shù)據(jù)的高速傳輸要求。基于此，本文選擇以嵌入式系統(tǒng)為核心，集成數(shù)據(jù)采集傳感器、攝像頭模塊、GPS模塊和3G無(wú)線通信模塊的系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行研究，并應(yīng)用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集和傳輸，滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的數(shù)字化的要求。 2嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件分析 隨著社會(huì)的發(fā)展，在野外數(shù)據(jù)采集中，除了采集傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)采集工作的不同還需要采集現(xiàn)場(chǎng)的圖片或者視頻，因此攝像頭模塊是必須考慮的。同時(shí)數(shù)據(jù)采集儀除了處理傳統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)，還需要對(duì)數(shù)據(jù)中的圖片或視頻進(jìn)行壓縮，所以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的處理器也有很高的要求。而在數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)

3、程傳輸上，傳統(tǒng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)不能滿足速度上的要求，因此更高速更穩(wěn)定的3G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是最好的選擇。本文所研究的采集系統(tǒng)基于OMAP4460嵌入式平臺(tái)，集成有GPS、攝像頭等模塊，通過(guò)數(shù)據(jù)接口接駁3G無(wú)線通信模塊以及數(shù)據(jù)采集傳感器模塊。OMAP4460基于Cortex-A9架構(gòu)，集成有兩個(gè)1.5GHZ核心的CPU以及主頻為400MHZ的GPU1。相比較早期的嵌入式處理器無(wú)論是數(shù)據(jù)處理還是圖形能力都有了極大的提升，符合整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的需求。3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊選擇了WCDMA無(wú)線模塊，在國(guó)內(nèi)WCDMA相比CDMA2000和TD-SCDMA而言，傳輸速度快，數(shù)據(jù)傳輸更穩(wěn)定2。嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件平臺(tái)采

4、用Linux系統(tǒng)。Linux系統(tǒng)具有高度的可設(shè)置性，因而在嵌入式系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用3。相比較其他嵌入式系統(tǒng)，Linux系統(tǒng)的源代碼是完全開(kāi)發(fā)的，注釋清晰且文檔齊全，除了使用成本很低外，還非常有利于個(gè)性化定制。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)核小但功能強(qiáng)大且運(yùn)行穩(wěn)定，還支持多種外部設(shè)備。另外Linux系統(tǒng)具有非常優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能并提供了完善的開(kāi)發(fā)工具4。 3無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸 在Linux系統(tǒng)下最常用的通信機(jī)制是Socket套接字。Socket套接字是面向B/S模型而設(shè)計(jì)的，有3種類(lèi)型：流式套接字（SOCK_STREAM）、數(shù)據(jù)報(bào)式套接字（SOCK_DGRAM）、原始套接字（RAW）。本文的研究選用了流式套接字，

5、流式套接字需要建立連接并威化才能保持通信，但其數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩愿咔壹m錯(cuò)性強(qiáng)。針對(duì)野外采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶厥庖?，?shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的軟件設(shè)計(jì)有如下要求：有相應(yīng)的登錄驗(yàn)證機(jī)制，客戶端數(shù)據(jù)采集儀需要與遠(yuǎn)程服務(wù)器經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)傳輸完畢后需進(jìn)行糾錯(cuò)，以檢驗(yàn)文件傳輸是否正確。客戶端功能實(shí)現(xiàn)的步驟和部分代碼如下：初始化并與服務(wù)器建立連接，然后客戶端向服務(wù)器發(fā)送驗(yàn)證密碼，服務(wù)器返回驗(yàn)證結(jié)果，如果出錯(cuò)，則返回等待重新發(fā)送驗(yàn)證密碼。部分實(shí)現(xiàn)代碼如下：1）登錄向服務(wù)器發(fā)送驗(yàn)證密碼send(sockfd,client_passwd,strlen(client_passwd),0)；recv(sock

6、fd,buf,sizeof(buf),0)；對(duì)服務(wù)器返回?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行判斷if(strncmp(buf,”right”,5)=0)正確則跳出當(dāng)前循環(huán)出錯(cuò)則返回，等待重新發(fā)送密碼2）傳輸數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，客戶端發(fā)送結(jié)束標(biāo)識(shí)，并發(fā)送傳輸數(shù)據(jù)包的MD5校驗(yàn)碼，服務(wù)器對(duì)MD5校驗(yàn)碼進(jìn)行驗(yàn)證，然后返回結(jié)果，如出錯(cuò)，則請(qǐng)求重新發(fā)送?？蛻舳瞬糠謱?shí)現(xiàn)代碼如下：生成數(shù)據(jù)包的MD5校驗(yàn)碼MD5_Init(ctx)；MD5_Update(ctx,fp,strlen(fp)；MD5_Final(md_s,ctx)發(fā)送MD5校驗(yàn)碼send(sockfd,md_s,sizeof(md_s),0)；MD5校驗(yàn)碼不一致則請(qǐng)求重新發(fā)送 4小結(jié) 本文介紹了基于嵌入式技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能模塊和基于3G無(wú)線通信的數(shù)據(jù)傳輸方法。整個(gè)系統(tǒng)建立在基于OMAP4460的處理平臺(tái)和WCDMA的3G網(wǎng)絡(luò)上。OMAP4460的強(qiáng)大性能為整個(gè)采集系統(tǒng)提供了更多的可能，結(jié)合高速穩(wěn)定的3G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，能高速地向遠(yuǎn)程主機(jī)傳輸圖片和視頻數(shù)據(jù)，為野外數(shù)據(jù)采集提供了極大的便利。系統(tǒng)的高定制性、便攜性以及強(qiáng)大的功能和處理速度，可