用串行通信口與無線收發(fā)模塊實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸臺

1、用串行通信口與無線收發(fā)模塊實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸臺山東大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院(250100柳緒琰宋玉炎張遠摘要文章介紹了一種用微機串行通信口和無線收發(fā)模塊無線數(shù)傳電臺中心點處的電路。該電路結(jié)構(gòu)簡單可靠,并可以根據(jù)實際需要,更換有關(guān)器件,來滿足不同速率或不同距離的數(shù)據(jù)傳輸。文章給出了電路各部分的電路圖或原理圖。關(guān)鍵詞串行通信口數(shù)據(jù)傳輸臺無線收發(fā)模塊當一點對多點遠距離無線通信且通信數(shù)據(jù)量大、對通信時間要求不高、通信環(huán)境較差時,如電力系統(tǒng)無線抄表、樓宇智能化管理、小區(qū)三表集抄、計算機遙控遙測系統(tǒng)等場合,需組建一個無線數(shù)據(jù)傳輸臺以微機作為中心點與各離散點進行通信,以便用微機的強大功能對所采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一

2、處理。通常一點對多點的通信模式中,各離散點與中心點通信的數(shù)據(jù)量不大且采用輪詢方式,所以微機串行通信口足以滿足需求。這樣既滿足了采集數(shù)據(jù)的需求,又滿足了采集到數(shù)據(jù)后,對數(shù)據(jù)處理的要求。1電路組成中心點電路大體有電平轉(zhuǎn)換、調(diào)制解調(diào)和無線收發(fā)三部分組成。電平轉(zhuǎn)換電路,將RS 2232電平轉(zhuǎn)換成TTL 電平,以配合調(diào)制解調(diào)器電路所需電平;調(diào)制解調(diào)器電路,將數(shù)字信號和模擬信號完成相互轉(zhuǎn)換;無線收發(fā)電路,將調(diào)制后的信號以射頻的方式發(fā)射出去,并接收射頻信號。中心點處電路組成如圖1所示 。圖1中心點處電路組成原理圖各離散點電路一般由單片機采集到數(shù)據(jù)后存儲起來,等待中心讀取。所以離散點電路組成如圖2所示。由于中

3、心點離散點在數(shù)據(jù)收發(fā)電路組成上相似,而離散點處數(shù)據(jù)采集又和具體應(yīng)用有關(guān),所以我們僅就中心點處電路作詳細介紹,軟件設(shè)計也和具體應(yīng)用有關(guān),我們在此不作涉及 。圖2離散點處電路組成原理圖2各部分電路組成2.1串口部分標準RS 2232串口有22條信號線,微機的串口一般是9引腳,通常情況下,這9個引腳不完全使用,而是接成零Modem 方式即僅使用發(fā)送數(shù)據(jù)(TX D 、接收數(shù)據(jù)(RX D 、信號地這三個引腳即可,剩余幾個引腳可以將請求發(fā)送(RTS 與清除發(fā)送短接,數(shù)據(jù)設(shè)備準備好(DSR 、數(shù)據(jù)終端準備好(DTR 及載波檢測(DCD 短接,也可以不去處理這幾個引腳。2.2電平轉(zhuǎn)換電路可用專門的電平轉(zhuǎn)換芯片

4、來實現(xiàn)TTL 電平和RS 2232電平之間的轉(zhuǎn)換,如MC1488、MC1489、SN75150P 、MAX202、MAX232等。推薦使用MAX202或MAX232,因為它們都使用單一的+5V供電,含有兩個驅(qū)動器和兩個接收器,每個驅(qū)動器的輸出端和接收器的輸入端都設(shè)有保護,不閉鎖,能保證120kbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸率,且提供防止靜電的保護裝置。同時它的外圍電路非常簡單,僅需要5個電容即可。其中MAX202使用0.1F 電容,MAX232使用1F 電容,MAX232的電路圖如圖3所示。2.3調(diào)制解調(diào)器電路國內(nèi)外許多優(yōu)秀的開發(fā)商開發(fā)了各具特色的Modem ,可滿足不同速率的要求,如300、600、

5、1200、2400、4800、9600或19200bit/s ,甚至更高速率。我們以符合CCITTV.23協(xié)議的Modem 芯片電子技術(shù)2003年第4期網(wǎng)絡(luò)、通信與多媒體 圖3MAX232典型電路圖TD K73M223為例來說明這部分電路組成。CCITTV.23協(xié)議是1200bit/s ,半雙工,帶有幅度均衡的工作模式。下面簡單介紹一下TD K73M223,這是一個性價比比較高的音頻FSK (頻移鍵控Mo 2dem 芯片,提供濾波的調(diào)制解調(diào)功能,可以實現(xiàn)異步串行半雙工通信,使用CCITTV.23規(guī)定的頻點(1302Hz 表示數(shù)字信號1,2097Hz 表示數(shù)字信號0。這是一個低功耗、高穩(wěn)定、無需

6、微處理器、內(nèi)置自測功能的Modem 芯片。圖4給出TD K73M223典型應(yīng)用電路圖。將Modem 芯片數(shù)字接收器和發(fā)送器分別接至MAX232的驅(qū)動器和接收器上 。圖4TD K73M223原理圖2.4無線收發(fā)電路考慮到通信距離及對環(huán)境的適應(yīng)性,建議無線收發(fā)信機使用V HF 或U HF 頻段的無線電波作為傳輸手段。我們以深圳市訊達通訊設(shè)備有限公司研制的FC 2301/C 模塊式無線收發(fā)信機為例來介紹這部分組成。FC 2301/C 模式集無線信號的接收發(fā)送于一體,采用半工工作方式可以在V HF/U HF 頻段范圍為用戶提供雙向音頻信號傳輸。帶寬為20MHz 。FC 2301/C 內(nèi)含獨立的射頻模式

7、和MCU 。采用雙PLC/VCO 結(jié)構(gòu)。工作穩(wěn)定可靠。FC 2301/C 接口簡單實用,多個參數(shù)可調(diào),適應(yīng)性強,具有音頻信號輸出、音頻脈沖信號輸出和直接推動揚聲器的音頻功率輸出信號。具體有關(guān)指標請查閱相關(guān)資料,它的基本工作原理和組成如圖5所示 。圖5FC 2301/C 組成原理如圖5所示,FC 2301/C 由接收電路、發(fā)射電路、數(shù)字鎖相環(huán)、CPU 和音頻調(diào)制解調(diào)器組成。接收電路將從天線上收到的信號進行放大處理,由音頻調(diào)制解調(diào)器解調(diào)出音頻信號。發(fā)射電路將調(diào)制的射頻信號放大后由天線輻射到天空中。數(shù)字鎖相環(huán)由CPU 控制,產(chǎn)生所需的頻率供接收和發(fā)射用。將FC 2301/C 的音頻輸出接Modem

8、的模擬輸入端,Modem 調(diào)制信號輸入端接Modem 的模擬輸出端。由于FC 2301/C 是半雙工的工作方式,故需產(chǎn)生發(fā)射控制信號(PTT 。當PTT 信號有效時,FC 2301/C 處于發(fā)射狀態(tài),PTT 信號無效時處于接收狀態(tài)。PTT 信號的產(chǎn)生,我們用發(fā)送數(shù)據(jù)端經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后,接一個可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來產(chǎn)生PTT 所要求的信號,并且可完成PTT 所需功能。3設(shè)計時應(yīng)注意的一些問題當無線收發(fā)信機功率較大時可能會對其他芯片造成影響,要對輸入輸出信號做好去耦和屏蔽設(shè)計,以防損壞芯片。對于軟件設(shè)計應(yīng)注意數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)尾有足夠的冗余,并且采用一些校驗方法以確保數(shù)據(jù)的正確接收。特別是對于一些比較短的聯(lián)絡(luò)指令,更應(yīng)加上足夠的冗余,以使中心點與離散點能夠穩(wěn)定可靠地建立聯(lián)系。4結(jié)束語這個電路已應(yīng)用在無線抄表的中