《无线挖机正文》word版.doc

桂林电子科技大学信息科技学院无线遥控挖掘机（论文）说明书 第 26 页 共 26 页引言无线遥控技术作为人类世纪伟大的发明之一，在短短的几十年内发生了日新月异的变化。近几年无线遥控已成为高技术领域内具有代表性的战略目标。无线遥控技术的出现和发展，不但使传统的工业生产面貌发生根本性变化，而且将对人类社会产生深远的影响。随着社会生产技术的飞速发展，无线技术的应用领域不断扩展。无线遥控技术工程是一门复杂的学科，它集数字编码、电子技术、技术科学、自动控制等为一体。现在对无线的研究已经呈现出专业化和系统化，一些信息学、电子学方面的先进技术正越来越多地应用于无线遥控领域。1 概述无线遥控作为19世纪人类伟大的发明之一，自19世纪末问世以来，经历几百年的发展已取得长足的进步。是集电子学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等多学科知识于一身的高新技术综合体。走向成熟的无线遥控领域，各种用途的无线的多用化，昭示着无线技术灿烂的明天。1.1 国际无线遥控技术发展的现状19世纪末为快速开发的商业无线电和建立业余无线电基础提供了舞台，那里有为数众多的无线电技术早期贡献者，如伟大的奥斯特、安培、法拉弟、亨利等等。然而，真正的转折是1873年苏格兰人J.C.麦克斯韦尔(不在本文叙述中)的有争议的工作，他提出了电磁场理论，是那个被后来者深爱而传遍全球的杰出方程的创始人。 (Heaviside对麦克斯韦尔方程也做出了较大的贡献，但是那的另一个故事。)他以前的那些人，特别是法拉弟，很大地影响了Maxwell的工作，但是许多MAxwell的同代人确信他的新的理论是正确的。它将以没有比rock-solid更小的实验来打破那些怀疑之墙。德国物理学家H.赫兹不只是这些，他于1880年未在对根据麦氏方程所预言的电磁波的发生、检测及其属性的测量中进行了一系列着名的实验。赫兹，虽然，除了对知识分子对他们的发现的挑战之外那些波并没有特定的兴趣，但他的发现终究被应用于人类无线电的开发。比赛在继续。比赛的参加者之一、发展了无线电的是年青的意大利人G.马可尼. 他是一个对物理学和电的科学有极强的兴趣的男孩。他在学校里学习的主科和后来可能成名的是电磁波在通信中的应用，1894年，他开始了这个项目的认真的工作。二年后他在英格兰做出了一个可用的无线电装置。在一次表演中，马可尼当着英国官员的面，进行了距离超过2英里的无线电通信。这在当时是一个令人惊讶的伟绩，并从此启动了马可尼的职业生涯。 后来呢，就象拉旧锯条那样，都是历史了。谁是第一个业余无线电操作员？ 我们可能无法知道。 有些人说就是马可尼。马可尼一生贯穿着对业余无线电的狂热，并在内心也考虑自己是一个业余爱好者。尽管如此，他还是选择了将他的生命奉献给无线电通信市场的竞争；他始终没有像一名业余无线电家那样获取执照和操作。前面说过了，我们可能无法弄清究竟谁第一个进行了业余无线电操作，但英国人L.密勒确实是这项荣誉的有力竞争者。L.密勒在业余无线电历史上有其牢固的地位是因为是他第一个公布了他的简单业余无线电收信和发信装置。他的文章刊登在1898年一月在伦敦发行的模型工程师和业余电工。他的读者把这篇文章牢记在心。1898年三月出版的E.A.写道，他有一个2英寸火花线圈和三个黄铜球，但没有结构方面的细节。 (而这种三个黄铜球被认为是受了密勒公布的三个发信装置之一的影响。)一些美国人紧随其后，在1899年七月的美国电工杂志上对这个题目发表了不少于三封来信。兴趣的爆炸发生在后面的十年里，但是19世纪缩短了业余无线电和我们的距离。二十世纪第一个十年：开端作为20世纪的开端，商业得到快速发展。1901，马可尼用大功率和庞大的天线实现了跨越大西洋的无线电通信。业余爱好者运用他们的先进设备继续进行改进和实验，1902年六月的波士顿杂志“业余爱好者工作”中刊有介绍其详细构造的文章。从那里可以清楚地看到许多当时就已发现的技巧直到今天业余爱好者们还在继续运用：如文章中所说的平衡馈线。这些早期发射机完全利用电容间隙放电产生振荡火花。 这些早期火花发送器能生产无线电频率，但自然是频带宽、制造困难，并且是两个邻居通常不能同时发信。 收信机是简单的检波器，一般是金属粉末检波器，后来出现了更灵敏的矿石检波器。那时候当然还没有规则，业余爱好者的呼号由自己确定，经常是用操作员名字的缩写。1904年，当英国人J.A.弗莱明发明了第一个真空二极管“弗莱明真空管”时，一个暗示将来发展的机遇出现了。1906年，L.德福斯特在弗莱明真空管中加了一个栅格网，制成了第一个三极真空管，命名为Audion三极管检波器非常有效，但对大多数业余爱好者来说则太昂贵了。直至几年后它才被用于射频发生。同时，矿石接收机和火花发射机的频道也有了规定.二十世纪十年代-规则在1900年早期，业余电台的发射范围最初只局限于院子里，接着发展到街区。随着功率的增大和技术的进步，到了1912年设计精良的1000瓦(火花)电台的发射范围几乎达到 100英里。那些有较大功率的电台可以工作好几百英里。大功率通常意味着更多的乾扰，因此建立规则的呼声越来越强烈。实际上，国会从1910年就开始调查有关无线电的问题。1912年，经过对十几个不同议案的评估，国会最终通过了无线电法案。从而使无线电爱好者第一次得到认可。法案同时有一个起先几乎令业余无线电于死路的规定：爱好者被限制只能工作于200米波段。在那个时期人们普遍认为长波可改进远距离通信。而200米波长的 “短波”被认为无用，有些人甚至期望无线电爱好者都拥挤在这无用的波段，最终放弃无线电爱好转而追求其他爱好。但阴谋并没有得逞，虽然在1921年无线电法案实施后爱好者的人数有所下降，但很快美国的业余无线电开始逐步壮大，到1917年，在空中的无线电爱好者已经超过6000人。许多爱好者通过其他爱好者相互接力转播延伸有效的通信范围。在美国康涅狄格州首府哈特福德呼号为1WH, 后为1AW的爱好者Hiram Percy Maxim认识到如果将接力转播的电台组织起来，消息可以被更可靠地进行长距离的传送。在1914年，美国无线电联盟诞生了，接着在1915年开始发行 QST杂志。今天呼号“1WH”和“1AW”看起来有点奇怪，但在业余无线电早期却很普通。1913年商业部为爱好者的字母呼号制定规则，但是却没有定义和需要前缀。直到20年代中期和晚期才出现前缀。大约在相同的时间内，一项无线电收信技术的奇迹问世。1913年纽约业余无线电爱好者Edwin H. Armstrong发明了用电子管工作的再生接受机，到了1915年，这项技术的知识已经得到广泛普及。这种新型收信机比那时的晶体检波的灵敏度更高。虽然那时电子管的价格很昂贵，不少爱好者开始用Armstrong的设计进行实验。1914年在欧洲爆发了第一次世界大战。到 1917年，美国卷入其中，所有的业余无线电爱好者停止活动。事实上，业余无线电爱好者们组成了以Hiram Percy Maxim为中坚的培训无线电操作员的联合体当时令人注目，并有约4000爱好者服役，最终为国家服务。单词“服务”在这里非常重要，它强调业余无线电的一个重要的作用为公众和国家服务。战争最终在1918年11月11日结束，经过较量，海军控制了全美国的无线电。随着军人爱好者的转役，他们期望海军废除1917年的关闭业余无线电的命令，但没有成功。海军部长拒绝爱好者重返天空。美国业余无线电的未来再一次扑朔迷离。海军似乎决心继续控制所有无线电服务，甚至在和平时期，业余无线电表面上也不在他们允许的无线电服务的名单上。支持海军的观点甚至要被写入立法中。美国业余无线电联盟和其他反对者奋力反对国会的做法，并呼吁所有的爱好者以及他们的家属向他们的议员写信抗议。政治上的压力影响了没有表决的立法，但海军部长仍然拒绝让业余无线电爱好者重返天空。最后，麻萨诸塞州的代表William S. Greene听到呼声，并在议院表决上说情，指示海军结束对爱好者的禁令。海军服从了命令，僵局被打破，美国业余无线电在1919年11月重新开始活动。这段插曲被作为用上千名爱好者集体的力量来解决困难的典范被写入课本。二十年代发现时代随着国家进入二十年代，爱好者又在200米波段上安营扎寨。美国无线电联盟的网络工作的记录不断被打破，给人印象最深的是在1921年初，有一段报文被康涅狄格州的1AW Hiram Precy Maxim 传到加利福尼亚州的6JD V.M. Bitz，6.5分钟后就收到了回电，一次往返回路。短短的几年内，一些爱好者预言的在业余无线电中发生的革命性的变化就得到应验。如果有人需要指出产生巨变的最重要的原因的话，那就是电子管以及伴随爱好者的永无止境的对新事物的追求。到了20年代，电子管的价格开始回落，这使利用Armstrong灵敏再生电路设计收信机进入高潮，这个发展导致火花电台的传播范围得到增强，这个技术能检测到原来无法检测的微弱信。一些高级别的爱好者对Armstrong和法国人Lucien Levy在战争期间发明的超外差式收信机进行实验。越来越多的爱好者在他们的收发信机中使用电子管，产生均衡的连续波信号(CW)，CW信号频带窄，几乎只有火花信号的1%，降低了乾扰，增加了在同一时间内在空中同时工作的电台的数量。随着业余电台发射范围的增加，DX远距离通信才成为现实。1921年进行了大西洋彼岸的收信实验，看小功率的业余无线电信号能否穿越大西洋。实验最终证实了电波穿越大西洋的可行性，同时最后也显示出CW等幅报比话更具有优越性。到1923年，欧洲和北美之间的通信仅剩下时间的问题了。经过精心准备和辛勤的劳动，最终于1923年11月27日法国的电台8AB和美国康涅狄格州的爱好者Fred Schnell, 1MO以及John Reinartz, 1XAL在特别授权使用的110米波段上用CW成功地进行了联络。实验一直持续，到1924年后期，英国和新西兰之间的爱好者也成功地进行了通信联络，几乎绕地球一半。在1926年，Brandon Wentworth, 6OI用设在加利福尼亚地斯坦福大学的草坪上的电台几乎和所有大陆的电台进行过联络并得到确认，被尊称为是DX-远距离通信的权威。次年便出现了永盛不衰的ARRL DX-contest国际远距离通信比赛的前生-ARRL 业余无线电传播联盟。在二十年代中期，通过业余无线电爱好者自己大量地测量，短波的价值已完全被政府和商业实体所公认。二十年代末，空旷的波段空间时代已一去不复返，而业余无线电爱好者被调整到169米到5米波段外加狭窄的400MHz。二十年代还有两个事件值得一提：第一件是以代表世界范围内的业余无线电团体而成立的业余无线电国际业余无线电联盟(IARL)。至今IARU仍然一个专一的代表国际无线电的组织。第二件是由于商业部控制而造成的美国广播行业的混乱，国会于1927年通过了无线电法案并成立了FRC联邦无线电委员会。二十世纪三十年代成长业余无线电进入三十年代，火花电台已成为过去，所有的爱好者都使用电子管的收发信机，话不如等幅报普及，但已经逐渐流行。在早几年，日本教授Hidetsugu Yagi研究偶极天线阵排列进行微波定向传播。到三十年代，这种设计被运用到短波上，一些爱好者用这种新发明的YAGI天线(即八木天线)进行实验，他们既用导线又用金属元件，但通常用木制支架支撑。一些技术丰富的爱好者继续在5米和更高的波段上做通信试验。ARRL奖金赛创立于1930年，1933年设立了ARRL “户外日”，而ARRL DX比赛仍然是远距离通信爱好者最受欢迎的比赛。几乎在不引人注目的同时，Robert M. Moore, W6DEI 于1933年九月和十月间在洛杉矶出版了由三部分内容组成的R/9杂志，发表了关于“业余无线电话单边带发射”的文章。Moor 记述了他和其他爱好者通过实验并已在空中实际发射的单边带系统。但文章并没有产生引起很多的兴趣，直到1947年新的实验在业余频段上进行。1927年的无线电法案仅仅持续了七年，1934年国会通过了通信法。法案没有立即对无线电爱好者产生影响，只是从此爱好者的活动受FCC限制，并一直延续至今。Hiram Percy Maxim，一位资深爱好者，ARRL和IARU的创始人之一，于1936年谢世。他是集众多才能于一身的杰出人物：领导者、作家、摄影家、工程师、企业家，业余无线电从此失去了一位朋友。对DX的兴趣持续高涨，1937年，在大范围地讨论了究竟什么是“country(国家)”后，ARRL宣布了DXCC计划。但对究竟什么样的实体能荣获DXCC的殊荣的疑问一直持续到63年后的今天。1939年9月，战争再次在欧洲爆发。多数欧洲国家的业余电台停止了活动。多数英联邦国家也离开了业余无线电，包括加拿大。美国的爱好者继续活动，虽然DX电台从电波中消失，但西海岸杂志无线电仍然宣布他们第一年的DX比赛于1939年举四十年代战争与和平 四十年代美国的爱好者在空中仍然相当活跃，但远距离通信已成为过去。1940年，美国FCC下令禁止美国的无线电爱好者跟国外的电台通信。美国FCC还规定除“户外日”和“业余无线电突发事件组织”以外，禁止移动电台在56Mhz以下工作。1941年12月7日发生美国珍珠港被袭事件，美国突然进入战争状态。虽然那些既有技术又有无线电操作技巧的“战争突发事件无线电服务组织”成员在 112M上训练，但美国业余无线电活动还是立即停止了活动。作为参与者，“战争突发事件无线电服务组织”的工作是非常重要而且非常严肃的，但缺乏作为普通爱好者的随心所欲的快乐。 战争刚开始时，大约有六万美国人拥有执照。有近两万五千人在二战中为武装部队工作。其余两万五千人在重要的战争工业或者作为教师在军事学校工作。与第一次世界大战不同的是，ARRL在战争中开放商业通信。QST继续坚持发行，但由于战争期间纸张定量供应，所以杂志的页数比以前减少。ARRL的出版对军事和民间的培训内容较多，1942年最受欢迎的国防专刊Handbook(无线电手册)出版发行。1945年初，已预示着战争即将结束，纽约的一些爱好者们确信和平即将到来，随着战争的结束，业余无线电的春天即将到来。他们于1945年1月出版了一本新的杂志CQ。同年敌人在8月17日战败，仅仅四天后，业余无线电爱好者就在VHF上出现，到1946年夏天，从3.5到30 MHz，所有的业余波段全部开放，以前的5到2.5米波段被6到2米波段所代替。短波远距离通信有活跃起来，DXCC计划重新开始。令对VHF和UHF钟情的爱好者兴奋的是由于军用品过剩，使其价格大大降低。当然短波爱好者们也大有所获，过剩的发信机、收信机、大功率管、零部件，几乎所有渴望得到的东西都能够从当地的剩余物商业中心友好地获得。剩余的机器也推动了对爱好者们来说，一种新的发信模式RTTY(无线电传)方式。在战争期间，一些爱好者曾经在军队中使用过RTTY，战争结束后，全国的过剩的机器很快消失，并出现在爱好者们的工作室中。正当爱好者们高兴地重返空中，公众们也欢欣地购买电视机，对爱好者们地一个重大的威胁电视乾扰随之而来，可怕的TVI。TVI的问题随着时间的推移逐步减少，但从来没有彻底解决。对家庭电器的乾扰以及家庭电器产生的乾扰至今仍困绕着我们，但远没有令人沮丧的50年代的TVI那样严重。还记得 1933年在R/9杂志发表的“单边带技”术吗？很多人尝试过。1947年9月，Mike Villard, W6QYT和一群学生爱好者在斯坦福大学开始SSB的实验。在SSB以前的十年中，波段上出现的是(AM)双边带的调幅话。除了相当少数狂热的AM爱好者，SSB已最终已取而代之。这些AM爱好者非常简单的原因是喜欢操作旧设备以及喜欢AM发信机的那种调制极好的声音。50年代常态五十年代初，在1951年，由于宣布业余无线电执照的结构调整而使业余无线电受到冲击。FCC宣布业余无线电的执照由初级、技师级和特级组成，连同旧的 A类、B类和C类分别改为高级、普通级和有条件级。初级的执照为期一年，不可更新，在两个短波部分波段上享有使用CW的权利，在两米波段的部分波段上享有使用“话”的权利。技师级是应那些强烈要求在220MHz以上的VHF和HF进行实验，而没有参加每分钟13个字数的测试的爱好者设立的。这两种新的执照要求通过每分钟5个字数的测试。如果从新爱好者的数量来看，新执照的划分取得了巨大的成功。在几乎不到一年之后，即1952年12月，FCC再一次改变执照的设置结构，不再注册新的高级执照，并撤消了高级和特级执照再短波“话”上的特权。而初级和技师级执照的权利保持不变，技师级最终获得了6米和2米的通信权利。其间，一项技术革命逐渐发生，人们开始使用被称为晶体管的材料，关于晶体管设备的文章也出现在业余无线电爱好者的杂志上。就像20年代使用“火花”设备的爱好者认识电子管那样，现在电子管使用者不得不去学习晶体管知识了。60年代激励性的特许制度60年代是业余无线电界令人振奋的时代。这个十年中带来了月面反射通信、奥斯卡通信卫星和调频中继通信技术，而60年代将永远令人难忘的不是激动人心的技术成就，而是激励性的特许制度。追溯到1952年，FCC取消了爱好者在短波上的激励性的特许制度；普通级、高级和特级执照给予同样的权利。随着时间的推移，许多爱好者相信，对于他们中间那些拥有高级别的执照的爱好者缺少通信的特权妨碍技术的发展。结果在数月后的QST杂志和其他杂志、在俱乐部的小报上、在会议中、在空中等都出现了对这一问题的争论，ARRL请求FCC恢复爱好者激励性的特权。1963年文件归档，请求恢复高级执照的特权，对高级和特级没有提出新的特权许可，但提出取消对普通执照的在80米、40米、20米和15米上“话”的权利。自从50年代创立初级和技术级执照以来，美国无线电爱好者队伍以每年8%到 10%的速度增长，一旦争论开始，增长的速率将急剧下降。争论一直继续到1967年，FCC宣布他的决定：恢复激励性的执照特权。80米、40米、20米、15米和6米波段的低波段留出给特级和高级执照拥有者，这些低波段从普通级爱好者的使用范围中撤出。只要说大多数普通级爱好者非常不悦就足够了。1967年以后，放宽了初级和技师级执照权利，扩充了短波“话”的波段，修改了对高级和特级执照独占低波段的细节。虽然如此，由FCC于1967年决定的详细的波段安排一直沿用至今。33年后的今天，仍有人对于60年代的激励性特权的辩论的结果怀恨在心。激励性特许制度决不是60年代唯一主要的事件。比如，1960年7月，第一次在1296MHz上通过月亮反射的双向通信在麻萨诸塞州实现、发生在 W1BU和充当先锋的W1FZJ之间，以及由W6HB领导的加利福尼亚州的Eimac无线电俱乐部。仅仅1年多的时间后，业余无线电以OSCAR卫星飞跃进入太空。这是由至今闻名于世的硅谷地区的无线电爱好者智慧的结晶。他们计划发射3颗小卫星，然后将指挥权传给AMSAT-马里兰州基地的业余卫星组织，该组织至今仍是美国最重要的业余无线电卫星研究组织。60年代第一次出现了业余调频中继，注定改变了 2米波可利用的特性。七十年代中继通讯和分组数据交换通信(Packet radio)时代七十年代最令人难忘的是调频中继的十年。并不是因为七十年代发明了调频中继，其实很早以前就发明了调频中继。而是在这十年中，业余调频中继在VHF和UHF波段上腾飞然后逐步扩展到2米、1.25米和70厘米波段。业余调频中继的革命可以追溯到很久以前。1939年中继就被使用在5米波段上，但从本质上说那时尚处于实验状态，而从没有获得广泛流行。到1950年调幅中继开始出现，分散全国。从此中继的想法开始流行。商业上调频中继系统的成功大大推动了业余调频中继。第二次世界大战后商业使用者发现调频网络对运动使用者的价值。1950年，制造商大量生产满足这一设想的设备。随着新系统的流行，频道出现拥塞现象。为了减轻拥塞现象，FCC最后要求商业使用者压缩他们频宽，商业使用者不得不照办，结果到1960年，商业使用者认为的过时，但其实完全有用的设备在市场上大量过剩。这些设备的频率靠近业余频段的6米和2米以及70厘米，很容易就转换成业余无线电爱好者们能使用的设备。由于增加建立业余调频中继，大量改制后的商业设备、低成本的移动和手提设备需求的增加，同时满足了国内、国外制造商们。业余调频中继进入繁荣的世纪。随着中继系统贯穿全美，一种新的革命在静静地进行之中。感谢我们加拿大无线电爱好者朋友们的早期工作。这项革命基于数字计算机，它深深吸引了东方技术派爱好者。加拿大的实验者们的分组数据交换通信技术实验始于1978年。到1979年，Doug Lockhart, VE7APU已经开始向供爱好者们提供套件。套件很快畅销，在七十年代末分组数据交换通信出现了淘金热。可惜ASII码不在FCC允许的规则之内，所以尽管实验继续进行，美国法律上不允许本国爱好者间或和加拿大爱好者间进行这种方式的通信。另外一件重大的事件发生在1979年日内瓦的世界无线电管理会议上。在会议的最后，经过美国代表团的游说，为爱好者们增加了三个新的频段，即10MHz、18MHz和24MHz八十年代空间和分组数据交换无线电1980年3月，FCC最终允许在美国使用ASCII码。这和个人电脑突然增长的现象相符合，并点燃了业余无线电爱好者对分组数据交换通信和其他数据通信的狂热追求。在华盛顿特区的业余无线电研究和开发公司的成员为核心代表着一伙对分组数据交换通信的狂热者。他们和AMSAT合作负责第一次ARRL业余无线电计算机网络会议。从西部向外，图桑和亚利桑那州成立了TAPR(图桑业余分组数据交换无线电通信组织)。在TAPR组织进行生产终端节点控制器，为分组数据交换通信的发展推波助澜。数字通信在短波上也蓬勃发展。1982年，Peter Martinez, G3PLX，结合SITOR协议，将计算机用于短波通信，创造了AMTOR第一个业余短波数字通信，并提供自动纠错的通信方式。其间，令爱好者们激动的是于1983年爱好者Owen Garriott,W5LFL，作为宇航员乘航天飞机进入太空。Garriott 携带了一个2米的设备，从空间进行了近300次的联络。从此每次航天飞行中都包含业余无线电爱好者。在近期的SAREX计划(航天飞机业余无线电实验)， Roy Neal，K6EDU打头阵，开始帮助全球的学生了解奇妙的宇宙和空间计划。同时有益于新的热心者和新的业余无线电爱好者。在规程方面，1984年着手进行非常成功的义务考试协调计划。另外有FCC发布PRB-1法令，提供对无线电爱好者的保护。最后，但同样重要的是，在1989年的7月，在ARRL一致投票通过了FCC的请求，设立30MHz以上无需通过莫尔斯电码技能考试的执照。许多人认为无电码的时代到了九十年代无需电码执照和数字通信革命尽管对持技师级和初级执照的爱好者的摩尔斯电码速度的要求只是每分钟5个字码，但摩尔斯电码仍然阻碍了许多潜在的业余无线电爱好者。他们可能指出在全世界范围内，在军事和商业通信中摩尔斯电码的作用正在缩小。随后在业余无线电界的激烈的争论使ARRL提出一个新的建议，设立30MHz以上一个无需电码要求的技师级的执照。 1991年FCC同意这个建议，业余无线电活动再次活跃。在90年代末，美国持有执照的业余无线电爱好者达700 ,000人。但有人预测，业余无线电将走向厄运。“无电码学院”在空中诞生，设立中转，加入俱乐部和紧急救援组织，建立领导地位。接着便出现了因特网，在短短的几年内戏剧性地改变了世界。在九十年代初，就有博学者预言我们将进入通信革命的新纪元。当我们即将离开九十年代之际，博学者们早期的预言得到证实。谁能相信仅仅几年，拨打全美国的电话每分钟就只需要5美分，而拨打英国的电话也只是这个价格的两倍？谁能相信万维网的出现改变了商业中几乎一个世纪或更长时间的模式？所有这些都是对业余无线电活动的挑战。电脑和因特网的魅力吸引了无数年轻人，以前从事无线电活动的人从技术上来说也很容易掌握。这些现象导致这样的预言：业余无线电走向末日，取而代之的是电脑特别是因特网。爱好者似乎接受这个事实。今天大多数ARRL的成员使用因特网。DXer使用信息包和网络基础配置网络工作，自动位置报告系统(APRS)利用因特网进行远距离传递。爱好者被电脑空间紧紧地包围，利用网络交换信息和软件，爱好者在Ebay等网络中买卖过剩的设备，讨论新闻组中讨论。令人激动的短波PSK31数字通信方式的实用软件在网络中免费获得，使之推波助澜。远征爱好者在联络之后很短的时间内，甚至在偏远的地方，就可以通过网络公布LOG(电台日记)。这当然要感谢业余卫星以及PACTOR和COLBER短波数字通讯技术。电脑也使业余无线电进入通信实验的新天地，例如，将电脑和电台连接在一起，可以做出很多年前无法想象的数字技术的通信实验。TAPR就是一个积极努力的结果，例如，最终将提供传播电磁波谱的装置等。很显然那种因特网对业余无线电的“威胁”的说法是有些夸张的。相反，电脑和因特网使业余无线电内容更加丰富，更加有趣，比以前更加引人入胜。在20世纪结束之际，ARRL和FCC都再一次提出改变美国业余无线电爱好者的执照结构。在 ARRL提议中最有争议的内容就是降低对短波执照摩尔斯电码考试的速度要求。在这篇文章撰写之际，FCC已答复了ARRL的提议，在众多的内容中没有看到反对的意见。如果这一建议得到实施，那么美国的业余无线电将走向一条新的道路，但这并不是一条平坦的道路，是一条向前的有坡度的道路，但决不是下坡路。1.2 无线电技术的前景展望无线通信技术的飞速发展，源于人们摆脱束缚的愿望。近年来，3G、WiMAX、WLAN、UWB和Zigbee等各种无线通信技术层出不穷，人们在享受自由通信的同时也不得不面对这样一个问题：无线技术将朝着怎样的方向发展？ “4化”成为发展趋势 当前，无线通信技术和市场飞速发展，在新技术和市场需求的共同作用下，未来的无线通信技术呈现出网络异构化、扁平化、IP化、泛在化等几大趋势。 异构化 异构无线网络融合是移动通信系统发展的重要趋势。为了适应不同的通信环境以及满足用户业务的宽带化、个性化、智能化要求，无线接入网络出现了多种技术并存的情况。一方面，3G技术拥有强大的网络管理和业务提供能力；另一方面，IEEE 802系列的技术研发和商业应用的速度非常迅速，并且其鲜明的技术特征、清晰的市场定位成为这些技术快速占领市场的关键。此外，包括超宽带(UWB)、蓝牙在内的短距离无线通信为用户提供了更高速、更快捷的无线接入。因此，异构性更强、多样化更明显成为今后无线通信发展的主旋律。 扁平化 未来无线通信的发展中，扁平化也是一个重要的特征。层次复杂的网络结构，会造成一些严重的问题：首先，全网多级投资计划建设，建设模式不尽相同，缺乏统一规划和管理，难以达到全网最优化设计；其次，网络结构层次和网络管理层次增多，会造成网络的性能指标下降，同时加大了建设和维护成本；第三，较多的网络层次，会使业务开展成本和业务维护成本增加，尤其是给全网性增值业务的开放带来困难。因此，网络结构的简单化、扁平化已成为未来无线通信发展的一个重要趋势。 IP化 随着IP技术的发展，移动网络逐渐面向全IP网络的趋势发展。业界希望最终能够形成具备互操作的、融合的网络结构，这将使得企业节省大量的投资，控制成本和风险，对最终用户实现各种网络的漫游和业务接入。未来要实现不同无线技术共用同一个核心网络，就必须积极推动网络融合工作，网络的全IP化有助于无线技术和核心技术的紧密集成。除此之外，全球移动用户和业务流量将不断增加，无线通信中不同的应用和服务对数据速度和带宽会产生不同的需求，只有使网络向着全IP的方向演进，才能同时满足各种高流量等级和不断变化的需求。未来网络的全IP化将是一个渐进的过程，它会逐步从核心网到接入网再到移动台。 泛在化随着IT产业的深入发展，信息逐渐渗透到人们日常生活的方方面面。网络的泛在化使得任何人无论何时何地都可以通过合适的终端设备与网络进行连接，获取个性化的信息服务。在未来的泛在网络环境中，网络将自然而深刻地融入人们日常的工作和生活中，主动感知用户场景的变化并进行信息交互，通过分析用户的个性化要求主动地提供服务。相应地，终端设备也将具备智能型接口及环境感知能力，使用户的使用更加简单和方便，从而满足我们对未来无线通信技术以用户为中心、随时随地接入网络的要 3大关键技术 未来无线通信技术的传输速率更高，同时具有更高的安全性、智能性和灵活性，以及更好的传输质量和服务质量。为了达到这样的设计目标，未来无线通信系统中，将可能采用以下一些关键技术。 智能天线 智能天线采用空分多址(SDMA)技术，利用有用信号和干扰信号在传播方向上的差别，选择恰当的合并权值，形成正确的天线接收模式，将同频率、同时隙的信号从空域区分开来。它能够成倍地扩展通信容量，并能够和其他复用技术相结合，最大限度地利用有限的频谱资源，同时还可以有效地克服无线通信中复杂地形、建筑物结构等对电波传播的影响，以及多径、共信道干扰等产生的不利影响。随着技术的日益成熟，智能天线将在未来的无线通信中得到更为广泛的应用。 软件无线电 软件无线电技术的基本思想是将宽带A/D(模-数转换)和D/A(数-模转换)靠近射频天线，并尽可能多地用软件来定义无线功能，使得各种功能和信号处理都尽量用软件实现。其技术核心是在通用的通信硬件平台上，加载不同的通信软件以实现不同通信方式的转换。它不仅能够极大地缩短通信系统开发的时间和成本，还可以解决未来不同标准的系统间的兼容性，满足系统高度灵活性和扩展升级能力的需求。 MIMO技术 MIMO技术是指在发射和接收端同时使用多个天线传送和接收信号的无线通信技术。它运用先进的无线传输与信号处理技术，利用无线信道的多径传播，开发空间资源，建立空间并行传输通道，在不增加带宽与发射功率的情况下，成倍提高无线通信的质量与数据速率。具体而言，它具有减轻多径衰落、有效抑制或消除共道干扰、提高频谱利用率、增加发射效率、减小空间电磁干扰及增大系统容量等优点，有效地提高了系统性能，是未来无线通信系统的关键技术。 OFDM技术 OFDM技术的基本思想是将高速数据流分解成多个低速数据流，使各个低速数据流在不同的子载波上并行传输。子载波上较低的传输速率意味着每个子载波信道都具有平衰落特性，从而有效克服频率选择性衰落带来的不利影响，减少由于符号间干扰所带来的性能损失。最大限度地利用频谱资源来提高系统吞吐量。未来,OFDM技术可用来解决高速信息流在无线信道中的传输问题，实现更为广泛的多媒体业务和更快的传输速度。 融合成为主旋律 无线通信飞速发展，新的技术和标准层出不穷,但是，孤立的网络连接在未来通信中是毫无意义的。用户更希望能通过手中的多模终端，根据自己的需求随意地接入合适的网络进行通信,即未来各无线技术间应该是融合的、可快速切换的。 融合是未来无线技术发展的主旋律，具体来讲，主要有以下几个鲜明的发展方向： 第一，网络泛在化推动短距离无线技术与蜂窝网技术走向融合。短距离无线通信技术一直多用于物流和消费电子产品领域，主要实现计费和监测功能。近年来，随着通信技术和集成电路技术的发展，RFID、Zigbee、蓝牙等短距离无线技术开始和蜂窝网技术结合，并衍生出了一系列新业务。日韩、欧洲推出的无所不在的网络(泛在网络)概念中，短距离无线通信也被赋予了关键的任务。在香港，首个融合了RFID与3G技术的物业资产管理解决方案已经在数码港试用，并达到了缩短物业管理人员检查和响应时间的效果。随着IPv6以及物流技术的发展，短距离无线技术会更多地与蜂窝网技术结合应用 第二，移动与宽带无线技术在互补和竞争中走向融合。移动通信的成功发展、宽带业务的迅速增长以及Wi-Fi的成功，促成了WiMAX、Flash-OFDM等多种宽带无线技术的诞生。另一方面，WiMAX的出现又推动了3G增强型技术的发展。两者将在互补和相互竞争中发展，最终在4G时代实现融合。在具体实现上，既要兼顾网络设备端对宽带无线技术与3G的支持，又要对终端产品进行改造。目前，众多手机和比较本电脑制造商都开始大力开发3G/WiMAX双模甚至3G/WiMAX/Wi-Fi三模手机，以及兼容这些无线技术的笔记本电脑，并已经在一些发达国家成功应用。 第三，视频、多媒体业务的需求刺激数字电视广播和无线通信技术走向融合。利用地面数字电视广播技术为移动用户提供语音、视频节目也是无线通信技术的一个发展方向。就视频业务来说，在现有的移动网络上开展视频业务存在着网络带宽、功耗、资费以及合适的商业模式等问题。而地面数字电视广播则具有高传输码率、大带宽的广播信道，资费相对低廉等特点，两者的结合可以为移动网络中存在的上述问题提供新的思 灵活、便捷、无限自由沟通是人们对未来通信的需求，也是推动通信技术发展的源动力。多样化的无线技术的背后是各种技术融合的发展趋势。如何将应用于不同场景下的无线技术融于全IP的泛在网络是一个十分具有挑战性的课题2 无线遥控挖掘小车控制系统设计的内容、任务和要求2.1 无线遥控控制系统设计的内容及任务随着现代科技的发展，无线遥控技术已广泛应用于人类社会生活的各个领域，其无线遥控挖掘小车的基本动作：可以前进后退，左右转弯和控制挖掘。通过无线遥控技术，可以对挖掘机进行远程控制，通过发出控制命令，控制挖掘机的。此控制系统包括输入模块、主控模块、输出模块、驱动模块，分别控制电机及传动机构等。通过电路控制和机械传动，可使挖掘机动作。知识范围涉及电子学、自动控制、计算机、人工智能等。具体设计任务：（1）根据已有的挖掘机系统模型，了解控制对象挖掘机的工作原理、动作过程，进行简单动作设计，如：前进、后退、左转、右转、挖掘等；（2）根据挖掘机构成、工作原理、主要特点和技术指标，分析比较，加以论证，确定挖掘机运动控制最终方案，完成硬件电路设计，单片机控制程序设计，完成各种运动、动作模拟，调试成功；（3）完成规定的翻译、论文工作。2.2 无线遥控挖掘机设计的数据和要求（1）设计电路板不超过120*120，表演时动作协调、灵活；（2）表演的基本动作，具体顺序可自行设计。必须涵盖前进、后退、左转、右转等动作；3 无线遥控控制系统整体方案设计及论证3.1 系统整体方案的设计制作流程设计就是根据题目的要求而对硬件和软件进行规划，并选择最合适的硬件电路和软件程序来达到目的。硬件设计是通过对设计要求的分析，对各种元器件的了解，而得出分立元件与集成块的某些连接方法，以达到设计的功能要求。并且把这些元器件焊接在一块电路板上。它包括对各种元器件的功能和接法的了解，以及对各种元器件的选择和设计方案的选择。软件设计是分析设计的硬件用程序实现其功能，并且调试优化产品功能。电气是机器人最重要的部分，直接影响着机器人功能的实现于否。舞蹈机器人要求完全自动控制，必须采用单片机为控制核心，它类似于机器人的大脑，接收和处理所有外界信息，指挥并控制机器人的所有动作。语音识别等功能是制作机器人硬件的难点，它要求机器人具有一定的感觉系统。目前，机器人技术已日趋成熟，机器人感觉系统可通过各种各样相应的传感器技术即可实现。传感器把接收到的外部信息输入到单片机，再通过软件进行控制，从而单片机发出命令指挥机器人动作。软件编程可以丰富机器人的功能，使机器人动作更加完善。总体方案设计框图如图3.1所示。总体设计模型，软件软件整体设计模型总体设计各方案确定原理图制作PCB制作各模块整合了解各芯片操作子程序编写程序整合总装整合，调试图3.1 无线遥控控制系统总体制作过程3.2 系统整体方案的比较论证及确定根据以上的制作流程图，研究电气控制系统，对多种方案进行比较论证后，选出一个最佳的方案，最后再进行软件部分的设计。3.2.1系统整体控制方案一电机驱动电路采用L298提高电路的可靠性。同时还可以采用相互独立的电源供电。以确保单片机正常运行，进而以保证整个系统正常工作。3.2.2系统整体控制方案二方案二的电气图基本不变，只是把全部用三极管制作。3.2.3系统整体控制方案的比较与选择（1）首先挖掘机机构系统采用的是直流电机，可以使用三极管桥式驱动方式或者继电器控制方式，对电机的控制要求不一样所以对不同的电机采用不同的控制方法。三极管构成的驱动电路其优点是能够进行脉宽调速，缺点是三极管有压降，此种方法驱动的力度不够大。因此在电机驱动电路的选择上用L298构成开关控制方式更为合适。（2）单片机控制系统采用单机形式，其可靠性能更高。综上所述，整体方案选择最佳电气方案二。4 无线遥控挖掘机控制系统硬件电路设计4.1电机驱动电路编码驱动是本系统的执行机构，本系统选用L298型编码驱动，L298的输出电路可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。固态继电器有寿命长、可靠性高、灵敏度高、控制功率小、电磁兼容性好、 快速转换、电磁干扰小的优点。D4810型继电器输入电流为5-40mA，电压330V，额定输出电流10A，输出电压范围宽为20-220V，满足项目的要求。图4.1 L298外形结构在直流电机电枢上加上一定幅度的直流电压，电机便开始旋转；改变电压方向，电机转向也随之改变。如果电机以恒速运动，不调速可以采用一个简单的电路来控制正/反向4.2单片机控制系统采用单机完成系统的控制，并且选用AT89S52型单片机。在系统中P1口作为传感器的输入端口，P0作为行走电机的控制端口，P2作为动作电机的控制端口。P3作为备用接口。另外留出串行通信的端口以备上位机控制使用，如图4.4所示。图4.4控制系统的的电路原理当P0口作为一般的I/O口用时我们要接上一个排阻作为上拉电阻。这是由单片机的内部特性所决定的。单片机及其外围接口电路包括单片机、时钟电路、复位电路、外部接口扩展电路等。单片机采用AT89S52系列单片机，它是八位的高性能嵌入式控制器，具有32个可编程的I/O口，价格便宜，但功能强大且支持在线编程功能，使用十分方便。时钟电路给单片机系统提供时间基准设计时因为需要串口通信，所以采用12MHz的晶振。5 无线遥控挖掘机控制系统软件设计5.1 主程序设计根据已有的机械结构设计与电路设计，单片机上的控制程序主要包括一个主程序和相应的中断服务子程序。本设计采用C语言按模块化的编程思想编写。所有机器人的动作实现部分均在子函数中完成主函数中只负责对子函数的调用如此便保证了良好的维护性和清晰的代码结构。主程序中，首先对单片机进行初始化，接着调用脉宽调速函数，使相应电机获得应有的速度。然后进入程序中的主循环，判断当前系统的工作模式是自动状态还是手动状态(设置变量用于标识系统运行的状态，在机器人刚通电时默认进入手动控制状态)。主程序主要负责设置堆栈指针和中断向量.对所用到的特殊寄存器进行初始化和舞蹈动作初始化.主程序软件流程如图所示。主程序单片机初始化等待信号是否为开始YY执行对话N执行驱动开始驱动结束N