基于cdma短信息的無線通信系統(tǒng)的設(shè)計【文獻綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計開題報告</b></p><p><b>　　電子信息工程</b></p><p>　　基于CDMA短信息的無線通信系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　1前言部分</b></p><p>　　近年來，各種基于CDMA模塊的短信收發(fā)功能的

2、應(yīng)用系統(tǒng)比如：追蹤被盜機動車系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等已逐漸成為被關(guān)注的焦點。 對于這些應(yīng)用系統(tǒng)中如何通過短信收發(fā)模塊來實現(xiàn)短信的收發(fā)功能是一個非?；镜址浅ｊP(guān)鍵的問題。隨著不斷成熟的通信技術(shù)以及用戶對通信質(zhì)量的要求越來越高，傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)將不可避免的向著W-CDMA(寬帶碼分多址)的演變。CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、技術(shù)完善、使用費用低、安全性高、可靠性強。采用CDMA網(wǎng)絡(luò)的短信息業(yè)務(wù)來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的傳輸，既方便又可靠安全。</p&g

3、t;<p><b>　　2主題部分</b></p><p><b>　　1 系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　本系統(tǒng)主要是利用CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)的短信息業(yè)務(wù)完成數(shù)據(jù)的無線傳輸，避免了現(xiàn)場組網(wǎng)的初期建設(shè)及日后的維護網(wǎng)絡(luò)的費用。通過數(shù)據(jù)終端，將采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)用短信息形式發(fā)送到監(jiān)控中心。在監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)處理、存儲、并提供查詢、統(tǒng)

4、計、報表等功能。監(jiān)控中心也可以通過向數(shù)據(jù)終端發(fā)送短信息，設(shè)定監(jiān)控終端配置信息或控制命令，更新數(shù)據(jù)終端的實時數(shù)據(jù)。系統(tǒng)組成包括采集器、數(shù)據(jù)終端、監(jiān)控中心、現(xiàn)場設(shè)備。原理框圖如圖1所示。</p><p>　　2 數(shù)據(jù)終端的硬件設(shè)計</p><p>　　數(shù)據(jù)終端采用CYGNAL C8051F020作為控制主芯片，該芯片具有集成度高、功耗低、處理能力強等特點，使其很適合于需要高可靠性、低功耗的控制

5、系統(tǒng)中。利用CYGNAL C8051F為兼容：MCS-51內(nèi)核的單片機，內(nèi)置64kB FLASH程序存儲器和4352B數(shù)據(jù)RAM，具有2個全雙工的UART。正是利用這2個串口實現(xiàn)了單片機與手機模塊和PC機的同步通訊。數(shù)據(jù)終端的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。 </p><p>　　2.1 通信單元電路的設(shè)計</p><p>　　通信單元采用CDMA無線模塊來實現(xiàn)。CDMA無線模塊是終端的無線收發(fā)模

6、塊，把單片機接收到的數(shù)據(jù)信息，進行編碼后以短信息的形式發(fā)送出去。CDMA無線模塊采用了ZTEIT的MG801A模塊。MG801A-CDMA模塊是內(nèi)置軟件支持CDMA2000 1X REV0標(biāo)準(zhǔn)與GoTa協(xié)議的工業(yè)級應(yīng)用模塊，工作頻段為800MHz。它能實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、傳真、短信息服務(wù)及多種附加業(yè)務(wù)的功能。它具有容量大、輻射小、低功耗、體積小的特點。模塊通過80腳的插座與外圍電路進行接口，電路如圖3所示。該模塊的供電電壓為3.3～4.25

7、V，其典型值為3.8V。</p><p>　　2.1.1 開關(guān)機控制</p><p>　　有兩種方式可以使模塊開機，第一種方式是通過系統(tǒng)連接器上的ON/OFF引腳，另一種是使用外部充電器。</p><p>　　系統(tǒng)連接器上的第51引腳是ON/OFF引腳。如果在此引腳上加一瞬時低電平，會使模塊開機。模塊關(guān)機是通過AT指令實現(xiàn)的。其關(guān)機指令為AT+ZPWROFF。第二種

8、方式是使用外部充電器為模塊供電。如果外部電壓同時加于V_MAIN(Pin 71，72，73，74，75)和VCHG(Pin 79)就會使模塊開機，當(dāng)充電器被移走后，模塊會關(guān)機。 </p><p><b>　　2.1.2通訊</b></p><p>　　MG801A模塊提供串行異步通訊接口UART。因為單片機與模塊都是3V左右的供電電壓，都符合TTL電平標(biāo)準(zhǔn)。所以可以直

9、接連接來實現(xiàn)通訊功能。</p><p>　　2.1.3 UIM卡</p><p>　　UIM卡是被CDMA手機運用的一種智能卡。UIM卡提供了個人認(rèn)證信息，可以允許MS或手機連接到網(wǎng)絡(luò)。UIM卡也可以允許用戶撥打或接聽電話和收發(fā)短信息。UIM卡是固定在卡座上的，通過卡座的6個引腳與外部連接。MG801A模塊為了減少功耗為UIM提供了一個使能引腳，當(dāng)不用時，可以使UIM卡一直處于工作狀態(tài)。&

10、lt;/p><p>　　2.2 穩(wěn)壓電源電路</p><p>　　數(shù)據(jù)終端的工作電壓為5 V DC。另外，不僅僅電源的指標(biāo)有電壓要求，而且功率容限等指標(biāo)都要滿足要求。故采用圖4的設(shè)計方案。在該系統(tǒng)中，由開關(guān)電源的芯片LM7805完成12V到5V的轉(zhuǎn)換，加兩個二極管起到降壓保護的作用，為模塊供電。電源電路主要由LM7805和AS117—3.O這兩個三端穩(wěn)壓電源模塊構(gòu)成。電源模塊AS117—3.O

11、接收了LM7805輸入的5V電壓，輸出提供給整個單片機系統(tǒng)和UIM卡的3V供電電壓。電源的輸出基本不會受到外部輸入變動的干擾，而且還有效地消除了電磁干擾。</p><p>　　2.3 單片機外圍電路</p><p>　　單片機采用CYGNAL公司的帶雙串口的C8051F020。一方面實現(xiàn)了對無線模塊的初始化和控制；另一方面實現(xiàn)了與帶有標(biāo)準(zhǔn)RS232串口的通訊。需要說明的是要加電平來轉(zhuǎn)換電路

12、，就是把TTL電平轉(zhuǎn)化為RS232電平。在本設(shè)計中選用的是SP3223芯片。C8051F020單片機在功能、性能上與以往的傳統(tǒng)單片機相比有了很大的提高，但復(fù)位和時鐘電路的設(shè)計和以前的單片機沒有區(qū)別。增加了JTAG接口，能實現(xiàn)在線下載的功能，在下調(diào)試功能，從而使整個開發(fā)過程簡單、可靠。</p><p>　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)</p><p>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計在于單片機的編程過程。通過向M

13、G801A模塊發(fā)送不同的AT指令來實現(xiàn)不同的功能。如讀取短信息的內(nèi)容、刪除短信息、列出模塊中還未讀的短信息等。下面主要介紹AT指令和雙串口CPU同時通訊的實現(xiàn)。</p><p><b>　　3.1 AT指令</b></p><p>　　AT(Attention)指令最初是由Hayes公司推出的，主要用于控制調(diào)制解調(diào)器?，F(xiàn)在已演化為一種標(biāo)準(zhǔn)，所有移動模塊都支持AT指令。

14、不同廠家的手機模塊雖然都參照GSM協(xié)議，但格式還是有所不同，開發(fā)過程中一定要認(rèn)真參考廠家給的資料。同時，在開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)指令的執(zhí)行過程需要單片機與手機交互應(yīng)答來完成，每一次發(fā)送或接收的字節(jié)數(shù)都有嚴(yán)格的規(guī)定，二者必須依據(jù)這些規(guī)定實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。否則，通信就是失敗的。</p><p>　　3.2 單片機雙串口同時通訊的實現(xiàn)</p><p>　　由于C8051F020單片機實現(xiàn)上位機與手機模塊的

15、同時通訊，所以采用一片具有雙串口的CPU。該CPU具有2個串口和2個串口中斷。串口1中斷處理與上位機的通訊，串口2中斷處理與手機模塊的通訊。串口1中斷設(shè)置為高優(yōu)先級中斷，每當(dāng)接收到或發(fā)送完1個字節(jié)都進人中斷處理，處理完畢立即退出中斷，通訊波特率都為115 200 b/s，1個起始位和1個停止位。</p><p>　　編程語言采用C51語言，盡量采用模塊化、結(jié)構(gòu)化、對象化來編程，使串口通訊程序和其他程序之間、2個串

16、口通訊程序之間相互獨立，以避免發(fā)生錯誤。另外在串口通訊中，還要增加通訊超時處理機制，中斷處理中還要注意保護數(shù)據(jù)和程序狀態(tài)，完善出錯處理程序等。同時還要解決時間上的沖突問題，硬件的接收或發(fā)送一個字節(jié)的時間與軟件接收或發(fā)送一個字節(jié)的時間有很大不同，這就為雙串口同時通訊提供條件。其次，還要解決數(shù)據(jù)的沖突問題，2個串口通訊分別使用各自的接收發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和控制變量，以減少中斷保護數(shù)據(jù)量和防止數(shù)據(jù)發(fā)生沖突。當(dāng)主程序、串口2中斷處理程序和其他中斷處

17、理程序向存儲器中寫數(shù)據(jù)時，需在盡量短的時間內(nèi)關(guān)閉串口1中斷，關(guān)閉中斷時間應(yīng)小于幾μs，以防止其他程序數(shù)據(jù)沒有寫完之前串口1讀此數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　3總結(jié)部分</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代電子通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備都具備了聯(lián)網(wǎng)功能。而已趨近成熟的有線連接方式已不能滿足人們生活工作的需要。這就為無線技術(shù)開辟了一個社會需求空間。無線接

18、入技術(shù)以其方便、快捷和廉價的優(yōu)勢，彌補了有線方式的不足。其以迅猛的勢頭占領(lǐng)了全國乃至全球的市場，覆蓋全國的CDMA網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為一種可持續(xù)利用和開發(fā)的資源。因此，CDMA短信息的無線通訊技術(shù)的深入研究將成為社會的主流。</p><p><b>　　4參考文獻</b></p><p>　　[1]楊大成．cdma2000 1x移動通信系統(tǒng)．北京：機械工業(yè)出版社，2

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