基于无线通信技术的新型数控系统

　　1.2 数控PDA 的软件结构

　　当前用于掌上电脑上的嵌入式操作系统有很多, 较典型的有Windows CE、Pocket OS、Palm OS、Hopen、嵌入式Linux 等。Windows CE.NET 作为目前掌上电脑的是一个基于Win32应用程序编程接口（API）的操作系统。我们采用Windows CE.NET 和Visual Studio.Net分别作为数控PDA的操作系统平台和应用程序开发平台。整个软件系统按功能模块进行设计。系统实现分为3 个层次，分别是人机界面和系统管理层、数据组织与管理层、与上级服务器及下级嵌入式机床控制器进行通信的通信层。通信层包括了通信链路的建立、数据链路通信协议的实现、表示层的具体实现。数据库管理完成数据的建立、排序、检索与维护，实现真正的移动传输。系统的控制管理层是整个软件系统的核心，对于数控 PDA 来说，其功能和智能化程度的区别都反映在这一层上，系统功能的增减也均在这一层进行，包括程序的编译解释、调整、自动、诊断、参数设置、仿真等与用户操作有关的功能子模块。

　　各功能模块通过无线通信程序与底层进行信息交换。其软件功能模块结构如图3 所示。通信层采用串口，USB 和无线通信口3 种通信方式。串口通信方式采用RS232串行总线技术，全双工，传送波特率为57600bps;USB 通信方式采用USB2.0 高速通用串行总线，传送速率可高达480Mbps;无线通信方式遵循IEEE802.11 通信协议，支持最高传输速率为54Mbps。整个系统的应用软件具有控制、数据处理、人机交互、网络通讯等功能。

　　2.新型数控中无线通信技术

　　2.1 802.11通信机制

　　目前常用的掌上电脑的无线联网方式有GPRS， IEEE802.11（Wi-Fi），蓝牙技术、家庭网络HOMERF 等。这些方式各有优劣。IEEE802.11 是1999 年最新版本的无线局域网（WLAN）标准。与蓝牙协议和家庭网络的HOME RF 标准相比IEEE802.11 协议具有传输距离远，传输速度快等优点，是无线通信技术发展的主流。和其他IEEE802.x 标准一样，802.11 标准着重定义了物理层（PHY）和介质访问控制（MAC）子层。IEEE802.11 的MAC 层提供对无线共享介质的访问控制。除此之外，还提供支持无线传输和站点移动所必须的网络连接、认证、保密和电源管理等功能。近年来，802.11标准又扩展出802.11b、802.11a、802.11g等系列，这些扩展标准采用的是不同的物理层标准，使通信速率提高到11Mbit/s、22Mbit/s至54 Mbit/s，但它们对MAC层协议没有重大改变。