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1 引言 隨著嵌入式計算機技術、通信技術的發展，人們對無線測控技術的要求也在不斷提高，測控技術也依托于強大的網絡通信技術的發展而應用列各行各業。傳統的數字調制系統編解碼技術(如FSK，ASK，PSK，DPSK等)已經非常成熟，各種編碼、解碼技術已廣泛應用與各種電子產品中，而日．通信過程中抗干擾能力強，準確度高。近幾年隨著移動通信網絡技術日益強大，手機短消息業務得到了飛速發展，并且手機短信業務的成本也在不斷降低。手機短信業務以其成本低，方便，快捷的特點，也深受廣大用戶的歡迎。 現有的尤線測控系統都是基于單個的通信技術，要么足基于GSM網絡技術，要么足基于編解碼技術，而本文所探討的無線測控系統就是將編解碼技術和GSM網絡技術這兩種通信方式結合起來的無線測挎通信系統。并結合了嵌入式技術，實現近程尤線測量和遠程控制的功能。 2 系統功能及構成 
圖1 系統整體框圖 系統的開發基于GSM技術，無線編解碼技術以及嵌入式技術。由微處理器控制無線編解碼模塊，從而快速準確地獲得各信號采集系統的信息．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模塊發送相應臺的AT指令，通過GSM網絡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行機構運行相應的任務。 3 硬件原理 系統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，實現部分功能設置；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電平的轉換芯片。微處理器通過其串行通信口向GSM模塊發送AT指令，從而可以與遠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送和接收電路，其中P32262為發送模塊SD0、SDI、SD2，SD3分別為要發送的數據輸入端，與微處理器的P0.28一P0.31連接。PT2272為接收模塊RD0、RDI、RD2、RD3分別為接收數據的對應位，與微處理器的P0.20一P0.23連接。當發送模塊的任何一位置高時，接收模塊對應端也會置高。
圖4 無線發送與接收模塊電路 4 工作過程 1) 系統軟件 本系統按功能不同分別設計了模塊通信、信號處理和GSM通信三個任務，選用了一款內核精練的嵌入式操作系統μC/OS一Ⅱ控制三個任務之間的調度和分配。uC／OS一Ⅱ包括了任務調度，進程通信，內存管理等系統功能。系統的工作過程以及軟件流程如圖5：
圖5 系統流程圖 系統接收短信采用中斷方式，GSM模塊收到短信時會向系統發送數據，此時系統中斷功能啟動，獲取短信內容并做相應操作。 2) 通信協議 ①連接建立過程：本系統的近程通信選用的是發送和接收均為四位的編解碼模塊，主控系統與各采集系統之間采用詢問式的通信方式。若有n(n≤15)個采集系統，其編號分別為1、2、⋯、n，當主控系統查詢m號采集系統信息時，則四位二進制編碼廣播發送其編號m，m號分系統收到廣播后則會向主控系統發送答應信號，此時主系統若收到答應信號則會再發送一個準備接受信號(為“1111”)，此時通信連接已經建立，開始數據通信。若主控系統長時問收不到答應信號，系統則認為采集系統出現故障，會通知終端用戶。 ②數據傳送過程：數據傳送時每次傳送為4bit的數據，分別為D0，D1，D2，D3，其中D2，D3為控制位，D0，D1為數據位。D2，D3的定義如下表所示：
當數據傳送時D2。D3用01，10相互交替發送用于主控系統識別．避免發牛數據混疊。當收到D2，D3為11時，表明數據發送完畢，本次通信終止。 5 結論 本系統作為無線測最控制系統，將遠程GSM通信技術與近程編解碼通信技術結合起來，并結合嵌入式技術，具有設計靈活，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。在信號采集系統上安裝相應的傳感器(如人體感應，煤氣傳感器，溫度傳感器等)，配合良好的人機界面，可設計成為一套完備的家庭智能監控系統，并且本系統配有執行機構。用戶在單位或其他場所就能控制家用電器(如空調，電飯炮，熱水器等)的開關，使之不僅能起到監控作用，還能為用戶服務，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．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業生產中流水線的指標槍測等。系統保留了JTAG口。能在PC機上在線編程，義可供專業人員直接進行研究并改進。 本文作者主要創新點有：1、多路巡榆：系統可通過無線編解碼模塊對多路信號采集系統進行巡回檢測，并對信號做實時處理。2、遠近程通信：系統具有遠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近程通信，利用GSM模塊可與終端用戶實現遠程通信。3、可編程功能：系統配有JATG仿真口和串行通信口，能與PC機連接，由PC機對系統進行設置，并芰持在線編程。4、入機界面：本系統還保留了LCD及鍵盤的擴展接口，可用于設計安裝人機界面，用戶可通過鍵盤方便快捷地對系統進行沒置，并且能從LCD上觀察到系統的各個狀態。5、故障檢測：若采集系統出現故障，主控系統能及時檢測發現，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 |
