基于蓝牙与802.11n的实验室仪器无线局域网的研究与实现

摘要

实验室仪器的管理与运行是高校教学科研管理中的重要环节；实验室仪器在很大程度上影响了教师、学生以及实验室管理者的科研和管理效率；引入短距离无线通信技术可以实现仪器管理的灵活性、高效性、实时性、易扩展性。
　　 根据实验室环境的特点，本文组建了蓝牙仪器个域网与802.11仪器无线局域网，实现了实验室仪器的数据传输的个域无线性、数据共享性，以及仪器监控的实时性、用户扩展的方便性、仪器组合使用的可行性、实验数据处理的多样性；首先，介绍了环境分析实验室的分析流程，质量管理和控制，以及仪器的电气环境，然后分析了蓝牙通信协议与通用规范、串口规范；其次，介绍了RS-232、RS-422、RS-485三种常用的串行通信标准，并且指出串行通信网络在使用的过程中需要注意的问题(传输匹配、接地问题、瞬态保护、网络失效保护、保护电路)以及解决方法；再次，分析了蓝牙虚拟串口应用的理论基础：RFCOMM服务、TS07.10子集；最后，使用蓝牙适配器实现了仪器与工作站之间数据传输模式的多样化，编写了蓝牙虚拟串口数据传输流程的C++代码，以及组建并优化了实验室仪器无线局域网：
　　 (1)分析WLAN的信道干扰因素：蓝牙微微网的干扰，802.11与蓝牙之间的干扰，微波炉对WLAN传输速率的影响，802.11的信道叠加；规避WLAN之间干扰的方式：降低AP发射功率，智能天线技术。
　　 (2)提出WLAN的环境勘测与技术指标、拓扑结构、IP地址规划、核心组网设备设置。
　　 (3)测试并优化WLAN在实验室多径效应、反射效应环境下的上/下载速率、数据吞吐量、信号强度、场强、信噪比、丢包率等网络性能。