基于EM200模塊的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言
隨著我國信息化進(jìn)程的全面推進(jìn)，各行業(yè)對(duì)信息化也提出了較高的要求。對(duì)傳輸信息化的認(rèn)識(shí)也從單純的數(shù)字化提升到數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化、無線化相統(tǒng)一的高度。針對(duì)目前的信息化要求，原有的有線傳輸系統(tǒng)雖可完成數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化，但復(fù)雜的布線、高昂的維護(hù)成本都使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分布范圍受到了很大的限制，這在很大程度上阻礙了數(shù)據(jù)傳輸信息化的深入和普及。移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)可以很好的解決上述問題，移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)采集設(shè)備、終端管理計(jì)算機(jī)、監(jiān)控中心組成，它可將數(shù)據(jù)采集設(shè)備安裝于可移動(dòng)載體，從而將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)終端管理計(jì)算機(jī)處理后，通過無線數(shù)據(jù)傳輸通道傳送到監(jiān)控中心，以便監(jiān)控中心隨時(shí)了解現(xiàn)場的狀況，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線移動(dòng)監(jiān)測?？紤]到實(shí)際應(yīng)用的需要，本文設(shè)計(jì)了一種基于CDMA或GPRS的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)可根據(jù)傳輸要求的不同更換相應(yīng)模塊，從而完成更多功能。

1 無線數(shù)據(jù)傳輸方式
目前，移動(dòng)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ㄖ饕℅SM短消息、CDMA、GPRS和其它方式(如藍(lán)牙、ZigBee等)，它們各自具有不同的特點(diǎn)。
GSM短消息傳輸用的是信令信道，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式，傳輸延時(shí)不固定，具體視當(dāng)前的短消息業(yè)務(wù)使用情況而定。該方式的缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速率低、具有延遲性且時(shí)間不定。
CDMA (Code Division Multiple Access)又稱碼分多址，是一種無線通訊技術(shù)，系統(tǒng)可為每個(gè)用戶分配各自特定的地址碼。地址碼之間具有相互準(zhǔn)正交性，從而在時(shí)間、空間和頻率上都可以重疊。CDMA 1X的理論傳輸速率可達(dá)300 kbps，目前的實(shí)際傳輸速率大約在100 kbps左右，并可支持移動(dòng)IP業(yè)務(wù)，可用于Intemet連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?br /> GPRS (General Packet Radio Service)是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱，它經(jīng)常被描述成“2．5G”，也就是說，這項(xiàng)技術(shù)位于第二代(2G)和第三代(3G)移動(dòng)通訊技術(shù)之間。GPRS采用分組交換技術(shù)。可高效傳輸高速或低速數(shù)據(jù)和信令，GPRS的理論傳輸速率可達(dá)171．2 kbps，實(shí)際傳輸速率大約在40 kbps。
藍(lán)牙技術(shù)實(shí)際上是一種短距離的無線通信技術(shù)，是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范。藍(lán)牙系統(tǒng)一般由無線單元、鏈路控制(固件)單元、鏈路管理(軟件)單元和藍(lán)牙軟件(協(xié)議棧)單元4個(gè)功能單元組成。藍(lán)牙的傳輸距離為10 cm～10 m，如果增加功率或者是加上某些外設(shè)，則可達(dá)到100 m的傳輸距離。它采用2．4 GHzISM頻段和調(diào)頻、跳頻技術(shù)，使用權(quán)向糾錯(cuò)編碼、ARQ、IDD和基帶協(xié)議。
ZigBee是一組基于IEEE批準(zhǔn)的802．15．4無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的、有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它的有效覆蓋范圍是10～75 m。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)速率降低到28 kbps時(shí)，傳輸范圍甚至可以擴(kuò)大到134 m，因而具有更高的可靠性。
本文采用的是高性能的微處理器LPC2210，該器件可以廣泛應(yīng)用在工業(yè)、民用無線數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，特別適用于一些難于布線的地區(qū)和邊遠(yuǎn)地區(qū)。設(shè)計(jì)采用的CDMA無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用華為EM200，并通過標(biāo)準(zhǔn)RS232接口與處理器相連。本文介紹的是如何傳送用戶數(shù)據(jù)信息。實(shí)際上，用戶數(shù)據(jù)信息只是整個(gè)信息傳輸管理系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用，通過更換不同的數(shù)據(jù)源模塊可實(shí)現(xiàn)不同的信息傳輸，從而構(gòu)成不同的信息傳輸管理系統(tǒng)，如遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、水文數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等等。

2 組網(wǎng)方案
M2M(機(jī)器到機(jī)器)數(shù)據(jù)傳輸方式目前在多個(gè)行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用，它可通過數(shù)據(jù)采集終端對(duì)分布于各地的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過通用接口鏈接到CDMA無線傳輸模塊，再通過它對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行透明傳輸，將相應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)的數(shù)據(jù)中心。圖1所示是基于CDMA的移動(dòng)無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與用戶的數(shù)據(jù)中心之間一般可通過TCP／UDP建立數(shù)據(jù)連接。用戶的數(shù)據(jù)中心作為通信的服務(wù)端，具有公用的固定IP，并指定偵聽端口。無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸模塊可設(shè)定為上電自動(dòng)撥號(hào)，如果無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與用戶的數(shù)據(jù)中心之間采用TCP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。則自動(dòng)與服務(wù)器建立TCP連接。