智能傳呼對講系統(tǒng)通訊方式的改進(jìn)

丁玲玲

[摘要]詳細(xì)介紹目前市場上該類系統(tǒng)的主分機(jī)通訊方式，并分析其優(yōu)缺點，接著介紹兩種常用的通訊方式－DTMF和FSK，并進(jìn)行對比，最終確定了DTMF方式作為主分機(jī)之間的通訊方式。

[關(guān)鍵詞]通訊方式 DTMF FSK

中圖分類號：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0220022－01

通信的最終目的是在一定的距離內(nèi)傳遞信息。雖然基帶數(shù)字信號可在傳輸距離相對較近的情況下直接傳送，但如果要遠(yuǎn)距離傳輸時，必須要采取一定的措施，特別是在無線或光纖信道上傳輸時，必須經(jīng)過調(diào)制將信號頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。

由于成本和早期技術(shù)水平和設(shè)計思想的原因，智能醫(yī)用傳呼對講系統(tǒng)的主機(jī)對分機(jī)，主機(jī)對顯示屏之間的通訊采用的是高低電平式的脈沖發(fā)碼方式。

這種方式的優(yōu)點是比較容易實現(xiàn)，成本低，技術(shù)簡單，缺點是：（1）為了收碼的準(zhǔn)確性和解決總線較長且總線電流較大時的收碼問題，一般低電平選的較低，而總線同時為分機(jī)線路供電，這就要求即使低電平時分機(jī)也不能掉電，對這一問題的解決，普遍的做法是選擇低功耗的分機(jī)CPU，且空閑時使CPU進(jìn)入睡眠狀態(tài)進(jìn)一步省電；（2）發(fā)碼時間較長；（3）抗干擾能力弱；（4）由于線路長度、線間電容和所接分機(jī)數(shù)量的不同，主機(jī)發(fā)出的高低電平的長度會比設(shè)定的有所差異，這就對分機(jī)軟件的編寫提出了比較高的要求，分機(jī)對碼的長度必須具備一定的自適應(yīng)能力；（5）通訊距離短，一般不超過500米。

分機(jī)向主機(jī)的發(fā)碼采用的是電流信號，一般是發(fā)送100KHz左右的電流信號至主機(jī)，由主機(jī)的鎖相環(huán)電路將其解調(diào)出來，還原為電壓信號給主機(jī)的CPU，發(fā)碼的平均電流在50mA甚至更高。

這種方式的優(yōu)點也是比較容易實現(xiàn)，成本低，技術(shù)簡單，但是缺點是：（1）發(fā)碼電流較大，平均發(fā)碼電流一般超過50mA，且由于是100KHz左右的方波信號，易對外輻射，形成電磁干擾；（2）一個分機(jī)呼叫主機(jī)時，主機(jī)的回碼會喚醒所有的分機(jī)來收碼，針對性不強(qiáng)；（3）發(fā)碼時間較長。

隨著科技的進(jìn)步，先進(jìn)的通訊方式不斷涌現(xiàn)，越來越多的配套芯片的價格也由于需求量的增大而紛紛降價，采用新的技術(shù)克服上述方式的缺點成為可能。比較典型的有以下幾種：雙音頻（DTMF）、幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。

1．雙音頻（DTMF：雙音多頻）技術(shù)。DTMF編解碼器在編碼時將擊鍵或數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成雙音信號并發(fā)送，解碼時在收到的DTMF信號中檢測擊鍵或數(shù)字信息的存在性。一個DTMF信號由兩個頻率的音頻信號疊加構(gòu)成。這兩個音頻信號的頻率來自兩組預(yù)分配的頻率組：行頻組和列頻組。每一對這樣的音頻信號唯一表示一個數(shù)字或符號。電話機(jī)中通常有16個按鍵，其中有10個數(shù)字鍵0～9和6個功能鍵*、#、A、B、C、D。由于按照組合原理，一般應(yīng)有8種不同的單音頻信號，因此可采用的頻率也有8種，故稱之為多頻，又因它采用從8種頻率中任抽2種進(jìn)行組合編碼，所以又稱之為“8中取2”的編碼技術(shù)。根據(jù)CCITT的建議，國際上采用的多種頻率為697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz等8種。

2．幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)：它們分別對應(yīng)于用載波（正弦波）的幅度、頻率和相位來傳遞數(shù)字基帶信號，可以看成是模擬線性調(diào)制和角度調(diào)制的特殊情況。

我國電話網(wǎng)絡(luò)使用的用于來電顯示的 FSK 是一種連續(xù)相位二進(jìn)制的頻移鍵控技術(shù)，采用Bell 202標(biāo)準(zhǔn)，邏輯 1/0 的頻率為1200Hz±1% / 2200Hz±1% ，傳輸速度為1200bit/s±1%（每秒可傳送120個字節(jié)左右）。

FSK在安全性和穩(wěn)定性方面的優(yōu)點：FSK是一種調(diào)制信號，有嚴(yán)格的物理層、鏈路層和應(yīng)用層的控制機(jī)制，具有硬件糾錯能力，抗干擾能力強(qiáng)，能夠嚴(yán)格保證信息的準(zhǔn)確可靠。同時FSK 信號很難被截取和破譯，數(shù)據(jù)安全性很高，因此FSK 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于敏感數(shù)據(jù)的傳送領(lǐng)域。

常用的 FSK接收芯片有HT9030、HT9032、AN9032等；價格一般為幾元左右，F(xiàn)SK發(fā)送芯片有CMX615、CMX860等，價格一般為幾十元左右。

除了DTMF和FSK專用編解碼芯片，還可以用軟解碼的方式實現(xiàn)，而且如果芯片速度夠快，軟件編寫技術(shù)高的話，也是比較穩(wěn)定可靠的。

從上述對比分析，可以發(fā)現(xiàn)在三種通訊方式中，F(xiàn)SK 在傳輸速度和可靠性等方面明顯優(yōu)于高低電平和雙音頻的傳送方式，但是在成本方面要高出許多，若使用軟件解碼的方式，要求CPU的性能要高，且要達(dá)到較高的精度和準(zhǔn)確度，需要較復(fù)雜運算，相當(dāng)于變相的提高了成本；雖然雙音頻方式在上述兩方面表現(xiàn)稍差，但是在電話機(jī)方面長期和穩(wěn)定的廣泛應(yīng)用，證明了其完全可以滿足一般應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸所需要的傳輸速度、可靠性和穩(wěn)定性，要遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的高低電平方式，且實現(xiàn)成本較低；在對性能和成本經(jīng)過權(quán)衡考慮之后，最終決定主機(jī)向分機(jī)發(fā)送的命令采用雙音頻的編解碼方式，并且，為了簡化設(shè)計和加快開發(fā)速度，直接采用雙音頻發(fā)送和接收芯片，其中，主機(jī)采用HT9200A，分機(jī)等采用HT9170；而分機(jī)向主機(jī)發(fā)送的命令仍舊采用高頻電流方式，但是改變主機(jī)線路，提高接收的靈敏度和可靠性，分機(jī)的平均發(fā)送電流減小至15mA，以降低功耗和減少對外輻射。

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