煤礦井下TD無線數(shù)據(jù)采集終端的設計
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LC6311(+)提供兩個UART接口，UART1用作與主機的通訊口，其速率缺省為115．2 kbit·s-1，可以采用相關(guān)AT指令動態(tài)配置從9 600 bit·s-1到921．6 kbit·s-1。UART2用作軟件下載，通訊速率115．2 kbit·s-1。
設計采用MSP430F149的UART1和LC6311(+)的UART1交叉相連，即MSP430的34腳UTXD1、35腳URXD1分別與LC6311(+)的43腳UART1_RX、42腳UART1_TX相連。LC6311(+)的UART1接口中，UART1_RTS和UART1_CTS引腳可以懸空。
LC6311(+)模塊加電后，為使之正常工作，必須在POWERON信號端加至少5 s的高電平信號，且在這期間RESET信號端保持高電平狀態(tài)。建議把VBAT引腳和POWERON引腳直接相連，以確保TD模塊正常啟動。
井下傳感器可檢測礦井下各種物理信息，如壓力、氧氣濃度、瓦斯?jié)舛鹊?。傳感器接口單元支持的傳感器輸出類型包括模擬接口輸出和數(shù)字接口輸出。模擬接口支持標準的電壓輸出類型和電流輸出類型，通過隔離轉(zhuǎn)換電路，將模擬電壓(電流)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式與主處理單元連接；數(shù)字接口支持RS232、RS485／RS422接口，通過隔離電路連接至主處理單元。
另外，該終端設有蜂鳴報警電路和指示電路，使得在檢測到危險來臨時告知檢測人員做出反應。
3 軟件接口及控制原理
采集終端利用TD-SCDMA無線網(wǎng)絡和Internet實現(xiàn)終端與基站之間的通信。由TD無線模塊LC6311(+)實現(xiàn)鏈路層、傳輸層和網(wǎng)絡層的協(xié)議，其中數(shù)據(jù)鏈路層采用PPP協(xié)議，傳輸層采用面向UDP協(xié)議，網(wǎng)絡層采用IP協(xié)議。
3．1 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的選擇及其實現(xiàn)方式
數(shù)據(jù)采集終端通過無線網(wǎng)絡向基站傳輸數(shù)據(jù)，第一步是登錄TD-SCDMA網(wǎng)絡，登錄網(wǎng)絡的過程屬于數(shù)據(jù)鏈路層。終端可以通過AT命令登錄到網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點GGSN，當PPP協(xié)商成功并遠程成功登錄Internet后，可以得到GGSN分配給自己的內(nèi)網(wǎng)IP地址。
第二步是傳輸層協(xié)議選擇。
傳輸層的協(xié)議主要有UDP和TCP，UDP和TCP都使用相同的網(wǎng)絡層IP，根據(jù)應用要求進行選擇。
UDP是一個簡單的面向數(shù)據(jù)報的傳輸層協(xié)議，提供不可靠性連接，它把應用程序交下來的報文，傳給IP層發(fā)送出去，但并不保證它們能到達目的地。其報文格式如圖4所示。TCP與UDP不同，TCP提供了一種面向連接的、可靠的bit流服務。數(shù)據(jù)發(fā)送必須經(jīng)過接收方確認，并且有超時重傳等保障機制，這是TCP傳輸有一定保障的原因。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/194626.htm
UDP與TCP提供不同的傳輸方式和傳輸質(zhì)量，TCP用以增加網(wǎng)絡開銷的方式提供傳輸保障。TD-SCDMA網(wǎng)絡按流量計費，因此數(shù)據(jù)傳送效率就顯得十分重要。當單包傳送的用戶數(shù)據(jù)量比較小時，UDP協(xié)議傳輸效率明顯高于TCP協(xié)議。
考慮到本系統(tǒng)的通信特點：單位時間內(nèi)數(shù)據(jù)流量小、通信頻率高、多點通信，而且視頻數(shù)據(jù)的傳輸要求高實時性，對差錯控制沒有太高要求。綜合以上考慮，并可滿足系統(tǒng)擴充方便和遠距離通信的需要，采用UDP協(xié)議。
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