CDMA数据远传系统研究

李克明，姜 利，许 敏

(长春大学 电子信息工程学院，吉林 长春 130022)

CDMA数据远传系统研究

李克明，姜 利，许 敏

(长春大学 电子信息工程学院，吉林 长春 130022)

以单片机技术为主导的CDMA无线数据传输系统可以方便地对现场设备进行访问，控制现场设备，按用户所需的频率回发数据信息。整套系统无需架线，传输距离和安装地点不受限制，传输稳定可靠。

CDMA;数据采集;数据传输;

0 引言

单片机和PC机通过串行接口构成的多微机系统己经广泛应用于工业控制、环境监测等场合，虽然很经济适用，但是有线数据传输方式很大程度上限制了其使用的场合，使得在偏远的山区和架设通信线路比较困难的地区无法应用。针对这种情况，国内外的很多开发者在传统的单片机系统中利用支持语音、短消息等业务的CDMA引擎模块［1］，结合已有的单片机系统通过RS-232接口连接CDMA模块，利用CDMA网络实现数据的无线传输，只需要几秒钟的时间。基于8051F330系统的CDMA无线数据技术可以实现观测数据的自动采集和传送［2］，且传送距离和地点不受地域和气候条件的影响，系统无需架线并可实现双向控制。

1 设计背景

CDMA模块是非常重要的CDMA移动通信系统的终端设备。CDMA模块在短信息方面的应用最具优势，特别适用于需频繁传送小流量数据的应用，实现无线数据的双向传送、无线远程检测和控制等。CDMA网络用户无需另外组网，提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵建网费用和维护费用。克服了传统的专网通信系统投资成本大、维护费用高的缺陷。因此，比起传统的集群系统在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势。利用CDMA短信息系统进行无线通信具有双向数据传输功能，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。

2 CDMA数据远传系统设计方案

系统硬件电路结构主要由数据采集、输入显示、CPU三部分组成。把数据输入单片机进行运算处理，通过ZLG7289芯片驱动的显示电路显示温度，系统硬件框图如图1所示。

图1 系统硬件框图

主控制器采用C8051F330是非常适合于本设计要求的一块芯片，它集成许多功能为一体，是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有20个I/O数字引脚。

采集温度数据并通过单片机运算和处理，采用数字温度计18B20进行温度采集，节省了A/D的过程，保证单片机在控制过程中程序不会丢失，很好的达到了安全要求，利用ZLG7289驱动的LED进行显示，通过RS232接口与CDMA无线通信系统传输的软硬件接口程序保证现场的数据信息能够加载到CDMA无线信道中，再通过键盘控制，向CDMA模块输入手机号码，指定到某个接受端，在电路中，可以看到CDMA引擎，与它相接的是单片机的专用通讯端口，而与CDMA进行通讯的串行通讯标准是RS-232C，最终完成数据的无线传输。

3 CDMA数据远传系统硬件实现

如图2为系统主控制电路图，其各部分功能为：

3.1 温度数据采集电路

本着尽量减小系统的思想，选用三引脚的DS18B20温度传感器，DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。

3.2 显示和输入

ZLG7289A具有SPI串行接口功能的可同时驱动8位共阴式数码管或64只独立LED的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。

3.3 通信模块

HUAWEI CM320无线模块采用CDMA 2000接口，提供了153Kbps的全双工无线传输数据的能力，可方便的应用于移动通信、固定无线通信等领域，可以为电力行业的一些新方向提供解决方案，比如自动电表读取器等。应用于AT模块时，外部需要增加串口和R_UIM卡接口，此外还可以增加语音接口。

3.4 信号处理单元电路

CPU单元主要完成对温度传感器单元送来的信号的再处理分析。CPU单元还分别控制键盘单元、时钟单元、LCD(液晶显示器)单元、LED(发光二极管)单元等辅助单元和CDMA单元的工作。对CPU单元的要求是高速和低功耗。这里选用美国Cygnal公司的C8051F330。C8051F330单片机［3，4］是集成在一块芯片上的混合信号系统级单片机，芯片上有8个8位数字I/O端口，其中2个与标准的C8051的端口(P0、P1)相同，与5 V兼容。

图2 主控制电路图

C8051F330工作频率为11.059 2MHz。温度传感器的电信号送到C8051F330单元进行运算，通过LED进行显示，再通过键盘控制，向CDMA模块输入手机号码，指定到某个接受端，或者CPU单元通过RS2232接口线TX0和RX0与CDMA模块进行硬件连接，用于通过无线移动网传送数据信息。C8051F330单片机和CDMA引擎之间采用AT指令实现互相之间的通信［2］。

3.5 数据传输接口电路

数据采集和处理后的数据通过专用的通信串口连接到上位机，然后再通过CDMA无线传输网络发送出去的，而这些串口就是由RS-232C标准准来实现的。其适合于数据传输速率在0～20000b/s范围内的通信。因此，作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。

3.6 C8051F330与CM320相连的串行口电路

CM320的数据通信电路主要完成短消息收发、与单片机通信、软件流控制等功能。二数据传输流程框图以直接通信，所以在电路连接上，C8051F330与CM320相连的串行口电路的相应的端口是直接相连的。

在硬件系统中，整个过程在CPU控制下完成，利用了华为公司的CM320进行数据的传输，将数据存入帧存储器，对处理器的要求低，电路简单，成本低，易于实现，能够满足某些数据采集系统的要求，甚至还可以传输图像。

4 软件设计数据传输流程框图

数据传输流程框图如3所示，由于篇幅有限，所有程序在此省略。

5 结语

CDMA技术具有很多优点，而且是3G网络中的主干技术，以上通过硬件所采集的数据最终都是由CDMA完成发送，运营成本和架设成本都非常低，而且系统稳定，如果条件许可的话，还可以采集图像进行传输。

图3 数据传输流程框图

［1］ 郭梯云，邬国扬，李建东.移动通信［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2005.

［2］ 梁合庆.增强核闪存80C51教程［M］.北京：电子工业出版社，2003.

［3］ 梅丽芬.单片机原理与实用技术［M］.北京：清华大学出版社，2004.

［4］ 姜武中.单片机原理与接口技术［M］.大连：大连理工大学出版社，2002.

［5］ 赖文麟.8051单片机嵌入式系统应用［M］.北京：科学出版社，2002.

责任编辑：吴旭云

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

吉林省教育厅科学技术研究“十一五”规划课题［2005175］

李克明(1957-)，男，实验师，主要从事信息工程方面教学与实验研究。