各功能模塊通過無線通信程序與底層進行信息交換。其軟件功能模塊結構如圖3 所示。通信層采用串口，USB 和無線通信口3 種通信方式。串口通信方式采用RS232串行總線技術，全雙工，傳送波特率為57600bps;USB 通信方式采用USB2.0 高速通用串行總線，傳送速率可高達480Mbps;無線通信方式遵循IEEE802.11 通信協(xié)議，支持最高傳輸速率為54Mbps。整個系統(tǒng)的應用軟件具有控制、數(shù)據(jù)處理、人機交互、網絡通訊等功能。

2 新型數(shù)控中無線通信技術

2.1 802.11通信機制

目前常用的掌上電腦的無線聯(lián)網方式有GPRS， IEEE802.11(Wi-Fi)，藍牙技術、家庭網絡HOMERF 等。這些方式各有優(yōu)劣。IEEE802.11 是1999 年最新版本的無線局域網(WLAN)標準。與藍牙協(xié)議和家庭網絡的HOME RF 標準相比IEEE802.11 協(xié)議具有傳輸距離遠，傳輸速度快等優(yōu)點，是無線通信技術發(fā)展的主流。和其他IEEE802.x 標準一樣，802.11 標準著重定義了物理層(PHY)和介質訪問控制(MAC)子層。IEEE802.11 的MAC 層提供對無線共享介質的訪問控制。除此之外，還提供支持無線傳輸和站點移動所必須的網絡連接、認證、保密和電源管理等功能。近年來，802.11標準又擴展出802.11b、802.11a、802.11g等系列，這些擴展標準采用的是不同的物理層標準，使通信速率提高到11Mbit/s、22 Mbit/s至54 Mbit/s，但它們對MAC層協(xié)議沒有重大改變。

2.2 新型數(shù)控中無線通信的具體實現(xiàn)方案

在新型數(shù)控體系結構中，數(shù)控P D A 是通過IEEE802.11x 通信協(xié)議與車間服務器及機床控制器通信。根據(jù)機床控制系統(tǒng)的不同配置，其無線通信的實現(xiàn)方案也不同。主要有以下幾種：

(1) 數(shù)控PDA的無線模塊和單片機數(shù)控系統(tǒng)相連的無線通信接口電路;

(2) 數(shù)控PDA的無線模塊通過與傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的RS232/802.11轉換器相連接;

(3) 通過數(shù)控PDA的無線模塊與嵌入式機床控制器的802.11x無線網卡通信。

在單片機數(shù)控系統(tǒng)中，通過一種基于單片機無線通訊接口電路來實現(xiàn)數(shù)控PDA 與單片機的無線通信。這種單片機無線通訊接口電路是由Micrel公司推出的單片發(fā)射器芯片(MICRF102)和單片接受器芯片(MICRF007)組成。工作在國際通用ISM 頻段300～400MHZ，具有ASK 調制和解調能力，抗干擾能力強，非常適合于工業(yè)控制領域。同時它又具備頻率穩(wěn)定性好，接受靈敏度高，功耗底等優(yōu)點?？梢苑奖銛?shù)控PDA 與單片機之間的串行數(shù)據(jù)無線通信。其接口電路工作原理如圖4 所示。

對于傳統(tǒng)數(shù)控機床來說，通常這些設備所提供的通信接口是普通的RS-232串行接口。如何使這些設備與數(shù)控PDA 通信呢?一個經濟、快速的解決方案是，在傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的串行接口上外接一個RS-232/802.11轉換器，將數(shù)控設備的串口RS-232信號與無線通信信號相互轉換，使之符合IEEE 802.11x通信協(xié)議。它使數(shù)控設備與無線局域網聯(lián)網，有效地擴展了數(shù)控設備的聯(lián)網通信能力，并且最終使固定的數(shù)控設備可以與自由移控動的數(shù)控PDA實現(xiàn)無線通信。

總而言之一種基于IEEE 802.11協(xié)議下的無線串口是網絡環(huán)境下的數(shù)字化制造的重要趨勢。二者間無線通信的實現(xiàn)，實際上可以看作是用無線模塊替代有線串口連接，亦既將兩個無線模塊組成的無線信道看成是一個兩端口的設備。對兩設備而言，串口通信時有線連接與無線連接的端子對應關系是一樣的。用無線信道替代有線連接的通信程序編制也基本相同。