采用cdma网络的短信息业务实现无线数据传输

近年来,基于gsm模块的短信收发功能的各种应用系统如：被盗机动车追踪系统、家庭网络系统等已逐渐成为关注的焦点[1-3]。对于这些应用系统中如何通过短信收发模块实现短信收发的功能是一个非常基本而又非常关键的问题。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