基于單片機的電臺異常發射保護器軟件設計－IT工程師數位筆記本

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摘要：甚高頻通信是民航通信的主要通信方式，甚高頻電臺的正常工作是保障通信正常的前提。基于單片機的硬件保護電路可以有效保障電臺的正常工作。該文介紹了單片機硬件保護電路的軟件設計。

　　關鍵詞：單片機；甚高頻；保護；短信
　　中圖分類號：TP338 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）30-0054-02
　　Software Design of VHF Radio Abnormal-transmission Protector Based on Single Chip Computer
　　GONG GE RI LE TU
　　（Inner Mongolia ATM-Sub-bureau，Hohhot 010070，China）
　　Abstract：VHF communication is the main method in civil communication，good status of VHF radio is very important.hardware protect circuit based on single chip computer is efficient for protecting the VHF radio status. This paper give a detail information about the software design of the circuit.
　　Key words： single chip computer； VHF； protect； short message
　　1 甚高頻通信介紹[7]
　　甚高頻通信是使用甚高頻頻段頻率進行通信的，把使用甚高頻頻率的電臺稱為甚高頻電臺。民航使用的甚高頻電臺使用調幅方式。該種電臺既具有甚高頻頻率的視距傳播的特性也具有調幅電臺調制簡單、使用方便的特性。
　　民航用的電臺一般設置在遠離控制中心的邊遠地區，為了將控制中心與電臺進行信號互連，一般借助電信運營商的網絡將電臺與控制中心的信號互連。運營商的網絡經常發生網絡誤碼高，造成電臺與控制中心的信號異常，導致電臺工作不正常，以致影響整個甚高頻通信網的通信正常。為了保障通信安全，在運營商網絡不正常時，要將與之相連的電臺的傳輸網絡關閉。而民航電臺一般都處于無人值守臺站，因此需要設計一種自動檢測網絡狀態，在網絡不正常時自動關閉運營商網絡，并且通過短信通知控制中心網絡異常的控制電路。
　　2 單片機及GPRS 簡介[5-6]
　　單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中�嘞低場⒍ㄊ逼�/計數器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，主流單片機包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM、 2個16位定時/計數器、4個8位并行口、全雙工串口行口等等，在工業控制領域廣泛應用。
　　GPRS是GSM PHASE2.1規范實現的內容之一，它的目標是提供高達115.2KB/S速率的分組數據業務。GPRS應用僅在實際傳送和接收時使用無線資源。使用GPRS，在一個小區內，上百個用戶可以分享同一條無線信道，多個用戶將數據分組打包在信道中傳輸。這樣，用戶既可以同時通信，又可以大大提高信道利用率。GPRS的另外一個優點是資費的合理性，用戶只按數據通信量付費即可，而不像電路交換方式那樣需對整個鏈路占用時間付費。
　　3 系統設計原理
　　3.1 系統圖
　　在本系統中的運營商網絡和電臺之間，放置一個繼電器，通過單片機檢測運營商網絡狀態，來判斷網絡是否正常：如不正常，單片機給繼電器發送中斷指令，并通過GSM模塊給控制中心發送工作信息。系統圖如圖1所示。
　　3.2 程序初始化[1]
　　程序開始時，首先要進行初始化，包括設置計時器和端口工作狀態，其程序如下：
　　TMOD=0X01；
　　TH1=（65536-500）/256；
　　TL1=（65536-500）%256；
　　P0=0XFF；
　　以上完成單片機初始化設置
　　3.2.1 設置中斷
　　當有系統檢測到運營商網絡誤碼高時，單片機觸發一個內部中斷，通過單片機的P1端口輸出一個控制信號，控制繼電器將運營商的傳輸網絡切斷。每隔20分鐘檢測一次運營商網絡狀態，如果運營商網絡不正常則繼續等待，正常則自動退出中斷服務程序，恢復電臺與運營商網絡連接，繼續檢測網絡狀態。
　　3.2.2 設置串口
　　當進入中斷服務程序后，本系統中設定在系統關斷網絡時，還會發送給控制中心故障信息。因此需對串口工作方式和波特率進行設置，將串口設為方式1，波特率為9600，根據單片機的時鐘頻率，通過計算得計數器初值為0FDH。發送短信后退出短信發送程序，開始檢測網絡是否恢復，進入網絡檢測服務程序。
　　3.3 程序流程
　　3.3.1 主程序流程
　　運營商網絡正常工作時，程序循環檢測網絡等待不正常產生中斷時，跳轉到中斷服務程序。其流程圖如圖2所示。
　　3.3.2 短信發送程序[2]～[4]
　　本系統的中斷服務程序就是要實現報警短信的發送，由于該系統在PDU Mode模式下發送短消息，需要AT+CMGF，和AT+CMGS兩條指令，AT+CMGF用于設置短消息信息格式，要設為PDU Mode，AT+CMGF=0，該指令在單片機中存儲為ASCⅡ碼的形式，寫為41H，54H， 2BH，43H，4DH， 47H，46h， 3DH，30H，0DH，0AH。其中指令以0DH，0AH結束，0DH，0AH是ASCⅡ碼中的回車和換行。AT+CMGS用于發送短信，其格式為AT+CMGS=該指令在單片機中存儲為ASCⅡ碼的形式為41H，54H，2BH，43H，4DH，47H，53H，3DH，0DH，0AH，該命令同樣以回車換行結尾，其后輸入短信中心號和接收手機號碼及發送短信的內容等，本系統中發送的是漢字“異常”，發送內容在單片機中存儲為ASCⅡ碼的形式為08 91 68 31 08 50 13 05 F0 11 00 0D 91 68 31 95 35 31 04 F4 00 08 00 04 4F 61 50 7B以1AH結尾。
　　4 總結
　　基于單片機的電臺異常發射保護器的軟件設計，結合硬件電路，理論上可以有效防止電臺工作不正常，由運營商網絡和其他原因引起的電臺工作不正常均可通過關閉運營商網絡實現防止電臺不正常工作；現在的難點是檢測運營商網絡的狀態，網絡不正常的參考點設置為多少合適，還需驗證，本系統軟件的穩定性和實時性也需在實際使用中驗證。本人能力有限，希望各位專家提出指正意見。
　　參考文獻：
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