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1 引言 隨著嵌入式計算機技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，人們對無線測控技術(shù)的要求也在不斷提高，測控技術(shù)也依托于強大的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展而應(yīng)用列各行各業(yè)。傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)編解碼技術(shù)(如FSK，ASK，PSK，DPSK等)已經(jīng)非常成熟，各種編碼、解碼技術(shù)已廣泛應(yīng)用與各種電子產(chǎn)品中，而日．通信過程中抗干擾能力強，準(zhǔn)確度高。近幾年隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益強大，手機短消息業(yè)務(wù)得到了飛速發(fā)展，并且手機短信業(yè)務(wù)的成本也在不斷降低。手機短信業(yè)務(wù)以其成本低，方便，快捷的特點，也深受廣大用戶的歡迎。 現(xiàn)有的尤線測控系統(tǒng)都是基于單個的通信技術(shù)，要么足基于GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，要么足基于編解碼技術(shù)，而本文所探討的無線測控系統(tǒng)就是將編解碼技術(shù)和GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這兩種通信方式結(jié)合起來的無線測挎通信系統(tǒng)。并結(jié)合了嵌入式技術(shù)，實現(xiàn)近程尤線測量和遠(yuǎn)程控制的功能。 2 系統(tǒng)功能及構(gòu)成 
圖1 系統(tǒng)整體框圖 系統(tǒng)的開發(fā)基于GSM技術(shù)，無線編解碼技術(shù)以及嵌入式技術(shù)。由微處理器控制無線編解碼模塊，從而快速準(zhǔn)確地獲得各信號采集系統(tǒng)的信息．并對信息進行分析處理，最后通過微處理器的串行通信n向GSM模塊發(fā)送相應(yīng)臺的AT指令，通過GSM網(wǎng)絡(luò)將處理后的信息傳送給終端用戶。也可通過GSM模塊接收終端用戶的指令，并由無線編解碼模塊控制執(zhí)行機構(gòu)運行相應(yīng)的任務(wù)。 3 硬件原理 系統(tǒng)的硬件部分由微處理器LPC2131，無線編解碼模塊PT2262，PT2272以及GSM模塊組成。 圖2為微處理器模塊，微處理器選用ARM7TDMI內(nèi)核的芯片LPC213l。該處理器具有48個雙向I／0端口，其巾包括2個全雙工UART通信接口．可用于與GSM和PC之問的通信。其中P0.0 P0.1為UART0的接口，用于與GSM模塊連接；P0.8PO.9為UART1的接口，用于與PC機連接，實現(xiàn)部分功能設(shè)置；P0.28一P0.3 1和P0.20—P0.23為雙相I／O端口，分別連接無線編解碼模塊的發(fā)送和接收部分；P0.4一P0.7和P0.10—P0.13為雙相I／O端口，用于鍵盤功能的擴展；P0.18 P0.19 P0.25一P0.27和P1.18一P1.25也是雙相I／O端口，用于LCD功能的擴展。
圖2 微處理器電路 圖3為微處理器與GSM模塊的通信接口。由于GSM模塊為RS232電平，而微處理器LPC2131為TTL電平，故中間需要電平轉(zhuǎn)換。圖中P0.0_TxDo與P0.1_RxDO分別連接微處理器的Tx0端和RxO端。左邊的幾針串口與GSM模塊連接。中間的芯片SP3232E為232電平與TTL電平的轉(zhuǎn)換芯片。微處理器通過其串行通信口向GSM模塊發(fā)送AT指令，從而可以與遠(yuǎn)程的終端用戶相互通信。
圖3 GSM接口電路 圖4為無線編解碼模塊的發(fā)送和接收電路，其中P32262為發(fā)送模塊SD0、SDI、SD2，SD3分別為要發(fā)送的數(shù)據(jù)輸入端，與微處理器的P0.28一P0.31連接。PT2272為接收模塊RD0、RDI、RD2、RD3分別為接收數(shù)據(jù)的對應(yīng)位，與微處理器的P0.20一P0.23連接。當(dāng)發(fā)送模塊的任何一位置高時，接收模塊對應(yīng)端也會置高。
圖4 無線發(fā)送與接收模塊電路 4 工作過程 1) 系統(tǒng)軟件 本系統(tǒng)按功能不同分別設(shè)計了模塊通信、信號處理和GSM通信三個任務(wù)，選用了一款內(nèi)核精練的嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS一Ⅱ控制三個任務(wù)之間的調(diào)度和分配。uC／OS一Ⅱ包括了任務(wù)調(diào)度，進程通信，內(nèi)存管理等系統(tǒng)功能。系統(tǒng)的工作過程以及軟件流程如圖5：
圖5 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)接收短信采用中斷方式，GSM模塊收到短信時會向系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，此時系統(tǒng)中斷功能啟動，獲取短信內(nèi)容并做相應(yīng)操作。 2) 通信協(xié)議 ①連接建立過程：本系統(tǒng)的近程通信選用的是發(fā)送和接收均為四位的編解碼模塊，主控系統(tǒng)與各采集系統(tǒng)之間采用詢問式的通信方式。若有n(n≤15)個采集系統(tǒng)，其編號分別為1、2、⋯、n，當(dāng)主控系統(tǒng)查詢m號采集系統(tǒng)信息時，則四位二進制編碼廣播發(fā)送其編號m，m號分系統(tǒng)收到廣播后則會向主控系統(tǒng)發(fā)送答應(yīng)信號，此時主系統(tǒng)若收到答應(yīng)信號則會再發(fā)送一個準(zhǔn)備接受信號(為“1111”)，此時通信連接已經(jīng)建立，開始數(shù)據(jù)通信。若主控系統(tǒng)長時問收不到答應(yīng)信號，系統(tǒng)則認(rèn)為采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會通知終端用戶。 ②數(shù)據(jù)傳送過程：數(shù)據(jù)傳送時每次傳送為4bit的數(shù)據(jù)，分別為D0，D1，D2，D3，其中D2，D3為控制位，D0，D1為數(shù)據(jù)位。D2，D3的定義如下表所示：
當(dāng)數(shù)據(jù)傳送時D2。D3用01，10相互交替發(fā)送用于主控系統(tǒng)識別．避免發(fā)牛數(shù)據(jù)混疊。當(dāng)收到D2，D3為11時，表明數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，本次通信終止。 5 結(jié)論 本系統(tǒng)作為無線測最控制系統(tǒng)，將遠(yuǎn)程GSM通信技術(shù)與近程編解碼通信技術(shù)結(jié)合起來，并結(jié)合嵌入式技術(shù)，具有設(shè)計靈活，能多路榆測，并且具有支持在線編程以及可擴展的特點，特別適用于安全性較高場所的豁控。如家庭的安防隘控。在信號采集系統(tǒng)上安裝相應(yīng)的傳感器(如人體感應(yīng)，煤氣傳感器，溫度傳感器等)，配合良好的人機界面，可設(shè)計成為一套完備的家庭智能監(jiān)控系統(tǒng)，并且本系統(tǒng)配有執(zhí)行機構(gòu)。用戶在單位或其他場所就能控制家用電器(如空調(diào)，電飯炮，熱水器等)的開關(guān)，使之不僅能起到監(jiān)控作用，還能為用戶服務(wù)，就如智能保姆一樣。由于義能與PC機相連，還可以作為停車場的車輛管理系統(tǒng)．管理員在電腦面前就能有效地管理整個停車場的運作。還可用于T業(yè)生產(chǎn)中流水線的指標(biāo)槍測等。系統(tǒng)保留了JTAG口。能在PC機上在線編程，義可供專業(yè)人員直接進行研究并改進。 本文作者主要創(chuàng)新點有：1、多路巡榆：系統(tǒng)可通過無線編解碼模塊對多路信號采集系統(tǒng)進行巡回檢測，并對信號做實時處理。2、遠(yuǎn)近程通信：系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程和近程兩種通信功能。利用無線編解碼模塊與信號采集模塊實現(xiàn)近程通信，利用GSM模塊可與終端用戶實現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。3、可編程功能：系統(tǒng)配有JATG仿真口和串行通信口，能與PC機連接，由PC機對系統(tǒng)進行設(shè)置，并芰持在線編程。4、入機界面：本系統(tǒng)還保留了LCD及鍵盤的擴展接口，可用于設(shè)計安裝人機界面，用戶可通過鍵盤方便快捷地對系統(tǒng)進行沒置，并且能從LCD上觀察到系統(tǒng)的各個狀態(tài)。5、故障檢測：若采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障，主控系統(tǒng)能及時檢測發(fā)現(xiàn)，并反饋給終端用戶。 作者：潘洋，陳家勝 來源：《微計算機信息》(嵌入式與SOC)2009年第4-2期 |
