專利名稱：一種無線數(shù)據(jù)傳輸方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用先進(jìn)的單片機(jī)及無線傳輸與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，在一個(gè)可隨身攜帶或任意安放的終端上，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)源頭到數(shù)據(jù)即時(shí)壓縮、處理及無線傳輸?shù)娜詣?dòng)化智能處理，從而實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或與互聯(lián)網(wǎng)任意主機(jī)或終端對(duì)各種的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互的無線數(shù)據(jù)傳輸方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前在信息處理領(lǐng)域與數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的現(xiàn)狀是對(duì)于信息的采集和處理，主要通過臺(tái)式電腦，工作站，服務(wù)器等來完成。由于這些電腦體積龐大，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的移動(dòng)處理，使得對(duì)很多需要在無電腦現(xiàn)場(chǎng)采集或處理的數(shù)據(jù)束手無策。雖然原來已有很多的單片機(jī)處理芯片，但是由于受到體積小的限制，其處理速度和能力無法和真正的臺(tái)式電腦相提并論，無法滿足很多場(chǎng)合的處理需要。所以只能應(yīng)用在一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集和簡(jiǎn)單控制的工業(yè)場(chǎng)合。而對(duì)于當(dāng)前越來越多的各種海量數(shù)據(jù)和多媒體信息無法處理。數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域中，大部分應(yīng)用還是采用傳統(tǒng)的有線解決方案，線纜鋪設(shè)的成本不說，日常更換維護(hù)非常麻煩，隨著結(jié)點(diǎn)數(shù)的增多，復(fù)雜程度直線上升。而以前的無線解決方案當(dāng)中，需要架設(shè)價(jià)格昂貴的中繼站，這使得無線方案的應(yīng)用大為受限，而且速度也十分緩慢。第一代的無線數(shù)據(jù)連接主要是SMS或電路交換數(shù)據(jù)。如今大多數(shù)的WAP應(yīng)用都是通過電路交換接入WAP服務(wù)器。這實(shí)際需要占用大量的帶寬，數(shù)據(jù)速度十分低，只能達(dá)到4.8kbps、9.6kbps或14.4kbps。這對(duì)終端用戶和無線服務(wù)供應(yīng)商來說都沒有太多益處。被稱作GPRS(通用無線分組業(yè)務(wù))的下一代數(shù)據(jù)服務(wù)，將無線數(shù)據(jù)服務(wù)定位在超過100kbps的數(shù)據(jù)高速路上。在蜂窩移動(dòng)電話上實(shí)現(xiàn)GPRS功能增強(qiáng)了手機(jī)的無線互聯(lián)網(wǎng)接入能力。它將互聯(lián)網(wǎng)與無線通信連結(jié)起來，把電子商務(wù)模式擴(kuò)展到移動(dòng)通信領(lǐng)域。移動(dòng)設(shè)備是連接無線互聯(lián)網(wǎng)和終端用戶的主要連接設(shè)備。移動(dòng)設(shè)備的性能將直接影響到無線互聯(lián)網(wǎng)商務(wù)模式的成功與否。原有的單片機(jī)系統(tǒng)由于受到處理速度的限制，只能以串口等簡(jiǎn)單連接方式進(jìn)行通訊，并且通訊的對(duì)象僅限于其他專用的控制設(shè)備，采集設(shè)備等等，所以至今只能應(yīng)用在控制終端，采集終端等地方，僅能替代一些數(shù)字電路完成簡(jiǎn)單的邏輯功能。如果要對(duì)信息進(jìn)行即時(shí)處理，及時(shí)反饋，或者對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)，決策，對(duì)其他用戶進(jìn)行傳送等等，是無法辦到的。而要與INTERNET進(jìn)行連接更是不可能的。隨著ARM系列嵌入式單片處理系統(tǒng)的出現(xiàn)，其處理速度有了飛躍性的提升，完全可以和臺(tái)式電腦相比；與此同時(shí)，其體積得到了更多的縮小，集成度得到了大幅提升，使得很多原來無法想象的處理要求變成了可能。GSM嵌入式模塊進(jìn)一步將無線設(shè)備和ARM緊密聯(lián)系在一起。伴隨著GPRS技術(shù)的產(chǎn)生，它將傳統(tǒng)電路交換數(shù)據(jù)連接速度由14.4kbps提高到100kbps。GPRS的高吞吐量促使人們?cè)贏RM上實(shí)現(xiàn)各種無線應(yīng)用，用戶無論何時(shí)何地都可以更快地接入數(shù)據(jù)、獲得服務(wù)。將高集成的GSM解決方案應(yīng)用到無線ARM中，從而提高了產(chǎn)品的便攜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是將單片機(jī)及無線傳輸與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合，在一個(gè)可隨身攜帶或任意安放的終端上，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)源頭到數(shù)據(jù)即時(shí)壓縮、處理及無線傳輸?shù)娜詣?dòng)化智能處理，并遵循標(biāo)準(zhǔn)的TCPIP協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或與互聯(lián)網(wǎng)任意主機(jī)或終端對(duì)各種的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。
本發(fā)明的目的是由以下硬件和軟件兩大部分實(shí)現(xiàn)的。整個(gè)方案由數(shù)據(jù)源采集部分，無線數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)鏈路，三大硬件組成，無線數(shù)據(jù)處理器是方案的核心，它包括數(shù)據(jù)源接口，數(shù)據(jù)鏈路接口，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)一做在一塊線路板上，并且可由電池供電，可以隨身攜帶或任意安放。具體介紹如下數(shù)據(jù)源接口部分采用了一塊模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和一塊采集芯片，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片可以與眾多的數(shù)據(jù)源進(jìn)行連接，如傳統(tǒng)的物理量的測(cè)量，像溫度濕度，流速壓力等。其主要作用是將各種外接的傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為處理器所能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。采集芯片，主要負(fù)責(zé)的就是將攝像頭和拾音器產(chǎn)生的音頻視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。然后交給處理器。對(duì)于數(shù)字?jǐn)z像頭，可以直接連到系統(tǒng)的USB接口上，這樣視頻信號(hào)可以通過USB接口后直接交由處理器進(jìn)行處理。對(duì)于裸片的CCD或CMOS感光元件的總線數(shù)字接口的攝像頭，這種攝像頭需要和系統(tǒng)安裝在同一塊主板上。很多數(shù)據(jù)源設(shè)備，不少是數(shù)字接口的型號(hào)。例如數(shù)字型的水文標(biāo)尺，數(shù)字型的溫度計(jì)等等，這些設(shè)備因?yàn)楸旧砭褪菙?shù)字接口，所以可以直接連接到系統(tǒng)提供的接口上，包括總線接口，串行端口，紅外端口，USB端口等。少數(shù)格式不兼容的模式也可以通過處理器進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換。對(duì)于未來出現(xiàn)的數(shù)字接口設(shè)備，都可以直接和系統(tǒng)相連，通過編寫一些接口程序，就可以直接應(yīng)用到系統(tǒng)當(dāng)中。模數(shù)采集芯片直接輸入電壓變量，電阻量與電流量可以通過簡(jiǎn)單的電路轉(zhuǎn)換成為電壓量。與處理器的連接同樣采用了總線的連接方式。系統(tǒng)能夠外接動(dòng)作設(shè)備，使得系統(tǒng)不僅僅是一個(gè)采集裝置而已，同時(shí)還可以完成復(fù)雜的控制功能。通過用處理器的端口引腳，可以直接控制步進(jìn)電機(jī)，可控硅等設(shè)備?；蜻B接一個(gè)8路或更多的達(dá)林頓管，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。若連接數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，則可以對(duì)需要連續(xù)變化信號(hào)控制的復(fù)雜設(shè)備進(jìn)行控制。對(duì)于數(shù)字設(shè)備，如果整合度比較高的芯片級(jí)的數(shù)字接口設(shè)備，可以在系統(tǒng)線路板上預(yù)留空間，采用緊耦合的總線連接方式，進(jìn)行一體化集成。對(duì)于其他一些標(biāo)準(zhǔn)接口類型的設(shè)備，可以直接連接到系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)端口上。視頻采集芯片直接輸入復(fù)合視頻信號(hào)與音頻信號(hào)，而與核心部分的處理器的連接方法是總線連接方式，總線寬度根據(jù)系統(tǒng)采用的CPU的位寬不同而有所不同，包含了數(shù)據(jù)總線以及控制信號(hào)等。
數(shù)字鏈路接口部分采用GPRS或CDMA1X系統(tǒng)現(xiàn)有的蜂窩移動(dòng)通訊網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路模塊，安放在系統(tǒng)主板上，來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由于GPRS與CDMA1X系統(tǒng)采用現(xiàn)有的手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，所以，在偏遠(yuǎn)的地方可能沒有手機(jī)信號(hào)覆蓋，而這些地區(qū)仍然會(huì)有很多外野作業(yè)需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹С?。這種情況下，系統(tǒng)可搭配衛(wèi)星通訊模塊，采用衛(wèi)星作為數(shù)據(jù)鏈路，這樣在全球范圍內(nèi)，本系統(tǒng)都是可以進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。GPRS、CDMA1X和衛(wèi)星等不同的硬件鏈路模塊為統(tǒng)一的軟件接口，這樣使得核心部分的處理器可以一樣的對(duì)待數(shù)據(jù)鏈路模塊。就算是換上普通的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或中繼站類型的無線數(shù)據(jù)通訊模塊，以及有線的解決方案，系統(tǒng)同樣可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)核心部分包括了一顆嵌入式的單芯片處理器以及存儲(chǔ)器和交互設(shè)備，存儲(chǔ)器包含了存儲(chǔ)核心軟件的程序存儲(chǔ)器(CODEROM)和隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)。容量視要處理的數(shù)據(jù)量而定。為了滿足其他應(yīng)用對(duì)內(nèi)存的需求，在系統(tǒng)中預(yù)留有擴(kuò)展的存儲(chǔ)器接口。交互部分，包括輸出和輸入部分。系統(tǒng)的輸出部分采用了一塊LCD液晶屏，聲音方面采用了通過一個(gè)IIS接口芯片連接一個(gè)小型內(nèi)置揚(yáng)聲器。可以播放各種音效，同時(shí)也可以配合系統(tǒng)自帶的麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的GSM手機(jī)語音通話功能。輸入部分采用了手機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字鍵盤，在系統(tǒng)板上設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)的PS/2鍵盤接口。為了滿足用戶對(duì)其他輸入輸出設(shè)備的連接需要，本系統(tǒng)預(yù)留了多種標(biāo)準(zhǔn)人機(jī)設(shè)備擴(kuò)充接口。其中包括串行端口，USB端口，紅外線端口。軟件部分主要分為三大部分預(yù)處理主數(shù)據(jù)壓縮部分；數(shù)據(jù)處理，存儲(chǔ)，交互部分；以及數(shù)據(jù)鏈路的協(xié)議封裝和鏈路控制部分。數(shù)據(jù)壓縮部分，系統(tǒng)軟件需要控制各個(gè)接口部分的硬件芯片，包括視頻采集芯片，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片及其他接口芯片，控制它們將各種原始的，模擬的或數(shù)字的信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)。但是對(duì)于視頻和音頻信號(hào)而言，數(shù)字化以后的信息量是非常龐大的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)在的數(shù)據(jù)鏈路的傳輸能力和存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)能力，所以必須要對(duì)其進(jìn)行壓縮；同時(shí)對(duì)于有些特殊的實(shí)時(shí)海量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)應(yīng)用來說，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也是非常巨大的，而且對(duì)傳輸?shù)难舆t要求非常嚴(yán)格，這樣也要求同樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮以后才能滿足實(shí)時(shí)傳輸?shù)男枰?。所以在?shù)據(jù)預(yù)處理階段，對(duì)不同的數(shù)據(jù)類型采用了不同的解決方案。對(duì)于視頻信號(hào)，采用了連續(xù)靜態(tài)JPEG格式對(duì)圖象進(jìn)行壓縮，使得圖象的數(shù)據(jù)量有效的減小，能夠在50Kbps的GPRS或CDMA1X信道上得到可接受的圖象。對(duì)于那些對(duì)圖象的質(zhì)量要求非常高的需要，提供了采用專用MPEG4編碼芯片的硬件解決方案，并編寫了對(duì)芯片的驅(qū)動(dòng)程序，使得編碼芯片可以和系統(tǒng)緊密的工作在一起，實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)送高質(zhì)量的視頻圖象。對(duì)于音頻信號(hào)，經(jīng)由音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)之后，直接傳送到處理器，處理器通過軟件，采用MPEG1-LAYER3格式進(jìn)行壓縮。對(duì)于那些需要對(duì)多媒體信號(hào)需要進(jìn)行回放的應(yīng)用，同樣可以通過對(duì)傳輸過來的，或者是存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的多媒體音頻視頻數(shù)據(jù)分別進(jìn)行解碼以后輸出到LCD屏幕和系統(tǒng)揚(yáng)聲器。音頻解碼通過處理器采用軟件的方式進(jìn)行解碼。普通的視頻信號(hào)也可以通過處理器進(jìn)行軟件解碼，而對(duì)于那些同樣采用MPEG4編碼芯片所壓縮的視頻數(shù)據(jù)，為了獲得更好的響應(yīng)速度和視覺效果，采用硬件芯片的解決方案。如果經(jīng)過處理過濾后數(shù)據(jù)量仍然很大的話，則采用處理器進(jìn)行軟件壓縮。壓縮的格式從簡(jiǎn)單的壓縮到高壓縮比的LZW壓縮算法均可。同樣，可以通過軟件對(duì)對(duì)方傳輸過來的壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行還原，從而進(jìn)行顯示，或者控制動(dòng)作機(jī)構(gòu)執(zhí)行。另外，對(duì)需要進(jìn)行加密傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，系統(tǒng)在這里對(duì)其進(jìn)行加密。由于本身具備強(qiáng)大的處理功能，所以可以采用各種標(biāo)準(zhǔn)的加密算法，保證了用戶數(shù)據(jù)的安全。中心控制部分主要完成的作用是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)部分進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。首先是控制接口部分進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮；然后管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，對(duì)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)寫入文件系統(tǒng)保存；同時(shí)控制LCD屏幕顯示和鍵盤輸入，同用戶進(jìn)行信息交互；最后將要發(fā)送的數(shù)據(jù)匯總送入鏈路控制部分。存儲(chǔ)系統(tǒng)，系統(tǒng)配備了一個(gè)大容量的FLASH存儲(chǔ)芯片，當(dāng)作固體磁盤使用。并在上面建立了FAT格式的文件系統(tǒng)，用于對(duì)文件的存儲(chǔ)。系統(tǒng)存儲(chǔ)的內(nèi)容包括了系統(tǒng)本身進(jìn)行漢字顯示所需要的漢字字庫，以及用戶對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置，包括LCD屏幕對(duì)比度，通訊用系統(tǒng)識(shí)別地址等信息。用戶區(qū)存儲(chǔ)的文件則根據(jù)應(yīng)用的不同需要而有所不同。例如對(duì)于那些數(shù)據(jù)量不大，實(shí)時(shí)性要求不高的數(shù)據(jù)，可以先暫時(shí)存儲(chǔ)到FLASH存儲(chǔ)器上，然后一天匯總一次，統(tǒng)一發(fā)送，這樣無須實(shí)時(shí)占用數(shù)據(jù)鏈路，節(jié)省了費(fèi)用。再比如某些需要印章識(shí)別或者密碼核對(duì)的應(yīng)用，需要把預(yù)先的正確數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在FLASH存儲(chǔ)器內(nèi)，然后使用的時(shí)候調(diào)出進(jìn)行核對(duì)。當(dāng)然我們采用了加密的算法進(jìn)行存儲(chǔ)，因?yàn)橄到y(tǒng)有足夠強(qiáng)的處理能力，所以可靠性得到了很大的保障。如果用戶要求，還可以采用遠(yuǎn)程存儲(chǔ)的方式，即在要求核對(duì)密碼的時(shí)候，從遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的密碼庫中提取相應(yīng)加密數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)鏈路即時(shí)傳送到本系統(tǒng)上進(jìn)行解密，然后核對(duì)。這樣一來，本系統(tǒng)內(nèi)不會(huì)存有任何密碼數(shù)據(jù)，就不會(huì)發(fā)生被破解的現(xiàn)象了。人機(jī)界面交互程序，主要的人機(jī)交互界面就是LCD顯示屏和鍵盤。系統(tǒng)提供了對(duì)所有常用LCD顯示芯片(如EPSON系列)的軟件驅(qū)動(dòng)，使得他們都可以很好的和系統(tǒng)工作在一起。對(duì)于普通應(yīng)用，我們采用了和普通手機(jī)屏幕大小類似的LCD屏幕，同樣可以顯示四到五行漢字或英文字符和數(shù)字。以及一些點(diǎn)陣方式的圖標(biāo)和圖象。如果采用大一些的彩色LCD屏幕，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回放。輸入部分負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)掃描鍵盤，接收用戶的輸入信息。并且系統(tǒng)在類似手機(jī)的數(shù)字鍵盤上提供了英文和漢字拼音輸入法，使得用戶在有限的鍵盤上能夠方便的輸入各種信息。同時(shí)系統(tǒng)也為外接的標(biāo)準(zhǔn)PS/2端口的計(jì)算機(jī)鍵盤提供了驅(qū)動(dòng)軟件，使得用戶可以在標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)英文鍵盤上輸入信息，和使用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的信息錄入速度一樣。除此之外，還有對(duì)擴(kuò)展端口的控制。包含了對(duì)USB接口芯片的軟件驅(qū)動(dòng)，對(duì)串口數(shù)據(jù)的收發(fā)處理，以及對(duì)紅外線端口數(shù)據(jù)的二進(jìn)制編碼。鏈路控制部分，編寫了協(xié)議封裝和鏈路控制部分，使得本系統(tǒng)可以和互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)上的任何一臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行互連通訊，而且通訊方式接口界面多種多樣。協(xié)議封裝部分，簡(jiǎn)單的串行數(shù)據(jù)鏈路雖然使用起來簡(jiǎn)單，但也造成了其應(yīng)用范圍狹窄的問題。在系統(tǒng)中開發(fā)了一套應(yīng)用于各種串行數(shù)據(jù)鏈路(包括GPRS、CDMA1X、衛(wèi)星通訊模塊等)的TCPIP協(xié)議棧，使得在簡(jiǎn)單的串行鏈路上能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的TCPIP協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)的連接，與各種計(jì)算機(jī)，各種應(yīng)用程序進(jìn)行通訊。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的采集監(jiān)測(cè)應(yīng)用，提供了WWW主頁瀏覽和TELNET的方式，是使用最為方便的方式。即系統(tǒng)中提供了一個(gè)小型的HTML主頁和TELNET服務(wù)程序，可以接受客戶對(duì)主頁瀏覽的需求。同時(shí)將采集到的監(jiān)控信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后直接動(dòng)態(tài)顯示在主頁當(dāng)中。這樣，用戶只要在任何一個(gè)能夠上網(wǎng)的地方，不用任何其他附加的應(yīng)用軟件，直接通過計(jì)算機(jī)內(nèi)的IE或者其他瀏覽器，敲入本監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)址，即可瀏覽到包含動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的網(wǎng)頁，同時(shí)也可以提供一些簡(jiǎn)單的控制動(dòng)作，用戶直接在網(wǎng)頁上點(diǎn)選開關(guān)，或者設(shè)置控制參數(shù)，再點(diǎn)提交即可將控制信息傳回給服務(wù)器。TELNET方式與主頁方式類似，只不過內(nèi)容僅限為字符而已。對(duì)于那些數(shù)據(jù)量較大，內(nèi)容復(fù)雜，實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用，主頁瀏覽方式可能過于簡(jiǎn)單，不能滿足需要。為此開發(fā)了運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫程序，這樣無線傳輸系統(tǒng)就可以將數(shù)據(jù)統(tǒng)一發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可以由普通個(gè)人計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ霉ぷ髡緲?gòu)成，地理位置可以位于任何有互聯(lián)網(wǎng)接入的地方，而且一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫可以接收多個(gè)無線傳輸終端的數(shù)據(jù)。同時(shí)我們還開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫管理程序，使得用戶可以方便的瀏覽，管理由各個(gè)無線終端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。對(duì)于多媒體數(shù)據(jù)，也開發(fā)了相應(yīng)的瀏覽程序，用戶在任何一臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)上安裝了該軟件以后，即可以瀏覽由無線終端采集過來的音頻視頻多媒體信號(hào)。如果采集裝置附帶有云臺(tái)的話，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)云臺(tái)角度的動(dòng)態(tài)控制。數(shù)據(jù)鏈路控制部分，對(duì)于數(shù)據(jù)鏈路連接的建立來說，首先要通過各個(gè)相關(guān)ISP的用戶接口，采用的一般來說是PPP方式。而PPP方式是一個(gè)很復(fù)雜的協(xié)議，其中包含了一個(gè)很多項(xiàng)的自動(dòng)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。編寫了相應(yīng)的軟件，使得對(duì)鏈路的控制能夠嚴(yán)格按照自動(dòng)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的要求進(jìn)行，從而能夠和各個(gè)不同ISP的用戶接口均能夠順利握手連接。同時(shí)，對(duì)于不同的鏈路模塊還有很多獨(dú)有的地方需要控制，例如GPRS或CDMA1X模塊。系統(tǒng)需要控制SIM卡的各種狀態(tài)，GPRS與普通GSM數(shù)據(jù)方式或者語音方式的切換與管理，都是通過復(fù)雜的AT命令集來完成。本系統(tǒng)的軟件涵蓋了標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集和擴(kuò)展的AT命令集，從而能夠?qū)PRS與CDMA1X模塊進(jìn)行控制，完成鏈路的連接，數(shù)據(jù)傳輸和狀態(tài)監(jiān)測(cè)等等。當(dāng)然對(duì)于不同的應(yīng)用，這些構(gòu)成都是可以裁減的，以滿足用戶對(duì)成本的考慮的需要。例如用于無人監(jiān)測(cè)環(huán)境的時(shí)候，那么人機(jī)交互部分的設(shè)備就可以去掉；不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的應(yīng)用，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)器就可以省略；相應(yīng)的，軟件也可以根據(jù)硬件的變動(dòng)進(jìn)行裁減。
將ARM單芯片計(jì)算機(jī)同最新的包括GPRS與CDMA1X通信方式結(jié)合在一起，并且開發(fā)了內(nèi)置的專用系統(tǒng)，將GPRS與CDMA1X簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)鏈路應(yīng)用到INTERNET當(dāng)中，開發(fā)了完整的PPP/TCP/IP通訊協(xié)議棧，完全符合INTERNET協(xié)議，并且24小時(shí)實(shí)時(shí)在線，將其信息處理與通訊功能提升到了與臺(tái)式機(jī)相當(dāng)?shù)乃?。而且具備了即時(shí)的信息處理能力，能夠?qū)Ω鞣N實(shí)時(shí)采集或輸入的信息進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算和處理，從而提取有價(jià)值的信息進(jìn)行存儲(chǔ)或傳輸。同時(shí)也使得隨身移動(dòng)中，對(duì)多媒體信息進(jìn)行處理變成了可能，使得嵌入式系統(tǒng)從簡(jiǎn)單的，孤立的功能單元，變成了互聯(lián)的，實(shí)時(shí)在線的，功能強(qiáng)大的信息結(jié)點(diǎn)，而且成本低廉，可以大量分布應(yīng)用。
系統(tǒng)除了可以和GPRS與CDMA1X模塊應(yīng)用在一起以外，還開發(fā)了很多其他現(xiàn)有的通訊模塊接口。比如衛(wèi)星通訊模塊等，從而使得該系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)都是可以使用的。
本系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛，所有需要即時(shí)處理和無線數(shù)據(jù)通訊的場(chǎng)合均可使用，如交通管理系統(tǒng)、醫(yī)療自動(dòng)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、水利、移動(dòng)定位、移動(dòng)POS、監(jiān)控、移動(dòng)商務(wù)、物流等。


圖1無線數(shù)據(jù)處理器結(jié)構(gòu)框圖。
圖2無線數(shù)據(jù)處理器軟件功能示意3無線數(shù)據(jù)傳輸方法應(yīng)用示意4無線數(shù)據(jù)處理器線路示意圖
具體實(shí)施例方式如圖1，4所示無線數(shù)據(jù)處理器核心部分是由一顆嵌入式單芯片處理器ARM(對(duì)于高端的，要求處理性能高的采用32位的單芯片處理器)，或motorola8位單芯片處理器(對(duì)于低端的，要求處理性能地的)，存儲(chǔ)核心軟件的程序存儲(chǔ)器(CODE ROM)，采用FLASH閃存作為媒介(如SST的39VF040)，容量視系統(tǒng)完成功能的復(fù)雜程度而定，從128Kb到32Mb以上等，是可以裁減的，隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM，WINBOND的W24258)，容量從16Kb到64Mb以上不等，視應(yīng)用做要處理的數(shù)據(jù)量而定。在系統(tǒng)中預(yù)留擴(kuò)展存儲(chǔ)器接口?？梢圆捎肧martCard，CF Card或MMC Card等標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)卡進(jìn)行擴(kuò)充，或者進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。對(duì)于那些不光有數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)還有大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的應(yīng)用，還提供了在系統(tǒng)主板上集成大容量FLASHROM存儲(chǔ)器的解決方案，容量可以達(dá)到128Mb或者更大，交互部分，包括輸出和輸入部分，系統(tǒng)的輸出部分采用了一塊LCD液晶屏，對(duì)于便挾的手持終端，采用了96*64的小型單色液晶屏，并且?guī)в斜彻怙@示。對(duì)于顯示信息比較多的應(yīng)用，或者是需要進(jìn)行視頻顯示的應(yīng)用，可以采用320*240或更大的彩色液晶屏幕，聲音方面采用了通過一個(gè)IIS接口芯片(CS4334或同類芯片)，連接一個(gè)小型內(nèi)置揚(yáng)聲器，同時(shí)配合系統(tǒng)自帶麥克風(fēng)，輸入部分采用了手機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字鍵盤，在系統(tǒng)板上附帶了標(biāo)準(zhǔn)的PS/2鍵盤接口，人機(jī)設(shè)備擴(kuò)充接口，系統(tǒng)預(yù)留了多種標(biāo)準(zhǔn)接口。其中包括串行端口，是由一塊MAX232來負(fù)責(zé)完成將處理器的信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)RS-232格式的信號(hào)，與其他串口設(shè)備進(jìn)行通訊；USB端口，由一塊USBN9603來完成所有USB協(xié)議棧的處理，紅外線端口，由一個(gè)紅外線接收發(fā)射模塊組成，直接由CPU控制信號(hào)的發(fā)射和接收，從而和其他眾多的紅外線接口設(shè)備進(jìn)行通訊。數(shù)據(jù)源接口部分采用一塊模數(shù)轉(zhuǎn)換心片(ADC0809，ADC752)，一塊采集心片BT848，數(shù)字鏈路接口部分采用GPRS無線分組通訊協(xié)議的MC35(也有其他型號(hào)的替代產(chǎn)品)和手機(jī)SIM卡組成的數(shù)字鏈路模塊，或motorola的衛(wèi)星通訊模塊，安放在系統(tǒng)主板上。根據(jù)用戶的需求編程(如圖2所示)，數(shù)據(jù)壓縮部分系統(tǒng)軟件控制各個(gè)接口部分的硬件芯片，包括視頻采集芯片，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片及其他接口芯片，控制它們將各種原始的，模擬的或數(shù)字的信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)。中心控制部分系統(tǒng)程序主要完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)部分進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。首先是控制接口部分進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮；然后管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，對(duì)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)寫入文件系統(tǒng)保存；同時(shí)控制LCD屏幕顯示和鍵盤輸入，同用戶進(jìn)行信息交互；最后將要發(fā)送的數(shù)據(jù)匯總送入鏈路控制部分。鏈路控制部分，編寫了協(xié)議封裝和鏈路控制部分，使得本系統(tǒng)可以和互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)上的任何一臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行互連通訊，而且通訊方式接口界面多種多樣。將編好的程序輸入程序存儲(chǔ)器。將設(shè)備安裝在所需采集的數(shù)據(jù)源設(shè)備上，即可通過GPRS或衛(wèi)星完成數(shù)據(jù)收集。同時(shí)在處理器端口引腳上連接一個(gè)8路或更多的達(dá)林頓管，再與設(shè)備相連。
權(quán)利要求
1.一種無線數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于它是由一個(gè)隨身攜帶的或任意安放的終端，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)源頭到數(shù)據(jù)即時(shí)壓縮、處理及無線傳輸全自動(dòng)化處理，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或與互聯(lián)網(wǎng)任意主機(jī)或終端對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于它的數(shù)據(jù)無線傳輸是通過GPRS或CDMA1X蜂窩移動(dòng)通訊網(wǎng)或衛(wèi)星傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其特征在于所用的可隨身攜帶的或任意安放的終端是由數(shù)據(jù)采集接口，數(shù)據(jù)處理部分，數(shù)據(jù)鏈路接口，設(shè)備動(dòng)作控制四部分構(gòu)成，數(shù)據(jù)采集接口包括一塊采集芯片，一塊模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，它們與處理器輸入端相連接，數(shù)據(jù)鏈路接口包括一塊數(shù)據(jù)鏈路模塊，它們與處理器輸出端相連接，數(shù)據(jù)處理部分包括一塊數(shù)據(jù)處理器，隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，程序存儲(chǔ)器、鍵盤、顯示屏、存儲(chǔ)器擴(kuò)充接口，人機(jī)設(shè)備擴(kuò)充接口，它們采用總線連接方式被集成在一塊集成線路板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)鏈路模塊是由MC35和SIM卡構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其特征在于處理器為ARM芯片或51系列或motorola 8位單芯片處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其特征在于模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片是ADC0809或ADC752，采集芯片是BT848。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其特征在于程序存儲(chǔ)器為CODEROM，采用FLASH閃存作為媒介，容量為128Kb-32Mb。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其特征在于隨機(jī)存儲(chǔ)器是W24258，容量16Kb-64Mb。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其特征在于存儲(chǔ)擴(kuò)充接口為Smald CF Cald或MMC Cald存儲(chǔ)卡。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其特征在于采用處理器端口引腳與一個(gè)8路或更多的達(dá)林頓管與需要控制的設(shè)備相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由一個(gè)可隨身攜帶的或任意安放的終端，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)源頭到數(shù)據(jù)即時(shí)壓縮，處理及無線傳輸全自動(dòng)化處理，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，是對(duì)多點(diǎn)或與互聯(lián)網(wǎng)任意主機(jī)或終端對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行交互的一種無線數(shù)據(jù)傳輸方法及其設(shè)備，它是通過由一塊模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，一塊采集芯片，構(gòu)成的采集接口，一塊數(shù)據(jù)鏈路模塊和SIM卡構(gòu)成的數(shù)據(jù)鏈路接口，由數(shù)據(jù)處理器、存儲(chǔ)器、擴(kuò)充接口、鍵盤、顯示屏構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理部分集成在一塊集成線路板上構(gòu)成的無線數(shù)據(jù)處理器，GPRS或衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)的。本方法廣泛應(yīng)用在所有需要即時(shí)處理和無線數(shù)據(jù)通訊的場(chǎng)合，如醫(yī)療、交通、水利、移動(dòng)定位、監(jiān)控、移動(dòng)POS、移動(dòng)商物、物流等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1521647SQ0310241
公開日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2003年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月27日
發(fā)明者高超, 高 超 申請(qǐng)人:蔣振宇