Q2686無線CPU和LonWorks的無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

4．1 LonWorks通信模塊設(shè)計(jì)
LonWorks通信模塊作為一個(gè)單獨(dú)的部件安裝在設(shè)備的主板上，方便插拔。LonWorks通信模塊分Lon-Works雙絞線智能通信模塊或 LonWorks電力線智能通信模塊，LonWorks雙絞線智能通信模塊與LonWorks電力線智能通信模塊設(shè)計(jì)成接口完全兼容的結(jié)構(gòu)。需要 LonWorks雙絞線接口時(shí)安裝上LonWorks雙絞線智能通信模塊，需要LonWorks電力線接口時(shí)安裝上LonWorks電力線智能通信模塊，接口之間的切換非常方便靈活。
LonWorks雙絞線智能通信模塊主要由神經(jīng)元芯片F(xiàn)T 3150核心處理器、FT-X1雙絞線智能收發(fā)器、外擴(kuò)的RAM、EEPROM組成。FT 3150智能收發(fā)器有1個(gè)20 MHz神經(jīng)元3150核心、O．5 KB的EEPROM和2 KB的RAM。通過外部存儲(chǔ)器總線，F(xiàn)T 3150收發(fā)器能夠?qū)ぶ范噙_(dá)58 KB的外部存儲(chǔ)器，其中16 KB的外部非易失性存儲(chǔ)器保留用于存儲(chǔ)LonWorks系統(tǒng)的固件；它支持無極性的總線型、星型、自由型等拓?fù)洳季€結(jié)構(gòu)。LonWorks電力線智能通信模塊是由神經(jīng)元芯片PL3150核心處理器、PLT-22電力線收發(fā)器、外擴(kuò)的RAM、EEPROM等組成。LonWorks電力線智能通信模塊與載波通信耦合電路連接，將通信數(shù)據(jù)耦合到交流220 V低壓電力線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。LonWorks通信模塊與Q2686無線CPU通過串行口2進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸。
4．2 Q2686無線CPU的設(shè)計(jì)
Q2686模塊內(nèi)部包含了一個(gè)無線通信模塊及一個(gè)ARM9 32位內(nèi)核的中央處理器，32 Mb閃存及16 Mb的RAM，與一些無線通信模塊需要外擴(kuò)CPU、閃存、RAM相比，這部分的電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。Q2686無線CPU模塊使用100針的接口與印刷電路板連接，主要引出電源、UART、USB、SIM卡、RTC、I／O口等引腳。
4．3 輸入／輸出控制單元的設(shè)計(jì)
本產(chǎn)品設(shè)計(jì)有3路光電隔離開關(guān)量輸入和3路光電隔離繼電器輸出，通過通用I／O口對(duì)3路開關(guān)量輸入進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過遠(yuǎn)程命令或定時(shí)設(shè)置對(duì)3路繼電器輸出進(jìn)行控制；輸入／輸出光電隔離并在輸入和輸出端口處增加Y電容和壓敏電阻增強(qiáng)EMC抗干擾能力。
4．4 電源電路的設(shè)計(jì)
電源是裝置中非常重要的部分，電源性能的好壞將直接影響整個(gè)裝置的穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)中采用的是開關(guān)電源。由于開關(guān)電源的功率開關(guān)管在開關(guān)過程中產(chǎn)生較大的傳導(dǎo)電磁干擾和諧波干擾，對(duì)附近的電氣設(shè)備造成電磁干擾，因此在開關(guān)電源中增加抗干擾和抑制干擾產(chǎn)生的措施是十分必要的，如在輸入端增加共模電感，Y電容、 X電容，在輸出端增加LC濾波電路等措施。
在GSM／GPRS脈沖發(fā)射模式下，電源應(yīng)該能夠在瞬間釋放很高的電流峰值，為射頻部分提供3．6 V的電壓，3．6 V的電壓經(jīng)過若干個(gè)調(diào)整管，提供基帶信號(hào)所需要的2．8 V和1．8 V。

5 程序設(shè)計(jì)
因?yàn)橛布諵2686無線CPU和LonWorks通信模塊兩大模塊，所以程序設(shè)計(jì)也相應(yīng)地分為兩部分，一部分是Q2686無線CPU內(nèi)的程序設(shè)計(jì)，一部分是LonWorks通信模塊內(nèi)的程序設(shè)計(jì)。
5．1 Q2686無線CPU內(nèi)的程序設(shè)計(jì)
使用Wavecom公司提供的Open AT開發(fā)套件，用Open AT project wizard創(chuàng)建工程項(xiàng)目，其中可以選擇Eclipse或VC作為開發(fā)環(huán)境。編程主要使用Open ATAPI函數(shù)，Open AT開發(fā)套件提供非常豐富的API接口函數(shù)，方便程序員編程。
Q2686無線CPU內(nèi)的程序設(shè)計(jì)按功能又可以分為2部分：一部分是通用的程序設(shè)計(jì)，包括SIM卡的初始化、讀寫設(shè)置參數(shù)、TCP／IP網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)的 TCP／IP發(fā)送接收等，其程序流程如圖3所示；一部分是UARTl和UART2的數(shù)據(jù)發(fā)送接收處理程序，與具體的應(yīng)用相關(guān)。UARTl用于RS485總線的數(shù)據(jù)發(fā)送及接收處理，主要包括輪詢RS485計(jì)量終端，在收到計(jì)量終端返回的數(shù)據(jù)后，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)的校驗(yàn)、提取、保存及發(fā)送給監(jiān)控中心；UART2主要用于和LonWorks通信模塊的通信，也包括數(shù)據(jù)發(fā)送及接收處理。UART2的數(shù)據(jù)發(fā)送主要是將監(jiān)控中心發(fā)送過來的指令發(fā)給LonWorks通信模塊，以便監(jiān)控中心能夠在遠(yuǎn)端對(duì)LonWorks現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制；UART2的數(shù)據(jù)接收處理主要是將LonWorks通信模塊送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的校驗(yàn)、提取、保存及發(fā)送給監(jiān)控中心。
5．2 LonWorks通信模塊內(nèi)的程序設(shè)計(jì)
LonWorks通信模塊使用了Neuron神經(jīng)元芯片，其程序設(shè)計(jì)需要使用：Echelon公司LonMaker和 NodeBuilder。兩個(gè)軟件。先使用LonMaker創(chuàng)建LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，再對(duì)單個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用NodeBuilder。開發(fā)環(huán)境進(jìn)行程序的編寫。編程語言使用Neuron C語言，這是一種專門為Neuron芯片設(shè)計(jì)的程序設(shè)計(jì)語言，在標(biāo)準(zhǔn)C的基礎(chǔ)上進(jìn)行了自然擴(kuò)展，是一個(gè)開發(fā)LonWorks應(yīng)用的有力工具。 LonWorks通信模塊的程序功能主要是輪詢Lon-Works計(jì)量終端，在收到計(jì)量終端返回的數(shù)據(jù)后，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取，然后發(fā)送給Q2686無線 CPU；或者是接收Q2686無線CPU發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過解析后發(fā)送到LonWorks現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)計(jì)量終端。

結(jié) 語
LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的先進(jìn)性使其最近幾年的發(fā)展非常迅速，應(yīng)用范圍日益廣泛；另外，GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸十分便捷，隨著其資費(fèi)不斷下調(diào)，在監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多。本文中的GPRS／LON無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)結(jié)合了LonWorks技術(shù)及GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。