GSM調制解調器集成傳感器節點(diǎn)簡(jiǎn)化無(wú)線(xiàn)數據采集
GSM調制解調器
GSM(全球移動(dòng)通信系統)是移動(dòng)電話(huà)現有的標準之一。雖然最初僅用于語(yǔ)音通信,它已經(jīng)通過(guò)GPRS(通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù))和EDGE(增強型數據速率GSM演進(jìn)技術(shù))實(shí)現了數據通訊能力。GSM調制解調器是調制解調器的一個(gè)類(lèi)型,其接受 SIM(用戶(hù)識別模塊),就像移動(dòng)電話(huà)一樣工作。GSM調制解調器可以用于低功耗模式,或者不用時(shí)可以關(guān)閉。
由GSM網(wǎng)絡(luò )傳輸數據的費用也在迅速下降。并且,GSM調制解調器可以使用標準的通信協(xié)議容易地連接到微控制器。移動(dòng)電話(huà)處理聲音和數據的情況也越來(lái)越多。大多數GSM調制解調器具備TCP / IP堆棧,可以用來(lái)在安全通道傳送數據。這也降低了應用程序開(kāi)發(fā)的復雜性,使微控制器可以簡(jiǎn)單地連接到GSM調制解調器。
GSM調制解調器可以連接到任何一個(gè)IP(網(wǎng)絡(luò )協(xié)議)地址并傳送數據。多個(gè)調制解調器可以向一個(gè)單一的IP地址發(fā)送數據,所有的數據可以在世界上任何一個(gè)地方集中和處理。用戶(hù)可以基于網(wǎng)絡(luò )發(fā)送的數據遠程動(dòng)態(tài)配置每個(gè)調制解調器。在某些網(wǎng)絡(luò ),一個(gè)單獨的節點(diǎn)就具備GSM能力。其它節點(diǎn)會(huì )把數據發(fā)送到這個(gè)特殊的節點(diǎn),然后再傳送到中央服務(wù)器。這可以減少整體系統的成本,但如果節點(diǎn)不是群集在一起,就不能這樣實(shí)現了。
GSM調制解調器還可以提供即時(shí)警報,可以通過(guò)SMS(短消息服務(wù))或根據情況把數據傳輸到一個(gè)不同的高優(yōu)先級的IP地址。這些特性可用于容錯和冗余校驗。
讓我們看一個(gè)GSM調制解調器的例子(SIM300),其通過(guò)一個(gè)串行端口與微控制器通訊。調制解調器有一個(gè)標準指令集,AT指令。這些指令控制調制解調器和微控制器之間的操作。微控制器通過(guò)UART(通用異步收發(fā)器)接口在一個(gè)特定的波特率發(fā)送這些指令。
使用特定指令可以配置調制解調器,那么通過(guò)串口發(fā)送的數據就可以傳送到中央服務(wù)器。因此,與GSM調制解調器的接口簡(jiǎn)化了傳感器網(wǎng)絡(luò )中的數據采集和處理。
完整的系統實(shí)施
一個(gè)傳感器節點(diǎn)包含一個(gè)模擬信號鏈,還需要大量的數字外圍接口。每個(gè)傳感器節點(diǎn)可能要連接到不同類(lèi)型的傳感器,這就需要接口和I/O的靈活性。單個(gè)節點(diǎn)的可編程性在一個(gè)成功的傳感器網(wǎng)絡(luò )實(shí)現中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

圖3:使用PSoC實(shí)現傳感器節點(diǎn)的框圖
圖4:使用PSoC實(shí)現傳感器節點(diǎn)的內部設計
賽普拉斯的PSoC混合信號可編程控制器可以提供模擬和數字系統,其可配置成為每個(gè)節點(diǎn)所需的功能。這就不需要為不同類(lèi)型的傳感器配備專(zhuān)門(mén)的硬件。這種片上系統(SoC)微控制器還可以只用一顆芯片就可處理傳感器節點(diǎn)所需的所有任務(wù),其包括ADC,DAC,PGA,比較器,放大器,數字濾波功能,DMA,LCD控制器,等等。
使用SoC的系統設計可以快速設計和頻繁改變來(lái)配合傳感器節點(diǎn)的定制。PSoC睡眠方式有很低的功耗,非常適合這類(lèi)應用。
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