无线通信技术论文

无线通信技术论文内容摘要：

的 ― 74HS138译码器来控制 LED数码管的显示选通状态。 由于 MSP430 系列单片机具有丰富的 I/O 口资源，这样的连接方式非常易于实现，同时也减小了系统设计的复杂性。 单片机电路 单片机电路作为整个系统的核心控制部分，主要完成与其他电路的接口，在系统中主要负责对现场温度信号和转速信号的采集，并将得到的数据进行处理显示，或通过按键将数据通过无线数据模块传输到上位机做进一步处理。 其电路图如下： 图 7 单片机电路 由以上各部分电路可以看出，整个系 统硬件设计比较简单，数据采集电路具有一定的通用性，可同时采集模拟量数据和数字量数据。 电源及复位模块主要为整个系统提供可靠的电源，考虑到系统工作需要提供复位功能，因此电路也为系统提供复位信号。 串口通信模块主要完成与上位机通信，设计比较简单。 另外，单片机的时钟模块由低速晶体振荡器，同时外加电容构成。 键盘输入电路完成用户与机器的交互，按键相对较少，主要用来提供向上位机发送数据的控制信号，连接于单片机的 P2 口，采用中断触发方式实现。 系统软件设计 系统的软件由上位机软件和下位机软件构成。 上位机程序主要完成对下位 机数据的接收和对下位机发送信息，并对接收的数据做进一步处理。 下位机程序主要完成对现场温度和转速的采集，用 LED 显示转速和温度数据，将数据上传给上位机，并接收上位机发送的信息。 上位机程序设计 本系统的上位机软件使用微软的 Visual Basic 简称 VB6 来开发。 Visual Basic 是 Mcrosoft 公司推出的强有力的系列开发软件之一，而且以其实用、方便、快捷、开发周期短、广泛而强大的功能越来越被广大编程人员所亲赖，广为流传。 在 Visaul Basic 开发工具中提供了大量的控件（或称控 制、组件）供编程人员使用，可以方便的利用这些组件中的属性、方法、语言等以事件驱动方式开发应用程序，还可以利用 WINDOWS SDK 中的 API 中的应用程序接口等工具开发应用程序。 它支持面向对象程序设计 ,支持结构化的事件驱动编程模式 ,并可使用无限扩增的控件。 VB6 是一个 Windows 系统下流行的应用程序开发平台，其方便的界面设计使程序员能节省大量时间，并把最大的精力集中在应用程序核心代码的编写上。 本软件与下位机软硬件及其它相关元器件共同组成了一个双级测控管理系统。 软件主要功能如下： （ 1）通信功能： 通过串行口 发送命令信号实现对下位机的控制，也可实时接收下位机发送的数据。 （ 2）显示功能： 实时显示接收的数据，能够选择不同的数据格式进行显示。 （ 3）数据管理功能： 管理监控到的数据，对从串行口接收的数据进行处理分析或存储。 程序的运行界面如下： 图 8 串口通信程序界面 由于程序的界面安排比较紧凑，对接收数据的保存功能放在右键的弹出菜单中。 VB 串行通讯 在 VB 的控件工具箱中，提供了一个使用非常方便的串行通讯控件MSComm，它全面的提供了使用 RS232 串行通讯上层开发的所有细则，它既可以使 用查询方式又可以使用事件驱动方式来完成串行通讯。 在 MSComm 控件中提供了一系列的编程要素，这些编程要素有属性、事件和函数，利用这些要素编程，可以实现几乎全部的串行通讯功能。 控件 MSComm 提供了一个事件 OnComm，该事件可以截取串口的任何消息，转入事件处理程序。 WINDOWS 操作系统的运行机制为事件驱动，在 VB 编程中事件驱动方式同样是软件运行的主要方式之一，当没有事件发生时程序可能处于某一循环、等待或任务状态当事件发生时，程序转入事件处理程序。 每个控件下都有一些事件供程序员使用， MSCOMM 控件中 OnComm事件是唯一的， OnComm 可以扑获通讯时发生的串口事件和错误信息，当有串口事件或错误发生时， VB 会立刻触发一个 OnComm 事件，程序就会自动转入 OnComm事件处理程序中。 CommEvent 属性是 OnComm 事件的指示器，该属性在设计时不能使用，在程序运行时为只读， CommEvent 属性存有最近的事件或错误的数值代码，可以在程序中随时读取 CommEvent 属性值来了解通讯的状况， OnComm 事件是和 CommEvent 属性密切相关、一起使用，当任何一个 OnComm 事件或错误发生时，都会使得 CommEvent 属性值改变，在 OnComm 事件处理过程中，可以通过判断 CommEvent 属性值，对于不同的属性值转入不同的事件处理过程。 无线传输接口和协议 在本项目中使用 PC 机为上位机，通讯程序使用 VB 开发，采用 msp430单片机作数据采集的下位机，上位机作数据接收和数据处理中心站，下位机实时采集数据之后，进行简单的数据计算，当收到上位机发来的发送指令或按下发送按键之后，开始向上位机发送数据。 上位机无线通讯接口使用 SRWF― 108 模块，下位机同样使用 SRWF― 108 模块，单片机的数字信号经 过串口送入无线 MODEM，接收数据的方式与上述相同，经无线 MODEM 将信号解调为数字信号进入计算机或单片机处理。 在本系统的通讯中，使用点对点通讯，在通讯协议中无须增加站点识别码，因此通信协议更加简单，异步串行通信波特率为 9600 bps；异步通信帧格式为：无奇偶校验位， 8 位数据位， 1 位停止位；串行通信数据起始码为：F0H，串行通信数据结束码为： FFH。 从下位机向上位机传送的代码为 BCD 码， BCD码能够节约资源，由上位机向下位机发送的命令同样为 BCD 码。 在无线通讯过程中，除了规定合理的协议之外，为了保证通讯的 正确性，在数据发送时适当的增加延时是必要的，当速度较慢的计算机向速度较快的计算机发送数据时应适当的增加延时。 本系统的串口通讯采用事件驱动方式，事件触发方式对于定长通讯非常有效，但定长通讯在有些场合不实用。 下面是在程序中定义的 MSComm 有关的参数： MSComm1mPort 1或 2 39。 通过组合框选择设置通讯串口为 1或 2号串口 1024 39。 定义输出缓冲区为 512 字节 512 39。 定义输入缓冲区为 512 字节 + ,N,8,1 39。 设定波特率和置校验位为 1 True 39。 打开串口 0 39。 接收缓冲区全部数据 1 39。 设定 RThreshold 1，等待出发 OnComm事件 InputModeBinary 或 InputModeText 39。 通过组合框选择接收模式 其他参数采用默认值。 通信模块设计 上位机的通信程序具有很大的通用性和灵活性，可以根据不同的参数选择，进行不同格式的数据发送与接收，也可适用于与本系统不相关的串口通信中。 在本系统中，当对下位机数据接收时，首先要选中复选框（对下位机收发数据）。 接收时在程序中先判断数据包头 F0 是否到达，若数据包头 F0 到达，就暂时存放于缓冲区中，直至数据包尾 FF 到达。 若不正确，就丢弃，并继续执行其他 程序；若正确，则处理接收的字符，提取需要的数据。 上位机采用与下位机同样的通信协议，也是由数据包头 +数据 +数据包尾构成。 上位机对下位机发送的控制命令有固定的几种，也可根据需要自行扩充，其命令格式为：数据包头，命令数据，数据包尾 （ F0 命令数据 FF）。 对下位机发送数据时也要选中复选框（对下位机收发数据），否则下位机收不到正确的数据。 该串行通信程序具有很大的通用性：（ 1）串口通过方便灵活的对话框设置，可适用于不同系统的串行通信测试。 （ 2）程序自动接收通信数据，便于串行通信接口的调试。 （ 3）程序使用事件驱 动方式控制串口，稍加修改即可应用于不同的串行通信程序中。 在系统的开发过程中，通用串行通信测试程序经多次使用，证明对上下位机之间的串行通信调试是非常有效的。 数据处理 当程序用于发送数据时，首先根据需要选择数据的发送格式，本程序提供三种数据格式处理， ASCII 格式、 HEX 格式和 BCD 格式，程序发送接收格式的选择为同一组合框。 程序对于接收的数据，能够进行不同的格式处理，用户根据实际需要，对接收数据选择不同的格式进行处理显示（ ASCII 格式、 HEX 格式和 BCD 格式）。 下位机是以压缩 BCD 码 的形式向上位机发送温度和转速，上位机按字节接收，要把接收到的温度、转速数据选用 BCD 格式转化显示出来，否则出现上位机和下位机温度、转速显示的结果不一致。 对接收到的温度 a 进行计算的公式为：显示的温度 aa/16*6。 数据保存 如果需要将接收的数据进行保存，可用右键菜单的数据保存功能。 本程序的数据库采用 ACCESS 数据库，只要单击保存数据后，程序自动将接收的数据和当前时间存入程序固定设计的数据库表中。 下位机程序设计 下位机程序的开发工具选择的是跟 TI 公司的 MSP430 系列单片机配套的 IAR Embebbed Workbench 集成软件开发系统，它可以通过仿真器对目标系统实现在线编程，是一个能支技各种不同 CPU 的目标系统开。