無線數(shù)據(jù)傳輸
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無線數(shù)據(jù)傳輸范文第1篇
關(guān)鍵詞：無線數(shù)傳；無線網(wǎng)關(guān)；天線；協(xié)議轉(zhuǎn)換
引言
某石油化工廠屬于大型工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，工業(yè)用水量非常大。企業(yè)所用工業(yè)水采集點(diǎn)遠(yuǎn)在數(shù)公里之外，通過輸水線路傳輸至廠區(qū)、生活區(qū)等30個用水點(diǎn)處，各用水點(diǎn)分布在東西約長10公里，南北約5公里范圍內(nèi)。現(xiàn)在各用水點(diǎn)采用電磁流量計計量用水量，建設(shè)初期考慮到電纜敷設(shè)路徑較遠(yuǎn)， 信號衰減大，而且電纜在野外也容易遭到破壞， 所以未敷設(shè)信號電纜，沒有實(shí)現(xiàn)集中管理，由工人定時到各計量站人工抄表，極大的增加了工人的勞動強(qiáng)度，也非常不利于時監(jiān)控用水量的變化，不利于廠區(qū)自動化管理。現(xiàn)今，無線技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)中，為了減輕工人勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時無線傳輸，隨時掌握用水動態(tài)，達(dá)到提高供水效率，集中管理的目的。
1 總體設(shè)計方案
流量信號無線數(shù)傳系統(tǒng)由前端設(shè)備和后臺接收設(shè)備組成。前端采用專為高效的無線波段而設(shè)計的EP105H-G無線網(wǎng)關(guān)（包括完整的收發(fā)射裝置）、通過天線將信號發(fā)射至后臺接收設(shè)備。后臺設(shè)備安裝在控制室內(nèi)，采用與之相匹配的EP105H-G中心調(diào)度機(jī)進(jìn)行接收、通過交換機(jī)將信號在操作站上進(jìn)行監(jiān)控.國家信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局專門給此類無線系統(tǒng)辟出了223～235 MHz的無線數(shù)據(jù)通信專用頻段。傳輸速率可在1200/2 400/4 800/9 600 b/s之間調(diào)整[2]，如圖1所示。
2 無線網(wǎng)關(guān)的工作原理
無線網(wǎng)關(guān)接收流量變送器輸出的流量信號，信號形式可為4～20mA模擬信號，也可為RS485信號。考慮到模擬信號在傳輸中會產(chǎn)生偏差，我們采用RS485通訊方式，通訊協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議。再將信號完成調(diào)制，由無線發(fā)射端將信號發(fā)射出去。使用EP105H無線端口允許EP105H-G與其它EP105H-G和/或EP105H模塊進(jìn)行通訊。從EP105H 模塊中發(fā)出的信息被無線端口接收并刷新EP105H-G無線接口的輸入數(shù)據(jù)庫。無線端口同時也可以將主設(shè)備的控制信號通過無線方式輸出到遠(yuǎn)程的EP105H模塊。只要輸入信號發(fā)生改變就會立刻發(fā)送信號。也可組態(tài)按設(shè)定時間定時發(fā)送，每一個發(fā)送的信息都包括錯誤檢測以確認(rèn)信息的準(zhǔn)確性。如未收到確認(rèn)信息則該信息將重發(fā)5 次[3]。
EP105H-G單元可以作為“數(shù)據(jù)中心”單元，此單元從EP105H 無線輸入/輸出（I/O）模塊的局域網(wǎng)收集輸入/輸出（I/O），并且把這些輸入/輸出（I/O）作為一組傳輸?shù)搅硪粋€EP105H-G如圖2所示。
此種類型的網(wǎng)絡(luò)可以避免無線通信信道的擁擠，適合有大量輸入/輸出（I/O）模塊的系統(tǒng)采用。這一系統(tǒng)被分成局部分支網(wǎng)絡(luò)，每一網(wǎng)絡(luò)都有一個EP105H-G單元。EP105H模塊傳輸輸入/輸出（I/O）值到這些EP105H-G。然后EP105H-G使用成組轉(zhuǎn)換器把這些值發(fā)送到“中心”EP105H-G。比起大多數(shù)單個的輸入/輸出（I/O）傳輸，成組轉(zhuǎn)換器效率更高。
EP105H-G 模塊可以可靠地完成遠(yuǎn)距離的通訊。不同的應(yīng)用，影響通訊距離的因素也會不同，主要由天線型號和安裝位置、無線干擾程度，以及路徑中的障礙物（如小山或樹林）等來決定。請咨詢當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商了解符合當(dāng)?shù)責(zé)o線電規(guī)則的期望的距離。如果兩個EP105H-G模塊之間不能進(jìn)行可靠通訊，就需要使用第三個EP105H-G作為中繼先接收然后再轉(zhuǎn)發(fā)信號。此中繼器也有輸入/輸出（I/O）信號，是輸入/輸出（I/O）網(wǎng)絡(luò)的一部分[4]。
3 天線的設(shè)置
數(shù)據(jù)通過天線載體進(jìn)行無線發(fā)射，為了取得最大通訊距離，天線應(yīng)當(dāng)高于通訊路徑中的障礙物的高度，達(dá)到無線路徑真正的“可視”。由于地球表面本身的曲度，通訊距離要超過5千米（3英里）。天線至少要高于地面5米。對于短距離通訊，即使路徑中有障礙物，EP105H 模塊也能可靠通訊。當(dāng)然，靠近天線的障礙物對通訊的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于通訊路徑中的障礙物。比方：天線附近的一排樹是很大的障礙物，天線必須要架設(shè)得比樹高。如果在100米外，那這排樹對通訊的影響就很小了[5]。
天線可以用50歐姆的同軸電纜連接到模塊的同軸電纜連接盒的公口上。天線安裝得越高，傳送距離越遠(yuǎn)，然而同軸電纜長度的增加同時也增加了電纜的損耗。天線應(yīng)該嚴(yán)格挑選，避免超過其允許的最大功率。一般情況下，天線/饋線系統(tǒng)的凈增益不應(yīng)超過2dB。
4 對原流量變送器的改造
原區(qū)域范圍內(nèi)的流量變送器已經(jīng)配有RS485接口，在安裝無線網(wǎng)關(guān)之前，我們對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性測試。
室內(nèi)測試設(shè)備：105-G-MD1無線電臺一臺，IFC300流量計一臺。
調(diào)試的目的：通過兩臺設(shè)備的RS485接口，采用MODBUS 協(xié)議將流量計的累計流量數(shù)據(jù)接入無線電臺。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
截獲的串口碼為：主機(jī)發(fā)送代碼：（皆為十六進(jìn)制數(shù)）
0x04 Modbus 功能碼 04 代表讀寄存器數(shù)據(jù)0x08 代表字節(jié)數(shù)，此處為08，即后面有8個數(shù)據(jù)字節(jié)0x40 B0 40 C3 CD 0E 2C A2代表數(shù)據(jù)區(qū)，即計數(shù)器1值
0x19 31代表循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（CRC）從截獲的串口數(shù)據(jù)來看，流量計的累計數(shù)據(jù)可以讀回，該設(shè)備遵循Modbus RTU slave 的協(xié)議工作模式。發(fā)現(xiàn)問題：流量計把流量的累計數(shù)據(jù)存放到了30020號的地址中，這個地址號偏大， 也就是說，雖然流量計與數(shù)傳電臺均使用的是Modbus RTU slave 的協(xié)議，但兩者之間寄存器地址并不相同， 從電臺配置的30021號地址讀到的流量計的中20號寄存器的數(shù)據(jù)，并不是我們期望的流量累計數(shù)據(jù)，兩臺設(shè)備之間主要存在寄存器地址不兼容的問題。
為了解決這個矛盾，我們在這兩臺設(shè)備間加裝了一個協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置（起到地址變換的功能），鑒于流量計產(chǎn)品的特殊性（寄存器號過大），市場不易買到現(xiàn)成的轉(zhuǎn)換產(chǎn)品，我們對這種協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行了特殊定制。最終試驗(yàn)： 將定制好的協(xié)議轉(zhuǎn)換器與數(shù)傳電臺重新進(jìn)行匹配，結(jié)果，讀數(shù)一致。將此問題圓滿解決。
5 結(jié)束語
系統(tǒng)采用無線傳輸管理系統(tǒng)之后降低了綜合成本，即只需一次性投資，無須挖溝埋管，且維護(hù)費(fèi)用低。系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行，保證了在廠區(qū)內(nèi)的水表數(shù)據(jù)的無線傳輸，且運(yùn)行穩(wěn)定、實(shí)時性強(qiáng)、誤碼率低，滿足全部生產(chǎn)要求。上位系統(tǒng)功能齊全，能夠保存歷史數(shù)據(jù)長達(dá)1a，為生產(chǎn)的成本分析提供了強(qiáng)大的保障，降低了清水用量和生產(chǎn)開支，同時降低了生產(chǎn)勞動強(qiáng)度，提高了管理水平。
參考文獻(xiàn)
[1]許輝，王永添，陳多芳.現(xiàn)代通信網(wǎng)技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.
[2]OSGI.Open Services Gateway Initiative Specification Overview.2000.
無線數(shù)據(jù)傳輸范文第2篇
關(guān)鍵詞：GSM車載無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
中圖分類號：TP274.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01
隨著我國鐵路運(yùn)輸?shù)娘w速發(fā)展和運(yùn)行速度的不斷提高，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、有序、可控、安全的運(yùn)輸越發(fā)重要，為此必須建立起完善的系統(tǒng)確保能將機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)的重要參數(shù)實(shí)時傳輸給運(yùn)輸指揮及管理部門，也能及時將行車調(diào)度信息及時傳達(dá)給機(jī)車乘務(wù)員。以往我國鐵路運(yùn)輸部門都是通過無線電語音向運(yùn)行列車傳達(dá)調(diào)度命令，這種方法在及時性、可靠性、安全性等方面存在著很大缺陷，容易造成混亂。
一、國內(nèi)列車調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
車輛調(diào)度系統(tǒng)起源于20世紀(jì)70年代，它是現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)在交通運(yùn)輸作業(yè)中的一項(xiàng)重要成果。車輛管理系統(tǒng)已由當(dāng)初單一的類型發(fā)展到現(xiàn)在的多種類型，大致可以分為四種類型：有線通信系統(tǒng)、無線電通信系統(tǒng)、無線數(shù)字通信系統(tǒng)和GPS調(diào)度系統(tǒng)。有線通信系統(tǒng)由于自身局限導(dǎo)致應(yīng)用范圍比較宅，其他三種應(yīng)用范圍比較廣泛。國內(nèi)車輛調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展相對國外比較落后，在應(yīng)用開發(fā)方面尚處于初級階段，1990年由多所院校聯(lián)合的課題組取得了可喜的成果，成功的開發(fā)出南芬鐵礦生產(chǎn)調(diào)度計算機(jī)輔助系統(tǒng)。1994年霍林礦務(wù)局與煤科總院西安分校、中國礦業(yè)大學(xué)合作又取得了突破性的進(jìn)展，開發(fā)完成計算機(jī)控制自動化車輛調(diào)度系統(tǒng)。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，車輛調(diào)度系統(tǒng)在投資是用兩年后便開始盈利，并且在不增加其他設(shè)備情況下可以將產(chǎn)量提高5%-6%。
二、采用GSM車載無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的可行性分析
隨著我國鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展與列車運(yùn)輸速度的不斷提高，鐵路通信對無線數(shù)據(jù)通信的要求更加迫切。如果鐵路部門專門建立自己的無線通信網(wǎng)將會花上很長時間，也就無法滿足現(xiàn)在的要求。從我國現(xiàn)在移動通信網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀來看采用GSM無線通信公眾網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)倒是可行的方案。
首先，該方案可在短時間內(nèi)完成，以滿足鐵路通信對無線數(shù)據(jù)通信的迫切要求，而且該方案投資少，無需龐大的設(shè)施建設(shè)。其次，我國移動通信網(wǎng)覆蓋范圍廣泛，基本覆蓋了我國鐵路所在地區(qū)，利用GSM網(wǎng)究成數(shù)掇信息的傳輸在技術(shù)基本可以滿足要求。利用我國移動通信作為列車與地面之間的數(shù)據(jù)傳輸平臺可以解決系統(tǒng)協(xié)調(diào)及寬帶問題，通過預(yù)算，所需費(fèi)用與自己建立網(wǎng)絡(luò)平臺相比是可以接受的。綜上所述，利用GSM無線通信公眾網(wǎng)絡(luò)作為傳輸平臺，開發(fā)研制車載無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)列車與地面數(shù)據(jù)傳輸是一項(xiàng)非常可行的辦法。
三、車載無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計說明
本系統(tǒng)采用的通信方式是半雙工，即每一臺主機(jī)在特定的某一段時間內(nèi)只能接受或作為發(fā)送方。倘若有一臺機(jī)子正在發(fā)送數(shù)據(jù)，它就不能響應(yīng)其他的機(jī)子的聯(lián)機(jī)請求，如法炮制，一臺機(jī)子在接收數(shù)據(jù)，它也不能相應(yīng)其他機(jī)子的連接請求。簡而言之就是說在某段時間內(nèi)數(shù)據(jù)收發(fā)控制只能運(yùn)行一個，具體是哪一個運(yùn)行可以根據(jù)IsDeaIAThread和IsDeaISThread來進(jìn)行判斷。
當(dāng)接收到數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由哪個線程來處理是通過pcomRevDataThread傳遞給線程函數(shù)的參數(shù)來確定，假如傳遞的參數(shù)為1，就由接受控制線程來處理，如若是2，那么就由發(fā)送控制線程來處理。然而在SocketThread中，則通過設(shè)置傳遞消息的wParam參數(shù)來決定由m_CSocket還是m RSSocket接受，在這里，主要是通過設(shè)置一個變化的參數(shù)leix來決定是由pDealAcceptDataThread還是由pDealSendDataThread來處理。但是當(dāng)我們要發(fā)送數(shù)據(jù)時，具體由哪個線程來發(fā)送，這又得由幀的地址信息和路由的信息來判斷，這里不妨舉一列加以說明，假如你要發(fā)送的數(shù)據(jù)是pSocketThread，則是通過變量IsCorSSocket來加以識別，如果是2就由m-RSSocket來發(fā)送，而假如是1則由mLCSocket發(fā)送。
四、車載無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)各模塊功能的實(shí)現(xiàn)
（一）有線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)收發(fā)模塊功能實(shí)際上就是收發(fā)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息的交換。該模塊主要采用Winsock方式與多線程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器間的網(wǎng)絡(luò)連接。1.客戶端的功現(xiàn)。客戶端的功能主要是請求連接與數(shù)據(jù)的讀寫功能。是通過類COlientSocket來實(shí)現(xiàn)的。2.服務(wù)器端的功能。由于服務(wù)器端主要功能是監(jiān)聽來自客戶端請求的連接并完成數(shù)據(jù)的接受與發(fā)送。利用MFC中的CAsyncSocket與CSocket類及多線程來實(shí)現(xiàn)。（二）無線收發(fā)模塊功能的實(shí)現(xiàn)。無線數(shù)據(jù)收發(fā)主要功能是完成無線數(shù)據(jù)的收發(fā)，包括數(shù)據(jù)的接受與數(shù)據(jù)的發(fā)送線程。由于數(shù)據(jù)的發(fā)送是采用滑動窗口的方式，同時考慮到存儲轉(zhuǎn)發(fā)，而數(shù)據(jù)的發(fā)送由其它的程序來控制，這樣它必須能夠接受其他程序發(fā)送的消息來發(fā)送數(shù)據(jù)。（三）數(shù)據(jù)收發(fā)控制模塊的功能實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)的收發(fā)控制模塊主要包括數(shù)據(jù)的發(fā)送控制模塊與數(shù)據(jù)的接受控制模塊，分別對應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送控制線程與數(shù)據(jù)接受控制線程。（四）呼叫控制模塊的功能實(shí)現(xiàn)。呼叫控制模塊主要包括無線與有線監(jiān)測以及連接建立與連接釋放模塊。（五）數(shù)據(jù)分析模塊。出于線程pDealSendDataThread與線程DDealAcceptDtaThread要根據(jù)接受的數(shù)據(jù)中包含的信息來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送與接受。（六）數(shù)據(jù)處理模塊。該模塊主要對要發(fā)送的文件或字符串進(jìn)行分段、成幀以及對接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等功能。
五、車載無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)
車載無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的短消息的發(fā)送模式一般采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，消息發(fā)送后經(jīng)過短消息中心進(jìn)行存儲然后再發(fā)送到對方。如果接收消息方在盲區(qū)無法接收消息時，該模式會自動保存信息，待接收方到達(dá)服務(wù)區(qū)后再發(fā)送消息。此特點(diǎn)能有效避免列車在盲區(qū)無法接收消息的弊端。但該模式也存在一定的缺陷，例如發(fā)送的消息格式單一局限性很大。另外系統(tǒng)軟件采用模塊性化設(shè)計，各模塊低耦合高內(nèi)聚，這就方便系統(tǒng)以后的升級與維護(hù)。
六、結(jié)束語
隨著應(yīng)用者對移動通信要求的提高，GSM系統(tǒng)也將會不斷發(fā)展以適應(yīng)人們的需求，基于GSM的車載無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)也將不斷完善。這也必然有助于改善與加強(qiáng)各部門對車輛進(jìn)行安壘、可靠、有效的管理。
無線數(shù)據(jù)傳輸范文第3篇
關(guān)鍵詞 AT89S52；數(shù)據(jù)采集；無線數(shù)據(jù)傳輸
中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）17-0014-01
現(xiàn)今，隨著時展科學(xué)技術(shù)在工業(yè)中起到越來越重要的作用，為提高工業(yè)生產(chǎn)的自動化程度，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，越來越多的自動化機(jī)電設(shè)備被工廠在產(chǎn)品加工過程中使用，同時機(jī)電設(shè)備也在不斷的發(fā)展進(jìn)步。為了對機(jī)電設(shè)備的工作狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，從而避免故障發(fā)生，提高機(jī)器的生產(chǎn)效率，因此要求設(shè)備具有良好的故障分析和預(yù)測能力，這就說明設(shè)備的控制系統(tǒng)中的反饋部分需要具備較好反饋能力。對于反饋控制來說，影響反饋的主要因素是數(shù)據(jù)的采集及傳輸。
在工業(yè)上，主要有兩種常用于控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)形式，一種是模擬量還有一種是開關(guān)量。在本文中，采集的數(shù)據(jù)類型主要是模擬量。因此采用的單片機(jī)型號為AT89S52，為了更好的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，系統(tǒng)中還運(yùn)用到了高性能的無線收發(fā)芯片CC1000、多通道A/D轉(zhuǎn)換器MAX1167、儀表放大器AD623等其他芯片，從而保證系統(tǒng)能夠進(jìn)行穩(wěn)定、高速的數(shù)據(jù)采集和無線傳輸。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能分析
系統(tǒng)主要由兩大部分組成，即數(shù)據(jù)接收處理部分和數(shù)據(jù)采集發(fā)送部分，也稱為上位機(jī)和下位機(jī)。上位機(jī)主要包括單片機(jī)控制系統(tǒng)、無線收發(fā)模塊以及串行通信模塊三大部分。下位機(jī)主要包括單片機(jī)控制系統(tǒng)、傳感器模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號放大模塊、無線收發(fā)模塊等部分。
上位機(jī)的其他模塊在上位機(jī)的單片機(jī)控制系統(tǒng)下控制工作，然后通過無線收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及控制信息的短距離傳輸。下位機(jī)中，系統(tǒng)通過串行通信模塊將無線收發(fā)模塊接收到的數(shù)據(jù)傳送到設(shè)備的控制中心，然后使用傳感器收集原始數(shù)據(jù)，經(jīng)過放大器后對其輸出的模擬量進(jìn)行一定程度的放大，再A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換將所輸出的放大后的模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，模擬量經(jīng)過如此處理之后，最后輸入單片機(jī)控制系統(tǒng)的就是二進(jìn)制的數(shù)字量數(shù)據(jù)，只有數(shù)字量數(shù)據(jù)才可以通過系統(tǒng)的無線收發(fā)模塊以電磁波形式將系統(tǒng)所得數(shù)據(jù)再傳送到上位機(jī)進(jìn)行下一步工作。
2 系統(tǒng)的主要硬件選擇
1）AT89S52單片機(jī)：本系統(tǒng)使用的單片機(jī)型號是AT89S52，它是一個8位微控制器，具有低功耗、高性能等優(yōu)點(diǎn)，同時具有8K字節(jié)的在線系統(tǒng)可編程Flash存儲器。AT89S52的基本功能有：40個引腳，8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O接口線，2個數(shù)據(jù)指針，看門狗定時器等。
2）無線收發(fā)模塊：在系統(tǒng)的無線收發(fā)模塊中，采用的是CC1000芯片，CC1000是以Chipoon公司的SmartRF技術(shù)為基礎(chǔ)制造出來的超高頻單片收發(fā)通信芯片。其主要使用在300～1000 MHz范圍的頻率段。CC1000在不需要放大級時也能在百米內(nèi)的距離間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)得穩(wěn)定傳輸，對于本系統(tǒng)的近距離傳輸非常適用。
3）A/D轉(zhuǎn)換器MAX1167：系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器選用的型號為MAX1167。MAX1167具有低功率、4通道、16位精度逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器等特點(diǎn)，其最高采樣頻率為200K，內(nèi)部集成了4.096 V的參考電壓。在使用4個以上傳感器的情況下，選擇MAX1168更為合適.因?yàn)镸AX1168是8通道的芯片。
4）放大器：系統(tǒng)選用的放大器型號是AD623。AD623是一個在單電源（3 V～12 V）下能夠提供滿電源幅度的輸出的集成單電源儀表放大器。當(dāng)沒有接入外接電阻時，AD623在線路中表現(xiàn)為單位增益無放大效果；當(dāng)接入外接電阻，此時放大器增益最高能夠有1000倍。AD623具有與增益成比例增加的交流共模抑制比，這樣能夠有效地控制誤差最小，同時，由于在200 Hz時放大器的共模抑制比不發(fā)生變化，因此線路的噪聲及諧波會在很大程度上被抑制。雖然AD623可以在單電源下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，但當(dāng)它同樣能再雙電源（±2.5～6 V）下良好工作。
3 系統(tǒng)的控制流程
1）上位機(jī)控制流程：上位機(jī)在上電初始化后控制信息通過無線收發(fā)模塊發(fā)送出去，控制信息中應(yīng)包括有下位機(jī)的ID號、采集數(shù)據(jù)的傳感器的編號等。發(fā)送結(jié)束后，收發(fā)模塊由發(fā)送方式轉(zhuǎn)為接收方式，完成數(shù)據(jù)的接收，再以串行通信方式將數(shù)據(jù)輸入到設(shè)備控制中心從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備操作。當(dāng)接收數(shù)據(jù)的個數(shù)達(dá)到設(shè)定值，回到初始狀態(tài)，上位機(jī)再次發(fā)出控制信息，采集其他傳感器數(shù)據(jù)，重復(fù)上述過程。當(dāng)自動過程出現(xiàn)障礙，可以通過手動按鍵選擇特定傳感器采集數(shù)據(jù)。
2）下位機(jī)控制流程：下位機(jī)的初始狀態(tài)是接收狀態(tài)。當(dāng)上位機(jī)控制信息到達(dá)后，下位機(jī)開始工作，由控制信息中的命令操控MAX1167選擇不同通道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后再由無線收發(fā)模塊將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。當(dāng)數(shù)據(jù)個數(shù)達(dá)到設(shè)定值時，收發(fā)模塊自動轉(zhuǎn)為接收方式，再對上位機(jī)發(fā)送的信息進(jìn)行接收，選擇特定傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再轉(zhuǎn)換為發(fā)送模式發(fā)送信息，如此循環(huán)工作。
4 總結(jié)
本論文研究了基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集與無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，從系統(tǒng)硬件及軟件兩方面對系統(tǒng)進(jìn)行了深入了解，該系統(tǒng)通過程序控制實(shí)現(xiàn)各種功能，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，是一種可靠、高效的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，市場前景良好。
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無線數(shù)據(jù)傳輸范文第4篇
關(guān)鍵詞：800MHz 集群系統(tǒng) 無線數(shù)據(jù) 露天煤礦
中圖分類號：TN915.05 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0022-02
最近一段時間頻繁發(fā)生在煤礦企業(yè)當(dāng)中的重大以及特大安全生產(chǎn)意外事故，對于國家以及人民造成了嚴(yán)重的生命以及財產(chǎn)損失，政府部門以及煤礦企業(yè)因而同時把煤礦的安全生產(chǎn)工作的信息化上升到空前的高度上來。負(fù)責(zé)國家安全生產(chǎn)的監(jiān)督部門已經(jīng)把礦井下面的集群移動通信系統(tǒng)視作煤礦安全生產(chǎn)中三條生命線的其中之一，煤礦工人的實(shí)時無線數(shù)據(jù)、語音以及視頻的通信要求日益迫切，礦井下生產(chǎn)的動態(tài)信息數(shù)據(jù)上報、礦井下工作人員所處的區(qū)域更新及實(shí)時下發(fā)地面通知等都表明了煤礦通信系統(tǒng)服務(wù)的重要性以及特殊性，所以建立無線移動集群通信體系是煤礦企業(yè)當(dāng)務(wù)之急要做的工作。
1 黑岱溝露天煤礦簡介
神華準(zhǔn)格爾能源有限公司黑岱溝露天煤礦處于準(zhǔn)格爾煤田中部，是中國“八五”計劃和“九五”計劃中重要建設(shè)工程鄂爾多斯準(zhǔn)格爾工程一期工程鐵路、電廠、煤礦三大主干工程之一，同時是國家自行建造設(shè)計和施工勘探的特大露天煤礦，煤田面積40多km2，其中境內(nèi)能夠開采的原煤儲量達(dá)到15億噸，煤層平均厚度28m多，屬于特低磷、低硫、高揮發(fā)份、較高發(fā)熱量以及高灰熔點(diǎn)的長焰煤，其中收到基的低位發(fā)熱量大約為每千克4000～5600大卡，是化工和氣化以及優(yōu)質(zhì)動力用煤，憑借低污染的優(yōu)點(diǎn)聞名世界，并且獲得了“綠色煤炭”等榮譽(yù)稱號。黑岱溝露天煤礦最開始設(shè)計的生產(chǎn)能力為1200萬t每年，20世紀(jì)90年代初期開始施工工建設(shè)，6年以后投入進(jìn)行試生產(chǎn)，90年代末正式移交實(shí)施生產(chǎn)，21世紀(jì)以來通過進(jìn)行二次擴(kuò)產(chǎn)改造以后，目前已經(jīng)達(dá)到預(yù)計的生產(chǎn)能力兩千五百萬噸每年，形成我國單坑產(chǎn)量當(dāng)中最大型的露天煤礦。
黑岱溝露天煤礦引進(jìn)摩托羅拉公司研發(fā)的800MHz集群移動通信系統(tǒng)為該煤礦的生產(chǎn)調(diào)度提供了很多的方便，該集群移動通信體系是美國摩托羅拉研發(fā)的專門用于調(diào)度的移動通信體系。該體系擁有很多功能，比如多級優(yōu)先、組呼、私密電話以及緊急告警等。除了滿足調(diào)度通信功能以外，該通信系統(tǒng)還可以根據(jù)控制系統(tǒng)中心的電話終端聯(lián)接程控數(shù)字交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)有線用戶與無線用戶二者的電話接續(xù)指令。在煤礦公司中，其把車輛調(diào)度、礦下作業(yè)調(diào)度以及生產(chǎn)調(diào)度等等全部的用戶終端集中統(tǒng)一規(guī)劃管理。
2 集群移動通信體系的特征、形式以及類型
所謂集群，意思指的是系統(tǒng)所擁有的所有能使用的信道均能夠被體系的所有用戶共享，即體系里的每個用戶如果要打算跟系統(tǒng)之內(nèi)的其他用戶通話的時候，凡是系統(tǒng)擁有閑置的信道，他便能夠在中央管理體系的控制下，運(yùn)用閑置信道聯(lián)絡(luò)溝通，實(shí)施通話。因此，集群移動通信體系是很多用戶比如群體、部門共享同一組無線信道，同時動態(tài)運(yùn)用這部分信道的專用調(diào)度移動通訊系統(tǒng)。
2.1 集群移動通信體系的主要特征
集群系統(tǒng)攻克了往常調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的大部分缺點(diǎn)，因此，在比較短的時間里快速地得到發(fā)展，集群移動通信通信體系的重要特征如下：
（1）體系整體的統(tǒng)一維護(hù)、統(tǒng)一管理以及統(tǒng)一建設(shè)，提升了體系的服務(wù)以及運(yùn)行質(zhì)量，為用戶提供了便利。
（2）具有較好的保密性，防碼機(jī)以及竊聽。
（3）每個通話組彼此互相保密以及獨(dú)立，相互不干擾對方。
（4）功能實(shí)現(xiàn)共享，不管聯(lián)網(wǎng)用戶的通話組包含多少成員，都具有完整系統(tǒng)的服務(wù)功能。
（5）設(shè)施實(shí)現(xiàn)共享，所有用戶僅需要購買設(shè)施便能夠聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，并且不要自己重復(fù)建站。
（6）按需分配頻率，極大增加了頻率的使用率。
2.2 集群移動通信體系的形式
集群移動通信體系的頻率實(shí)行統(tǒng)一管理的形式，它沒有提前選定某一個用戶，其實(shí)是在用戶有通話的需求時，通過它的申請把一個信道或者一對頻率分配給它，等到其完成通話以后，該對頻率立即被釋放掉，然后再把它分配到另外的用戶運(yùn)用。為了讓按需分配形式里頻率的使用率更高，集群移動通信體系的信道采取動態(tài)分配的手段，就是在進(jìn)行通話的過程當(dāng)中，每當(dāng)使用一次PPT功能進(jìn)行談話的時候，便要更換一回信道，所以就促進(jìn)數(shù)量有限的資源頻率可以為更廣大的用戶提供服務(wù)，進(jìn)一步增加了頻率的使用效率。通過釋放PPT功能鍵以后，保留信道的時間變長，集群移動通信體系能夠分為以下三類方式：
（1）信息集群，當(dāng)用戶在放開PTT鍵以后，信道能夠保留大約5.5～11 s之后釋放。
（2）準(zhǔn)傳輸集群，當(dāng)用戶在放開PTT鍵以后，信道可以保留大約0.6～7 s之后釋放。
（3）傳輸集群，當(dāng)用戶在放開PTT鍵以后，信道可以迅速釋放。
針對傳輸集群，因?yàn)樾诺罌]有保留時間，所以它的信道使用程度是最高的，然而用戶進(jìn)行通話時每當(dāng)按一回PPT鍵全都必須再次重新申請才可以，由于中央控制器的工作量相對比較大，并且通話的連續(xù)性不是很好；針對信息集群，因?yàn)槠湫诺罁碛斜Ａ魰r間，所以信道利用效率相對比較，然而對方如果在信道的保留時間之內(nèi)進(jìn)行應(yīng)答，便可以不需要再次申請信道，因而，由于中央控制器包含的工作量比較小，所以通話具有比較好的連續(xù)性。為實(shí)現(xiàn)信息集群以及傳輸集群二者兼顧的好處，美國摩托羅拉公司開創(chuàng)了準(zhǔn)傳輸集群模式，同時在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中獲得了全面的認(rèn)可、接納以及普及。
3 撥號連接
800MHz集群移動通信體系具備全雙工的通話能力，因而它的用戶也能夠參照一般的辦法進(jìn)行撥號上網(wǎng)。通過專用接口以及路由，用戶終端和集群的全雙工車載臺連接在一起，采取電話撥號手段和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，能夠滿足數(shù)據(jù)通訊的目標(biāo)。該種形式比較適合應(yīng)用在一部分投入較低的因特網(wǎng)絡(luò)。由于這部分因特網(wǎng)通常要求可以和野外或者礦區(qū)里一部分不確定的點(diǎn)實(shí)施聯(lián)絡(luò)，溝通信息。比如一部分位于礦區(qū)邊界區(qū)域的有線電話、處于移動狀態(tài)的值班工作室沒辦法放置的辦公地點(diǎn)等。
4 調(diào)度傳輸
4.1 集群調(diào)度
800 M集群移動通信體系和對講機(jī)網(wǎng)比較：首先，800MHz集群設(shè)施功能完善，技術(shù)先進(jìn)，能夠構(gòu)成涵蓋整個公司的大調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，同時僅需要依據(jù)簡易的功能鍵便能夠變化通話組，運(yùn)用快捷、方便；但是對講機(jī)，僅可以構(gòu)成由十來個用戶組成的小規(guī)模調(diào)度網(wǎng)，相互干擾比較嚴(yán)重，變更頻點(diǎn)較為繁瑣，需要專業(yè)人員進(jìn)行更改，通話組較少；其次，站在管理層面分析，800MHz集群體系具有管理終端，必須要求移動臺入網(wǎng)，把身份碼分配給它之后，才能夠使用，這樣有利于發(fā)揮管理功能比如查詢、強(qiáng)制停機(jī)、限制話長以及收費(fèi)等。但是對講機(jī)在買完以后便能夠利用，無法實(shí)施控制管理，非法用戶比較多；而且800MHz集群體系不但可以單工調(diào)度，另外雙工撥號能夠進(jìn)入有線電話網(wǎng)，使得調(diào)度網(wǎng)變成有線電話網(wǎng)中的一部分，相互補(bǔ)充，但是對講機(jī)網(wǎng)缺乏該功能。而且，從保密性以及通話效果分析，由于對講機(jī)頻段比較擁擠，社會擁有量很大，所以語音質(zhì)量比較差，嚴(yán)重受到干擾而且缺乏保密性；因?yàn)?00MHz集群系統(tǒng)采取CDMA1X技術(shù)，所以無干擾、保密、話音好；通信距離方面，傳統(tǒng)情況下，3W手機(jī)功率的對講機(jī)中間最長通信長度小于3 km；但是800MHz的手機(jī)最長通訊長度大約是20 km，并且能夠依據(jù)運(yùn)用效果實(shí)施基站架設(shè)，保障信號覆蓋。
4.2 數(shù)據(jù)傳輸
采取調(diào)度形式傳輸數(shù)據(jù)的端口是專門為單工車載臺設(shè)計的，能夠直接依據(jù)RS232接口和數(shù)據(jù)采集器或者終端連接。進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p方務(wù)必配備該接口設(shè)施，然后安裝對應(yīng)的傳輸軟件，才能夠?qū)嵤┫嚓P(guān)的數(shù)據(jù)傳輸。
4.2.1 無線路由
在該類別數(shù)據(jù)通信形式的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，連接終端與單工車載臺端口是種無線路由，使用的調(diào)制模式是調(diào)頻MSK形式，而且能夠經(jīng)過自適應(yīng)均衡辦法對頻率響應(yīng)比較差、相位失真的信道施加自動校正，促進(jìn)其和理想信道接近，確保遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通訊的通訊質(zhì)量。該無線路由除擁有CRC檢驗(yàn)功能以外，還使用重傳以及前向糾錯編碼相互混合的糾錯形式，提升系統(tǒng)的可靠程度。因?yàn)樵胍粲绊憽⒏鞣N干擾以及傳輸性質(zhì)不理想，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生隨機(jī)錯誤以及連續(xù)比特有限的偶然錯誤。所以，采取重傳以及前向糾錯編碼結(jié)合到一起的混合糾錯形式。數(shù)據(jù)發(fā)射端對數(shù)字信號進(jìn)行編碼并發(fā)送具有糾錯性能的碼，倘若在傳輸進(jìn)程中發(fā)生的差錯是該糾錯碼可以糾正的種類，接收端口對該類差錯自行糾正，針對超越編碼糾錯能力的差錯則采取重傳的辦法施加糾正，用以獲取編碼增益，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼，提升系統(tǒng)整體的可靠性能。
4.2.2 通信軟件
和無線路由配套的通信軟件擁有電平指示、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)話兼容、定時發(fā)送、CSMA規(guī)程、輪詢、數(shù)據(jù)加密、來電記錄、通播、組呼、選呼、對話、文件收發(fā)以及內(nèi)存駐留等功能。通過采取共用數(shù)據(jù)庫的形式，通信軟件和其他應(yīng)用軟件端口實(shí)施數(shù)據(jù)交換。
4.3 實(shí)際應(yīng)用
4.3.1 需求說明
黑岱溝露天煤礦通過使用800MHz集群無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
（1）實(shí)時數(shù)據(jù)的傳送：在各個站點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁髯缘恼{(diào)度室，各廠調(diào)度室又將各個站點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)傳送給礦總調(diào)度室，該室依靠收集進(jìn)來的數(shù)據(jù)對業(yè)務(wù)實(shí)施及時的判斷以及決策。
（2）相關(guān)文件的傳遞：該文件傳輸指的是礦調(diào)度和廠調(diào)度二者之間的有關(guān)文件傳輸，廠調(diào)度與廠調(diào)度之間不可實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸。
（3）對話交談廣播數(shù)據(jù)：礦調(diào)度及廠調(diào)度之間的廣播、談話、交談；800MHz集群調(diào)度系統(tǒng)是一類單工異頻的通話形式，即主叫者在按下PTT鍵進(jìn)行講話時，其他同組組員全部可以收聽到，一個組員完成講話放開PTT以后，其他組員便能夠按下自己的PTT接著講話。組組之間依靠GID進(jìn)行識別。經(jīng)過動態(tài)分配信道以及集中控制給用戶能夠達(dá)到一對多的靈活通話、快速構(gòu)建呼叫鏈路以及群組呼叫等功能與特點(diǎn)，所以可以理想實(shí)現(xiàn)指揮調(diào)度功能。
4.3.2 解決方法
整個數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)分作3個部分完成：（1）低層站點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù)發(fā)送出去（低層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)―SBDT）。SBDT從ACCESS庫中讀出最近的數(shù)據(jù)，主動上傳給MIDT低層數(shù)據(jù)庫并且由合作方來添加以及維護(hù)，SBDT僅僅讀出最近兩條記錄傳輸出去。第一個SBDT必須在接收到MIDT特定編碼的傳輸數(shù)據(jù)指令才能發(fā)送數(shù)據(jù)。MIDT傳輸?shù)臄?shù)據(jù)命令有各個站點(diǎn)SBDT編碼信息，各站點(diǎn)的SBDT接收信號并且判斷是否屬于自身的編碼，如果是，就找出下一個傳輸數(shù)據(jù)站點(diǎn)SBDT的編碼，在上傳數(shù)據(jù)時一起發(fā)送出去。MIDT接收到的最后一個SBDT傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以后又開始傳輸命令，開始下一輪的數(shù)據(jù)傳輸；（2）中層廠運(yùn)送數(shù)據(jù)、文件的傳輸與接收（中層數(shù)傳系統(tǒng)―MIDT）。BIDT詢問收取SBDT采集到的數(shù)據(jù)，并且寫進(jìn)ACCESS數(shù)據(jù)庫和合作方進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。當(dāng)SPDT詢問到某一個MIDT，MIDT把沒有上傳的站點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù)傳輸給SPDT；（3）礦調(diào)度的數(shù)據(jù)文件傳送和接收（頂層數(shù)傳系統(tǒng)―SPDT）。SPDT依次詢問各個MIDT，收到MIDT傳輸過來的數(shù)據(jù)并且寫進(jìn)ACCESS數(shù)據(jù)庫和合作方之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換；（4）MIDT和SPDT之間的文件、廣播數(shù)據(jù)、對話的傳輸。SPDT所發(fā)送的文件、對話以及廣播直接進(jìn)行的，BIDT傳送給SPDT的數(shù)據(jù)是被動發(fā)送的，需要等待SPDT排到自己后才可發(fā)送。
5 應(yīng)用現(xiàn)狀
黑岱溝露天煤礦800MHz集群移動通信系統(tǒng)目前已經(jīng)投入使用將近3年，該期間集群通信系統(tǒng)達(dá)到了生產(chǎn)指揮調(diào)度的要求。然而僅僅停留在使用電話功能層面，忽視了其身為專用網(wǎng)絡(luò)所具備的其他方面的傳輸服務(wù)功能。該集群體系還需要進(jìn)一步地發(fā)揮應(yīng)有的作用。
6 結(jié)語
集群移動通信系統(tǒng)是一類統(tǒng)一化管理、資源共用、專網(wǎng)共建，并且為用戶提供良好服務(wù)的高效能、多用途非常先進(jìn)可移動的指揮調(diào)度通訊系統(tǒng)，正是基于其指揮調(diào)度作用，在歐美和一些經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國家，應(yīng)用非常廣泛。我國的集群通訊起步比較晚，但是發(fā)展極其快，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)的飛速發(fā)展，集群調(diào)度通訊系統(tǒng)必定能在軍隊(duì)、消防、武警、公安、政府部門、保險、金融、交通、企業(yè)與事業(yè)單位等各個方面，凸顯著越來越重要的影響。
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無線數(shù)據(jù)傳輸范文第5篇
關(guān)鍵詞：GPRS CMS91-900/1800 P89C669 AT命令集 TCP/IP 嵌入式
目前的無線網(wǎng)絡(luò)有GSM、GPRS、CDMA2000三種，GSM屬于2G網(wǎng)絡(luò)，會被后兩者迅速替代，所以不考慮接入到GSM網(wǎng)。 GPRS、CDMA2000采用的是2.5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是未來一段時間內(nèi)中國國內(nèi)將會普遍用到的。雖然說CDMA2000采用的是碼分多址技術(shù)，在理論上比GPRS更為先進(jìn)，但是在實(shí)際情況下由于網(wǎng)絡(luò)條件等一些外來因素的影響，在國內(nèi)表現(xiàn)并不如GPRS理想。所以還是考慮接入到GPRS網(wǎng)絡(luò)。
GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，幾乎所有中低速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)都可以應(yīng)用，如城市配電網(wǎng)絡(luò)自動化、自來水、煤氣管道自動化、商業(yè)POS機(jī)、INTERNET接入、個人信息、股票信息、金融、交通、公安等。除了支持傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，GPRS也可使無線終端支持B2B、B2C 的電子商務(wù)和電子支付、股票交易、銀行轉(zhuǎn)帳等應(yīng)用。GPRS同樣可以應(yīng)用于公司內(nèi)部網(wǎng)（INTRANET），基于IP的遠(yuǎn)程LAN 接入，使無線終端成為LAN的延伸。但是，普通的GPRS模塊在使用時有些局限性，它沒有內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，需要用戶提供TCP/IP 的支持；就是說，需要在使用GPRS 模塊的上位機(jī)單片機(jī)系統(tǒng)中嵌入TCP/IP，這是一個復(fù)雜而繁瑣的工作，有時甚至超過了應(yīng)用本身的工作量。基于提供一種簡便實(shí)用的GPRS 通訊解決方案的需求，作者開發(fā)了嵌入式GPRS移動無線通信模塊，它內(nèi)嵌了TCP/IP協(xié)議棧，簡化了接口設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在用戶終端和服務(wù)器之間的透明傳輸，使用戶可以方便地應(yīng)用GPRS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的無線數(shù)據(jù)傳輸。
一、GPRS無線通信技術(shù)
1．GPRS網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱。GPRS是GSM Phase2.1 規(guī)范實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容之一，能提供比現(xiàn)有 GSM 網(wǎng) 9.6kbit/s 更高的數(shù)據(jù)率。GPRS 采用與 GSM 相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的 TDMA 幀結(jié)構(gòu)。因此，在 GSM 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建 GPRS 系統(tǒng)時，GSM 系統(tǒng)中的絕大部分部件都不需要作硬件改動，只需作軟件升級。
構(gòu)成 GPRS 系統(tǒng)的方法是：
（1）在 GSM 系統(tǒng)中引入 3 個主要組件
①GPRS 服務(wù)支持結(jié)點(diǎn)(SGSN， Serving GPRS Supporting Node)
②GPRS 網(wǎng)關(guān)支持結(jié)點(diǎn)(GGSN， Gateway GPRS Support Node)
③分組控制單元(PCU)
（2）對 GSM 的相關(guān)部件進(jìn)行軟件升級。 GPRS 系統(tǒng)原理如圖1所示：
圖1 GPRS系統(tǒng)原理圖
2．GPRS通信過程
在GSM 基礎(chǔ)上增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要有：
PCU:通過對基站子系統(tǒng)（BSS）進(jìn)行軟件升級，一種被稱為分組控制單元（Package Control Unit，PCU）的新型GPRS實(shí)體將被用來處理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量，并將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量從GSM話音業(yè)務(wù)量中分離出來。PCU增加了分組功能，可控制無線鏈路，并允許用戶接入同一無線資源。
SGSN:GPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（Serving GPRS Support Node，SGSN）為用戶和GGSN提供分組路由和隧道等功能。GPRS分組從基站直接發(fā)送到SGSN節(jié)點(diǎn)，而不是通過移動交換中心MSC連接到語音網(wǎng)絡(luò)上。
GGSN:支持節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)（Getway GPRS Support Node，GGSN是GPRS網(wǎng)絡(luò)連接其他網(wǎng)絡(luò)（如Internet）的關(guān)鍵設(shè)備； GGSN對接收自SGSN的分組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理后，發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)中，如Internet或X.25網(wǎng)絡(luò)；而來自Internet的標(biāo)識有移動終端地址的IP包，由GGSN接收，再轉(zhuǎn)發(fā)到SGSN，繼而傳送到移動終端上。
二、GPRS通信的硬件實(shí)現(xiàn)
上節(jié)講述的只是簡單數(shù)據(jù)流向的過程，而在實(shí)際通信中，數(shù)據(jù)處理是非常復(fù)雜的。系統(tǒng)設(shè)計需要象傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)那樣進(jìn)行分層考慮。進(jìn)入GPRSmodem的數(shù)據(jù)必須包含各層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的加工、協(xié)議的加載都應(yīng)由數(shù)據(jù)端完成。
借鑒數(shù)據(jù)端為PC的網(wǎng)絡(luò)通信OSI的七層標(biāo)準(zhǔn)，針對本系統(tǒng)數(shù)據(jù)端ARM控制的實(shí)際情況，系統(tǒng)完成的只需是一下四層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層。
為了避開與本系統(tǒng)無關(guān)的GPRS內(nèi)部復(fù)雜的協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)操作流程，本文把GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)等GPRS內(nèi)部節(jié)點(diǎn)簡化抽象為GPRS網(wǎng)絡(luò)，把GPRS內(nèi)部協(xié)議及INTERNET網(wǎng)關(guān)協(xié)議簡化抽象為GPRS網(wǎng)關(guān)協(xié)議。
整個系統(tǒng)的硬件框架如圖2所示。
圖2 硬件框架圖
1．電源部分
電源部分是關(guān)系到CMS91和ARM能否正常工作的關(guān)鍵，選擇芯片必須非常注意。
本系統(tǒng)分別用LT1086CM-3.3、LM7805、LM317T穩(wěn)壓芯片給S3C44BOX芯片供電。通過一個線性電壓調(diào)整芯片SP1117-3.3給CMS91供電。
2．CMS91外圍模塊：將麥克風(fēng)、耳機(jī)和揚(yáng)聲器、SIM卡都接到相應(yīng)的CMS91的引腳上去。
3．UART口：CMS91模塊和S3C44BOX的通信是通過UART1，PC和S3C44BOX的通信是通過UART0，中間的電平轉(zhuǎn)換芯片為MAX232。
4.天線選擇：強(qiáng)烈建議選用CELLON公司推薦的天線型號，一般天線是免費(fèi)贈送的。
在該系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集端的數(shù)據(jù)來自用戶的設(shè)備需要通過GPRS傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，
三、GPRS通信的軟件實(shí)現(xiàn)
由于開發(fā)板與GPRS終端使用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和實(shí)現(xiàn)控制功能，所以該應(yīng)用程序要實(shí)現(xiàn)短信的發(fā)送、接收、讀取、刪除等短信相關(guān)的管理功能，以及和語音服務(wù)有關(guān)的撥號、接聽等功能都需要通過串口來實(shí)現(xiàn)，因此，應(yīng)用程序最重要的就是處理好兩個串口的數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
開機(jī)上電后，程序在主函數(shù)中運(yùn)行，ARM和CMS91模塊分別進(jìn)行初始化，ARM的初始化包括設(shè)置串口工作方式、波特率、并初始化變量參數(shù)和標(biāo)志位。CMS91模塊初始化包括重新啟動、關(guān)閉回顯、選擇短信格式為PDU格式、開發(fā)串口中斷準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。
四、應(yīng)用前景
嵌入式GPRS無線通信模塊借助于移動通信運(yùn)營商的無線通信網(wǎng)絡(luò)，組成虛擬的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、傳輸可靠、擴(kuò)容性好、組網(wǎng)靈活、建設(shè)周期快、運(yùn)營成本低等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)的建設(shè)成本也極為低廉，中心站只添置一臺服務(wù)器和數(shù)據(jù)通信線路，終端添置一個嵌入式無線通訊模塊就能組建完整的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，另外，嵌入式GPRS無線通信模塊采用透明的數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換，很適合用戶進(jìn)行二次開發(fā)應(yīng)用到不同的系統(tǒng)中。
參考文獻(xiàn)
[1] CMS91-900/1800 GSM/GPRS Module Hardware Specification Version 2.08 April，2003 Reference CMS91-900/1800.ST.Spec mo
