專利名稱：基于公眾全球數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)雙向數(shù)傳主控模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于公眾全球數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的雙向數(shù)傳主控模塊，尤其涉及一種基于公眾全球數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)使用的遠(yuǎn)程目標(biāo)(移動(dòng)/固定)監(jiān)控裝置中的雙向數(shù)傳主控模塊。
根據(jù)中國(guó)電信的計(jì)劃，已在全國(guó)主要地區(qū)開通了基于全球通(GSM)協(xié)議的GSM-SMS短信息服務(wù)，這一雙向短數(shù)據(jù)傳遞業(yè)務(wù)，通過(guò)SMS無(wú)線調(diào)制解調(diào)器，經(jīng)由GSM網(wǎng)絡(luò)，可為用戶雙向傳遞長(zhǎng)度為160字節(jié)以內(nèi)的數(shù)據(jù)包。為各種需要進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)提供優(yōu)良的通信鏈路。
為了有效利用上述通信資源，已有一些企業(yè)利用其它無(wú)線通信平臺(tái)開發(fā)出不同的應(yīng)用系統(tǒng)，這些應(yīng)用系統(tǒng)例如遠(yuǎn)程目標(biāo)(移動(dòng)/固定)監(jiān)控裝置的工作原理是按照特定的協(xié)議規(guī)程，將各種信號(hào)數(shù)據(jù)(例如區(qū)域性定位數(shù)據(jù)、ATM自動(dòng)取款機(jī)輸出數(shù)據(jù)、其它設(shè)備輸入/輸出端口數(shù)據(jù))通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音或數(shù)據(jù)信道傳送到控制中心，控制中心得到數(shù)據(jù)，分析監(jiān)控目標(biāo)詳細(xì)資料，根據(jù)不同情況，發(fā)送控制命令及數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程目標(biāo)監(jiān)控裝置接收到指令后，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。
目前現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)例如遠(yuǎn)程目標(biāo)監(jiān)控裝置由于所采用的主控制模塊所實(shí)現(xiàn)功能有限，主要基于區(qū)域性覆蓋的集群網(wǎng)，或直接利用衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)達(dá)到對(duì)遠(yuǎn)程目標(biāo)的監(jiān)視和控制，因此產(chǎn)生所監(jiān)控區(qū)域的范圍與使用成本之間的矛盾。
本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述雙向數(shù)傳主控模塊的缺點(diǎn)，而提供的一種可完善和增值GSM網(wǎng)絡(luò)資源的業(yè)務(wù)的，提高國(guó)內(nèi)現(xiàn)有移動(dòng)或固定目標(biāo)的跟蹤定位的可靠性，解決傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸信道的擁塞問(wèn)題，且具多功能的基于公眾全球數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)雙向數(shù)傳主控模塊。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于公眾全球數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)雙向數(shù)傳主控模塊，包括一微處理器、一程序存儲(chǔ)器、一動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器SRAM、一電可擦寫不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器E2PRAM、一多工串口開關(guān)、一電平轉(zhuǎn)換器、程序狀態(tài)指示單元、全球定位系統(tǒng)GPS單元以及一復(fù)位單元，上述各單元由電源單元提高所需工作電源；所述微處理器分別通過(guò)地址線、數(shù)據(jù)線與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器及程序存儲(chǔ)器雙向傳送數(shù)據(jù)連接，通過(guò)I2C總線與電可擦寫不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器雙向傳送數(shù)據(jù)連接，通過(guò)串口數(shù)據(jù)線與多工串口雙向傳送數(shù)據(jù)連接；該微處理器還通過(guò)數(shù)據(jù)線與狀態(tài)指示電路連接，并分別與電源和復(fù)位單元以及多工串口控制端連接；所述多工串口開關(guān)分別與電平轉(zhuǎn)換器及全球定位系統(tǒng)GPS單元通過(guò)串口數(shù)據(jù)線雙向連接；所述復(fù)位單元分別與微處理器和全球定位系統(tǒng)GPS單元連接；電平轉(zhuǎn)換器通過(guò)外部數(shù)據(jù)線與應(yīng)用接口模塊的電平轉(zhuǎn)換器雙向連接。
由于本實(shí)用新型采用了以上的措施，在主控制模塊中采用了立足于GSM數(shù)字移動(dòng)通信平臺(tái)上的結(jié)構(gòu)開發(fā)，其產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是明顯的1.軟件編程針對(duì)性強(qiáng)主控制模塊中的微處理機(jī)實(shí)現(xiàn)了與GSM全球通收發(fā)模塊中的信號(hào)處理控制器的相互通信，從而對(duì)GSM全球通收發(fā)模塊和公共移動(dòng)交換局之間的問(wèn)答式通信進(jìn)行直接控制。
2.信號(hào)傳輸覆蓋面廣①信號(hào)可覆蓋全國(guó)大部分地區(qū)；②交互式的傳輸方式，可以同時(shí)進(jìn)行話音和數(shù)據(jù)傳輸，彌補(bǔ)了現(xiàn)存信號(hào)傳輸單一性的缺點(diǎn)；③可以實(shí)現(xiàn)雙向、實(shí)時(shí)通信。
3.硬件配置實(shí)用性強(qiáng)主控制模塊由于采用16位微處理機(jī)，配以512K位閃存及128K位靜態(tài)存儲(chǔ)器，能適應(yīng)運(yùn)行高級(jí)語(yǔ)言編寫的復(fù)雜應(yīng)用程序的需要，較采用8位微處理機(jī)、配以較小容量的存儲(chǔ)器、只能運(yùn)行匯編或C語(yǔ)言編寫的中小型應(yīng)用程序的同類模塊更具實(shí)用性。
4.電路簡(jiǎn)單主控制模塊的GPS單元采用單片超大規(guī)模集成電路，使電路化繁為簡(jiǎn)。
5.可靠性提高采用表面封裝元器件設(shè)計(jì)，貼片工藝制造，彌補(bǔ)了現(xiàn)有同類模塊的體積大、可靠性差的缺點(diǎn)，而使整個(gè)模塊體積小、電磁性能好、可靠性高。
6.功能擴(kuò)充簡(jiǎn)單由于采用整體的模塊化設(shè)計(jì)，各功能模塊間使用統(tǒng)一的RS232串口連接，容易實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)充。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步給出。


圖1是本實(shí)用新型的電路原理方框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的微處理器的電路圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的電路圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的程序存儲(chǔ)器的電路圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的程序狀態(tài)指示單元的電路圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的多工串口開關(guān)的電路圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的電可擦寫不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的電路圖；圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例的電平轉(zhuǎn)換器的電路圖；圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例的GPS單元的電路圖；圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)位單元的電路圖；圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例的電源單元的電路圖；圖12是本實(shí)用新型應(yīng)用狀態(tài)示意圖。
請(qǐng)參閱圖1。本實(shí)用新型一種基于公眾全球數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)雙向數(shù)傳主控模塊，包括一微處理器1，一動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器2，一程序存儲(chǔ)器3，程序狀態(tài)指示單元4、一多工串口開關(guān)5，一電可擦寫不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6，一電平轉(zhuǎn)換器7、內(nèi)嵌式全球定位系統(tǒng)GPS單元8，一電源單元9以及一復(fù)位單元10。
所述微處理器分別通過(guò)地址線、數(shù)據(jù)線與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器及程序存儲(chǔ)器雙向傳送數(shù)據(jù)連接，通過(guò)I2C總線與電可擦寫不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器雙向傳送數(shù)據(jù)連接，通過(guò)串口數(shù)據(jù)線與多工串口雙向傳送數(shù)據(jù)連接；該微處理器還通過(guò)數(shù)據(jù)線與狀態(tài)指示電路連接，并分別與電源和復(fù)位單元以及多工串口控制端連接；所述多工串口開關(guān)分別與電平轉(zhuǎn)換器及GPS單元通過(guò)串口數(shù)據(jù)線雙向連接；所述復(fù)位單元分別與微處理器和GPS單元連接，電源單元?jiǎng)t為整個(gè)主控模塊中各部分提供所需電源；電平轉(zhuǎn)換器通過(guò)外部數(shù)據(jù)線與應(yīng)用接口模塊的電平轉(zhuǎn)換器雙向連接。
請(qǐng)參閱圖2～圖11，這些是本實(shí)用新型的各電路分解示意圖。本實(shí)施例中微處理器例如采用AM186單元；動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器SRAM例如采用128K字節(jié)；電可擦寫不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器E2PROM例如采用32K字節(jié)的24LC32A型號(hào)；程序存儲(chǔ)器采用AM29F400A集成電路；多工串口RS232采用74HC244等型號(hào)的兩片四選一電子開關(guān)切換，進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后與其它設(shè)備連接；AM186微處理器還將最近一段時(shí)間的控制信息和收到的GPS信息經(jīng)I2C總線儲(chǔ)在E2PROM中，供必要時(shí)調(diào)用。狀態(tài)指示單元采用例如74HC574集成電路；電源采用MAX公司直流--直流轉(zhuǎn)換開關(guān)電源集成電路，例如型號(hào)為L(zhǎng)M294和MIC2920A，其效率高，可靠性強(qiáng)；內(nèi)嵌式GPS集成在一塊集成電路中，采用型號(hào)例如為GPSM1，可將天線接受的衛(wèi)星信號(hào)轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯和時(shí)間信息經(jīng)串口輸出。該主控模塊還可經(jīng)串口與其它電腦聯(lián)接，以便設(shè)備調(diào)試或裝入主控程序。其中程序存儲(chǔ)器、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器SRAM、電可擦寫不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器E2PROM已壓縮于主控板上，以縮小模塊體積，并可外接相應(yīng)的單元。
上述電路中，其中微處理器其地址線輸出端E4與SRAM單元地址線連接；輸出端E11與程序存儲(chǔ)器單元地址及控制信號(hào)輸入端連接；讀信號(hào)線輸出端E13與SRAM單元控制信號(hào)輸入端E14連接；復(fù)位信號(hào)輸入端E16與復(fù)位單元的信號(hào)輸出端連接；片選信號(hào)輸出端E15與SRAM單元片選信號(hào)輸入端連；讀指令信號(hào)輸出端E20與程序存儲(chǔ)器單元地址及控制信號(hào)輸入端E12連接；GSM模塊電源控制輸出端E35與電平轉(zhuǎn)換單元控制輸入E34相連；I2C總線雙向數(shù)據(jù)線E28與E2PROM單元數(shù)據(jù)線相連；語(yǔ)音控制輸出端E33與電平轉(zhuǎn)達(dá)換單元控制輸入E32連接；狀態(tài)批示控制輸出端E24與狀態(tài)指示單元控制輸入E25相連；雙向串口數(shù)據(jù)線，串口控制線輸出端E21與多工串口單元數(shù)據(jù)控制輸入端E22連接；16位雙向數(shù)據(jù)總線低8位輸出端E6與SRAM單元數(shù)據(jù)線輸入E9與程序存儲(chǔ)器單元數(shù)據(jù)線輸入E8與狀態(tài)指示單元數(shù)據(jù)輸入E23相連。
復(fù)位單元的復(fù)位控制輸出端RCS與SRAM單元控制輸入E14連接；參考電源輸出E26與GPS參考電源輸入E27相連多工串口；GPS通訊串口總線E31與GPS單元串口總線E30相連；串口總線(數(shù)據(jù)及控制)端E32與電平轉(zhuǎn)換單元串口總線輸入端E33相連；應(yīng)用擴(kuò)展接口數(shù)據(jù)及控制輸出端與應(yīng)用擴(kuò)展接口的輸入轉(zhuǎn)換單元W1相連。
電源單元的電源輸出端E1為各單元電路提供電源；E3為向GPS單元提供電源輸入；E2為外電源輸入端。
本實(shí)用新型的工作原理(現(xiàn)以電源剛接通時(shí)本實(shí)用新型主控模塊工作情況為實(shí)例敘述如下)當(dāng)電源電壓上升至規(guī)定值5V時(shí)，復(fù)位單元輸出信號(hào)由低變高，AM186微處理器在復(fù)位信號(hào)結(jié)束后，即通過(guò)地址線及讀控制線向程序存儲(chǔ)器發(fā)出“讀指令”信號(hào)，然后由數(shù)據(jù)線讀入執(zhí)行的指令；根據(jù)指令要求AM186將程序執(zhí)行中的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)線送入SRAM中存儲(chǔ)；同時(shí)，程序運(yùn)行狀態(tài)也經(jīng)低8位數(shù)據(jù)線送入狀態(tài)指示電路，進(jìn)行相應(yīng)指示，AM186在完成自身初始化后，經(jīng)控制線將多工串口與GSM連接，然后通過(guò)串口總線向GSM發(fā)出控制指令并讀入GSM模塊的應(yīng)答信號(hào)以判斷GSM模塊是否已完成初始化工作，可以進(jìn)入正常接收、發(fā)射狀態(tài)，與GSM模塊連接結(jié)束后，多工串口在AM186控制下轉(zhuǎn)向GPS單元，以上述同樣方式來(lái)判斷GPS是否已處于正常接收狀態(tài)；GPS單元連接結(jié)束后多工串口轉(zhuǎn)向應(yīng)用擴(kuò)展接口模塊，以同樣方式判斷擴(kuò)展接口工作正常后，即經(jīng)串口總線向擴(kuò)展接口模塊發(fā)出指令，將擴(kuò)展接口接入指定的外設(shè)，如打印機(jī)等，再通過(guò)總線讀入外設(shè)數(shù)據(jù)，對(duì)外設(shè)工作情況進(jìn)行判斷。以上過(guò)程為AM186對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，初始化過(guò)程結(jié)束后，如果GSM模塊工作正常，AM186即向GSM模塊發(fā)出與中心站連接的AT命令。
GSM模塊收到來(lái)自AM186的AT指令后，首先將SIM卡中存儲(chǔ)的用戶信息讀入控制中心(CON80)然后發(fā)往短消息中心進(jìn)行身份核對(duì)，待收到短消息中心的確認(rèn)信號(hào)后，再發(fā)送中心站號(hào)碼，待通訊鏈路接通后GSM經(jīng)串口向AM186發(fā)出“OK”信號(hào)，微處理器AM186即將剛才的初始化情況經(jīng)串口前往GSM模塊以短消息形式發(fā)至中心站?？刂浦行?CON80)與AM186的數(shù)據(jù)通訊均經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行電平匹配。AM186在程序執(zhí)行期間，將一些必要的參數(shù)(包括從GPS讀入的經(jīng)緯度及時(shí)間)經(jīng)I2C總線存入E2PROM。
圖12是本實(shí)用新型應(yīng)用狀態(tài)示意圖。在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型主控模塊與應(yīng)用擴(kuò)展接口模塊連接，以構(gòu)成各種作用。為進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的性能特點(diǎn)，現(xiàn)再結(jié)合移動(dòng)車輛監(jiān)控系統(tǒng)為例說(shuō)明具體工作流程整個(gè)移動(dòng)車輛監(jiān)控系統(tǒng)由車載遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置(GSM收發(fā)信模塊和雙向數(shù)傳主控模塊、應(yīng)用接口模塊構(gòu)成)、控制中心兩部分組成。每臺(tái)移動(dòng)目標(biāo)上安裝車載遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，經(jīng)雙向數(shù)傳主控模塊中的GPS單元不斷接收定位衛(wèi)星發(fā)射的三維位置和速度等信息；經(jīng)過(guò)AM186微處理器處理、運(yùn)算、修正后，將相關(guān)信息以最快1次/秒的速率通過(guò)GSM收發(fā)信模塊所具有的數(shù)據(jù)/短消息通信功能經(jīng)公共移動(dòng)通信網(wǎng)傳送至控制中心；控制中心收到數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)處理、運(yùn)算、匹配，將被跟蹤車輛的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)顯示在電子地圖上，進(jìn)而進(jìn)行調(diào)度、管理。同時(shí)，車載遠(yuǎn)程臨控裝置和控制中心之間可以進(jìn)行各種通信、報(bào)警、文件傳輸?shù)取Ｍ瑫r(shí)，雙向數(shù)傳主控模塊預(yù)設(shè)的底層通信協(xié)議支持人工和自動(dòng)報(bào)警、車載端必要的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、文件傳輸?shù)?。如有需要，車載端可以通過(guò)液晶顯示屏或移動(dòng)打印機(jī)顯示由控制中心站所發(fā)出的的各種信息。另外，配合便攜式筆記本可以完成自車導(dǎo)航功能。該實(shí)施例中的控制中心可以單獨(dú)建立，也可利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，客戶端為普通PC機(jī)，安裝電子地圖，完成對(duì)車輛的跟蹤、調(diào)度、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。
本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、可靠性高，功能擴(kuò)充簡(jiǎn)便，可廣泛應(yīng)用于基于公眾全球數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)中。
權(quán)利要求1.一種基于公眾全球數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)雙向數(shù)傳主控模塊，其特征在于包括一微處理器、一程序存儲(chǔ)器、一動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器SRAM、一電可擦寫不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器E2PROM、一多工串口開關(guān)、一電平轉(zhuǎn)換器、程序狀態(tài)指示單元、全球定位系統(tǒng)單元以及一復(fù)位單元，上述各單元由電源單元提高所需工作電源；所述微處理器分別通過(guò)地址線、數(shù)據(jù)線與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器及程序存儲(chǔ)器雙向傳送數(shù)據(jù)連接，通過(guò)I2C總線與電可擦寫不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器雙向傳送數(shù)據(jù)連接，通過(guò)串口數(shù)據(jù)線與多工串口雙向傳送數(shù)據(jù)連接；該微處理器還通過(guò)數(shù)據(jù)線與狀態(tài)指示電路連接，并分別與電源和復(fù)位單元以及多工串口控制端連接；所述多工串口開關(guān)分別與電平轉(zhuǎn)換器及全球定位系統(tǒng)單元通過(guò)串口數(shù)據(jù)線雙向連接；所述復(fù)位單元分別與微處理器和全球定位系統(tǒng)單元連接；電平轉(zhuǎn)換器通過(guò)外部數(shù)據(jù)線與應(yīng)用接口模塊的電平轉(zhuǎn)換器雙向連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于公眾全球數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)雙向數(shù)傳主控模塊,包括一微處理器、一程序存儲(chǔ)器,一動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器SRAM,一電可擦寫不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器E
文檔編號(hào)H04L29/00GK2381073SQ99226988
公開日2000年5月31日 申請(qǐng)日期1999年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月17日
發(fā)明者林堅(jiān), 吳鈞, 陳可方, 林鋒, 戚佳 申請(qǐng)人:上海孚韋科技有限公司