專利名稱：用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)膌t8031 gprsip無線數(shù)傳終端的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于工業(yè)級(jí)的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(無線數(shù)傳終端的控制電路)，具體的講是一種用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖T8031 GPRS IP無線數(shù)傳終端的控制電路，可用于對(duì)GPRS IP MODEM與電表等外接設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換進(jìn)行的控制。
背景技術(shù)：
自從20世紀(jì)80年代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開始研究和投入使用以來，以其擁有靈活性、使用方便以及免架線等優(yōu)點(diǎn)逐步發(fā)展起來。特別是近幾年來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了重大的突破，加快了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展速度。其中全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)(簡稱GSM系統(tǒng))是一種已得到廣泛使用的電路交換系統(tǒng)，由于GSM數(shù)據(jù)傳輸速率低，該電路交換方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸不能充分利用無線資源，增加了GSM的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)而不能滿足市場對(duì)分組數(shù)據(jù)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的需求，且只能使用短信形式傳送數(shù)據(jù)，無法做到“實(shí)時(shí)在線”、“按量計(jì)費(fèi)”。近幾年發(fā)展起來的通用分組無線業(yè)務(wù)(General Pack Radio Service簡稱GPRS)是在GSM系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的用于分組數(shù)據(jù)承載和傳輸業(yè)務(wù)的一種新系統(tǒng)。GPRS與GSM系統(tǒng)最根本的區(qū)別是，GSM是一種電路交換系統(tǒng)，而GPRS是一種分組交換系統(tǒng)。GPRS在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載和支持上具非常明顯的優(yōu)勢，可更有效的利用無線網(wǎng)絡(luò)信道資源，特別適用于間歇、非周期數(shù)據(jù)傳輸、少量的數(shù)據(jù)傳輸，較大容量數(shù)據(jù)不頻繁傳輸?shù)?，GPRS的技術(shù)優(yōu)勢還表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面?zhèn)鬏斔俾矢?；資源利用率高接入時(shí)間短永遠(yuǎn)在線；支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議；收費(fèi)合理等。但根據(jù)市場上其他廠家在使用GPRS IP MODEM時(shí)有出現(xiàn)以下缺陷1、在無人值守的場合，GPRS IP MODEM出現(xiàn)異常情況無法保證自動(dòng)復(fù)位的可靠性，容易使設(shè)備長期處于“死機(jī)”狀態(tài)，影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。2、由于公網(wǎng)固定IP資源有限，使GPRS IP MODEM組成的無線通訊系統(tǒng)，在管理中心掉線的情況下，使GPRS設(shè)備與管理中心的連接鏈路發(fā)生中斷，要維護(hù)人員到現(xiàn)場根據(jù)管理中心產(chǎn)生的新的IP地址，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)置，造成了人力、物力的浪費(fèi)。3、當(dāng)管理中心接收設(shè)備停電或“死機(jī)”，GPRS設(shè)備無法判斷管理中心已經(jīng)斷開。4、波特率無法改變、通訊接口單一等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于要克服上述之不足，從而設(shè)計(jì)一種用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖T8031 GPRS IP無線數(shù)傳終端的控制電路，它可使用動(dòng)態(tài)IP，還可以讓用戶更容易通過本電路所設(shè)置跳線選擇不同設(shè)備接口，更實(shí)用方便。
本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的它主要包括主控電路(1)(即電路主控芯片及周邊元器件)，開關(guān)控制電路(2)，電平轉(zhuǎn)換電路(3)，信道切換電路(4)，輸入輸出接口電路及硬件看門狗電路(5)等組成，其中主控電路(1)依次通過開關(guān)控制電路(2)，信道切換電路(4)，電平轉(zhuǎn)換電路(3)及輸入輸出接口電路與下位機(jī)(如電表等外接設(shè)備)作順序電連接，主控電路(1)還通過開關(guān)控制電路與MODEM通訊端接口連接以控制GPRS IP MODEM與其他設(shè)備之間的連接，其中用于確保電路正常運(yùn)行的硬件看門狗電路(5)的輸出端是接至主控電路(1)的輸入端。當(dāng)下位機(jī)(如電表或其他外接設(shè)備)需在透明模式下通過MODEM與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，由上位機(jī)發(fā)送登陸指令給MODEM，主控電路(1)中的單片機(jī)(U6)對(duì)MODEM接收到的短信進(jìn)行查詢操作，一旦查詢到上位機(jī)發(fā)送的相應(yīng)的開機(jī)命令時(shí)，就會(huì)要求MODEM進(jìn)入工作狀態(tài)，MODEM在登陸的同時(shí)打開透明模式，當(dāng)MODEM登陸完畢后，它與下位機(jī)之間就可以進(jìn)行相互間的數(shù)據(jù)交換，此時(shí)，單片機(jī)將對(duì)它們的通訊進(jìn)行監(jiān)控，如果MODEM收到上位機(jī)傳來的關(guān)閉命令，單片機(jī)就會(huì)再次關(guān)閉透明模式，并切斷它們之間的通訊，使其又回復(fù)到前面短信查詢狀態(tài)。
本發(fā)明由于運(yùn)用了先進(jìn)的GPRS技術(shù)，并采用上述電路使得LT8031可以實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋，無需固定IP、無需固定主機(jī)，實(shí)現(xiàn)最小的流量計(jì)費(fèi)，并可緊密結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域所遇到的實(shí)際問題，為用戶提供更簡單的網(wǎng)絡(luò)接口，能夠滿足不同設(shè)備接口的需要，用戶可通過設(shè)備跳線進(jìn)行靈活選擇，并進(jìn)行全面的優(yōu)化和升級(jí)，使產(chǎn)品開發(fā)變得更容易，更快捷。


圖1是本發(fā)明的電路框圖。
圖2是本發(fā)明的一種電路原理圖。
其中1～主控電路(電路主控芯片)，2～開關(guān)控制電路，3～電平轉(zhuǎn)換電路，4～信道切換電路，5～硬件看門狗電路，6～MODEM通訊端接口，7～下位機(jī)通訊端接口。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體電路及工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的主控電路(1)主要是由單片機(jī)U6(可采用AT89C4051)、晶振器E1(采用11.0592M)以及電容C6、C7、C8組成，其中E1與C7、C8構(gòu)成振蕩電路，C6為電源與地之間的濾波電容，單片機(jī)U6的RST端為硬件看門狗電路(5)復(fù)位信號(hào)的輸入端，用于提供單片機(jī)所需的外部復(fù)位脈沖，U6的CON端為下位機(jī)與GPRS IP MODEM通訊/設(shè)置切換的控制端，U6的WDI端與硬件看門狗相應(yīng)端口連接。
二、本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的開關(guān)控制電路(2)采用了兩片4066集成塊中的6個(gè)模擬開關(guān)U1A、UIB、UIC、U1D、U2A、U2B以及兩個(gè)施密特觸發(fā)器組成三路數(shù)據(jù)通道，由單片機(jī)U6下達(dá)指令讓4066進(jìn)行通道切換，第一路數(shù)據(jù)通道由U1A、U2B控制，主要用于單片機(jī)U6與組成下位機(jī)的電表等外接設(shè)備的通訊，第二路由U1C、U1D控制，是系統(tǒng)進(jìn)入透明模式后，上位機(jī)與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通道，第三路由U2A、U2B控制，用于單片機(jī)U6與MODEM通訊。
三、本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的信道切換電路(4)是由兩部分共三組跳線JP1、JP2組成(每組含2跳線)。每部分左邊一組為與集成塊U4(即MAX1487)連接的RS485跳線，中間一組為與集成塊U5(即MAX232)連接的RS232跳線，右邊另一組直接相連的用于TTL通訊(即TTL跳線)。
四、本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的電平轉(zhuǎn)換電路(3)包括TTL/RS232與TTL/RS485兩個(gè)部分的轉(zhuǎn)換電路組成，其中RS232電路由U5(即MAX232芯片)與電容C1、C2、C3、C4、C5組成，T1IN為TTL電平輸入端，T1OUT為轉(zhuǎn)換后的RS232電平輸出端，R1IN為RS232電平輸入端R1OUT為轉(zhuǎn)換后的TTL電平輸出端；其中的RS485電路由U4(即MAX1487芯片)及一個(gè)施密特觸發(fā)器組成，芯片的驅(qū)動(dòng)使能端(DE)和接收使能端(1RE)分別用于控制驅(qū)動(dòng)端(DI)和接收端(RO)，在轉(zhuǎn)換過程中，由DI與RO兩端輸入TTL電平，然后通過A、B兩端輸出符合RS485標(biāo)準(zhǔn)的電平。
五、本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的硬件看門狗電路(5)是由集成塊U7(即MAX706芯片)以及施密特觸發(fā)器、電容C9、電阻R2、二極管D1和芯片U3D組成，使用二級(jí)管D1是為了防止MR的電平變化引起WDO的誤動(dòng)作。
六、本發(fā)明所述的輸入輸出接口電路包括與MODEM通訊端接口(6)連接的數(shù)據(jù)線插座JP4、芯片U3B、U3C構(gòu)成，還包括與下位機(jī)通訊端接口(7)連接的數(shù)據(jù)線插座JP3、電阻R1構(gòu)成。
在本發(fā)明電路中，單片機(jī)U6的WDI端在工作過程中，如果在1.6S內(nèi)沒有收到來自MCU的觸發(fā)信號(hào)，并且WDI處于非高阻態(tài)，則WDO輸出變低。只要復(fù)位信號(hào)有效或WDI輸入高阻，則看門狗定時(shí)器功能就被禁止，且保持清零和不計(jì)時(shí)狀態(tài)。復(fù)位信號(hào)的產(chǎn)生會(huì)禁止定時(shí)器，可一旦復(fù)位信號(hào)撤消并且WDI輸入端檢測到短至50ns的低電平或高電平跳變，定時(shí)器將開始1.6s的計(jì)時(shí)。即WDI端的跳變會(huì)清零定時(shí)器并啟動(dòng)一次新的計(jì)時(shí)周期。
在電路中，低電平有效的手動(dòng)復(fù)位輸入端(MR)可被單片機(jī)內(nèi)250mA的上拉電流源拉到高電平，并可以被外接CMOS/TTL邏輯電路或一端接地的按鈕開關(guān)拉成低電平。不需要采用外部去抖動(dòng)電路，理由是最小為140ms的復(fù)位時(shí)間足以消除機(jī)械開關(guān)的抖動(dòng)。簡單地將MR端連接到WDO端，就可以使看門狗定時(shí)器超時(shí)產(chǎn)生復(fù)位脈沖。
輸入輸出接口電路中與GPRS IP MODEM的接口為一六腳插座，而與下位機(jī)相連的接口為一四腳插座和電阻R1。R1為輸出控制腳的上拉電阻。U3B與U3C用于輸出端波形的整形。與MODEM相連插座的六腳依次是VCC、GND、RXD、TXD、RST、/IGT。與下位機(jī)相連插座的四腳依次是CON、B(或TXD)、A(或RXD)、GND。A、B為RS485接口，RXD、TXD、GND為RS232接口，TXD、RXD為TTL接口。
本發(fā)明電路控制過程如下主控電路中的LT8031上電運(yùn)行之后，單片機(jī)首先下達(dá)指令關(guān)閉上位機(jī)與下位機(jī)之間已存在的透明模式連接，然后進(jìn)入短信模式進(jìn)行短信查詢。在此過程中，LT8031對(duì)上位機(jī)送來的短信要進(jìn)行命令提取，以保證下位機(jī)收到命令的有效性。當(dāng)LT8031收到上位機(jī)送來的要求進(jìn)入透明模式命令后，4051就會(huì)控制模擬開關(guān)建立起上位機(jī)與下位機(jī)之間的透明模式。此時(shí)，上位機(jī)和下位機(jī)就可以進(jìn)行所需的數(shù)據(jù)交換。交換中，若5分鐘內(nèi)LT8031沒有接收到上位機(jī)任何指令，則系統(tǒng)判定兩機(jī)之間的通訊已經(jīng)結(jié)束，單片機(jī)將會(huì)再次關(guān)閉兩機(jī)之間的透明模式連接，轉(zhuǎn)而進(jìn)入短信模式查詢上位機(jī)的命令。以上即為LT8031的一個(gè)完整的工作周期。
權(quán)利要求
1.一種用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖T8031 GPRS IP無線數(shù)傳終端的控制電路，其特征是它包括主控電路(1)，開關(guān)控制電路(2)，電平轉(zhuǎn)換電路(3)，信道切換電路(4)，輸入輸出接口電路及硬件看門狗電路(5)組成，其中主控電路(1)依次通過開關(guān)控制電路(2)，信道切換電路(4)，電平轉(zhuǎn)換電路(3)及輸入輸出接口電路(6)與下位機(jī)作順序電連接，主控電路(1)還通過開關(guān)控制電路(2)與MODEM通訊端接口(6)相連接以控制GPRS IP MODEM與其他設(shè)備之間的 連接，其中用于確保電路正常運(yùn)行的硬件看門狗電路(5)的輸出端接至主控電路(1)的輸入端，當(dāng)下位機(jī)需在透明模式下通過MODEM與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，由上位機(jī)發(fā)送登陸指令給MODEM，主控電路(1)中的單片機(jī)U6對(duì)MODEM接收到的短信進(jìn)行查詢操作，一旦查詢到上位機(jī)發(fā)送的相應(yīng)的開機(jī)命令時(shí)，就會(huì)要求MODEM進(jìn)入工作狀態(tài)，MODEM在登陸的同時(shí)打開透明模式，當(dāng)MODEM登陸完畢后，它與下位機(jī)之間就可以進(jìn)行相互間的數(shù)據(jù)交換，此時(shí)，單片機(jī)將對(duì)它們的通訊進(jìn)行監(jiān)控，如果MODEM收到上位機(jī)傳來的關(guān)閉命令，單片機(jī)就會(huì)再次關(guān)閉透明模式，并切斷它們之間的通訊，使其又回復(fù)到前面短信查詢狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖T8031 GPRS IP無線數(shù)傳終端的控制電路，其特征是所述的主控電路(1)主要是由單片機(jī)U6、晶振器E1以及電容C6、C7、C8組成，其中E1與C7、C8構(gòu)成振蕩電路，C6為電源與地之間的濾波電容，單片機(jī)U6的RST端為硬件看門狗電路(5)復(fù)位信號(hào)的輸入端，用于提供單片機(jī)所需的外部復(fù)位脈沖，U6的CON端為下位機(jī)與GPRS IP MODEM通訊/設(shè)置切換的控制端，U6的WDI端與硬件看門狗相應(yīng)端口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖T8031 GPRS IP無線數(shù)傳終端的控制電路，其特征是所述的開關(guān)控制電路(2)是采用兩片4066集成塊中的6個(gè)模擬開關(guān)U1A、UIB、UIC、U1D、U2A、U2B以及兩個(gè)施密特觸發(fā)器組成三路數(shù)據(jù)通道，由單片機(jī)U6下達(dá)指令讓4066進(jìn)行通道切換，第一路數(shù)據(jù)通道由U1A、U2B控制，主要用于單片機(jī)U6與組成下位機(jī)的電表等外接設(shè)備的通訊，第二路由UIC、U1D控制，是系統(tǒng)進(jìn)入透明模式后，上位機(jī)與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通道，第三路由U2A、U2B控制，用于單片機(jī)U6與MODEM通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖T8031 GPRS IP無線數(shù)傳終端的控制電路，其特征是所述的信道切換電路(4)是由兩部分共三組跳線JP1、JP2組成(每組含2跳線)，每部分左邊一組為與集成塊U4即MAX1487連接的RS485跳線，中間一組為與集成塊U5連接的RS232跳線，右邊另一組直接相連的用于TTL通訊(即TTL跳線)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖T8031 GPRS IP無線數(shù)傳終端的控制電路，其特征是所述的電平轉(zhuǎn)換電路(3)包括TTL/RS232與TTL/RS485兩個(gè)部分的轉(zhuǎn)換電路組成，其中RS232電路由U5即MAX232芯片與電容C1、C2、C3、C4、C5組成，T1IN為TTL電平輸入端，T1OUT為轉(zhuǎn)換后的RS232電平輸出端；R1IN為RS232電平輸入端，R1OUT為轉(zhuǎn)換后的TTL電平輸出端，其中的RS485電路由U4即MAX1487芯片及一個(gè)施密特觸發(fā)器組成，芯片的驅(qū)動(dòng)使能端(DE)和接收使能端(1RE)分別用于控制驅(qū)動(dòng)端(DI)和接收端(RO)，在轉(zhuǎn)換過程中，由DI與RO兩端輸入TTL電平，然后通過A、B兩端輸出符合RS485標(biāo)準(zhǔn)的電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖T8031 GPRS IP無線數(shù)傳終端的控制電路，其特征是所述的硬件看門狗電路(5)是由集成塊U7即MAX706芯片以及施密特觸發(fā)器、電容C9、電阻R2、二極管D1和芯片U3D組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖T8031 GPRS IP無線數(shù)傳終端的控制電路，其特征是所述的輸入輸出接口電路包括與MODEM通訊端接口(6)連接的數(shù)據(jù)線插座JP4、芯片U3B、U3C構(gòu)成，還包括與下位機(jī)通訊端接口(7)連接的數(shù)據(jù)線插座JP3、電阻R1構(gòu)成。
全文摘要
一種用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖T8031 GPRS IP無線數(shù)傳終端的控制電路，其特征是它包括主控電路，開關(guān)控制電路，電平轉(zhuǎn)換電路，信道切換電路，輸入輸出接口電路，及硬件看門狗電路組成，主控電路依次通過開關(guān)控制電路，信道切換電路，電平轉(zhuǎn)換電路及輸入輸出接口電路與下位機(jī)作順序電連接，主控電路還通過開關(guān)控制電路與MODEM通訊端接口相連接以控制GPRS IP MODEM的連接，硬件看門狗電路的輸出端接至主控電路的輸入端。本發(fā)明運(yùn)用先進(jìn)的GPRS技術(shù)，并采用上述電路使得LT8031可實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋，無需固定IP和主機(jī)，實(shí)現(xiàn)最小流量計(jì)費(fèi)，并可結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橛脩籼峁└唵蔚木W(wǎng)絡(luò)接口，能滿足不同設(shè)備接口的需要，用戶可通過設(shè)備跳線進(jìn)行靈活選擇，并進(jìn)行全面的優(yōu)化和升級(jí)，使產(chǎn)品開發(fā)更容易，更快捷。
文檔編號(hào)H04L12/12GK1652505SQ200410023568
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2004年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月7日
發(fā)明者林東 申請(qǐng)人:林東