基于ARM的移动无线传输系统设计

2009年06月09日 14:06    ARM
关键词: arm , 无线传输 , 移动
            1 引言
  随着移动通信与Internet技术的发展,传统单一的固定点监测已无法满足应用要求,迫切需要与移动监测形成以Internet与各种无线接入技术相结合的复合型测控网络。与传统的固定点监测相比,移动监测灵活,机动性强,弥补了固定点监测覆盖面小的不足。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,并将数据采集设备安装于可移动载体。它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,因此监控中心就可以随时了解现场状况,实现远程无线移动监测。针对于信息的实时传输,本文设计了基于CDMA的网络数据传输系统。
2 系统结构
  整个信息传输管理系统由移动终端、CDMA网络、Internet网、信息管理中心服务器等组成,如图1所示。移动终端将GPS数据组成CDMA数据分组,通过CDMA网络和Internet网,上传到信息管理中心服务器。服务器应当具备IP地址和电子地图。信息管理中心也可以通过Internet网和CDMA网络向移动终端发出各种指令。




3移动终端硬件组成
  移动终端的硬件部分主要包括ARM CPU控制模块、CDMA Modem模块以及电源模块三部分,结构框图如图2所示。




  LPC2292是Philips公司开发的支持实时仿真和跟踪的32位ARMTDM-SCPU,可在线进行下载、调试。LPC2292微控制器通过Modem接口传递AT指令初始化CDMA模块,使之附着在CDMA网络上,通过拨号建立PPP连接,获取网络运营商ISP动态分配给移动终端的IP地址,并与服务器固定IP之间建立Socket链接,一旦链接成功,移动终端可以通过Modem接口向现场设备收发数据或指令。
  CDMA无线模块作为终端的无线收发模块,把从ARM微控制器接收到的数据进行相应的协议处理后再转发出去。CDMA无线模块采用Wave COM公司的Q2358C模块,Q2358C模块是标准的工业级功能一体化应用模块,通过专门的60 pin的系统连接器与ARM CPU以及外围电路进行连接。
3.1 UIM卡接口设计
  UIM卡是CDMA手机运用中的一种智能卡。UIM卡提供了个人认证信息可以允许MS(移动终端)或者手机连接网络,UIM卡允许用户拨打、接收手机或者接收任何装有UIM卡手机的预定服务。Q2358C模块支持外部UIM卡,可以直接与3.0 VUIM卡或者1.8 V UIM卡相连接,模块自动监测和适应UIM卡类型,本系统设计采用3.0 VUIM卡。UIM卡系统连接器上的UIM卡针定义,如表1所列。UIM与模块接口电路设计如图3所示。


3.2系统音频部分设计
  CDMA模块提供了完整的音频接口,设计时只需增加少量外围辅助元件即可。音频分为主通道和辅助通道,音频设计应尽量远离模块的射频部分,以降低射频对音频的干扰。通过AT+CHFA命令切换主、副音频通道,来电振铃音则从蜂鸣器(BUZZER)中发出。音频信号很容易受到干扰,输人输出走线应尽可能细,以取得较好的共模噪声和无线噪声抑制效果。音频电路使用的电源建议单独使用一个电源模块,主音频输入输出通道的电路图如图4所示。麦克风偏置电路应尽量靠近60pin的系统连接器,走线应尽可能短。通过AT+CMIC命令调节模块内部音频放大器的增益。为了抑制射频噪声,麦克风必须直接并联射频抑制电容,系统连接器输入端口也需要安装部分射频抑制电容,这些高频抑制电容必须在800 MHz上自谐振。主通道差分方式输出驱动15Ω的负载受话器,建议受话器技术指标能达到:阻抗≥15 Ω,灵敏度为103 dB,功耗≤10 mW。
4移动终端软件设计
  本系统软件由上位机和下位机软件、服务器应用界面和数据库3部分构成,下位机软件负责ARM微控制器与CDMA模块间的串口通信,流程图如图5所示。



  由于CDMA网络的PDSN(分组数据服务结点)与CDMA模块通信遵循PPP协议,所以ARM微控制器也要实现一部分PPP协议才能与之对话。拨号后CDMA模块首先与网关进行通信链路协商,即协商点到点的各种链路参数配置。协商过程遵循LPC(Link Control Protocol)、PAP(Password AuthenticationProtocol)、IPCP(InternetProtocol ControlProtocol)等协议。其中LCP协议用于建立、构造、测试链路连接,PAP协议用于处理密码验证,IPCP协议用于设置网络协议环境,并分配IP地址,一旦协商完成,已创建链路,若IP地址已分配就可以按照协商标准传输IP报文。根据应用不同,IP报头携带可以是UDP报头,也可以是TCP或ICMP报头,本系统采用TCP报文传递数据信息。数据传输完毕,ARM微控制器向PDSN发送LCP的断开连接报文,终止网络连接。
  数据终端登陆CDMA网络并与PDSN网关通过LCP、PAP、IPCP协议进行协商。ICP、PAP和CPCP协议的帧结构大同小异,最常用的是请求REQ、相应ACK和拒绝NAK3种帧。微控制器与PDSN进行协商,二者都可以发送REQ帧,请求相关配置,若对方不能接收配置,则回应NAK帧;如果能接收配置,则回应ACK帧。
5 结束语
  本文介绍了移动终端在计算机之间进行无线数据传输的实现方法。除此之外,如果将ARM CPU的串口与GPS接收板的数据端相连,便可组成GPS卫星定位系统及车辆调度系统;如果将ARM CPU的串口与数据采集系统的数据端相连,便可组成远程无线采集及控制系统。因此,本设计方案应用广泛,可应用于出租、公安、运输、水利等领域。
                                       
欢迎分享本文,转载请保留出处:http://www.eechina.com/thread-2678-1-1.html     【打印本页】
您需要登录后才可以发表评论 登录 | 立即注册

相关文章

相关视频演示

厂商推荐


关于我们  -  服务条款  -  使用指南  -  站点地图  -  友情链接  -  联系我们
电子工程网 © 版权所有   京ICP备11013910号 | 京公网安备11010502021702
回顶部