用串行通信口与无线收发模块实现无线数据传输台

1、用串行通信口与无线收发模块实现无线数据传输台山东大学信息科学与工程学院(250100柳绪琰宋玉炎张远摘要文章介绍了一种用微机串行通信口和无线收发模块无线数传电台中心点处的电路。该电路结构简单可靠,并可以根据实际需要,更换有关器件,来满足不同速率或不同距离的数据传输。文章给出了电路各部分的电路图或原理图。关键词串行通信口数据传输台无线收发模块当一点对多点远距离无线通信且通信数据量大、对通信时间要求不高、通信环境较差时,如电力系统无线抄表、楼宇智能化管理、小区三表集抄、计算机遥控遥测系统等场合,需组建一个无线数据传输台以微机作为中心点与各离散点进行通信,以便用微机的强大功能对所采集到的数据进行统一

2、处理。通常一点对多点的通信模式中,各离散点与中心点通信的数据量不大且采用轮询方式,所以微机串行通信口足以满足需求。这样既满足了采集数据的需求,又满足了采集到数据后,对数据处理的要求。1电路组成中心点电路大体有电平转换、调制解调和无线收发三部分组成。电平转换电路,将RS 2232电平转换成TTL 电平,以配合调制解调器电路所需电平;调制解调器电路,将数字信号和模拟信号完成相互转换;无线收发电路,将调制后的信号以射频的方式发射出去,并接收射频信号。中心点处电路组成如图1所示 。图1中心点处电路组成原理图各离散点电路一般由单片机采集到数据后存储起来,等待中心读取。所以离散点电路组成如图2所示。由于中

3、心点离散点在数据收发电路组成上相似,而离散点处数据采集又和具体应用有关,所以我们仅就中心点处电路作详细介绍,软件设计也和具体应用有关,我们在此不作涉及 。图2离散点处电路组成原理图2各部分电路组成2.1串口部分标准RS 2232串口有22条信号线,微机的串口一般是9引脚,通常情况下,这9个引脚不完全使用,而是接成零Modem 方式即仅使用发送数据(TX D 、接收数据(RX D 、信号地这三个引脚即可,剩余几个引脚可以将请求发送(RTS 与清除发送短接,数据设备准备好(DSR 、数据终端准备好(DTR 及载波检测(DCD 短接,也可以不去处理这几个引脚。2.2电平转换电路可用专门的电平转换芯片

4、来实现TTL 电平和RS 2232电平之间的转换,如MC1488、MC1489、SN75150P 、MAX202、MAX232等。推荐使用MAX202或MAX232,因为它们都使用单一的+5V供电,含有两个驱动器和两个接收器,每个驱动器的输出端和接收器的输入端都设有保护,不闭锁,能保证120kbit/s 的数据传输率,且提供防止静电的保护装置。同时它的外围电路非常简单,仅需要5个电容即可。其中MAX202使用0.1F 电容,MAX232使用1F 电容,MAX232的电路图如图3所示。2.3调制解调器电路国内外许多优秀的开发商开发了各具特色的Modem ,可满足不同速率的要求,如300、600、

5、1200、2400、4800、9600或19200bit/s ,甚至更高速率。我们以符合CCITTV.23协议的Modem 芯片电子技术2003年第4期网络、通信与多媒体 图3MAX232典型电路图TD K73M223为例来说明这部分电路组成。CCITTV.23协议是1200bit/s ,半双工,带有幅度均衡的工作模式。下面简单介绍一下TD K73M223,这是一个性价比比较高的音频FSK (频移键控Mo 2dem 芯片,提供滤波的调制解调功能,可以实现异步串行半双工通信,使用CCITTV.23规定的频点(1302Hz 表示数字信号1,2097Hz 表示数字信号0。这是一个低功耗、高稳定、无需

6、微处理器、内置自测功能的Modem 芯片。图4给出TD K73M223典型应用电路图。将Modem 芯片数字接收器和发送器分别接至MAX232的驱动器和接收器上 。图4TD K73M223原理图2.4无线收发电路考虑到通信距离及对环境的适应性,建议无线收发信机使用V HF 或U HF 频段的无线电波作为传输手段。我们以深圳市讯达通讯设备有限公司研制的FC 2301/C 模块式无线收发信机为例来介绍这部分组成。FC 2301/C 模式集无线信号的接收发送于一体,采用半工工作方式可以在V HF/U HF 频段范围为用户提供双向音频信号传输。带宽为20MHz 。FC 2301/C 内含独立的射频模式

7、和MCU 。采用双PLC/VCO 结构。工作稳定可靠。FC 2301/C 接口简单实用,多个参数可调,适应性强,具有音频信号输出、音频脉冲信号输出和直接推动扬声器的音频功率输出信号。具体有关指标请查阅相关资料,它的基本工作原理和组成如图5所示 。图5FC 2301/C 组成原理如图5所示,FC 2301/C 由接收电路、发射电路、数字锁相环、CPU 和音频调制解调器组成。接收电路将从天线上收到的信号进行放大处理,由音频调制解调器解调出音频信号。发射电路将调制的射频信号放大后由天线辐射到天空中。数字锁相环由CPU 控制,产生所需的频率供接收和发射用。将FC 2301/C 的音频输出接Modem

8、的模拟输入端,Modem 调制信号输入端接Modem 的模拟输出端。由于FC 2301/C 是半双工的工作方式,故需产生发射控制信号(PTT 。当PTT 信号有效时,FC 2301/C 处于发射状态,PTT 信号无效时处于接收状态。PTT 信号的产生,我们用发送数据端经电平转换后,接一个可重复触发的单稳态触发器来产生PTT 所要求的信号,并且可完成PTT 所需功能。3设计时应注意的一些问题当无线收发信机功率较大时可能会对其他芯片造成影响,要对输入输出信号做好去耦和屏蔽设计,以防损坏芯片。对于软件设计应注意数据头和数据尾有足够的冗余,并且采用一些校验方法以确保数据的正确接收。特别是对于一些比较短的联络指令,更应加上足够的冗余,以使中心点与离散点能够稳定可靠地建立联系。4结束语这个电路已应用在无线抄表的中