通信工程综合实训

第一部分 自行开发的VX-2R电台功能..........................................1

  1.1 VX-2r无线电收发机性能参数说明.......................................1

  1.2调频电台调试.........................................................1

  1.3相关功能开发.........................................................1

第二部分 Ad Hoc网络及其在军事上的应用专题综述.............................3

  2.1简介.................................................................3

  2.2 Ad Hoc网络的结构及特点...............................................4

  2.3 Ad Hoc网络的发展脉络.................................................6

  2.4 Ad Hoc网络在军事通信中的应用.........................................5

  2.5结束语...............................................................7

  参考文献............................................................... 10

第三部分 温度检测器设计制作.............................................. 11

  3.1理论基础............................................................11

  3.2元器件清单..........................................................14

  3.3原理图设计..........................................................14  

  3.4程序设计............................................................15          

  3.5实物图..............................................................20

  3.6使用说明............................................................21

第四部分 卫星电视接收中国教育频道........................................ 22

  4.1卫星电视接收系统的组成..............................................22

  4.2卫星广播电视信号的极化方式..........................................22   

  4.3卫星电视天线的安装..................................................22

  4.4卫星电视系统调试....................................................23

      4.4.1修改接收机参数................................................23

      4.4.2调整卫星天线..................................................24

      4.4.3注意事项......................................................24

  4.5调试结果............................................................25

结束语................................................................... 27

第一部分  自行开发的VX-2R电台功能

VX-2R是一款超小型的多频段调频无线电收发机，并具有很宽的的接收频率覆盖。它超小的体积便于随时携带，除了可以再144和430Mhz上的发射操作，还可以接收调幅和调频的广播频段、短波频段、VHF/UHF电视伴音频段、VHF调幅航空频段以及广泛的商业和公共安全频率。其他相应的功能也非常齐全，可以为生活、工作带来极大便利。

1.1 VX-2r无线电收发机性能参数说明

    1 信道步长：vx-2r的频率合成器提供了5/9/10/12.5/15/20/25/50/100khz等多种信道的频率间隔，即为信道步长。

    2 接收模式：有以下几种可选的接收模式    AUTO：自动方式

                                          N-FM：窄调频

                                          W-FM：宽调频

                                          AM：调幅

    3 中继频差：可以按不同国家的习惯配置不同的中继频差。144Mhz的中继频差是600khz；在430Mhz频段的频差可能是1.6 Mhz、7.6Mhz或5Mhz。

    4 频率稳定度：±5ppm（-10℃~+60℃）

5 制式：F2，F3

1.2 调频电台调试

   VX-2R具有扫描/接收调频电台、电视伴音广播等功能。

如接收以下三个调频电台：  北京中国国际广播电台   FM 88.7 Mhz

                         辽宁经济广播电台       FM 107.6 /FM 105.5Mhz

                         辽宁电台文艺台         FM 95.9 Mhz

   还可以接收电视伴音频率，如接收一套电视伴音信号，其频率：76 Mhz

1.3 相关功能开发

 1 设置背光亮度 操作步骤如下：

    A .按住[H/L]键一秒钟进入菜单模式

    B.转动调谐旋钮选择16号菜单：DIMMER

    C.短按[H/L]键就可以对该项进行调整

    D.转动调谐旋钮调整背光到一个舒适的亮度。

    E.按发射键保存新的设定并返回到正常操作

 2 改变信道步长 操作步骤如下：

    A.按住[H/L]键一秒钟进入菜单模式

   B.转动调谐旋钮选择43号菜单：STEP

    C.短按[H/L]键就可以对该项进行调整

    D.转动调谐旋钮选择新的信道步长

    E.按发射键保存新的设定并返回到正常操作

 3 信道存储 操作步骤如下：

    A.在频率模式下（VFO），选择需要的频率，同时设好要保存的亚音静噪模式、中继频差和发射频率

    B.按住[F/W]键一秒钟

    C.在放开[F/W]键的五秒钟之内选择信道，微处理器会自动选择第一个可用的空闲信道

    D.再按一次[F/W]键将频率等数据存入信道

    E.这是仍然工作在频率模式下，可以重复以上步骤，输入其他频率并保存到另外的信道

 4 短波广播信道  操作步骤如下：

    A.按[F/W]键然后再按激活互联网功能，调出特殊信道菜单

    B.按[BAND]键选出“RADIO”(调出广播信道组)

    C.转动调谐旋钮从个可用的广播信道中选择其中之一

    D.按[H/L]键可使显示屏上的指示在“频率”和“站名”之间切换

    E.按[V/M]键或[F/M]键，紧接着再按激活互联网功能键，退回到正常模式

第二部分 Ad Hoc网络及其在军事上的应用专题综述

                           摘 要

本文主要结合Ad Hoc网络的结构和特点，介绍了网络发展的历程，针对网络在军事通信中的应用主要介绍了一种面向军事通信开发的无线自组网系统NTDR (Near Term Digital Radio)。

关键字：Ad Hoc ；军事通信；应用

2.1 简介

    移动自组织网络(Mobile  Ad  Hoc Network: MANET)出现之初指的是一种小型无线局域网。如果追溯到20世纪70年代初期的分组无线网的话，Ad Hoc网络已走过了30年的历史。即使从1991年IEEE 802.11标准委员会正式用Ad Hoc来描述这种自组网、对等式无线移动网络算起，也已经有10余年的历史。但这种特殊的无线通信网络直到20世纪90年代后期才逐渐被我们所了解和关注。这是因为Ad Hoc网络一开始就是为军事通信应用而设计的。军事通信由于其特殊的应用环境，对通信技术有着特殊的要求。自组网的出现，最早就源自军事上的需求。首先，在军事上的许多场合，作战和指挥机构快速移动，这就要求它们之间的通信一定要采用无线方式;其次，战场环境下的通信系统要求具备较强的抗毁性，不能因为个别节点的毁坏而造成整个通信系统的瘫痪，这就要求通信系统最好以一种无中心、分布式控制的方式进行组网，此外，在某些战场环境下，由于不能或不方便预先布设通信基础设施，也需要一种可快速展开的自组织移动网络;最后，随着各种高速数据业务和多媒体业务在军事上的应用，无线频谱资源越来越紧张，在100MHz以下的频段已不能满足新的军事通信需求，而在100MHz以上的频段只能进行视距传输，了无线通信的范围。因此，为了实现远距离用户之间的消息交互，必须要采用多跳中继转发的方式。

上述的所有需求综合起来就是要求一种无中心、分布式控制、可快速临时组网、多跳的无线移动通信系统，即无线移动自组织网。目前美军面向军事通信开发的无线自组网系统主要有PRNET(Packet Radio Network)、NTDR(Near Term Digital Radio)、WINGs(Wireless Internet Gateways)。此外，英国、澳大利亚、挪威和法国等也都积极研究适合军事应用的分组无线网。如英国的战斗无线网(CNR)和澳大利亚国防部1993年研制的短波战术无线网(TPRN),可支持语音、图像、传真、X.400报文和文件传输等综合业务传输，并可以和B一ISDN互连。此外还有挪威陆军于1990年研制的TADKOM战术通信系统，法国的战术电台(PR4G)等。笔者主要结合Ad Hoc网络的结构及特点简要介绍了Ad Hoc网络的发展及在军事通信中的应用。

2.2  Ad Hoc网络的结构及特点

    Ad Hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的临时性自治系统。Ad Hoc网络一般采用分布式控制结构，即完全分布式网络结构和分层分布式控制网络结构。这两种网络结构又分别称为平面结构和分级结构。

    1 平面结构

平面结构的网络比较简单，无需任何的结构维护过程。所有节点在网络控制、路由选择和流量管理上都是平等的，所以又可以称为对等式结构。这种结构中源站和目的站之间一般存在多条路径，可以使用多条路径实现负荷分担，也可以为不同的业务类型选择适当的路径。网络所有节点是对等的，原则上不存在瓶颈，所以比较健壮,见图1.

                      图1 平面结构    

    2 分级结构

    网络被划分为簇(Cluster)，每个簇由一个簇头(Cluster Header)和多个簇成员(Cluster Member)组成，这些簇头形成了高一级的网络，在高一级的网络中，又可以再分簇，再次形成更高一级的网络，直至最高级。分级结构中，簇头节点负责簇间数据的转发，它可以预先指定，也可以由节点使用算法选举产生。根据不同的硬件配置，分级结构的网络又可以分为单频分级和多频分级两种。单频分级见图2，所有节点使用同一个频率通信。实现簇头之间的通信，要有网关节点的支持。簇头和网关节点形成高一级的网络，称为虚拟骨干网络。在分簇结构中，网关是指同时位于两个簇头通信范围内的节点。

                             图2 单频分级结构

而多频分级网络中(见图3)，不同级采用不同的通信频率。低级节点的通信范围较小，而高级节点要覆盖较大的范围。高级的节点同时处于多个级中，使用多个频率，用不同的频率实现不同级的通信。在图3所示的两级网络中，簇头节点有两个频率。频率1用于簇头与簇成员的通信，而频率2用于簇头之间的通信。硬件支持的话，分级网络中的每个节点都可以成为簇头。这样需要适当的簇头选举算法，算法要能根据网络拓扑的变化重新分簇或废除和选举簇头。

                          图3  分级结构

目前在军事应用中，规模较大的Ad Hoc网络常采用分簇结构，且簇的划分和管理通常与作战单位相对应，不同簇之间通信必须借助于网关节点的转发来完成。假如以一个建制连作为一个簇，不同连的节点的通信必须通过营的网关节点来转发见图4，当1连的某个节点要和3连的某个节点通信时，必须借助于1营的网关节点进行转发。

              图4 军事通信中采用的分簇网络结构

    3 Ad  Hoc网络的特点

Ad Hoc网络具有无中心、自组织、多跳路由、组网、节点移动等特点。这使得它在很多特殊场合的通信应用有独特的优势。但这些独有的特点也使得Ad Hoc网络在组网方式上跟传统的无线通信网络有极大的差异。Ad Hoc网络的多跳共享无线广播信道、多跳路由等都是普通有中心的无线网络不可能遇到的。为了适应这种独特的组网和工作方式，必须为Ad Hoc网络单独设计相应的协议。无论是信道接入协议、路由协议、传输协议等都要根据Ad Hoc网络的需要和特点进行改进和调整。

2.3  Ad Hoc网络的发展脉络

    Ad Hoc网络发展至今大约经历了4个阶段。

    第一阶段为Ad Hoc网络的萌芽期(20世纪70-80年代)。此阶段的目标是在无线网络中实现分组数据的传送。这是当时分组无线网的设计目标。研究的领域集中在物理层和链路层，组网的概念并不清晰。严格意义上而言，这只算是Ad Hoc网络的前身。

    第二阶段为Ad Hoc网络的初步使用期(20世纪80-90年代)。Ad Hoc网络的规模变大，并在军事通信系统中使用。随着规模的变大，组网问题变得非常重要。但受网络技术发展的，提出了很多私有的协议和标准。这一阶段还对规模使用面临的抗毁性等问题进行了研究。

    第三阶段为Ad Hoc网络的初步成熟期(20世纪90年代)。随着软、硬件技术的快速发展、计算机网络和移动通信等技术的逐渐成熟。Ad Hoc网络技术步入了初步的成熟期，新的元器件、新的无线通信技术、新的路由协议等都为它的发展提供了技术保证。美国开始研制大量的Ad Hoc网络设备并装备。Ad Hoc网络无论技术研究、设备开发、组网、管理等方面都得到了快速的发展。这一阶段初步解决了组网的问题，并且有些设备在物理层实现了话音和数据的综合传送。

第四阶段为Ad Hoc网络蓬勃发展期(从20世纪90年代至今)。由于Ad Hoc网络逐渐开始采用TCP/IP等标准的商用网络协议，加上其应用领域也逐渐从军事应用向民用扩展，越来越多的研究人员参与到了对Ad Hoc网络技术的研究工作中。研究的方向涉及到了Ad Hoc网络技术的方方面面，涵盖了信道技术、接入技术、组网、的网络管理、分簇算法、QoS、网络安全、节能等方面。这一阶段的研究已经并将继续使Ad Hoc网络技术进一步走向成熟，并逐步实现多媒体通信功能，以支持数据、话音、图像的综合传送。此外，还要为不同的应用场合提供特殊的技术支持，比如在分级网络中要有合适的分簇算法，对于传感器应用要使用节能技术等。还有，随着Ad Hoc网络应用范围的不断扩大，在组网和网络运营过程中面临的网络管理、安全管理等公共难题也将在此阶段得到解决。

2.4 Ad Hoc网络在军事通信中的应用

    20世纪60年代有线网中分组交换技术的出现，为自组网的诞生奠定了概念上的基础。1972年美国国防部DARPA发起了研究与开发分组无线网络(PRNET)的研究项目，试图将分组交换的概念扩展到无线通信领域。到20世纪80年代，PRNET的可行性得到了验证。

    为了进一步解决PRNET开发中暴露出来的问题，DARPA于1983年又发起了可生存无线网络(SURAN)的研究计划。

    因特网的成功推动了要将全球信息基础设施扩展到移动无线环境中的进程。美国国防部在1994年启动了DARPA的全球移动(GloMo)信息系统计划。GloM。计划中比较有影响的项目有WINGs和MMWN等。在这里主要介绍一种面向军事通信开发的无线自组网系统NTDR (Near Term Digital Radio)。

    NTDR是美军用于在移动无线环境下支持IP数据业务的战术无线电台，美军打算把它作为实现旅或旅以下战术作战中心TOC(TOC,Tactical Operation Center)之间通信的骨干无线电台。NTDR使用了两个天线，一个用于嵌入式GPS接收机，另一个用于UHF频段(225~450MHz)的通信。

NTDR电台可以自动地组织成一个动态的两层网络。在该网络中，电台分成若干个群，每个群由一个群首和若干成员组成，各个群的群首构成一个骨干网见图5。

                        图5 NTDR网络结构

    在NTDR网络中，支持多达7跳的多跳通信。某一群成员漫游到其他群时，可以在这两个群间自动切换。NTDR系统具备自我修复网络的能力，如果某一个群首失效(例如:电力不足、故障或被击毁)，会有一个新的群首被选举出来。

    NTDR电台使用了无线开放最短路径优先(ROSPF，Radio Open Shortest Path First)协议作为它的路由协议。

    NTDR电台使用了CSMA类协议(CarrierSense Multiple Access)作为它的无线信道接入控制协议。

    此外，NTDR同时使用了3个不同频点用于不同目的:①控制信道使用的频道;②群内成员通信使用的局部频道;③不同群间群首通信使用的骨干频道。

    1 分群和路由

    整个NTDR网络分成了多个群见图6，每个群中有两种节点:普通节点和群首。普通节点距群首只有一跳，所有群的群首相互连接构成骨干网络。NTDR结构将相邻群之间的通信在只能通过群首完成，因此群首也行使了网关的功能。而且，单个群内的一跳邻节点可以直接通信，但群间的通信都必须经过群首。

NTDR分群方案是专门为了应付战术网络中可能出现的频繁的节点移动和节点失效而特别设计的。网络“骨干网”是由群首稀疏地连接在一起的，每个群首的失效都可能带来较大的影响。为了克服这个弱点，其他节点要积极地维护路由骨干网。当网络拓扑(节点连接性)发生变化时，每个节点都要有迅速成为群首的能力。为了跟踪与相邻节点的连接性，每个节点都周期性地接收和发送信标(Beacon)分组。

                  图6 NTDR网络结构

    2 MAC协议

NTDR采用经典的MACAW4次握手(RTS/CTS/DATA/ACK)机制接入信道，在图7中给出了4握手控制机制的时序。接收端采用CRC校验来判断收到的数据分组是否正确。

                 图7 握手信道接入控制机制

    3 物理层

    NTDR发送频率为225~450MHz，传输速率375kbit/s，最大发送功率20W(43dBm)。对信息数据首先采用3/4码率、约束长度为k=7的卷积码编码，编码后的数据流速率为500kbit/s。然后，将编码后数据流进行QPSK调制的直接序列扩频，扩频序列为4Mhz TRANSEC (Tran-smission Security)伪随机序列，扩频增益为16。

在这种物理层下，对于一个点对点链路，NTDR传输工P分组的最大吞吐可达250kbit/s,对于较大的工P分组往返时延大约为140ms。

2.5 结束语

    无线移动自组织网的出现，最早源自于军事上的需求，是为满足战场生存能力强、无固定的设施和超视距范围连接的需要而发展起来的。它以自组织、自恢复、多跳通信、快速部署、不需要依靠预置的固定通信基础设施等特点，可以使士兵及其他移动平台在战场上能够自由移动，而不受任何有线通信设备的;可在如沙漠或丛林这样根本没有陆地通信基础设施的区域内快速展开，完成通信功能;可以实现超视距用户之间的消息和数据交换。总之，无线移动自组织网可以满足战场上对生存能力的要求，因此在军事上得到了极大的关注，它必将在军事通信领域发挥越来越重要的作用，成为未来战场上的主要通信手段之一。

1972年美国国防部DARPA发起了研究与开发分组无线网络(PRNET)的项目，从此拉开了研究自组网的序幕。目前，世界各国都在对自组网在军事上的应用展开研究。美国国防部在1994年启动了DARPA的全球移动(GloMo)信息系统计划。此外，英国、澳大利亚、挪威和法国等也都积极研究适合军事应用的分组无线网。如英国的战斗无线网(CNR)和澳大利亚国防部1993年研制的短波战术无线网(TPRN)等。Ad Hoc网络虽然出现了很多年，但它仍是一门新兴的网络技术，很多问题有待进一步解决。

                            参考文献

   [1] Leiner B M, Nielson D L, F.A.Tobagi, Packet Radio Networks Special工ssne, Proc.IEEE[J]，1987.

   [2] 郑少仁，王海涛，赵志峰等.Ad  Hoc网络技术[M].北京:人民邮电出版社，2005.

   [3] 于宏毅.无线移动自组织网[M].北京:人民邮电出版社，2005.

   [4] 何非常，周吉，李振帮等.军事通信一一现代战争的神经网络[M].北京:国防工业出版社，2000

第三部分  温度检测器设计制作

  3.1 理论基础

随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机ATC2051，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。

温度计电路设计总体设计方框图如图8所示，控制器采用单片机ATC2051，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。

 图8　总体设计方框图

    1 主控制器

单片机ATS51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用三节电池供电。

    2 显示电路

显示电路采用3位共阳LED数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码。

    3 温度传感器

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：

●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；

●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；

●无须外部器件；

●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；

●零待机功耗；

●温度以9或12位数字；

●用户可定义报警设置；

●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；

●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作； 

DS18B20采用3脚PR－35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图9所示。

                            图9 DS18B20内部结构

位ROM的结构开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。

 DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器,头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。

   4 DS18B20与单片机的接口电路

   DS18B20可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源.另一种是寄生电源供电方式，如图10所示。单片机端口接单线总线，为为保证有效DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。

                    图10  DS18B20采用寄生电源的电路图

3.2 元器件清单

    综上，根据设计方框图，选择相应元器件，就可以在Protues或者protel软件环境下画出原理图。所需要元器件清单如下：

                             图11 元器件清单

3.3 原理图设计

   下图即为本设计总体原理图，控制器使用单片机ATC2051，温度传感器使用DS18B20，用3位共阳LED数码管以动态扫描法实现温度显示。设计简洁而逻辑清晰，具有一定的科技含量与难度，而且功能强大，应用广泛。

                               图 12  原理图

3.4 程序相关

由于本设计中用到了控制器即单片机ATC2051，所以要设计相应的C语言程序或者汇编语言程序以实现相应的控制功能。基于DS18B20数字温度传感器的软件设计采用C51编写程序，主要完成DS18B20的测量温度值计算及温度值的显示功能。其采用模块化设计，程序设计包括系统初始化、复位程序、读取温度程序、温度转换程序、数码管显示程序和延时程序，温度控制器的关键程序代码如下所示：

1.DS18B20.c

     #include "ds18b20.h"

    #include "delay.h"

    bit Init_ds18b20( )

{

    bit tempData;

DQ=1;          

DelayUs2x(5); 

DQ=0;           

DelayUs2x(200);

    DelayUs2x(200);

DQ=1;              

DelayUs2x(50); 

tempData=DQ;  

    DelayUs2x(25); 

    return tempData;

}

   void Write_ds18b20(uchar dt)

{

    uchar i=0;

    for(i=0;i<8;i++)

    {

        DQ=0;

        DQ=dt&0x01;

        DelayUs2x(25);

        DQ=1;

dt=dt>>1;

    }

    DelayUs2x(25);

}

 uchar Read_ds18b20()

{

    uchar i=0;

    uchar dt=0;

    for(i=0;i<8;i++)

    {

        DQ=0;

dt>>=1;

        DQ=1;

        if(DQ)

        {

            dt|=0x80;

        }

        DelayUs2x(25);

    }

    return dt;

}

    uint ReadTemperature()

{

    uint dt,tempH,tempL;

    Init_ds18b20();

Write_ds18b20(0xcc);

Write_ds18b20(0x44);

    DelayMs(10);

    Init_ds18b20();

Write_ds18b20(0xcc);

Write_ds18b20(0xbe);

tempL=Read_ds18b20();

tempH=Read_ds18b20();

tempH=tempH<<8;

    dt=tempH+tempL;

    return dt;

}

    2.延时程序

    #include "delay.h"

    void DelayUs2x(unsigned char t)

    {  while(--t);

    }

    void DelayMs(unsigned char t)

    {

       while(t--)

    { 

     DelayUs2x(245);

     DelayUs2x(245);

    }

}

    3.主程序

    #include

    #include "delay.h"

    #include "ds18b20.h"

    #define uint unsigned int

    #define uchar unsigned char

    #define duanMa P0

    #define weiMa P2

    uchar code disCode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,

    0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xBF,0xc6};                      

    uchar code disBit[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20};      

    uchar disBuf[]={6,6,6,9,9,9};                            

    uint tempNum=0,tempH,tempL;

    bit tempFlag=0;

    void Init();

    void Display();

    void main()

{

    Init();

    while(1)

    {

        tempNum=ReadTemperature();

if(tempNum&(1<<15)) {

            tempNum=~tempNum;

            tempNum+=1;

            tempFlag=1;            }

        //tempL=tempNum|0x0F;   

tempH=tempNum>>4;

        if(tempFlag==1)

        {

            tempFlag=0;

            disBuf[0]=11;          }

        else

        {

            disBuf[0]=10;          }       

        disBuf[1]=tempH/100;

        disBuf[2]=tempH%100/10;

        disBuf[3]=(tempH%10);

        disBuf[4]=10;          

        disBuf[5]=12;     

        Display();

    }

}

    void Init()

{

duanMa=0xFF;   

    weiMa=0x00;    

}

    void Display()

{

    uchar i=0;

    for(i=0;i<6;i++)

    {

        duanMa=disCode[disBuf[i]];

        weiMa=disBit[i];

        DelayMs(1);

        weiMa=0x00;

    }

}

3.5 实物图

    程序、仿真调试无误后可以进行相关硬件的制作，具体包括板子的选择与元器件的选择与焊接等，由于是手工焊接，过程中要细心、耐心；也可在网上购买相应散件自己进行制作焊接，以下是散件图与最终的成品图：

                     图13 PCB板及散件图

    将相关元器件连接之后，要进行调试，保证连接无误。本设计实物图如下，连接上三节5号干电池，即使用4.5v直流电源供电，即可正常工作：检测室温、设置报警温度等等。如下图所示：

                          图14  连接实物图

  3.6 使用说明

    本电路采用用DS18B20做温度传感器，3位共阳数码管做显示，ATC2051单片机做处理控制，电路简单。从X1接入5V±0.5V直流电源(注意正负极)，按一下S1电路显示当前的温度值，再按一下S1进入温度设定状态，这时可以按S2或S3调整设定温度值，再次按下S1时返回当前温度显示同时会对设定温度值进行保存，这个设定值会保存在DS18B20中，掉电后也不会丢失，下次上电时，单片机会自动读入上次的温度设定值。长按S1为关闭显示和温控，再次按下时功能再次打开。电路中还设计了一路控制输出，当当前温度超出设定温度时LED1被点亮，同时从X2输出5V电压，可驱动5V继电器等。

            第四部分 卫星电视接收中国教育频道

4.1 卫星电视接收系统的组成

    卫星电视接收系统是由：抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机组成一套完整的卫星地面接收站。抛物面天线是把来自空中的卫星信号能量反射会聚成一点（焦点）。馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个聚卫星的喇叭，称为馈源，意思是馈送能量的源，要求将汇聚到焦点的能量全部收集起来。前馈式卫星接收天线基本上用大张角波纹馈源。高频头（LNB亦称降频器）是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号的放大然后传送至卫星接收机。高频头的噪声度数越低越好。卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星电视图像信号和伴音信号。

4.2 卫星广播电视信号的极化方式

    卫星电视信号的极化方式有四种：右旋圆极化、左旋圆极化、垂直极化和水平极化。因前两种极化不常用，现只介绍垂直极化V和水平极化H的接收方式。垂直极化和水平极化的接收，是改变馈源的矩形波导口方向来确定接受的是垂直极化还是水平极化。极化方向（极化角）又因地而异有所偏差。因为地球是个球体，而卫星信号的下行波束却是水平直线传播，这就造成不同方位角所收的同一极化信号有所不同，所以地理位置不同，所接收的信号极化方向也有所偏差。馈源的长形波导口（极化方向）将不完全垂直或水平于地面。调整极化方向时应注意这一点。

4.3 卫星电视天线的安装

    安装抛物面天线时，一般按厂家提供的结构图安装。各厂家的天线结构都是大同小异基本相同。天线的结构反射板有整体成形和分瓣两种（2M以上的反射板基本为分瓣），脚架主要有立柱脚架和三脚架两种（立柱脚架较为常见），个别一点八米以下脚架为卧式脚架。抛物面天线的结构见图。以下是基本安装步骤：

   （1）卧式脚架安装在已经准备好的基座上，校正水平，然后坚固脚架钢丝及焊接固定（卧式脚架需先挑好方位角后方可固定脚架）。

   （2）装上方位托盘和仰角调节螺杆。

   （3）以顺时针将反射般的加强支架和反射板装托盘上，在反射板与反射板项链是稍微固定即可暂不紧固，等全部安装上后，调整面板凭证在全部螺丝固定。这里提示注意的是三瓣反馈板有些厂家是无顺序的可随意拼接，但有些三瓣是由安装馈源支点的安装点，这三瓣须三分安装在里面，否则馈源支架按上后不对称馈源与天线的反射焦点不能重合影响信号增益甚至收不到信号。整体成型的反射板安装上托盘架后直接将反射板装在方位托架上即可。

   （4）按上馈源支架，馈源固定盘。

   （5）馈源、高频头的安装与调整：把馈源和高频头和连接器矩形波道口必须对准、对齐、波导口内则要平整，两笔道口之间加密封圈，拧紧螺丝防止渗水，将连接好的馈源高頻头装在馈源固定盘上，对准抛物面天线的中心位置集中焦点。

    顺便介绍介绍一种计算天线焦急的简单算法：根据抛物面天线焦距比公式：FD=0.34-0.4，现以3M天线为例计算器焦距F=3*0.35+0.15=1.2m，式中0.15为修订值。3M天线的焦距为1.2米。

4.4 卫星电视系统调试

根据卫星接收站的地点，可以查得相关接收的卫星参数。由于中国教育频道电视节目调整到亚太6号卫星（东经134度）Ku频段转发器传输。所以我们查得亚太六号卫星的相关信息，其起飞重量约为4.6吨，星上拥有38个C频段和12个Ku频段转发器，投入使用后，将接替“亚太一号”A星，成为中国、东南亚、澳大利亚以及美国夏威夷等国家和地区重要的卫星通信广播平台。

需要的重要参数为接收节目的上下行频率及符号率等，中国教育电视台的下行频率为12395，符号率为27500 ，极化方式为垂直极化。

   4.4.1  修改接收机参数

    （1）组装接收机以及相关配置，打开节目接收显示器、卫星接收机电源。

　 （2）调整电视机的信号源为AV或AV1。

　 （3）使用卫星接收机遥控器，按“菜单”键进入系统主菜单，选择“设置天线”；按“确认”键，进入设置天线界面，选择“自动搜索”项，在搜索到的结果中选择本振频率为11300的卫星，如Sinosat_Ku。

　 （4）按“退出”键回到主菜单，选择“设置转发器”菜单项，进入到子菜单界面，按左右键选择第3步中确定的卫星名称。

   （5）按上下键选择“修改转发器”菜单项，进入该子界面，分别选定“频率”、“符号率”、“搜索”项，相应修改为“12395”、 “27500” “是”，直到界面下方的信号强度最大并稳定为止。

   （6）如果卫星天线位置已经调整正确，则画面上会出现彩条信号，不断按“向下键”就会出现三套电视节目画面。

4.4.2 调整卫星天线

如果信号质量不够高，我们要进行卫星天线的相应调整。以下几个公式需要在调整过程中运用。

卫星天线方位角公式：A＝arctg｛tg(ψs－ψg)/sinθ｝

卫星天线仰角公式：

公式中的ψg是接收站经度，ψs为卫星的经度，θ为接收站的纬度。

具体调整步骤如下：

   （1）根据卫星接收站的地点，查阅 “辽宁卫星接收设施调整参数表”，获得本地接收亚太6号卫星的接收天线仰角、方位角、朝南偏角。如现在沈阳地区亚太6号卫星的仰角为40.5度、方位角1.3度、朝南偏角-15.7度。

   （2）调整方位角，方位角是指卫星接收天线，在水平面做0°－360°旋转。方位角调整时抛物面在水平面做左右运动。首先计算方位角变化的度数，方法有两种，一种是将原方位角与新方位角进行对比做差，如沈阳地区亚太6号卫星的方位角1.3度，另一种是将原朝南偏角与新朝南偏角进行对比做差，求出结果。调整时需要在原来位置水平方向由西向东转动约相应角度度。

   （3）调整仰角，仰角是指卫星接收天线由平行于地面状态向垂直于天空方向仰起的角度。仰角调整时抛物面做上、下运动。将原仰角度数与转星后仰角进行对比，沈阳地区后者大于前者，则在垂直方向稍稍抬高天线约0.2度；相反，则降低天线。仰角同原来相比变化不大，调整时可以把控制仰角上边的螺母向上转半个到1个螺母的位置，基本上可以达到仰角的要求，确保能收到中国教育电视台一套节目。

   （4）为了达到更好的接收效果，在接收到节目，固定好螺母后，将高频头向外拉，让高频头的前端紧挨着托架，并慢慢的逆时针旋转高频头，微调极化角直到信号最佳为止。

4.4.3  注意事项

调整时要注意观察电视机上信号强度指示条的变化，信号强度指示条越多，就证明接收信号的强度越强，信号质量越好。若未接收到卫星信号，接收信号强度指示条没有指示（或很少）。根据信号强度指示条显示的最大值可判断天线调整是否恰当。

4.5 调试结果

                      图15 接收节目截屏

                       图16 个人与接收节目合影

                         结束语

很快，为时几周的通信工程综合实训任务就要结束了。回首这几周的努力，实在感慨良多。本设计中一共完成了四个任务，从最开始的无所适从到最终的按部就班，我觉得自己学到了很多。

在设计开始的时候，因为自己的知识层面较窄，因此觉得几乎无从下手。于是，从最初的查资料开始，慢慢的掌握了相关设计的一些关键知识，渐渐地拨开了迷雾。这个过程中，除了自己在网上、在图书馆查阅相关资料，我也积极向同学、老师咨询、学习相关知识，他们给我的指点往往使我茅塞顿开，感谢他们的帮助。而且，鉴于此次设计任务的综合性较高，因此无论是在理论知识方面还是实际操作方面对我而言都是一次很有意义的尝试。在理论方面，我试着弄懂相关公式、计算的意义，加深对通信网络相关的深刻认识，包括最后相关文档的写作，也是对自我细心与耐心的考验，这一过程让我再次深刻体会到做事情、做研究应有的吃苦与钻研精神。在实际操作方面，这实在是对个人动手能力的一次巨大考验，我们平时习惯了之研究理论知识，而往往忽略了实际操作的必要性。本次设计很考验我们的动手能力，不论是对八重洲VX-2R对讲机相关功能的开发与研究还是对卫星天线的调试与节目的接收，真正加强了对个人动手能力的锻炼。

本次设计在整体上来说还是成功的，当然也一定还有不少问题，比如对protel电路图以及PCB制图的理解还欠缺一定经验，需要不断改进。但是本次设计从根本意义上说，不仅是对四年大学所学通信相关课程的一个综合检验，也是为随即而来的毕业设计打下一个坚实的基础。而我从中得到的相关设计经验与感悟，也一定会使我在以后的学习与工作中受益良多。

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