煤礦井下TD無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端的設(shè)計(jì)
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LC6311(+)提供兩個(gè)UART接口，UART1用作與主機(jī)的通訊口，其速率缺省為115．2 kbit·s-1，可以采用相關(guān)AT指令動(dòng)態(tài)配置從9 600 bit·s-1到921．6 kbit·s-1。UART2用作軟件下載，通訊速率115．2 kbit·s-1。
設(shè)計(jì)采用MSP430F149的UART1和LC6311(+)的UART1交叉相連，即MSP430的34腳UTXD1、35腳URXD1分別與LC6311(+)的43腳UART1_RX、42腳UART1_TX相連。LC6311(+)的UART1接口中，UART1_RTS和UART1_CTS引腳可以懸空。
LC6311(+)模塊加電后，為使之正常工作，必須在POWERON信號(hào)端加至少5 s的高電平信號(hào)，且在這期間RESET信號(hào)端保持高電平狀態(tài)。建議把VBAT引腳和POWERON引腳直接相連，以確保TD模塊正常啟動(dòng)。
井下傳感器可檢測(cè)礦井下各種物理信息，如壓力、氧氣濃度、瓦斯?jié)舛鹊?。傳感器接口單元支持的傳感器輸出類型包括模擬接口輸出和數(shù)字接口輸出。模擬接口支持標(biāo)準(zhǔn)的電壓輸出類型和電流輸出類型，通過(guò)隔離轉(zhuǎn)換電路，將模擬電壓(電流)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式與主處理單元連接；數(shù)字接口支持RS232、RS485／RS422接口，通過(guò)隔離電路連接至主處理單元。
另外，該終端設(shè)有蜂鳴報(bào)警電路和指示電路，使得在檢測(cè)到危險(xiǎn)來(lái)臨時(shí)告知檢測(cè)人員做出反應(yīng)。
3 軟件接口及控制原理
采集終端利用TD-SCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和Internet實(shí)現(xiàn)終端與基站之間的通信。由TD無(wú)線模塊LC6311(+)實(shí)現(xiàn)鏈路層、傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，其中數(shù)據(jù)鏈路層采用PPP協(xié)議，傳輸層采用面向UDP協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)層采用IP協(xié)議。
3．1 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的選擇及其實(shí)現(xiàn)方式
數(shù)據(jù)采集終端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向基站傳輸數(shù)據(jù)，第一步是登錄TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，登錄網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程屬于數(shù)據(jù)鏈路層。終端可以通過(guò)AT命令登錄到網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN，當(dāng)PPP協(xié)商成功并遠(yuǎn)程成功登錄Internet后，可以得到GGSN分配給自己的內(nèi)網(wǎng)IP地址。
第二步是傳輸層協(xié)議選擇。
傳輸層的協(xié)議主要有UDP和TCP，UDP和TCP都使用相同的網(wǎng)絡(luò)層IP，根據(jù)應(yīng)用要求進(jìn)行選擇。
UDP是一個(gè)簡(jiǎn)單的面向數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸層協(xié)議，提供不可靠性連接，它把應(yīng)用程序交下來(lái)的報(bào)文，傳給IP層發(fā)送出去，但并不保證它們能到達(dá)目的地。其報(bào)文格式如圖4所示。TCP與UDP不同，TCP提供了一種面向連接的、可靠的bit流服務(wù)。數(shù)據(jù)發(fā)送必須經(jīng)過(guò)接收方確認(rèn)，并且有超時(shí)重傳等保障機(jī)制，這是TCP傳輸有一定保障的原因。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/194626.htm
UDP與TCP提供不同的傳輸方式和傳輸質(zhì)量，TCP用以增加網(wǎng)絡(luò)開銷的方式提供傳輸保障。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)按流量計(jì)費(fèi)，因此數(shù)據(jù)傳送效率就顯得十分重要。當(dāng)單包傳送的用戶數(shù)據(jù)量比較小時(shí)，UDP協(xié)議傳輸效率明顯高于TCP協(xié)議。
考慮到本系統(tǒng)的通信特點(diǎn)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)流量小、通信頻率高、多點(diǎn)通信，而且視頻數(shù)據(jù)的傳輸要求高實(shí)時(shí)性，對(duì)差錯(cuò)控制沒(méi)有太高要求。綜合以上考慮，并可滿足系統(tǒng)擴(kuò)充方便和遠(yuǎn)距離通信的需要，采用UDP協(xié)議。
評(píng)論