基于MODEM的远程通信系统.doc

基于MODEM的远程通信系统摘要：利用MODEM远距离传输信息，不但不受地点和时间的限制，而且做到了安全、迅速和正确，并且不用另外布线，非常经济、方便。本文主要阐述了基于MODEM的远程通信系统的基本原理。利用MODEM通信就是利用现有电话网来实现单片机与计算机之间的远距离通信的一种通信方式。讲述了MODEM远程通信的实现方案，以及软件设计分析和通信的具体过程。关键词: 远程通信 MODEM通信 The Remote Communication System Based On the ModemAbstract：MODEM remote transmit information using not only location-independent and time constraints, and achieve a safe, rapid and correct, and no additional wiring, are economic, convenient. This article discusses the long-range communication system based on MODEM basic principles. MODEM communications using the existing telephone network is used to achieve the MCU and remote communication between the computers as a means of communication. MODEM remote communication described implementations, and software design analysis and communication of the specific process.Key Words: Remote communication Modem communication基于MODEM的远程传输系统 引言在当今的工业测控系统中，单片机通常用在现场采集信号量，中央控制室（简称为主控）的计算机用来监测和调度整个控制现场。他们之间的通信方式有很多种，可以利用现场总线传输，如CAN总线、RS422、RS485总线等，这些现场总线都很安全、可靠，而且实时性比较强，但也有不足，即受距离的限制，不适合非常远的距离。而在许多场合，如遥控、遥测等通信的距离都很远，但对于实时性要求不是很强，这时利用MODEM就可以实现这些远距离通信。利用MODEM，可以借助于工厂、企业内部的电话交换网络，甚至可以借助于公用交换网络。利用MODEM远距离传输信息，不但不受地点和时间的限制，而且做到了安全、迅速和正确，更重要的是还不用另外布线，非常经济、方便。利用MODEM通信就是利用现有电话网来实现单片机与计算机之间的远距离通信的一种通信方式。单片机和计算机借助于电话网络传输数据时，发送端首先必须进行调制，将数字信号变成模拟信号；到了接收端，还要有解调设备将模拟信号还原成数字信号。MODEM便是完成这一功能的设备。本文主要讲述怎样利用MODEM来搭建并实现单片机和计算机机之间的实时远程通信及MODEM的远程通信系统的基本原理 。 第一章 MODEM远程通信的实现方案大量外置MODEM提供标准的RS-232接口，所以和计算机相连的MODEM可以通过串口直接连接；而单片机的串行口不是标准的RS-232接口，所以MODEM不能直接和单片机相连，必须设计相应的借口电路。两个MODEM之间是通过电话网连接，它们之间需要载波信号进行沟通，只有他们之间成功的建立一条载波链路后，才能进行数据传输。本次的毕业论文是在电子路考的背景下完成的。电子路考是根据科技发展的需要而专为驾校设计的，它与传统路考的区别是自动化程度高，即考试项目安排、车辆行驶路线导引、考试成绩评判与公布全部实现自动化。电子路考系统包括信息采集与处理、信息远程传输及接受两大部分。电子路考系统利用先进的传感器技术、单片机控制、无线通信技术、远程通信技术使考试成绩评判及公布全部实现自动化。第二章 MODEM通信硬件设计分析远程数据通信时，通常要借助现存的公用电话网，但是电话网是为300HZ3400HZ的音频模拟信号设计的，对二进制数据的传输是不合适的。为此在发送时要对二进制数据进行调制，使之适合在电话网上传输；在接收时，需要进行解调以将模拟信号还原成数字信号。利用调制器把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去，再由解调器把从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信号。由于通信是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中，这就是调制解调器MODEM.利用调制解调器通信的示意图如图1.1所示。单片机系统及外接接口MODEM电话网MODEMPC机打印机RS-232图1.1利用调制解调器通信的示意图调制器和解调器是进行数据通信所需的设备，因此把它叫做数据通信设备，单片机系统及外界接口是终端设备，通信线路是电话线。2.1 MODEM 简介调制解调器是一种计算机硬件，它能把单片机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的脉冲信号，而这些脉冲信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收，并译成计算机可懂的语言。这一简单过程完成了单片机与计算机之间的通信。单片机在发送数据时，先由MODEM把数字信号转换为相应的模拟信号，这个过程叫“调制”,经过调制的信号通过电话线传送到计算机之前，也要经由接收方的MODEM负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号，这个过程叫“解调”。通过调制、解调过程实现单片机与计算机之间的远程通讯。2.2 MODEM的工作方式MODEM通常有三种工作方式:挂机方式、通话方式、联机方式。电话线未接通是挂机方式；双方通过电话进行通话是通话方式；MODEM已联通，进行数据传输是联机方式。调制解调器通电后，通常先进入挂机方式，通过电话拨号拨通线路后进入通话方式，最后通过MODEM的“握手”过程进入联机方式。第三章MODEM通信的具体过程MODEM通信过程：上位机MODEM(与PC机相连)拨号后，等待下位机MODEM(与单片机相连)送来的载波信号；下位机MODEM检测到铃声后，响了预定的次数便自动摘机，然后与上位机进行载波连接。双方如果在预定时间没有检测到载波信号，MODEM会自动释放线路，同时返回NO CARRIER结果码；一旦载波建立成功后，MODEM会返回CONNECT结果码，表明双方连接成功，可进行数据通信，这时的通信与一般的串口通信没什么区别。在软件设计方面，一方面对上、下位机串行口进行设置，使双方的通信方式和波特率保持一致；另一方面是对MODEM进行控制，使它与通信软件协同工作，完成与远程系统拨号、呼叫、应答和通信等。要使MODEM正常通信，必须对MODEM进行初始化，必须用到AT命令集。AT命令是一套MODEM拨号、应答链接等操作的约定。对MODEM(包括上、下位机)的初始化，可以写在主程序里，这样每次启动应用程序时都会重新对MODEM进行初始化，也可以把初始化程序写进MODEM非易失存储器里，这样就不用每次都对MODEM进行初始化。第四章外围部件4.1 传感器数据采集是单片机应用系统中最为普遍的应用需求，传感器是把被测的物理量作为输入参数转换为电量（电流、电压、电阻等）输出。物理量性质和测量范围的不同，传感器的工作机理和结构就不同。通常，传感器输出的电信号是模拟信号，但已有许多新型传感器采用数字量输出。信号的数值符合A/D转换器的输入等级时，可以不用放大器放大，否则就需要放大器放大。本次毕业论文实际研究所用到的传感器有：红外传感器、振动传感器、磁阻传感器、加速度传感器。说明：红外传感器是一种能够感应目标辐射的红外线并将其转换成电信号后对目标进行识别探测的侦察设备。震动传感器在侦查目标时，主要是通过装置的振动探头捕捉人员或车辆活动而造成的地面震动信号来探测目标。磁阻传感器它的探测器为一个磁性探头，由于目标运动所产生的干扰使磁场发生变化，则引起磁指针的偏转与摆动，使电信号产生，进而实现对车辆的探测。加速度传感器是电子式的，它依靠电脉冲来测速，输出为电压信号，加速度传感器放在考试车辆的车顶上。4.2 单片机系统单片机也称单片微控制器（single chip microcontroller），它集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能仪器仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用。本次毕业论文所用到的单片机为89C51和89C52,89C51完成对各物理参量的数据采集，进行数字滤波、数据处理、比值告警、现场显示，89C52对现场设备进行控制、与MODEM串口通信等。4.2.1 信号处理板CA0由于单片机89C51是安装在车载仪的电路板上，此电路称为信号处理板CA0.4.2.2 电控盒电控盒可以认为使为CA0和MODEM进行通信的桥梁。电控盒是由单片机、无线通信模块和串口通信的电路组成。单片机89C52是安装在电控盒的而电路板上。第五章简述整个通信过程a） MODEM开机自检。将MODEM接上电源，通过观察MODEM指示灯的变化来测试MODEM的好坏。b） 硬件电路连接。将MODEM断开电源，将本系统的各硬件互联起来，用AT指令来测试上为机MODEM与PC机、下位机MODEM与单片机的联通情况。c) 上位机MODEM拨号前的准备。1） 上、下位机MODEM设置为二线制专线拨号方式，指令位AT&L1。2） 上、下位机MODEM的数据压缩协议：AT%C3。3） 传送同步时钟来源选择。4） 等待对方MODEM送出载波的时间设定为15s：ATS7=15。5） 选择调制模式：+MS=56，1，300，56000 说明：设定MODEM从56000bps到300bps皆可连接。d) 呼叫与链路建立。e) 数据通信。f) 通信结束。第六章结束语 利用现场总线传输受距离的限制，不适合非常远的距离。而在许多场合，如遥控、遥测等通信的距离都很远，但对于实时性要求不是很强，这时利用MODEM就可以实现这些远距离通信。利用MODEM，可以借助于工厂、企业内部的电话交换网络，甚至可以借助于公用交换网络。利用MODEM远距离传输信息，不但不受地点和时间的限制，而且做到了安全、迅速和正确，还不用另外布线，非常经济、方便。基于MODEM的远程通信系统可以扩展应用到更多的民用远程数据传输设备中。此项研究会具有市场价值，它所涉及应用广泛，随着社会的进步它会给人们带来更多的方便和惊喜。 致谢词时光飞逝，转眼间已经在师专内学习了三个春秋。感谢师专，在这里我倾听着优秀教授的讲授，享受到了充足的图书馆的资源。在这里，我开阔了见识，增长了知识，锻炼了能力。感谢我的老