工程机械的应用,涉及国民经济的各个领域,使铁路、公路、港口等物流和矿山开采、基础设施建设等重要国民经济领域相关作业效率得到极大提高。随着工程机械不断大型化、智能化,驾驶操纵室回转操作和长距离工程操作日益增多,传统的利用通讯线缆传输各类信号的方式所导致的故障不断增加,传输可靠性受到一定影响,已越来越不能适应工程机械日益大型化的需要。近年来,随着射频无线通信技术的迅速发展,对大型工程机械驾驶操控室仪表显示及操作遥控采用无线通信的信号传输方式,可有效消除线缆传输固有的弊端,保证信号传输的质量和可靠性。本文针对大型工程机械各类信号与驾驶操控室仪表异地显示以及工程操作遥控等无线通信问题,提出了基于射频收发芯片nRF2401实现无线数据传输的通信方案,并完成了方案设计及系统样机的研制。本文在分析研究短距离射频通信及关键技术基础上给出了无线通信系统软、硬件设计及系统样机研制方法。针对系统在实际通信环境中的信号干扰和数据丢失问题,采用了自适应跳频软件扩频协议等抗干扰处理,提高了通信系统的可靠性;针对点对多点无线数据通信中射频机的通信问题,采用了基于地址的身份认证算法,增强了系统的安全性;针对传统上位机通讯接口方式单一问题,采用了UART和USB双接口设计,增加了系统的灵活性。系统样机在HZB908A-JAC型工程叉车上完成了仪表数据采集、射频无线通信、工程操作遥控、与上位机通讯、抗干扰等测试实验。测试结果表明:系统具有低功耗、抗干扰、易携带等优点。在100 m左右的通信距离内,能够稳定地实现数据的有效传输,通信速率高、质量好。此外,本系统的发射机和接收机均能工作在收发方式,并预留多种接口,方便扩展功能和组网,在大型工程机械上有着广泛的应用前景。