CDMA數據遠傳系統研究

李克明，姜 利，許 敏

(長春大學 電子信息工程學院，吉林 長春 130022)

CDMA數據遠傳系統研究

李克明，姜 利，許 敏

(長春大學 電子信息工程學院，吉林 長春 130022)

以單片機技術為主導的CDMA無線數據傳輸系統可以方便地對現場設備進行訪問，控制現場設備，按用戶所需的頻率回發數據信息。整套系統無需架線，傳輸距離和安裝地點不受限制，傳輸穩定可靠。

CDMA;數據采集;數據傳輸;

0 引言

單片機和PC機通過串行接口構成的多微機系統己經廣泛應用于工業控制、環境監測等場合，雖然很經濟適用，但是有線數據傳輸方式很大程度上限制了其使用的場合，使得在偏遠的山區和架設通信線路比較困難的地區無法應用。針對這種情況，國內外的很多開發者在傳統的單片機系統中利用支持語音、短消息等業務的CDMA引擎模塊［1］，結合已有的單片機系統通過RS-232接口連接CDMA模塊，利用CDMA網絡實現數據的無線傳輸，只需要幾秒鐘的時間。基于8051F330系統的CDMA無線數據技術可以實現觀測數據的自動采集和傳送［2］，且傳送距離和地點不受地域和氣候條件的影響，系統無需架線并可實現雙向控制。

1 設計背景

CDMA模塊是非常重要的CDMA移動通信系統的終端設備。CDMA模塊在短信息方面的應用最具優勢，特別適用于需頻繁傳送小流量數據的應用，實現無線數據的雙向傳送、無線遠程檢測和控制等。CDMA網絡用戶無需另外組網，提高網絡覆蓋范圍的同時為客戶節省了昂貴建網費用和維護費用。克服了傳統的專網通信系統投資成本大、維護費用高的缺陷。因此，比起傳統的集群系統在無線網絡覆蓋上具有無法比擬的優勢。利用CDMA短信息系統進行無線通信具有雙向數據傳輸功能，為遠程數據傳送和監控設備的通信提供了一個強大的支持平臺。

2 CDMA數據遠傳系統設計方案

系統硬件電路結構主要由數據采集、輸入顯示、CPU三部分組成。把數據輸入單片機進行運算處理，通過ZLG7289芯片驅動的顯示電路顯示溫度，系統硬件框圖如圖1所示。

圖1 系統硬件框圖

主控制器采用C8051F330是非常適合于本設計要求的一塊芯片，它集成許多功能為一體，是完全集成的混合信號系統級MCU芯片，具有20個I/O數字引腳。

采集溫度數據并通過單片機運算和處理，采用數字溫度計18B20進行溫度采集，節省了A/D的過程，保證單片機在控制過程中程序不會丟失，很好的達到了安全要求，利用ZLG7289驅動的LED進行顯示，通過RS232接口與CDMA無線通信系統傳輸的軟硬件接口程序保證現場的數據信息能夠加載到CDMA無線信道中，再通過鍵盤控制，向CDMA模塊輸入手機號碼，指定到某個接受端，在電路中，可以看到CDMA引擎，與它相接的是單片機的專用通訊端口，而與CDMA進行通訊的串行通訊標準是RS-232C，最終完成數據的無線傳輸。

3 CDMA數據遠傳系統硬件實現

如圖2為系統主控制電路圖，其各部分功能為：

3.1 溫度數據采集電路

本著盡量減小系統的思想，選用三引腳的DS18B20溫度傳感器，DS18B20是美國DALLAS半導體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進型智能溫度傳感器。與傳統的熱敏電阻相比，能夠直接讀出被測溫度并且可根據實際要求通過簡單的編程實現9～12位的數字值讀數方式。可以分別在93.75 ms和750 ms內完成9位和12位的數字量，并且從DS18B20讀出的信息或寫入DS18B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫，溫度變換功率來源于數據總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統結構更趨簡單，可靠性更高。

3.2 顯示和輸入

ZLG7289A具有SPI串行接口功能的可同時驅動8位共陰式數碼管或64只獨立LED的智能顯示驅動芯片，該芯片同時還可連接多達64鍵的鍵盤矩陣，單片即可完成LED顯示、鍵盤接口的全部功能。

3.3 通信模塊

HUAWEI CM320無線模塊采用CDMA 2000接口，提供了153Kbps的全雙工無線傳輸數據的能力，可方便的應用于移動通信、固定無線通信等領域，可以為電力行業的一些新方向提供解決方案，比如自動電表讀取器等。應用于AT模塊時，外部需要增加串口和R_UIM卡接口，此外還可以增加語音接口。

3.4 信號處理單元電路

CPU單元主要完成對溫度傳感器單元送來的信號的再處理分析。CPU單元還分別控制鍵盤單元、時鐘單元、LCD(液晶顯示器)單元、LED(發光二極管)單元等輔助單元和CDMA單元的工作。對CPU單元的要求是高速和低功耗。這里選用美國Cygnal公司的C8051F330。C8051F330單片機［3，4］是集成在一塊芯片上的混合信號系統級單片機，芯片上有8個8位數字I/O端口，其中2個與標準的C8051的端口(P0、P1)相同，與5 V兼容。

圖2 主控制電路圖

C8051F330工作頻率為11.059 2MHz。溫度傳感器的電信號送到C8051F330單元進行運算，通過LED進行顯示，再通過鍵盤控制，向CDMA模塊輸入手機號碼，指定到某個接受端，或者CPU單元通過RS2232接口線TX0和RX0與CDMA模塊進行硬件連接，用于通過無線移動網傳送數據信息。C8051F330單片機和CDMA引擎之間采用AT指令實現互相之間的通信［2］。

3.5 數據傳輸接口電路

數據采集和處理后的數據通過專用的通信串口連接到上位機，然后再通過CDMA無線傳輸網絡發送出去的，而這些串口就是由RS-232C標準準來實現的。其適合于數據傳輸速率在0～20000b/s范圍內的通信。因此，作為一種標準，目前已在微機通信接口中廣泛采用。

3.6 C8051F330與CM320相連的串行口電路

CM320的數據通信電路主要完成短消息收發、與單片機通信、軟件流控制等功能。二數據傳輸流程框圖以直接通信，所以在電路連接上，C8051F330與CM320相連的串行口電路的相應的端口是直接相連的。

在硬件系統中，整個過程在CPU控制下完成，利用了華為公司的CM320進行數據的傳輸，將數據存入幀存儲器，對處理器的要求低，電路簡單，成本低，易于實現，能夠滿足某些數據采集系統的要求，甚至還可以傳輸圖像。

4 軟件設計數據傳輸流程框圖

數據傳輸流程框圖如3所示，由于篇幅有限，所有程序在此省略。

5 結語

CDMA技術具有很多優點，而且是3G網絡中的主干技術，以上通過硬件所采集的數據最終都是由CDMA完成發送，運營成本和架設成本都非常低，而且系統穩定，如果條件許可的話，還可以采集圖像進行傳輸。

圖3 數據傳輸流程框圖

［1］ 郭梯云，鄔國揚，李建東.移動通信［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2005.

［2］ 梁合慶.增強核閃存80C51教程［M］.北京：電子工業出版社，2003.

［3］ 梅麗芬.單片機原理與實用技術［M］.北京：清華大學出版社，2004.

［4］ 姜武中.單片機原理與接口技術［M］.大連：大連理工大學出版社，2002.

［5］ 賴文麟.8051單片機嵌入式系統應用［M］.北京：科學出版社，2002.

責任編輯：吳旭云

A research on CDMA distant data transmission system

LI Ke-ming，JIANG Li，XU-min
(College of Electronic Information Engineering，Changchun University，Changchun 130022，China)

CDMA wireless data transmission system based on single chip computer can conveniently visit and control field devices，and send back data information according to the frequency needed by users.The entire system does not need stringing，the transmission distance and the installation site are unlimited，the transmission process is stable and reliable.

CDMA;data collection;data transmission

TN919.1

A

1009-3907(2010)08-0060-03

2010-04-10

吉林省教育廳科學技術研究“十一五”規劃課題［2005175］

李克明(1957-)，男，實驗師，主要從事信息工程方面教學與實驗研究。