基于ARM9260的多模式浮标岸基数据收发平台

摘要：针对于海洋特殊的环境，数据传输能力不能满足海洋环境检测的需求现状，文中提出将多种无线传输方式与AT91SAM9260结合构造多模式浮标岸基数据收发平台的设计方案，并给出具体的通信协议。同时，用VC++语言设计了岸基数据接收服务中心软件。本设计已成功用于海洋数据传输，对我国海洋环境检测技术的发展有较大的意义。
关键词：海洋通信；无线传输；多模；AT91SAM9260；协议

海洋占据了地球表面的三分之二以上面积，并以其丰富的资源、广阔的空间以及对地球环境气候的巨大调节作用，成为全球生态系统和人类发展的一个重要组成部分，因此，发展海洋科技，尤其是海洋高新技术已成为世界新技术革命的重要内容。然而，由于海洋特殊的环境，使得很多在陆地上已经运用自如且性能良好的通信技术无法在海洋上使用，ARG0是以10～14天为周期通过卫星系统来传输的，海洋通信技术成为了限制海洋技术发展的瓶颈。本文设计的基于AT91SAM9260的多模式浮标岸基数据收发平台将多种数据传输方式集合在一起，很好的满足了海洋数据全天侯长时间传输的需求。

1 系统概述
基于AT91SAM9260的多模式浮标岸基数据收发平台(以下简称收发平台)系统结构图如图1所示，本系统提供了四种通信方式：无线通信、数传电台通信、GPRS通信和铱星通信。这四种通信方式由AT91SAM920配置和管理，依据一定的通信选择策略实现四种通信方式的智能切换。图中，实线为电源线、长虚线为天线连接线、点虚线为串口通信信号线。

CPU是系统的核心，通过COM2～COM5依次与铱星模块、无线模块、速传电台模块及GPRS模块相连。COM6为用户接口，可依据协议对本系统进行配置及实现数据传输，COM7为调试串口，可打印系统的运行信息，并可实现系统深入配置。
系统中各种通信方式各有优点：如果浮标是部署在近海，可以直接通过无线模块进行通信，不但速度快而且无需资费；若距离有所增加，则可以使用无线数传电台，此时仍可获得较快的传输速率。若无线模块和无线数传电台不能满足需求，则可以使用GPRS，此时传输速率有所下降，且有较小延时；若在远海，则可以使用铱星模块。本系统可以同时满足近海和远海数据通信的需求。

2 系统原理
2．1 通信方式智能切换选择策略
本收发平台使用的选择策略主要是：优先级选择策略、信号质量选择策略和通信保持策略。
优先级选择策略：由于四种通信方式有不同的传输速率、不同的传输距离和不同的延迟，同时考虑到海洋上特殊的环境以及尽量高速率、长传输距离、小延迟的通信要求，所以设置无线模块、数传电台模块、GPRS模块及铱星模块的优先级依次为0～3，值越小，优先级越高，同时可以依据协议由用户设置模块优先级。
信号质量选择策略：系统在运行后，会运行通信守护进程，并定时检测各通信方式的信号质量，从而进一步保证通信的正常进行。
通信保持策略：收发平台会优先使用最近使用过的通信方式，若该通信方式故障，则会尝试尽量多的次数来完成未完成的数据传输。用户可依据协议设置尝试次数及超时时间。
用户也可以依据协议设置以上三种策略的优先关系。
2．2 通信协议制定
通信协议是通信能否正常进行的重要保证。本收发平台具有如下特点：一、用户与收发平台之间的通信需要有基本的重发确认机制，考虑到使用RS232通信链路重复出现故障的可能性叫小，所以该机制不需要复杂；二、用户需要对收发平台进行简单的配置；三、收发平台之间的通性应该可以实现定点传输、广播传输及转发。因此，协议的制定至少包括两个方面：用户与收发平台通信协议和收发平台间通信协议。