模拟技术中的模拟技术中的EM200模块在无线数据传输系统中的应用研究模块在无线数据传输系统中的应用研究
引言 随着我国信息化进程的全面推进,各行业对信息化也提出了较高的要求。对传输信息化的认识也从单
纯的数字化提升到数字化与网络化、无线化相统一的高度。针对目前的信息化要求,原有的有线传输系统虽可
完成数字化与网络化,但复杂的布线、高昂的维护成本都使得网络节点的分布范围受到了很大的限制,这在很
大程度上阻碍了数据传输信息化的深入和普及。移动监测系统可以很好的解决上述问题,移动监测系统一般由
数据采集设备、终端管理计算机、监控中心组成,它可将数据采集设备安装于可移动载体,从而将现场采集到
的数据经终端管理计算机处理后,通过无线数据传输通道传送到监控中心,以便监控中心随时了解现场的状
况,从而实现远程无线移动
引言引言
随着我国信息化进程的全面推进,各行业对信息化也提出了较高的要求。对传输信息化的认识也从单纯的数字化提升到数
字化与网络化、无线化相统一的高度。针对目前的信息化要求,原有的有线传输系统虽可完成数字化与网络化,但复杂的布
线、高昂的维护成本都使得网络节点的分布范围受到了很大的限制,这在很大程度上阻碍了数据传输信息化的深入和普及。移
动监测系统可以很好的解决上述问题,移动监测系统一般由数据采集设备、终端管理计算机、监控中心组成,它可将数据采集
设备安装于可移动载体,从而将现场采集到的数据经终端管理计算机处理后,通过无线数据传输通道传送到监控中心,以便监
控中心随时了解现场的状况,从而实现远程无线移动监测。考虑到实际应用的需要,本文设计了一种基于CDMA或GPRS的网
络数据传输系统。该系统可根据传输要求的不同更换相应模块,从而完成更多功能。
1 无线数据传输方式无线数据传输方式
目前,移动无线数据传输的方法主要包括GSM短消息、CDMA、GPRS和其它方式(如wifi、红外、蓝牙、ZigBee等),
他们各自具有的特点如下所示:
GSM(Global System of Mobile communication,全球移动通信系统全球移动通信系统)短消息传输用的是信令信道,
采用存储转发的方式,传输延时不固定,具体视当前的短消息业务使用情况而定。该方式的最为主要的缺点是数据传输速率
低、具有延迟性且时间不定。
CDMA (Code Division Multiple Access)又称码分多址,是一种无线通讯技术,系统可为每个用户分配各自特定的地址
码。地址码之间具有相互准正交性,从而在时间、空间和频率上都可以重叠。CDMA 1X的理论传输速率可达300 kbps,目前
的实际传输速率大约在100 kbps左右,并可支持移动IP业务,可用于Intemet连接、数据传输等。CDMA允许所有使用者同时
使用全部频带(1.2288Mhz),且把其他使用者发出讯号视为杂讯,完全不必考虑到讯号碰撞 (collision) 问题。CDMA中所
提供语音编码技术,通话品质比目前GSM好,且可把用户对话时周围环境噪音降低,使通话更清晰。就安全性能而
言,CDMA不但有良好的认证体制,更因其传输特性,用码来区分用户,防止被人盗听的能力大大增强。 Wideband
CDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术,为IMT-2000的重要基础技术,将是第三代数字无线通信系统标准之一。
GPRS (General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业
务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同,是以封包(Packet)式来传输,因此使用者所负担
的费用是以其传输资料单位计算,并非使用其整个频道,理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。它经
常被描述成“2.5G”,也就是说,这项技术位于第二代(2G)和第三代(3G)移动通讯技术之间。GPRS采用分组交换技术。
可高效传输高速或低速数据和信令,GPRS的理论传输速率可达171.2 kbps,实际传输速率大约在40 kbps。
蓝牙技术是1994年由爱立信公司首先提出的一种短距离通信技术规范,它采用Ad hoc方式工作,可以在网络中实现路由
选择功能。蓝牙标准主要定义的是底层协议,也定义了一些高层协议和接口,具体包括核心协议、蓝牙电缆替代协议
RFCOMM、电话传送控制协议、与Internet应用相关的一些高层协议等。蓝牙是一种尖端的开放式无线通信标准,能够在10m
的范围内无线连接桌面型电脑、PDA便携设备等。蓝牙技术实际上是一种短距离的无线通信技术,是一种无线数据与语音通
信的开放性全球规范。蓝牙系统一般由无线单元、链路控制(固件)单元、链路管理(软件)单元和蓝牙软件(协议栈)单元
4个功能单元组成。蓝牙的传输距离为10 cm~10 m,如果增加功率或者是加上某些外设,则可达到100 m的传输距离。它采
用2.4 GHzISM频段和调频、跳频技术,使用权向纠错编码、ARQ、IDD和基带协议。
ZigBee无线通信技术是最近几年涌现的一项热门,目前全球已有350多家国际知名企业加入ZigBee联盟组织,以推广
ZigBee技术,使其成为领先的无线网络、传感、控制标准并在全球范围内应用于消费电子、能源、家庭、商业和工业等各个
领域[24]。ZigBee的基础是IEEE 802.15.4标准,这是IEEE无线个人局域网(PAN, personal area network)工作组的一项标
准。ZigBee网络类似移动通信网络的CDMA或GSM网,一个ZigBee网络理论上最多可支持65535个ZigBee节点,节点间的通
信距离可以从75m开展到数百米甚至几公里。ZigBee是一组基于IEEE批准的802.15.4无线标准研制开发的、有关组网、安全
和应用软件方面的技术标准。它的有效覆盖范围是10~75 m。当网络速率降低到28 kbps时,传输范围甚至可以扩大到134
m,因而具有更高的可靠性。
本文采用的是高性能的飞利浦公司的微处理器LPC2210,LPC2210是基于一个支持实时仿真和嵌入跟踪的32/16位
ARM7TDMI-S CPU。对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb模式将代码规模降低超过30%,而性能的损失却很小。
LPC2210可以广泛应用在工业、民用无线数据传输领域,特别适用于一些难于布线的地区和边远地区。设计采用的
CDMA无线数据传输模块采用华为EM200,并通过标准RS232接口与处理器相连。本文介绍的是如何传送用户数据信息。实
际上,用户数据信息只是整个信息传输管理系统的一个应用,通过更换不同的数据源模块可实现不同的信息传输,从而构成不
同的信息传输管理系统,如远程抄表系统、水文数据采集系统等等。
2 组网方案组网方案