基于FSK商品查詢的通信協議研究

2011-04-13 07:10:22阮寧君長江大學電子信息學院湖北荊州434023

長江大學學報(自科版) 2011年25期

阮寧君（長江大學電子信息學院，湖北荊州434023）

孟秀麗（中原石油勘探局地球物理勘探公司，河南濮陽457001）

王憶（上海浦東華油實業有限責任公司陽光物業管理分公司，上海200122）

近些年來，數字通訊系統發展迅速，要求正確無誤地傳輸大量數字化信令和信息[1]。由于頻移鍵控（Frequency shift keying，FSK）技術具有實現容易、抗衰減和抗噪性能較強的特點，因而其在數字通訊系統領域被廣泛使用。為此，筆者利用FSK技術進行了數據傳輸系統的設計。

1 總體通訊協議框圖及工作流程

商品查詢機和語音平臺服務器之間的信令及數據通信框圖如圖1所示。從圖1可以看出系統通訊流程，即首先由商品查詢機向語音平臺服務器發出一個建立通信通道的請求，語音平臺服務器收到請求并應答，通信通道建立成功，然后商品查詢機往語音平臺發送經過FSK調制的數據信息，平臺收到數據處理并回送相應的FSK數據信息和語音[2]，最后商品查詢機給語音服務器發送掛機信號，整個通訊流程完成。

圖1 系統通訊流程總體框圖

2 數據鏈路的建立

2.1 由商品查詢終端發起的呼叫

由商品查詢機摘機呼叫語音平臺服務器，觸發TS1。語音平臺服務器響應商品查詢機的呼叫，發送CAS音，觸發TS2。商品查詢機在TS1內收到語音平臺服務器發送來的CAS音，然后發送DTMF“A”即CAS＿ACK到語音平臺服務器[3]。語音平臺服務器在TS2內收到終端發送來的CAS＿ACK。上述過程說明數據鏈路建立成功。

由商品查詢機摘機呼叫語音平臺服務器，觸發TS1。語音平臺服務器響應商品查詢機的呼叫，發送CAS音，觸發TS2。在TS2內收不到商品查詢機發送的CAS＿ACK，重發CAS音觸發TS2。連續3次收不到查詢終端回的CAS＿ACK，語音平臺服務器終止服務，釋放連接。商品查詢機在TS1內沒有收到語音平臺服務器發送來的CAS音，就掛機。上述過程說明終端建立鏈路建立失敗。

2.2 由語音平臺服務器（Server）發起的呼叫

由語音平臺服務器呼叫商品查詢機，在判斷商品查詢機摘機后啟動TD1。商品查詢機摘機響應語音平臺服務器呼叫，觸發TS1。語音平臺服務器發送CAS音，觸發TS2。商品查詢機在TS1內收到語音平臺服務器發送來的CAS音，然后發送DTMF“A”即CAS＿ACK到語音平臺服務器。語音平臺服務器在TS2內收到查詢終端發送來的CAS＿ACK，上述過程說明數據鏈路建立成功。

由語音平臺服務器呼叫商品查詢機，判斷商品查詢機摘機后，觸發TD1。商品查詢機摘機響應語音平臺服務器呼叫，觸發TS1。語音平臺服務器往商品查詢機發送CAS音，觸發TS2。在TS2內收不到商品查詢機發送的CAS＿ACK，重發CAS音觸發TS2。連續3次收不到查詢終端回的CAS＿ACK，語音平臺服務器終止服務，釋放連接。商品查詢機在TS1內沒有收到語音平臺服務器發送來的CAS音，就掛機。上述過程說明終端建立鏈路建立失敗。

3 數據交互格式

語音平臺服務器與商品查詢機之間的數據交換包括數據包頭、數據和校驗位。具體格式如下[4]：HEAD＋TLEN＋CMD＋VOICE＋DATALEN＋DATA＋CRC。HEAD為數據包頭（1個字節），上行數據固定0x87，下行數據用0x84；TLEN代表數據包長度（1個字節），不包含CRC長度；CMD代表數據命令部分（1個字節），取值范圍為1～37；VOICE代表語音提示時長（1個字節），以秒為單位的語音提示時長，如果沒有語音提示，取0x00（上行數據固定取值0x00）；DATALEN代表數據體長度（1個字節），取值范圍為0～249；DATA為數據體（0～249個字節）；CRC代表校驗位（2個字節），計算方法是從數據包HEAD到數據體DATA的最后一個字節的累加和，取最后2個字節。

從商品查詢機到語音平臺的數據可用FSK調制，調制后的FSK信號以相位表示碼元。數據分為引導頭和數據包，例如商品查詢機發送到語言平臺服務器的數據如下：

對以上數據進行分析（以下數據均為十六進制）：

引導頭部分：5e-55-55-55-55-55-55-d5；數據包頭部分：0x87；數據長度部分：0x25；數據命令部分：0xf；語音提示時長：0x00；數據體長度部分：0x02；數據體部分為：30-34-31-39-64-64-34-65-62-34-66-61-34-63-35-65-61-64-35-37-37-37-62-30-35-33-61-30-34-37-66-32；數據CRC部分計算為：0x9，0xc5。

從上述數據交互過程可以看出，除了協商的數據包的格式外，還增加了循環冗余校驗（見圖2），從而提高了數據傳輸的效率和可靠性。