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- 发布日期:2024-07-31 07:39 点击次数:75
1 引言随着嵌入式计算机技术、通信技术的发展,人们对无线测控技术的要求也在不断提高,测控技术也依托于强大的网络通信技术的发展而应用列各行各业。传统的数字调制系统编解码技术(如FSK,ASK,PSK,DPSK等)已经非常成熟,各种编码、解码技术已广泛应用与各种电子产品中,而日.通信过程中抗干扰能力强,准确度高。近几年随着移动通信网络技术日益强大,手机短消息业务得到了飞速发展,并且手机短信业务的成本也在不断降低。手机短信业务以其成本低,方便,快捷的特点,也深受广大用户的欢迎。现有的尤线测控系统都是基于单个的通信技术,要么足基于GSM网络技术,要么足基于编解码技术,而本文所探讨的无线测控系统就是将编解码技术和GSM网络技术这两种通信方式结合起来的无线测挎通信系统。并结合了嵌入式技术,实现近程尤线测量和远程控制的功能。2 系统功能及构成
图1 系统整体框图
系统的开发基于GSM技术,无线编解码技术以及嵌入式技术。由微处理器控制无线编解码模块,从而快速准确地获得各信号采集系统的信息.并对信息进行分析处理,最后通过微处理器的串行通信n向GSM模块发送相应台的AT指令,通过GSM网络将处理后的信息传送给终端用户。也可通过GSM模块接收终端用户的指令,并由无线编解码模块控制执行机构运行相应的任务。3 硬件原理系统的硬件部分由微处理器LPC2131,无线编解码模块PT2262,PT2272以及GSM模块组成。图2为微处理器模块,微处理器选用ARM7TDMI内核的芯片LPC213l。该处理器具有48个双向I/0端口,其巾包括2个全双工UART通信接口.可用于与GSM和PC之问的通信。其中P0.0 P0.1为UART0的接口,用于与GSM模块连接;P0.8PO.9为UART1的接口,用于与PC机连接,实现部分功能设置;P0.28一P0.3 1和P0.20—P0.23为双相I/O端口,分别连接无线编解码模块的发送和接收部分;P0.4一P0.7和P0.10—P0.13为双相I/O端口,用于键盘功能的扩展;P0.18 P0.19 P0.25一P0.27和P1.18一P1.25也是双相I/O端口,用于LCD功能的扩展。
图2 微处理器电路
图3为微处理器与GSM模块的通信接口。由于GSM模块为RS232电平,而微处理器LPC2131为TTL电平,故中间需要电平转换。图中P0.0_TxDo与P0.1_RxDO分别连接微处理器的Tx0端和RxO端。左边的几针串口与GSM模块连接。中间的芯片SP3232E为232电平与TTL电平的转换芯片。微处理器通过其串行通信口向GSM模块发送AT指令,从而可以与远程的终端用户相互通信。
图3 GSM接口电路
图4为无线编解码模块的发送和接收电路,其中P32262为发送模块SD0、SDI、SD2,SD3分别为要发送的数据输入端,与微处理器的P0.28一P0.31连接。PT2272为接收模块RD0、RDI、RD2、RD3分别为接收数据的对应位,与微处理器的P0.20一P0.23连接。当发送模块的任何一位置高时,接收模块对应端也会置高。
图4 无线发送与接收模块电路
4 工作过程1) 系统软件本系统按功能不同分别设计了模块通信、信号处理和GSM通信三个任务,选用了一款内核精练的嵌入式操作系统μC/OS一Ⅱ控制三个任务之间的调度和分配。uC/OS一Ⅱ包括了任务调度,进程通信,内存管理等系统功能。系统的工作过程以及软件流程如图5:
图5 系统流程图
系统接收短信采用中断方式,GSM模块收到短信时会向系统发送数据,此时系统中断功能启动,获取短信内容并做相应操作。2) 通信协议①连接建立过程:本系统的近程通信选用的是发送和接收均为四位的编解码模块,主控系统与各采集系统之间采用询问式的通信方式。若有n(n≤15)个采集系统,其编号分别为1、2、⋯、n, 亿配芯城 当主控系统查询m号采集系统信息时,则四位二进制编码广播发送其编号m,m号分系统收到广播后则会向主控系统发送答应信号,此时主系统若收到答应信号则会再发送一个准备接受信号(为“1111”),此时通信连接已经建立,开始数据通信。若主控系统长时问收不到答应信号,系统则认为采集系统出现故障,会通知终端用户。②数据传送过程:数据传送时每次传送为4bit的数据,分别为D0,D1,D2,D3,其中D2,D3为控制位,D0,D1为数据位。D2,D3的定义如下表所示:
当数据传送时D2。D3用01,10相互交替发送用于主控系统识别.避免发牛数据混叠。当收到D2,D3为11时,表明数据发送完毕,本次通信终止。5 结论本系统作为无线测最控制系统,将远程GSM通信技术与近程编解码通信技术结合起来,并结合嵌入式技术,具有设计灵活,能多路榆测,并且具有支持在线编程以及可扩展的特点,特别适用于安全性较高场所的豁控。如家庭的安防隘控。在信号采集系统上安装相应的传感器(如人体感应,煤气传感器,温度传感器等),配合良好的人机界面,可设计成为一套完备的家庭智能监控系统,并且本系统配有执行机构。用户在单位或其他场所就能控制家用电器(如空调,电饭炮,热水器等)的开关,使之不仅能起到监控作用,还能为用户服务,就如智能保姆一样。由于义能与PC机相连,还可以作为停车场的车辆管理系统.管理员在电脑面前就能有效地管理整个停车场的运作。还可用于T业生产中流水线的指标枪测等。系统保留了JTAG口。能在PC机上在线编程,义可供专业人员直接进行研究并改进。本文作者主要创新点有:1、多路巡榆:系统可通过无线编解码模块对多路信号采集系统进行巡回检测,并对信号做实时处理。2、远近程通信:系统具有远程和近程两种通信功能。利用无线编解码模块与信号采集模块实现近程通信,利用GSM模块可与终端用户实现远程通信。3、可编程功能:系统配有JATG仿真口和串行通信口,能与PC机连接,由PC机对系统进行设置,并芰持在线编程。4、入机界面:本系统还保留了LCD及键盘的扩展接口,可用于设计安装人机界面,用户可通过键盘方便快捷地对系统进行没置,并且能从LCD上观察到系统的各个状态。5、故障检测:若采集系统出现故障,主控系统能及时检测发现,并反馈给终端用户。
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