一種虛擬中繼的無線數(shù)傳系統(tǒng)設(shè)計

介紹了一種用于各種中小型監(jiān)測管理機(jī)構(gòu)(如水文監(jiān)測、路段監(jiān)測等)數(shù)傳系統(tǒng)的設(shè)計方案，并對系統(tǒng)的基本性能進(jìn)行了理論分析。該系統(tǒng)是將各測點(diǎn)(分站)虛擬為中繼站來實(shí)現(xiàn)多路由選擇。通過實(shí)際應(yīng)用，證明了系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易實(shí)現(xiàn)、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。
關(guān) 鍵 詞 無線數(shù)據(jù)傳輸; 虛擬中繼; 多路由選擇; 集中式路由; 檢錯重發(fā)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用高科技手段(通信和計算機(jī))進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸、對測控所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，來作為管理者進(jìn)行快速決策的依據(jù)或作為歷史數(shù)據(jù)資料備查，是各監(jiān)測管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)代化管理的發(fā)展方向。因此數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)作為傳輸數(shù)據(jù)信息的手段，在現(xiàn)代化遠(yuǎn)程管理中必不可少。雖然目前各種數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備種類繁多[1-2]，但適用于中小型監(jiān)測管理機(jī)構(gòu)的無線電數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)卻很少。主要原因是：
(1) 建設(shè)成本高、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)高；
(2) 不實(shí)用、功能冗余、操作不便、維護(hù)困難；
(3) 要融入管理系統(tǒng)，還需經(jīng)過二次開發(fā)或集成，開發(fā)周期和費(fèi)用很高。因此目前大多數(shù)中小型監(jiān)測管理機(jī)構(gòu)由于經(jīng)費(fèi)不足或維護(hù)操作技術(shù)人員匱乏，還沿用人工觀測、記錄，通過電話或?qū)χv機(jī)將所測數(shù)據(jù)報告給管理中心，再由管理中心手工整理形成各類報表的傳統(tǒng)方法。所以基于各中小型監(jiān)測管理機(jī)構(gòu)的特殊條件，需要設(shè)計一種成本低、建設(shè)方便、維護(hù)簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、功能完善的數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)處理分析相結(jié)合的管理系統(tǒng)。
1 設(shè)計目標(biāo)和要求
系統(tǒng)設(shè)計的總目標(biāo)是將各個測點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送到中心計算機(jī)觀察和保存，并在中心計算機(jī)上完成數(shù)據(jù)分析處理，最終獲取各類報表或分析圖形。具體功能歸納為：
(1) 實(shí)時自動測傳。
(2) 隨時手動查傳。
(3) 數(shù)據(jù)存入管理數(shù)據(jù)庫。
(4) 分析、統(tǒng)計各種數(shù)據(jù)，形成各種分析圖表。

系統(tǒng)性能要求：傳輸準(zhǔn)確度高，數(shù)據(jù)差錯率小于10?3；可覆蓋50 km的范圍；為了滿足數(shù)據(jù)實(shí)時性和作為歷史資料保存，要求定時準(zhǔn)確，以20個測點(diǎn)計，獲取全部測點(diǎn)數(shù)據(jù)的時間要小于3 min；通信控制界面和數(shù)據(jù)處理顯示界面友好、操作簡便、圖文并茂，使顯示形象化。
2 系統(tǒng)設(shè)計
2.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
根據(jù)一般監(jiān)測管理部門的管理模式和組成結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖中看，這是一個簡單的星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但它與一般的星形網(wǎng)絡(luò)不同，其中心點(diǎn)不必具備信息交換能力。因?yàn)楦鳒y站數(shù)據(jù)發(fā)送的目標(biāo)點(diǎn)是中心站，只有管理中心向各測點(diǎn)發(fā)命令，所以網(wǎng)絡(luò)的控制方式是主從式。