1 引言

隨著嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)無(wú)線測(cè)控技術(shù)的要求也在不斷提高，測(cè)控技術(shù)也依托于強(qiáng)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(guò)程中抗干擾能力強(qiáng)，準(zhǔn)確度高。近幾年隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益強(qiáng)大，手機(jī)短消息業(yè)務(wù)得到了飛速發(fā)展，并且手機(jī)短信業(yè)務(wù)的成本也在不斷降低。手機(jī)短信業(yè)務(wù)以其成本低，方便，快捷的特點(diǎn)，也深受廣大用戶的歡迎。

現(xiàn)有的尤線測(cè)控系統(tǒng)都是基于單個(gè)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(wú)線測(cè)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(lái)的無(wú)線測(cè)挎通信系統(tǒng)。并結(jié)合了嵌入式技術(shù)，實(shí)現(xiàn)近程尤線測(cè)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(wú)線編解碼技術(shù)以及嵌入式技術(shù)。由微處理器控制無(wú)線編解碼模塊，從而快速準(zhǔn)確地獲得各信號(hào)采集系統(tǒng)的信息．并對(duì)信息進(jìn)行分析處理，最后通過(guò)微處理器的串行通信n向GSM模塊發(fā)送相應(yīng)臺(tái)的AT指令，通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)將處理后的信息傳送給終端用戶。也可通過(guò)GSM模塊接收終端用戶的指令，并由無(wú)線編解碼模塊控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)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(wú)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(gè)雙向I／0端口，其巾包括2個(gè)全雙工UART通信接口．可用于與GSM和PC之問(wèn)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(jī)連接，實(shí)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(wú)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(kuò)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(kuò)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(guò)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(wú)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(duì)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(shí)，接收模塊對(duì)應(yīng)端也會(huì)置高。

圖4 無(wú)線發(fā)送與接收模塊電路

4 工作過(guò)程

1） 系統(tǒng)軟件

本系統(tǒng)按功能不同分別設(shè)計(jì)了模塊通信、信號(hào)處理和GSM通信三個(gè)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(gè)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(jìn)程通信，內(nèi)存管理等系統(tǒng)功能。系統(tǒng)的工作過(guò)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(shí)會(huì)向系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，此時(shí)系統(tǒng)中斷功能啟動(dòng)，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(guò)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(wèn)式的通信方式。若有n（n≤15）個(gè)采集系統(tǒng)，其編號(hào)分別為1、2、?、n，當(dāng)主控系統(tǒng)查詢m號(hào)采集系統(tǒng)信息時(shí)，則四位二進(jìn)制編碼廣播發(fā)送其編號(hào)m，m號(hào)分系統(tǒng)收到廣播后則會(huì)向主控系統(tǒng)發(fā)送答應(yīng)信號(hào)，此時(shí)主系統(tǒng)若收到答應(yīng)信號(hào)則會(huì)再發(fā)送一個(gè)準(zhǔn)備接受信號(hào)（為“1111”），此時(shí)通信連接已經(jīng)建立，開始數(shù)據(jù)通信。若主控系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)問(wèn)收不到答應(yīng)信號(hào)，系統(tǒng)則認(rèn)為采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會(huì)通知終端用戶。

②數(shù)據(jù)傳送過(guò)程：數(shù)據(jù)傳送時(shí)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(shí)D2。D3用01，10相互交替發(fā)送用于主控系統(tǒng)識(shí)別．避免發(fā)牛數(shù)據(jù)混疊。當(dāng)收到D2，D3為11時(shí)，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(wú)線測(cè)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(lái)，并結(jié)合嵌入式技術(shù)，具有設(shè)計(jì)靈活，能多路榆測(cè)，并且具有支持在線編程以及可擴(kuò)展的特點(diǎn)，特別適用于安全性較高場(chǎng)所的豁控。如家庭的安防隘控。在信號(hào)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(jī)界面，可設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)。用戶在單位或其他場(chǎng)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(jī)相連，還可以作為停車場(chǎng)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(gè)停車場(chǎng)的運(yùn)作。還可用于T業(yè)生產(chǎn)中流水線的指標(biāo)槍測(cè)等。系統(tǒng)保留了JTAG口。能在PC機(jī)上在線編程，義可供專業(yè)人員直接進(jìn)行研究并改進(jìn)。

本文作者主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有：1、多路巡榆：系統(tǒng)可通過(guò)無(wú)線編解碼模塊對(duì)多路信號(hào)采集系統(tǒng)進(jìn)行巡回檢測(cè)，并對(duì)信號(hào)做實(shí)時(shí)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(wú)線編解碼模塊與信號(hào)采集模塊實(shí)現(xiàn)近程通信，利用GSM模塊可與終端用戶實(shí)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(jī)連接，由PC機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，并芰持在線編程。4、入機(jī)界面：本系統(tǒng)還保留了LCD及鍵盤的擴(kuò)展接口，可用于設(shè)計(jì)安裝人機(jī)界面，用戶可通過(guò)鍵盤方便快捷地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行沒(méi)置，并且能從LCD上觀察到系統(tǒng)的各個(gè)狀態(tài)。5、故障檢測(cè)：若采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障，主控系統(tǒng)能及時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，并反饋給終端用戶。

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