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基于ARM的射频光模块监测系统的设计与实现

作　者: 叶晓春
导　师: 刘金根
学　校: 武汉理工大学
专　业: 物理电子学
关键词: 监测系统光模块数字诊断自动测试 ARM
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 46次
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内容摘要

随着移动通信的飞速发展,人们对网络质量的要求越来越高。判断网络质量的基本依据是网络的信号强度和信号覆盖范围,目前无线通信的覆盖区域都会产生盲区和弱信号区。建设直放站是解决信号覆盖问题的一个经济又有效的选择,因此作为光纤直放站核心部件的射频光模块的需求在大量增加。射频光模块在原有的光模块基础上实现模块带有的数字诊断功能,集成了光功率检测,射频功率检测,偏置电流等诸多功能,提供了一种有效的性能监测手段,实现了一个模块集成多种功能,增加了它的集成度和多功能化程度,而且实现了非接触的自动检测,方便员工对光模块的现场操作,使光纤直放站的复杂度降低了。本文在充分研究了目前应用于光纤直放站的射频光模块基础上,概述了其工作原理,分析了其监测系统的监测参数和功能需求,研究了通信协议和数据的透明传输,提出了射频光模块监测系统的整体方案设计,并对方案的重要部分进行了详细的分析。方案把监测系统的设计划分为数字诊断子系统设计和自动测试子系统设计两大部分,这两大部分由其相应的硬件和软件组成。数字诊断子系统选用了飞利浦公司基于ARM7TDMI-S核的芯片LPC2134作为监测系统的控制单元；选择了数传芯片CC1000来实现FSK信号的调制与解调,因为CC1000可以对射频功率,数据格式和接收／发送模式等进行软件编程,实现了FSK通信的可控性；运用异步串行接口实现数据的收发；使用嵌入式技术实现对数字诊断参数的采集,光模块之间的通信,光通信链路衰减的可调等；采用了在应用编程(IAP)技术,在上位机的控制下实现FLASH数据的读取,修改和保存；同时为了抑制噪声和干扰,使用了软件抗干扰措施。自动测试子系统通过GPIB接口将其硬件搭建起来,在软件中采用虚拟仪器技术开发光模块电气参数(ATT测试,三阶互调测试,增益测试,底部噪声测试,隔离度测试和频点测试)的测试和可程控测量仪器的控制命令,这样就减少了测试时间,提高了测试效率,降低了人为的误差,使复杂测试过程简单化。经过光模块监测系统功能的测试,结果表明了此监测系统运行良好,可以有效工作,满足了性能设计要求,同时证明了该系统设计的可行性,优越性和实用性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题研究背景、目的与意义  9-10
  1.2 课题研究现状与动态  10-12
  1.3 课题主要研究工作及论文组织结构  12-14
第2章光模块监测系统的系统分析与总体设计  14-22
  2.1 光模块的工作原理概述  14-15
  2.2 光模块监测系统的监测参数分析  15-16
  2.3 光模块监测系统的功能需求分析  16-17
  2.4 光模块监测系统的通信协议设计  17-20
  2.5 光模块监测系统的总体方案设计  20-21
  2.6 本章小结  21-22
第3章数字诊断子系统的设计  22-45
  3.1 数字诊断功能的用途分析  22
  3.2 数字诊断子系统的硬件设计  22-28
    3.2.1 处理器的选择方案  23-24
    3.2.2 数据通信电路的设计  24-26
    3.2.3 监控电路的设计  26-28
  3.3 数字诊断子系统的软件设计  28-43
    3.3.1 数字诊断子系统下位机的软件设计  28-35
    3.3.2 数字诊断子系统上位机的软件设计  35-42
    3.3.3 软件抗干扰措施  42-43
  3.4 本章小结  43-45
第4章自动测试子系统的设计  45-60
  4.1 自动测试子系统的硬件搭建  45-47
    4.1.1 系统控制模块  46
    4.1.2 信号分析模块  46
    4.1.3 信源控制模块  46-47
    4.1.4 串口转换模块  47
  4.2 自动测试子系统的软件设计  47-59
    4.2.1 自动测试子系统软件的架构  48-49
    4.2.2 测试配置功能的实现  49-50
    4.2.3 调测GPIB功能的实现  50-55
    4.2.4 测试项目功能的实现  55-58
    4.2.5 产品信息保存功能的实现  58-59
  4.3 本章小结  59-60
第5章光模块监测系统的功能测试  60-68
  5.1 下位机的调试  60-61
  5.2 数字诊断功能的测试  61-65
    5.2.1 通信链路的测试  61
    5.2.2 数字诊断参数的测试  61-62
    5.2.3 配置存取的测试  62-63
    5.2.4 FSK误帧率的测试  63-65
  5.3 自动测试功能的测试  65-66
  5.4 测试结果统计与分析  66-67
  5.5 本章小结  67-68
第6章总结与展望  68-70
  6.1 全文总结  68
  6.2 展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录A 射频光模块原理电路图  74-75
附录B 软件设计的部分重点代码  75-78

基于ARM的射频光模块监测系统的设计与实现

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