|
GSM-R手持終端CSD功能概述 隨著膠濟線、青藏線、大秦線GSM-R(Global Standard for Mobile Communications－Railway)網絡的試運行，鐵道部已確定以GSM-R系統作為中國鐵路無線通信平臺，因此研究以GSM-R為平臺建立綜合無線通信系統，為GSM-R網絡各種作業提供無線通信手段和設備已迫在眉睫。 GSM-R手持終端在編組站中有著特殊的應用。編組站的作業以小組為單位，完成調車、編組的工作。小組的每位成員均配備GSM-R專業手持終端，并根據職務要求的不同，具有如下功能： ·調車小組每個設備具有發起小組呼叫并通話的功能； ·調車小組調車長便攜臺具有發送調車指令的功能； ·調車員調車便攜臺具有發送緊急停車指令和解鎖指令的功能； ·調車機車控制臺依據調車小組成員發來的調車指令，控制調車機信號顯示； ·調車長發送的調車指令能夠以語音的方式通知到調車小組的每一個成員； ·機車控制器具有與機車運行速度監控器進行數據通信的功能。機車控制器將接收到的調車指令傳送到機車運行速度監控器，運行速度監控器依據調車指令對機車運行速度進行限速或者自動停車控制； ·具有“測機”功能，當列車行進時可以測試調車長便攜臺的工作狀態，確保調車安全； ·具有調車計劃單遠程傳送功能。調車計劃中心可以將調車作業任務計劃遠程傳送到調車機車控制器并打印，或者傳送到調車小組成員的顯示終端并存儲、顯示。 由于在調車過程中要求有很高的實時性，規定數據必須在500ms內由發送端到達接收端，普遍采用的GPRS方式不能滿足這種實時性的要求，因此必須采用CSD(Circuit Switched Data)方式的數據傳輸才能滿足所規定的數據延時。我們采用Atmega128和SIEMENS MC55完成此功能。 硬件電路設計 SIEMENS MC55無線模塊是當今市場上尺寸最小的三頻模塊。其緊湊型設計特別適用于大規模生產的生活消費品，例如移動電話、Smart phones、PDA以及其他便攜式設備。 MC55主要的特性與技術指標主要包括以下幾點： ·頻段為三頻GSM900MHz、GSM1800MHz和GSM1900MHz，滿足GSM-R的頻段。 ·支持數據、語音、短消息和傳真; ·可選波特率300bps"230kbps ·電流消耗：休眠狀態為3mA，空閑狀態為15mA，發射狀態為260mA(平均)，1.6A峰值; MC55的數據輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發器，符合ITU-T RS232接口標準。它有固定的參數:8位數據位和1位停止位，無校驗位，波特率在300bps"230kbps之間可選，硬件握手信號用RTSO/CTSO，軟件流量控制用XON/XOFF，支持標準的AT命令集。 由于Atmega128和MC55都有標準的RS-232接口，因此硬件設計相對比較簡單，如圖1所示。 圖1 硬件電路圖 Atmega128的PE4與MC55的IGT相連，用于啟動MC55模塊。Atmega128的TX0/RX0與MC55的TX0/RX0相連，進行數據的輸入輸出。MC55的RING0接Atmega128的中斷線，作為數據傳輸的中斷信號。 軟件設計 MC55模塊要正常工作,首先要啟動模塊并對串口進行配置,然后通過串口發AT命令進行CSD連接。具體工作流程如下: (1)配置Atmega128串口 MCU必須通過串口發送AT命令,才能控制MC55模塊的工作狀態，因此MCU必須首先進行串口設置，包括打開串口、設置波特率、幀格式和流量控制等。 對Atmega128串口寄存器具體設置參數如下，波特率設為9600bps，數據位8b，無流量控制。 (2)啟動模塊 系統上電后,模塊的引腳IGT上必須有一個下拉脈沖且最少需要延時100ms,模塊才能正常啟動。啟動后,引腳VDD電壓從0升到2.9V。可以依據引腳VDD的電壓判斷MC55模塊是否已經正常啟動。電路中由Atmega128的引腳PE4提供IGT上的啟動脈沖。需要特別注意的是MC55模塊啟動后需要等待900ms才能正常使用串口。 (3)串口配置完成后,就可以對模塊發初始化命令 在初始化過程中，所有的參數必須返回“OK”，如果模塊沒有正確返回參數值，則會重新對其進行配置。 (4)發送撥號指令，進行CSD連接 MC55只能在空閑的時候才能進行撥號，假如處于別的狀態(例如上次撥號模塊未返回結果等)，需要先將模塊復位，回到空閑狀態。在撥號過程中，設立一個等待最大時限(20S)，如果模塊沒有返回呼叫成功或者失敗的結果碼，則認為呼叫失敗，將模塊復位，重新撥號。在呼叫連接成功后，可以進行調車數據的發送，在整個調車過程中，CSD連接一直保持，直到調車工作結束，這樣才能滿足鐵道部規定的數據必須在500ms內由發送端到達接收端的要求。 結語 在鐵路專用GSM-R手持終端中應用Atmegal128控制GSM模塊MC55，實現CSD連接，進行數據傳輸。我們對GSM-R手持終端進行了CSD數據收發的功能測試，經過實際測試，鐵路專用的GSM-R手持終端在收發調車指令數據時，最小延時為198ms，最大延時為480ms(取決于網絡狀態)，滿足鐵道部規定的數據必須在500ms內由發送端到達接收端的要求，數據指令能夠高效、可靠的進行傳送，實現現場編組站調車指令傳送的功能。 |
