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1 引言 隨著各種體育彩票、福利彩票在全國各地持續(xù)熱銷，博彩業(yè)為中國不斷創(chuàng)造百萬富翁的同時，也使國家積累了足夠的財力以解決很多以前無力解決的民生問題。而彩票系統(tǒng)的實施離不開實時的分布式數據傳輸技術。另外，在油田、自來水公司等領域也需要對采集點分散、間隔距離長等特點的數據進行采集。如果采用傳統(tǒng)的依靠無線單邊帶電臺進行數據傳輸，不但硬件成本高、維護困難，而且還有需要架設室外天線等不利因素。隨著手機業(yè)務數據化的實施，以及無線信號基站基礎設施建設的推廣，在城市甚至鄉(xiāng)村基本上已經覆蓋了無線CDMA信號。有鑒于此，我們設計了一種基于CDMA模塊的嵌人式無線傳輸橋接裝置。 2 系統(tǒng)設計 本研究采用了一塊KCl9 CDMA無線模塊，該模塊主要由如下部分組成：SAM卡座、支持AT命令的串行接口、電源接口、RF收發(fā)、天線等。整個方案包含了具有固定IP地址的實時數據接收與處理的服務器端計算機、無線發(fā)送各采集點數據的客戶端設備兩大部分。服務器端計算機的設計要根據采集點數量、數據包大小、接入點容量等參數來決定中間件及數據庫的選擇．另外要申請一個固定IP地址以便各客戶端訪問。而客戶端的設計要求設備能夠驅動CDMA模塊以進行無線數據傳輸。 2．1 KCl9 CDMA模塊簡介 2．1．1模塊主要特點如下： (1)．主控基帶芯片為CBP5．1處理器 (2)．RF收發(fā)接口 (3)．軟件支持CDMA2000 lX協(xié)議棧 (4)．支持語音、數據、SMS等傳輸 (5)．RS232接口，通過AT命令與外部系統(tǒng)交互 2．1．2通過Rs232與KCl9模塊通訊方式： (1)．KCl9端口速率默認為115200bps (2)．數據傳輸業(yè)務的相關AT命令： I．建立PPP登錄賬號 AT+VACCNT Ⅱ．建立PPP連接 AT+VPPPOPEN Ⅲ．關閉PPP連接 AT+VPPPCLOSE Ⅳ．建立TCP/IP的SOCKET連接 AT+VSOCKET0PEN V．建立透傳模式 AT+VTMODE Ⅵ．退出透傳模式 +++ Ⅶ．查詢SOCKET連接狀態(tài) AT+VSOCKETSATUS 2．2系統(tǒng)主處理器芯片簡介 本系統(tǒng)的主處理器采用的是華邦W90N740芯片，該芯片是一款性能優(yōu)異的嵌入ARM7 TDMI內核的32位微處理器，時鐘頻率可達80MHz．已經被廣泛地應用于網絡及嵌人式系統(tǒng)當中。其中在芯片內部集成了4KB數據cache和4KB指令Cache、10/100Mb MAC以太網控制器、LCD控制器、USBl.1 Host Device控制器、IC卡接口、SPI接口、4個獨立Uart控制器等多種接口，這些接口可以極大地滿足各種嵌人式應用的需求。 2．3系統(tǒng)硬件組成及工作原理 本研究旨在解決各種需要低成本無線數據傳輸的橋接設備．即某客戶端設備通過RS232與本橋接設備相連。該橋接設備將接受到的數據又通過另一個RS232接口與KCl9 CDMA模塊相連，從而達到無線數據發(fā)送的目的。 系統(tǒng)硬件主要由winbond W90N740 ARM7處理器、SDRAM、NorFlash、電源監(jiān)測與系統(tǒng)復位電路、4個RS232串行接口、IC卡讀寫電路、USB主從接口、鐵電串行EEPROM存儲器、KC19 CDMA無線數據發(fā)送模塊、鍵盤、LCM等組成。 電源電路為系統(tǒng)提供穩(wěn)定充足的3.3v、1.8V電源；SP706S產生系統(tǒng)復位信號與電源掉電檢測信號；通過處理器的EBI信號組與SDRAM(HY57v281620容量8M*16bit)、NornFlash(SST39VFl60容量lM*16bit)連接用于存儲和運行程序；4個獨立的Uart接口的2個通過MAX202芯片轉換成標準的RS232信號分別與KC19 CDMA模塊及其他串行設備相連；IC卡座接口提供需要密文無線數據傳輸用戶在SAM卡中灌裝密鑰及加密算法；USB主從接口使設備可以與配備USB對應接口的客戶端設備相連；處理器的SPI接口與鐵電串行EEPROM存儲器FM24CL65連接，為用戶提供一個非易失性存儲器來存儲一些配置或其他重要信息；另外．本系統(tǒng)定義了3*4共12個鍵位的鍵盤電路及160*240黑白LCM電路為用戶提供了友好的交互界面。 硬件框圖如Fig2.1所示： 
Fig2.1無線數據傳輸設備硬件框圖 2．4系統(tǒng)軟件設計 一般的采用32位ARM處理器芯片的系統(tǒng)軟件基本上都在某一款操作系統(tǒng)下進行編程，如wincE、Linux等。本系統(tǒng)為了提高設備的性價比而采用了小容量NorFlash芯片，同時為了提高系統(tǒng)可靠性及效率而采用無操作系統(tǒng)的C語言編程。 在實驗中我們觀察到如果對CDMA通訊模塊長時間沒有數據傳送時，中國聯(lián)通的數據服務就會將我們的連接斷掉。為了使系統(tǒng)能夠可靠運行，可以采用兩種方法： I．如果有數據傳送任務，每一次都要進行連接查詢。如果連接正常．發(fā)送數據；如果連接中斷，就必須重新登錄連接再進行數據發(fā)送。 II. 采用心跳報文方式，以保證CDMA模塊與中國聯(lián)通服務器的業(yè)務保持連接，這樣系統(tǒng)可以無需查詢連接狀況，從而保證信息的正確無誤地發(fā)送與接受。 系統(tǒng)實現的軟件功能如下： (1)MPU芯片內部接口及外部各種接口芯片的驅動程序 ·I2C接口芯片FM24CL64(64Kb)的驅動 ·MPU內部UART0-3(由MAX202轉換成RS232)驅動 ·鍵盤、LCM液晶模塊的驅動． ·Smart card(智能卡)接口驅動 ·USB接口驅動 (2)業(yè)務流程實現 ·系統(tǒng)初始化及設備接口的驅動 ·通過CDMA模塊建屯連接并啟動心跳報文任務 ·啟動設備數據傳輸循環(huán) ·將客戶端發(fā)來的數據按照新協(xié)議打包無線發(fā)送至遠程服務器 ·不斷循環(huán)查詢新數據 系統(tǒng)程序框圖如Fig2.2所示
Fig2.2系統(tǒng)軟件流程圖 3 結語 本研究以嵌入式微處理器W90N740為核心，結合KC19 CDMA模塊實現了一種無線數據傳輸的橋接方法。本系統(tǒng)的創(chuàng)新點為：在不改變已有設備硬件的前提下，利用已有設備的串行接口，實現數據的無線傳輸任務；另外通過配置本橋接裝置，實現無線傳輸的系統(tǒng)可大可小、靈活自如。實踐證明該方案完全可以應用于需要無線實時數據傳輸的領域。 作者：周國順 來源：《微計算機信息》(嵌入式與soc)2009年第5-2期 |
