CN101924667B - 一种基于串口的modem异常侦测、断电重启控制方法 - Google Patents

一种基于串口的modem异常侦测、断电重启控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于串口的MODEM异常侦测、断电重启控制方法。本发明控制方法是：对MODEM操作的FIFO队列表,采用指令定时器和超时定时器，协同控制AT指令发送和MODEM的超时异常判断。当计算机RS-232串口的RTS为低电平时，Q1导通，MODEM的供电模块的Enable端为低电平，MODEM的供电模块不输出电源，MODEM处于断电状态；当RTS为高电平时，Q1截止，MODEM的供电模块的Enable为高电平，MODEM的供电模块输出电源，MODEM处于上电状态。采用本发明的有益效果是：在侦测到MODEM异常时，可以将其断电复位重启，电路简单、可靠；有助于此类应用系统的长时间稳定运行。

Description

一种基于串口的MODEM异常侦测、断电重启控制方法
技术领域
 本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种基于串口的MODEM异常侦测、断电重启的控制方法。
背景技术
 传统的遥测监控通讯方法如有线Modem拨号和自建微波网等，虽然各有优点，如针对性强、运行速度快等，但不足之处也很明显，如拨号连通率较低，实现在线监控比较困难；自建微波网升级扩展比较困难，运营维护成本高等，明显不能满足现代监控管理的要求。目前我国已建成了覆盖全国的GSM和CMDA等无线通信网，它不仅构成了我国公众通信的主要平台，也成为诸多行业如交通、电力、环保等提升信息化管理水平而开展遥测监控的首选无线手段。短消息服务(Short Message Service，SMS)和无线网络服务无疑是其中二项主要技术手段，SMS突出特点是：与语音信道不冲突、一次可传输140字节、数据传输的完整性好等，但存在传输延迟不确定，费用高等缺点；通用无线分组服务(General Packet Radio Service，GPRS)则能更有效利用无线网络信道资、传输延迟比SMS稳定、按流量计费的方式使其运营成本也较SMS方式低，但存在因网络拥堵而无法连接易造成数据丢包的问题。因此，在各行业的实际应用中，通常采用GPRS/GSM混合通讯，以GPRS为首选方案，和中心进行数据交换，如果GPRS无法正常通讯时，则转为SMS通讯，保障现场的数据及时回送到中心，从而实现GPRS与SMS优势互补，满足用户对遥测监控的高可靠性、实时性、经济性以及低功耗的使用需求。
但在实际应用中，SMS收/发机——MODEM极易受到多种因素干扰而死机，虽然其处理方法也简单，即断电复位重启即可，但这造成了应用系统长时间运行时对维护人力、物力的要求及浪费，严重时还会影响系统的使用。为此，专利ZL200620148008.3发明了一种采用MCU研制侦测调制解调器通讯状态从而实现对其自动复位的电路。因此，如何提高对MODEM状态的识别与控制，在其出现异常时自动复位，对于此类应用系统的长时间稳定运行无疑具有重要意义。
发明内容
本案申请人提出了“一种基于串口的MODEM断电重启控制电路”（已同日提出发明专利申请）。该控制电路由MODEM、MODEM的供电模块、电平转换芯片、断电重启控制电路、计算机RS-232串口和输入的直流电源组成，其中，断电重启控制电路由二极管D1、电阻R1、R2、R3，电容C2，三极管Q1组成。二极管D1和R2相连，R2的另一端同时并联接三极管Q1的基极、电容C2和电阻R3，三极管Q1的发射极、电容C2另一端和电阻R3另一端同时并联接地；三极管Q1的集电极同时和电阻R1、MODEM的供电模块的Enable端相连，电阻R1的另一端同时和电源输入端、MODEM的供电模块的IN端相连。
本发明的目的是提供一种基于串口的MODEM异常侦测、断电重启控制方法。
为了达到上述目的，本发明具体的控制方法是：当计算机RS-232串口的RTS（DTR）为低电平时（输出+5V～+12V），Q1导通，MODEM的供电模块的Enable端为低电平，MODEM的供电模块不输出电源，MODEM处于断电状态；当RTS（DTR）为高电平时（输出-15V～-5V），Q1截止，MODEM的供电模块的Enable为高电平，MODEM的供电模块输出电源，MODEM处于上电状态。因此，应用时，计算机RS-232串口的RTS（DTR）先输出低电平，延时一段时间，然后输出高电平，就实现将MODEM断电和上电的控制，即将其断电复位重启。
本发明控制MODEM的具体方法是：建立一个对MODEM操作的FIFO队列表，如表1所示。对MODEM的AT指令操作，都来自这个表的数据记录。
对MODEM的操作，除应遵守协议外，还必须符合一问一答式的交互时序，即当第1个指令发送后，只有MODEM应答后才能发送后续第2个指令，发送第3个指令的前提是收到了第2个指令的应答，即发送第n个AT指令的充要条件是收到了第（n-1）条指令的应答，否则紊乱的操作时序易导致MODEM死机。为实现对MODEM严格的交互时序，设计一个指令定时器，定时周期性从FIFO中读取指令，发送到MODEM；为了解MODEM是否正常应答，设计一个超时定时器，当向MODEM发送指令后，超时定时器开始计时，如果MODEM应答正确时，则关闭超时定时器；反之，超时定时器进入中断，说明MODEM没有应答或没有收到期望的应答字符，说明MODEM异常了。
                                                
本方法的特征在于：应用2个定时器，即指令定时器和超时定时器，不仅有助于实现对MODEM有序的队列控制，还有助于侦测MODEM的异常，即协同控制AT指令发送和MODEM的超时异常判断。
采用本发明的有益效果是：在侦测到MODEM异常时，可以将其断电复位重启，电路简单、可靠；有助于此类应用系统的长时间稳定运行。
本发明的目的、特征及优点将通过实施例并结合附图进行详细说明。本发明中的所有元件均可采用具有相同或相似功能的其他型号代替，代替后的电路也属于本专利保护范围。
附图说明
图1是本发明的一个原理框图。
图2是本发明应用实例的电路图。
图3是本发明应用实例的MODEM队列控制流程图。
图4是本发明应用实例的串口接收中断处理流程图。
图5是本发明应用实例的MODEM超时处理流程图。
图6是本发明应用实例的MODEM断电复位流程图。
具体实施方式
图1中，U101是MODEM，U102是MODEM的供电模块，U103是电平转换芯片，U104是控制电路，U105是计算机RS-232串口，U106是输入的直流电源。U101分别和U102、U103相连，U103和U105相连；U102分别和U104、U106相连，U104分别和U105、U106相连。
图2中，U201是MODEM，U202是MODEM的供电模块，U203是电平转换芯片，J1是计算机RS-232串口。U201的VCC端同时和电容C3、U202的OUT端并联，U201的GND端同时和电容C3另一端、U202的GND并联。直流电源DC Power同时和电容C1、电阻R1和U202的IN端相连，电容C1另一端连接到地。J1的第2引脚、第3引脚分别连接到U203的第7引脚、第9引脚，U203的第20引脚、第22引脚分别和U201的RxD1、TxD1相连。J1的第4引脚DTR、第7引脚RTS分别和电阻R4、电阻R5相连，电阻R4另一端的网络标号为DTR1，电阻R5另一端的网络标号为RTS1。DTR1和RTS1同时连接到二极管D1一端，二极管D1另一端和电阻R2相连，电阻R2另一端同时和电容C2、电阻R3和三极管Q1基极相连，电容C2另一端同时和电阻R3另一端、三极管Q1发射极并联接地。三极管Q1的集电极同时和U202的Enable端和电阻R1一端相连。
为了进一步说明本发明的具体实施，结合图3、图4、图5和图6所示的流程图，对应用本装置的微控制器作具体实施过程描述，包括以下步骤：
步骤301：指令定时器中断入口；
步骤302：读取FIFO表中的记录；
步骤303：判断FIFO表中是否有记录，如果有，执行步骤304，如果没有，执行步骤307；
步骤304：首先读取FIFO表的第一条记录，通过串口发送ATCmd字段内容，关闭指令定时器，设置并开启超时定时器，超时定时器的时间来自ATCmdTimeout字段；
步骤305：如果ATCmdDelay字段内容不为0，执行步骤306；反之，说明当前AT指令不需要延时，则执行步骤307； 
步骤306：延时ATCmdDelay字段指定的时间长度，然后发送ATCmdParameter字段内容；
步骤307：退出该服务程序。
步骤401：串口接收中断入口；
步骤402：读取接收的n字节，保存到缓冲区；
步骤403：在缓冲区中检查是否有0x0D和0x0A字符，如果没有，则执行步骤409；反之，则执行步骤404；
步骤404：关闭超时定时器，开启指令定时器；
步骤405：检查缓冲区是否有收到期望的应答字符，期望的应答字符保存在FIFO表ATCmdEcho字段；如果有，则执行步骤408，反之，则执行步骤406；
步骤406：MODEM异常次数加1；
步骤407：按照AT协议处理缓冲区中的数据，并删除已处理的数据，随后，执行步骤409；
步骤408：从FIFO表中删除当前的数据记录，执行步骤407；
步骤409：退出。
步骤501：超时定时器中断入口；
步骤502：首先关闭超时定时器，然后，开启指令定时器，接着，删除FIFO表中的当前记录，MODEM异常次数+1，如果MODEM异常次数超过规定值，则申请断电重启控制；
步骤503：退出。
步骤601：断电重启MODEM开始；
步骤602：发送AT关机指令，延时n1秒；
步骤603：设置RTS（DTR）输出低电平，延时n2秒；
步骤604：设置RTS（DTR）输出高电平，延时n3秒；
步骤605：申请初始化MODEM；
步骤606：退出。
其中，n1、n2和n3的时间可以设定，范围在0.1～30秒之间。

Claims (1)

1.一种基于串口的MODEM异常侦测、断电重启控制方法，其特征在于：
（1）建立一个对MODEM操作的FIFO队列表，由ID、ATCmd、ATCmdDelay、ATCmdParameter、ATCmdEcho、ATCmdTimeout字段组成，其中，ID：自增型变量；ATCmd：拟通过串口发送的AT指令；ATCmdDelay：发送指令后延时的时间，单位为毫秒；ATCmdParameter：AT指令的附带参数；ATCmdEcho：期望MODEM的应答字符；ATCmdTimeout：AT指令的超时时间，单位为毫秒；采用2个定时器，即指令定时器和超时定时器，指令定时器定时周期性从FIFO中读取指令，发送到MODEM；当向MODEM发送指令后，超时定时器开始计时，如果超时时间内MODEM应答正确则关闭超时定时器；反之，如果超时时间内MODEM没有应答或没有应答期望的应答字符，说明MODEM发生异常，此时超时定时器进入中断；
（2）当MODEM发生异常时，断电重启MODEM:首先发送AT关机指令，延时n1秒；然后设置RTS(DTR)输出低电平，延时n2秒;其次，设置RTS(DTR)输出高电平，延时n3秒；最后，申请初始化MODEM；其中，n1、n2和n3的取值可以在0.1～30之间设定。
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