遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應用廣泛，尤其是在一些特殊的應用場合，監(jiān)測或者控制對象由于距離較遠或者現(xiàn)場比較危險，只能把采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h離現(xiàn)場的地方進行分析處理，因此需要一種可以進行遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)那度胧较到y(tǒng)，以便能夠實現(xiàn)在遠處對工作系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和故障排除，避免惡劣的環(huán)境對身體造成損害，本系統(tǒng)是通信電纜健康狀況檢測系統(tǒng)的一部分，將通信電纜的工作狀況遠程傳輸，從先實現(xiàn)異地監(jiān)測。

　　本文提出了一種體積小、重量輕、成本低、實施方便，基于LPC2132芯片的，以電話線為數(shù)據(jù)傳輸媒質的嵌入式應用系統(tǒng)，從硬件和軟件方面對系統(tǒng)的設計進行了詳細說明，并給出具體實現(xiàn)方法。

1 硬件設計

1.1 系統(tǒng)原理

　　如圖1所示，遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由主控LPC2132、Modem芯片73M2901、RS232串口轉換電路組成，LPC2132通過UART0接收通信電纜數(shù)據(jù)采集儀的數(shù)據(jù)，進行CRC校驗后通過UART1發(fā)給Modem，LPC2132是Philips公司基于32/16位ARM7TDMI-S內核[1]開發(fā)的微控制器，由于LPC2132內嵌64KB的高速Flash存儲器和16KB片內靜態(tài)RAM，具有2個符合16C550工業(yè)標準的串行接口，且其中一個包含標準的調制解調器接口信號，因此非常適合用來控制Modem芯片進行遠程數(shù)據(jù)傳輸，73M2901是TDK公司推出的低功耗、低速、單片機調制解調器[2]，具有很高的集成度，與LPC2132一起可以構成一個輕便小巧的嵌入式遠程終端。

1.2 73M2901芯片簡介

　　73M2901內置標準的8032微處理器和1個協(xié)處理器，因此在處理復雜信號的同時還可以實現(xiàn)多種控制功能，其數(shù)據(jù)終端采用異步串行傳輸方式，最多可以支持2400bps個雙工數(shù)據(jù)傳送，此外，還支持AT指令集，其主要引腳功能[3]如表1所列。

　　1、數(shù)據(jù)終端接口：主要功能是完成數(shù)據(jù)終端設備（DTE）與調制解調器之間的連接，73M2901芯片提供的串行數(shù)據(jù)終端接口包括TXD、RXD、RTS、CTS、DSR、DCD、TXCLK、RXCLK等。

　　2、調制解調部件：核心是調制解調芯片。Modem的絕大多數(shù)功能都是由這片大規(guī)模集成電路來實現(xiàn)的，包括調制解調過程，擾碼解擾碼過程，信道分割、線路均衡和指示工作狀態(tài)等。

　　3、模擬終端接口，包括撥號脈沖電路、振鈴檢測電路和音頻信號通道3部分，通過這部分電路可以將Modem與通信信道連接起來。

　　撥號脈沖電路，摘掛機信號由73M2901/5V的RELAY引腳給出，完成摘掛機動作，當RELAY發(fā)出高電平時為掛機，發(fā)出低電平時為摘機。

　　振鈴檢測電路，用于檢測電話線送來的振鈴信號，當信道內沒有振鈴信號時，73M2901的RING端為無效的高電平，當振鈴信號來到時，RING變?yōu)橛行У牡碗娖�，完成振鈴檢測。

　　音頻信號通道，模擬信號發(fā)送端是73M2901/5V芯片的TXAN和TRAP引腳，提供差分信號輸出，73M2901/5V還提供一個輸入引腳RXA，RXA端是非平衡的模擬輸入端口，接收的音頻信號為單端對地的模擬信號。

　　模擬接口電路主要功能如下：

　　調制解調器內部不平衡電路與平衡型通信信道之間的轉換；調制解調器內部四線電路與二線通信信道之間的轉換；識別通信信道傳來的交流振鈴信號，并將其轉換成TTL直流電平；撥號時能發(fā)出符合規(guī)定的脈沖串或雙音多頻信號。

1.3 UART1 串口傳輸

　　本系統(tǒng)直接將73M2901連接到LPC2132的UART1串口上，進行數(shù)據(jù)傳輸工作，接口結構如圖2所示，UART1的引腳功能描述如表2所示。

 

　　假設LPC2132對儀器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進行校驗之后，要通過73M2901向遠程計算機發(fā)送，LPC2132和73M2901作為主叫端，遠程計算機和標準Modem作為被叫端，則數(shù)據(jù)發(fā)送過程為：

　　1、系統(tǒng)初始化，使數(shù)據(jù)終端就緒信號DTR有效，然后LPC2132向73M2901發(fā)出撥號指令。73M2901收到撥號指令后向被叫端Modem發(fā)出撥號音，使被叫端Modem振鈴，振鈴次數(shù)達到軟件設置的次數(shù)時，Modem將自動應答，進入摘機狀態(tài)。

　　2、被叫端摘機后一邊向主叫端發(fā)送應答載波，一邊向本端計算機發(fā)出DSR信號，然后被叫端計算機便開始監(jiān)視DCD信號，等待對方載波信號的到來，主叫端73M2901檢測到應答載波以后向LPC2132發(fā)出DCD信號，標志著呼叫成功。

　　3、呼叫成功后，主叫端73M2901向LPC2132發(fā)出DSR信號，LPC2132收到該信號后，得知線路連接已完全建立，即向73M2901發(fā)出RTS信號，73M2901將向被叫端發(fā)出載波并回送CTS信號，當主叫端LPC2132收到CTS信號以后，表示握手成功。

　　4、被叫端Modem檢測到主叫端發(fā)來的載波信號后就發(fā)出DCD信號，通知被叫端計算機數(shù)據(jù)鏈路已經(jīng)建立。

　　5、數(shù)據(jù)鏈路建立以后，LPC2132便可以向計算機傳送數(shù)據(jù)。

　　6、LPC2132在數(shù)據(jù)傳送完畢后向73M2901發(fā)出掛機命令，并發(fā)出無效的RTS信號，73M2901立即停發(fā)載波，并回送無效的CTS信號，被叫端Modem因收不到主叫端發(fā)來的載波信號而使DCD信號無效，計算機即向Modem發(fā)出掛機指令，Modem掛機后DSR信號無效，應答載波停發(fā)。主叫端73M2901因不發(fā)載波又收不到載波而使DCD、DSR信號無效，至此，數(shù)據(jù)鏈路拆除，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，等待LPC2132再次要求建立連接。

2 系統(tǒng)軟件設計

2.1 通信模塊

　　本系統(tǒng)軟件基于μC/OS-II[4-5]平臺實現(xiàn)，采用ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境調試，整個軟件系統(tǒng)分為2個任務，包括4個模塊，數(shù)據(jù)隊列模塊、UART0的串口接收模塊、CRC校驗模塊和UART1的Modem通信模塊，系統(tǒng)主程序流程如圖3所示，系統(tǒng)的各個任務由μC/OS-II核統(tǒng)一協(xié)調分配CPU資源。