專利名稱：基于gsm和cdma短消息的雙模無線控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于GSM和CDMA短消息的雙模無線控制器，適用于遠程監(jiān)控的數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
遠程監(jiān)控技術(shù)在生活生產(chǎn)中的重要性逐漸被人們所認識和重視，有線通信技術(shù)一度成為遠程監(jiān)控技術(shù)的主流。近年來，隨著無線通信技術(shù)的成熟，特別是移動通信網(wǎng)絡(luò)的完善，遠程監(jiān)控技術(shù)進入一個新的發(fā)展階段。相對于有線通信方式，無線通信技術(shù)具有易用、成本低、無需布線、無需組建專用通信網(wǎng)絡(luò)、擴展性好的優(yōu)點。GSM(Global System For MobileCommunications全球移動通信系統(tǒng))和CDMA(Code Division MultipleAccess碼分多址)是比較成熟的第二代移動通信技術(shù)。短信息服務(wù)作為GSM和CDMA網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，為遠程監(jiān)控提供了一種廉價的無線數(shù)據(jù)通信方式。
基于無線通信的遠程監(jiān)控系統(tǒng)由三大部分組成監(jiān)控中心，無線控制器和現(xiàn)場設(shè)備?，F(xiàn)場設(shè)備可以是采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)的傳感器或者是執(zhí)行機構(gòu)如顯示設(shè)備。無線控制器安裝在現(xiàn)場設(shè)備端上，實現(xiàn)監(jiān)控中心和現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。
目前的無線控制器大多只采用GSM或者CDMA單網(wǎng)通信。而在網(wǎng)絡(luò)有干擾、擁塞的情況下，GSM和CDMA網(wǎng)絡(luò)各自都存在延遲、丟包的問題，從而延誤了數(shù)據(jù)的傳送，嚴重影響系統(tǒng)的可靠性和實時性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有可靠性和實時性的基于GSM和CDMA短消息的雙模無線控制器，可用于遠程監(jiān)控的數(shù)據(jù)傳輸，該控制器擁有CDMA和GSM兩個網(wǎng)絡(luò)，可采用優(yōu)先網(wǎng)絡(luò)或并行網(wǎng)絡(luò)的策略互為冗余。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案基于GSM和CDMA短消息的雙模無線控制器其特點在于采用雙MCU設(shè)計，包括MCU1(微控制器)、MCU2、GSM模塊、CDMA模塊、電源模塊，MCU1的兩個UART1和UART1’分別與GSM模塊和CDMA模塊相連，負責控制GSM模塊、CDMA模塊收發(fā)短信；MCU2的UART2與現(xiàn)場設(shè)備相連，負責與現(xiàn)場設(shè)備的交互；兩個MCU之間通過I2C總線傳輸數(shù)據(jù)；電源模塊提供兩個的工作電源。
MCU1和MCU2通過I2C總線傳輸數(shù)據(jù)。I2C有主發(fā)、主收、從發(fā)、從收四種工作模式，兩個MCU地位平等，采用兩個MCU交替充當主從設(shè)備的方式來實現(xiàn)基于I2C總線的通信。數(shù)據(jù)發(fā)起方設(shè)置為主發(fā)工作模式，發(fā)完數(shù)據(jù)重新置為從收狀態(tài)，等待接收數(shù)據(jù)。
所述的電源模塊包括電源、電池和繼電器，電源與電池并聯(lián)提供MCU所需電壓VCC，電池與VCC之間接通過繼電器相連。電源異常斷開時可以通過電池給MCU的VCC提供電壓?？刂破髟陔姵氐墓╇娤驴梢韵虮O(jiān)控中心報警、正常關(guān)閉GSM和CDMA模塊。完成保護工作后可以斷開繼電器，停止電池給MCU供電，防止電池電量消耗過大，保護電池壽命。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于(1)擁有CDMA和GSM兩個網(wǎng)絡(luò)，可采用優(yōu)先網(wǎng)絡(luò)或并行網(wǎng)絡(luò)的策略互為冗余；(2)雙CPU結(jié)構(gòu)使雙模控制器對短信的收發(fā)、解析和與現(xiàn)場設(shè)備的交互可以并行處理，提高了效率；(3)電源異常斷開時，雙?？刂破骺稍陔姵毓╇娤孪虮O(jiān)控中心報警、關(guān)閉GSM和CDMA模塊，防止在電池電量過低的情況引起模塊非正常關(guān)機，從而確保當電源恢復(fù)后，模塊仍然能夠正常啟動。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的電源模塊示意圖；
圖3為本發(fā)明的MCU1軟件流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明由MCU1(1)、MCU2(2)、GSM模塊(3)、CDMA模塊(4)和電源模塊(6)組成，MCU1(1)的兩個UART(1)和UART(1’)分別與GSM模塊(3)和CDMA模塊(4)相連，負責控制GSM模塊、CDMA模塊收發(fā)短信；MCU2(2)的UART2與現(xiàn)場設(shè)備(5)相連，負責與現(xiàn)場設(shè)備(5)的交互；兩個MCU之間通過I2C總線(7)傳輸數(shù)據(jù)；電源模塊(6)提供兩個的工作電源。
MCU1(1)和MCU2(2)選用STMicroelectronics(意法半導(dǎo)體)公司生產(chǎn)的μPSD3234，GSM模塊(3)選用西門子TC35系列的TC35i模塊，CDMA模塊(4)選用WAVECOM公司的Q2358，現(xiàn)場設(shè)備(5)選用單元板尺寸選定為245mm×490mm的顯示屏。GSM模塊(3)和CDMA模塊(4)分別與MCU1(1)的兩個UART相連，現(xiàn)場設(shè)備(5)顯示屏與MCU2(2)的UART2相連。SDA和SCL分別是I2C串行總線使用的串行數(shù)據(jù)線和串行時鐘線，線MCU1(1)的引腳SDA和MCU2(2)的引腳SDA相連，MCU1(1)的引腳SCL和MCU2(2)的引腳SCL相連。
如圖2所示，為本發(fā)明的MCU1軟件流程圖，MCU1在主程序中循環(huán)監(jiān)測兩個串口處以及I2C總線，分別用來將監(jiān)控中心發(fā)來的短信傳送給現(xiàn)場設(shè)備以及將現(xiàn)場設(shè)備采集的數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控中心。如果GSM模塊收到短信，通過UART1發(fā)送給MCU1，MCU1按照GSM的短信格式解析出監(jiān)控中心的報文內(nèi)容通過I2C發(fā)送給MCU2，MCU2根據(jù)報文來控制現(xiàn)場設(shè)備。如果CDMA模塊收到短信，通過UART1’送給MCU1，MCU1按照CDMA的短信格式解析出監(jiān)控中心的報文內(nèi)容通過I2C發(fā)送給MCU2，MCU2根據(jù)報文內(nèi)容控制現(xiàn)場設(shè)備。現(xiàn)場設(shè)備采集到現(xiàn)場數(shù)據(jù)后通過UART2發(fā)送給MCU2，MCU2通過I2C將數(shù)據(jù)發(fā)送給MCU1。MCU1中定義了bit類型的GSM_ENABLE與CDMA_ENABLE分別表示是否使用GSM與CDMA網(wǎng)絡(luò)，1表示使用，0表示不使用。如果MCU1從I2C總線上收到來自MCU2的報文，判斷GSM_ENABLE的值，若為1則用GSM的短信格式封裝來自MCU2的現(xiàn)場數(shù)據(jù)并發(fā)送給監(jiān)控中心。再判斷GSM_ENABLE的值，若為1則用CDMA的短信格式封裝來自MCU2的現(xiàn)場數(shù)據(jù)并發(fā)送給監(jiān)控中心。
如圖3所示，電源模塊(6)包括電源(8)、電池(11)和繼電器(12)，電源(8)選用+6V電壓，通過穩(wěn)壓、降壓后，提供3.6V電壓給VCC(10)。電池(11)與電源(8)并聯(lián)也可以提供MCU所需電壓VCC(10)，電池(11)與VCC(10)之間通過繼電器(12)相連。電池(11)與電源(8)并聯(lián)后與繼電器(12)的一端相連，繼電器(12)的另一端與MCU1的一個I/O管腳Relay_Control(13)相連，通過將Relay_Control(13)置高和拉低來控制繼電器動觸點與靜觸點間的吸合和釋放，從而控制電池(11)是否給VCC(10)供電。
以接收遠程消息為例，監(jiān)控中心發(fā)出的報文以GSM和CDMA短消息的格式發(fā)送，雙模無線控制器接收到短信后解析出報文內(nèi)容發(fā)布在顯示屏上。
本發(fā)明可以保證遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和準確性，性能穩(wěn)定，能夠滿足該領(lǐng)域?qū)嶋H需求。該發(fā)明可以應(yīng)用于很多嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，例如煤礦環(huán)境狀況檢測、家居智能監(jiān)控以及設(shè)備故障遠程診斷等，具有良好的實用推廣價值。
權(quán)利要求
1.基于GSM和CDMA短消息的雙模無線控制器，其特征在于包括MCU1(1)、第二MCU2(2)、GSM模塊(3)、CDMA模塊(4)和電源模塊(6)，MCU1(1)的兩個UART分別與GSM模塊(3)和CDMA模塊(4)相連，負責控制GSM模塊、CDMA模塊收發(fā)短信；MCU2(2)的UART與現(xiàn)場設(shè)備(5)相連，負責與現(xiàn)場設(shè)備(5)的交互；兩個MCU之間通過I2C總線(7)傳輸數(shù)據(jù)；電源模塊(6)提供兩個的工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM和CDMA短消息的雙模無線控制器，其特征在于所述的MCU1(1)和MCU2(2)交替充當主從設(shè)備的方式來實現(xiàn)基于I2C總線的數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)發(fā)起方設(shè)置為主發(fā)工作模式，發(fā)完數(shù)據(jù)重新置為從收狀態(tài)，等待接收數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM和CDMA短消息的雙模無線控制器，其特征在于所述的電源模塊(6)包括電源(8)、電池(11)和繼電器(12)，電源(8)與電池(11)并聯(lián)提供MCU所需電壓VCC(10)，電池(11)與VCC(10)之間接通過繼電器(12)相連，在電源(8)異常斷開時可以用繼電器控制是否通過電池(11)給VCC(10)提供電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于遠程數(shù)據(jù)通訊的基于GSM和CDMA短消息的雙模無線控制器，由MCU(微控制器)、GSM模塊、CDMA模塊和電源電路構(gòu)成，采用雙MCU的結(jié)構(gòu)設(shè)計，一個MCU控制GSM模塊和CDMA模塊，通過無線網(wǎng)絡(luò)與遠程監(jiān)控中心通訊，另一個MCU控制現(xiàn)場設(shè)備，兩個MCU之間通過I
文檔編號H04W52/02GK1878382SQ20061008957
公開日2006年12月13日 申請日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者李超, 劉玉恒, 黃金珠, 熊璋, 王劍昆, 施偉 申請人:北京航空航天大學