本文選題：MC509　切入點：DTU　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：數(shù)據(jù)傳輸單元DTU(Data Transfer unit)是專門用于將串口數(shù)據(jù)與IP數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,并通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)臒o線終端設(shè)備。DTU無線通訊伴隨著嵌入式技術(shù)、芯片技術(shù)、移動通信技術(shù)的發(fā)展,近年來進(jìn)入了快速發(fā)展與提高階段,DTU相關(guān)產(chǎn)品與技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于國防、工業(yè),以及各行各業(yè)中需要數(shù)據(jù)采集、無線數(shù)據(jù)傳輸、在線監(jiān)測等場合。某項科研課題需要將雷達(dá)點跡、航跡數(shù)據(jù)以點對點的方式進(jìn)行遠(yuǎn)程無線傳輸。結(jié)合課題需求以及資源、技術(shù)、成本等因素后,選用了非嵌入式的DTU無線通訊方案。方案硬件核心模塊采用支持電信3G CDMA2000 1x的華為MC509。方案軟件部分負(fù)責(zé)通過串口向MC509發(fā)送AT指令、對DTU進(jìn)行功能配置以建立點對點的透明傳輸通道、收發(fā)數(shù)據(jù)所需的編碼與解碼。本文主要針對方案的軟件部分進(jìn)行了深入的系統(tǒng)研究。研究內(nèi)容包括:串口通訊、DTU功能配置、數(shù)據(jù)流解析、軟件接口以及無線傳輸測試方法等。首先是串口通訊部分。由于無論是使用AT指令對3G模塊進(jìn)行功能配置,還是數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收,都是以串口通訊方式進(jìn)行,因此串口通訊程序較為基礎(chǔ)與關(guān)鍵。本文的串口通訊程序是以Windows平臺下C++窗體應(yīng)用程序的方式,使用.Net平臺SeraialPort類進(jìn)行開發(fā)的,串口通訊處理方式為屬性檢測。另外,為了簡化后續(xù)復(fù)雜數(shù)據(jù)流解析工作,本文專門設(shè)計并實現(xiàn)了功能豐富、靈活實用的緩存類,內(nèi)部包含了多個重載版本的“增刪改查”函數(shù)以供調(diào)用。其次是DTU功能配置部分。首先研究了使用串口通訊程序與3G模塊進(jìn)行AT指令自動交互方法,得到了編程實現(xiàn)方式,包括可以通用的程序流程以及幾個特殊情況下的專用程序流程。隨后研究如何綜合使用多條AT指令實現(xiàn)對DTU的功能配置。本方案跳出了一般DTU方案里多點對中心的模式慣例,根據(jù)需求改用了點對點的模式。由于點對點模式下收發(fā)雙方都是動態(tài)IP,伴隨而來的是雙方建立連接時需要人工介入或者自動連接時可能面臨的種種錯誤情況。本文對DTU配置流程做了多次改進(jìn)嘗試后,采用雙方互發(fā)SMS短消息以“請求與應(yīng)答”的方式建立可信任的握手,由此雙方得以正確順利地建立TCP/IP連接用作數(shù)據(jù)透明傳輸通道。以短信握手為基礎(chǔ)還進(jìn)一步研究并實現(xiàn)了DTU連接狀態(tài)自動維護(hù),即掉線重連的拓展功能。然后是數(shù)據(jù)流解析部分。實際上,本方案TCP/IP透明傳輸模式并非真正意義上的透明傳輸,因為接收端的數(shù)據(jù)流中夾雜著其他硬件指示信息以及通知信息,需要通過數(shù)據(jù)流解析的方式將其剔除。在編程實現(xiàn)過程中,除了按照AT指令手冊約定的格式進(jìn)行解析處理以外,還在研究中發(fā)現(xiàn)了手冊未曾提及的多個特性與問題,并相應(yīng)研究了處理措施,至此完成了DTU方案的核心內(nèi)容。文章最后給出了實際應(yīng)用時DTU配置與傳輸程序的基本框架,以及獨立數(shù)據(jù)傳輸實驗的方法。全部的研究內(nèi)容經(jīng)過軟件編程實現(xiàn),并封裝為一個無線通訊子模塊以供雷達(dá)主程序調(diào)用。經(jīng)過多次獨立傳輸試驗以及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)試驗后總結(jié)出結(jié)論:由于TCP/IP透明傳輸過程缺少流速控制,在速率過大時可能發(fā)生通訊中斷,該情況不易被快速發(fā)現(xiàn)。在平均數(shù)據(jù)速率低于串口最大速率一半時,本DTU方案可以長時間穩(wěn)定地?zé)o線傳輸,傳輸過程中數(shù)據(jù)錯誤缺漏的概率約為的的水平,本方案較好地實現(xiàn)了科研課題預(yù)期的目標(biāo)。整個研究過程緊密地結(jié)合了硬件特性、軟件功能、以及實際應(yīng)用,為將來功能更豐富、性能更穩(wěn)健的DTU方案研發(fā)、系統(tǒng)應(yīng)用起到很好的促進(jìn)作用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN957.52

【參考文獻(xiàn)】

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1 傅緯球;胡兵;;DTU透傳模式研究[J];科技信息;2011年03期

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1 郭敏;基于GPRS的水質(zhì)無線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[D];南昌大學(xué);2013年

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本文編號：1577243