CDMA短信息实现数据的无线传输

随着通信技术的不断成熟以及用户对通信质量越来越高的要求,现有的gsm网络将不可避免的向w-cdma(宽带码分多址)演变。cdma网络覆盖范围广、使用费用低、技术完善、安全可靠,采用cdma网络的短信息业务实现无线数据传输,既方便又可靠。

　　1 系统设计

　　本系统主要是利用cdma移动通信网络的短信息业务完成数据的无线传输,免去了现场组网的初期建设费用以及日后的网络维护费用。通过数据终端,将采集到的现场数据以短信息的形式发送到监控中心,在监控中心进行数据处理、存储、并提供相应的查询、统计、报表功能。监控中心也可以通过向数据终端发送短信息,设定监控终端配置信息或控制命令,更新数据终端的实时数据。系统组成包括现场设备、采集器、数据终端、监控中心。原理框图如图1所示。

　　

　　2 数据终端的硬件设计

　　数据终端采用cygnal c8051f020作为控制主芯片,该芯片具有集成度高、功耗低(供电电压为2.7～3.6v,典型工作电流为12ma,并具有多种节电休眠和停机模式)、处理能力强(采用流水线结构,机器周期由标准的12个系统时钟周期降为1个系统时钟周期,峰值性能可达25mips)的特点,使其很适合应用于需要高可靠性、低功耗的控制系统中。cygnal c8051f为兼容：mcs-51内核的单片机,内置64kb flash程序存储器和4352b数据ram,具有2个双全工的uart。正是利用这2个串口实现了单片机与手机模块和pc机的同时通讯。数据终端硬件结构框图如图2所示。

　　

　　2.1 通信单元电路设计

　　通信单元采用cdma无线模块来实现。cdma无线模块作为终端的无线收发模块,把单片机接收到的数据信息进行编码后以短信息的格式发送出去。cdma的无线模块采用zteit的mg801a模块,mg801a-cdma模块是内置软件支持cdma2000 1x rev0标准和gota协议的工业级应用模块,工作频段为800mhz。能完成语音、数据、传真、短信息服务以及多种附加业务的功能。具有容量大、辐射小、低功耗、体积小等特点。模块通过80脚的插座与外围电路进行接口,电路如图3所示。该模块的供电电压为3.3～4.25v,典型值为3.8v。

　　

　　2.1.1 开关机控制

　　有两种方法可以使模块开机,第一种方法是通过系统连接器上的on/off引脚,第二种方法是使用外部充电器。

　　系统连接器上的第51引脚是on/off引脚,在此引脚上加一瞬时低电平会使模块开机,模块关机是通过at指令实现的,关机指令为at+zpwroff。第二种方法是使用外部充电器为模块供电,如果外部电压同时加于v_main(pin 71,72,73,74,75)和vchg(pin 79)就会使模块开机,当充电电源移走后,模块会关机。

　　2.1.2通讯

　　mg801a模块提供串行异步通讯接口uart(他与串口的数据通讯遵从rs232接口协议),因为单片机与模块都是3v左右的供电电压,都符合ttl电平标准,所以可以直接连接,实现通讯功能。

　　2.1.3 uim卡

　　uim卡是cdma手机运用的一种智能卡。uim卡提供个人认证信息,可以允许ms或手机连接网络。uim卡可以允许用户拨打或接听电话和收发短信息。uim卡固定在卡座上,通过卡座的6个引脚与外部连接。mg801a模块为了减少功耗为uim提供了一个使能引脚,在此可以不用,使uim卡一直处于工作状态。

2.2 稳压电源电路

　　数据终端的工作电压为5 v dc。另外,电源的指标不仅仅有电压的要求,而且功率容限等指标都要满足要求。故采用图4的设计方案。在该系统中,开关电源芯片lm7805完成12v到5v的转换,加两个二极管起降压保护的作用,为模块供电。电源电路主要由lm7805和as117—3.o这两个三端稳压电源模块构成,电源模块as117—3.o接收lm7805输入的5v电压,输出为整个单片机系统和uim卡的3v供电电压。电源的输出基本不会受外部输入变动的干 扰,而且有效地消除了电磁干扰。

　　2.3 单片机外围电路

　　单片机采用cygnal公司的带双串口的c8051f020,一方面实现了对无线模块的初始化和控制,另一方面实现了与带有标准rs232串口的通讯。需要说明的是要加电平转换电路,把ttl电平转化为rs232电平,在本设计中选用的是sp3223芯片。c8051f020单片机在功能、性能上比以往的传统单片机有了很大的提高,但复位和时钟电路和以前单片机没有区别。增加了jtag接口,能实现在线下载,在下调试功能,从而使整个开发过程简单、可靠。

　　

　　3 系统软件设计与实现

　　系统软件设计就在于单片机的编程,通过向mg801a模块发送不同的at指令来实现不同的功能,如读取短信息的内容,删除短信息、列出模块中还未读的短信息等。下面主要介绍at指令和双串口cpu同时通讯的实现。

　　3.1 at指令

at(attention)指令最初由hayes公司推出,主要用于对调制解调器的控制,现在已演化为一种标准,所有移动模块都支持at指令。虽然不同厂家的手机模块都参照gsm协议,但格式