1 引言

　　隨著移動通信與Internet技術的發展，傳統單一的固定點監測已無法滿足應用要求，迫切需要與移動監測形成以Internet與各種無線接入技術相結合的復合型測控網絡。與傳統的固定點監測相比，移動監測靈活，機動性強，彌補了固定點監測覆蓋面小的不足。移動監測系統一般由數據采集設備、終端管理計算機、監控中心組成，并將數據采集設備安裝于可移動載體。它將現場采集到的數據經終端管理計算機處理后，通過無線數據傳輸通道傳送到監控中心，因此監控中心就可以隨時了解現場狀況，實現遠程無線移動監測。針對于信息的實時傳輸，本文設計了基于CDMA的網絡數據傳輸系統。

　　2 系統結構

　　整個信息傳輸管理系統由移動終端、CDMA網絡、Internet網、信息管理中心服務器等組成，如圖1所示。移動終端將GPS數據組成CDMA數據分組，通過CDMA網絡和Internet網，上傳到信息管理中心服務器。服務器應當具備IP地址和電子地圖。信息管理中心也可以通過Internet網和CDMA網絡向移動終端發出各種指令。

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　　3移動終端硬件組成

　　移動終端的硬件部分主要包括ARM CPU控制模塊、CDMA Modem模塊以及電源模塊三部分，結構框圖如圖2所示。

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　　LPC2292是Philips公司開發的支持實時仿真和跟蹤的32位ARMTDM-S CPU，可在線進行下載、調試。LPC2292微控制器通過Modem接口傳遞AT指令初始化CDMA模塊，使之附著在CDMA網絡上，通過撥號建立PPP連接，獲取網絡運營商ISP動態分配給移動終端的IP地址，并與服務器固定IP之間建立Socket鏈接，一旦鏈接成功，移動終端可以通過Modem接口向現場設備收發數據或指令。

　　CDMA無線模塊作為終端的無線收發模塊，把從ARM微控制器接收到的數據進行相應的協議處理后再轉發出去。CDMA無線模塊采用Wave COM公司的Q2358C模塊，Q2358C模塊是標準的工業級功能一體化應用模塊，通過專門的60 pin的系統連接器與ARM CPU以及外圍電路進行連接。

　　3.1 UIM卡接口設計

　　UIM卡是CDMA手機運用中的一種智能卡。UIM卡提供了個人認證信息可以允許MS (移動終端)或者手機連接網絡，UIM卡允許用戶撥打、接收手機或者接收任何裝有UIM卡手機的預定服務。Q2358C模塊支持外部UIM卡，可以直接與 3.0 VUIM卡或者1.8 V UIM卡相連接，模塊自動監測和適應UIM卡類型，本系統設計采用3.0 V UIM卡。UIM卡系統連接器上的UIM卡針定義，如表1所列。UIM與模塊接口電路設計如圖3所示。

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　　3.2系統音頻部分設計

　　CDMA模塊提供了完整的音頻接口，設計時只需增加少量外圍輔助元件即可。音頻分為主通道和輔助通道，音頻設計應盡量遠離模塊的射頻部分，以降低射頻對音頻的干擾。通過AT+CHFA命令切換主、副音頻通道，來電振鈴音則從蜂鳴器(BUZZER)中發出。音頻信號很容易受到干擾，輸人輸出走線應盡可能細，以取得較好的共模噪聲和無線噪聲抑制效果。音頻電路使用的電源建議單獨使用一個電源模塊，主音頻輸入輸出通道的電路圖如圖4所示。麥克風偏置電路應盡量靠近60 pin的系統連接器，走線應盡可能短。通過AT+CMIC命令調節模塊內部音頻放大器的增益。為了抑制射頻噪聲，麥克風必須直接并聯射頻抑制電容，系統連接器輸入端口也需要安裝部分射頻抑制電容，這些高頻抑制電容必須在800 MHz上自諧振。主通道差分方式輸出驅動15 Ω的負載受話器，建議受話器技術指標能達到：阻抗≥15 Ω，靈敏度為103 dB，功耗≤10 mW。

　　4移動終端軟件設計

　　本系統軟件由上位機和下位機軟件、服務器應用界面和數據庫3部分構成，下位機軟件負責ARM微控制器與CDMA模塊間的串口通信，流程圖如圖5所示。

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　　由于CDMA網絡的PDSN(分組數據服務結點)與CDMA模塊通信遵循PPP協議，所以ARM微控制器也要實現一部分PPP協議才能與之對話。撥號后CDMA模塊首先與網關進行通信鏈路協商，即協商點到點的各種鏈路參數配置。協商過程遵循LPC (Link Control Protocol)、PAP(Password Authentication Protocol)、IPCP(InternetProtocol Control Protocol)等協議。其中LCP協議用于建立、構造、測試鏈路連接，PAP協議用于處理密碼驗證，IPCP協議用于設置網絡協議環境，并分配IP地址，一旦協商完成，已創建鏈路，若IP地址已分配就可以按照協商標準傳輸IP報文。根據應用不同，IP報頭攜帶可以是UDP報頭，也可以是TCP或ICMP報頭，本系統采用TCP報文傳遞數據信息。數據傳輸完畢，ARM微控制器向PDSN發送LCP的斷開連接報文，終止網絡連接。

　　數據終端登陸CDMA網絡并與PDSN網關通過LCP、PAP、IPCP協議進行協商。ICP、PAP和CPCP協議的幀結構大同小異，最常用的是請求REQ、相應ACK和拒絕NAK 3種幀。微控制器與PDSN進行協商，二者都可以發送REQ幀，請求相關配置，若對方不能接收配置，則回應NAK幀；如果能接收配置，則回應ACK幀。

　　5 結束語

　　本文介紹了移動終端在計算機之間進行無線數據傳輸的實現方法。除此之外，如果將ARM CPU的串口與GPS接收板的數據端相連，便可組成GPS衛星定位系統及車輛調度系統；如果將ARM CPU的串口與數據采集系統的數據端相連，便可組成遠程無線采集及控制系統。因此，本設計方案應用廣泛，可應用于出租、公安、運輸、水利等領域。

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