CC2530是德州儀器公司提供的第二代ZigBee/IEEE802.15.4片上系統(SoC)解決方案的核心芯片，它擁有增強型8051單片機內核和性能優良的RF收發器。它具有256k字節flash記憶體，支持一般的低功率無線通信，支持在系統編程。CC2530提供了101dB的鏈路質量，具有很高的靈敏度和抗干擾能力。四種供電模式，以及一套廣泛的外設集、2個UART串口、MAC定時器(T2)、5通道DMA、32kHz休眠定時器、電源監控器、溫度傳感器、12位的ADC、AES安全協處理器、一個16位定時器(T1)、2個8位定時器(T3和T4)等。這些豐富的硬件資源對巡檢設備閱讀單元的設計提供了堅實的物理基礎。CC2530模塊主要的連接原理圖見圖4。

上圖中C1和C2為電壓引入部分的濾波電容，D1和D2作為射頻模塊調試指示燈，指示芯片的工作狀態。第20管腳接上拉電阻，防止芯片工作時不斷地進入復位模式。第22、23腳接外部晶振32M(高頻時鐘)和32k(低頻時鐘)。射頻收發的匹配電路接在第25腳和第26腳，第34腳DC(調試時鐘)和第35腳DD(調試數據)接JTAG調試接口。射頻電路中第16腳(TX)和第17腳(RX)是與主控Atmega1280芯片進行數據交互的傳輸腳，在RFID電子標簽中則是普通IO管腳。

2.3.2 GSM單元

手持巡檢設備中的GSM單元主要是以短信的方式實時地將標簽信息發給后臺系統。西門子TC35i工作在EGSM900和GSM1800雙頻段，該模塊是一個支持中文短信息的工業級GSM模塊，4.2V直流電壓可以讓其正常工作。TC35i的電流消耗在不同的時刻有著不同的值-休眠狀態只有3.5 mA，一般空閑狀態有25mA，發射時平均能達300mA，最高時有2.5A。Atmega1280通過UART接口向TC35i模塊發送AT指令來關斷信號、故障恢復，以及發送數據。它支持Text和PDU格式的SMS(短消息)。手持巡檢設備中作為TC35i的核心基帶處理器主要處理RFID標簽數據信號。

如圖5所示，TC35i的第1～5引腳接電源正極，第6～10引腳是電源地。15腳是啟動腳IGT，手持巡檢設備上電后必須給IGT引腳加一個大于100ms的低脈沖，且電平下降持續時間不可超過1ms：只用這樣才能使TC35i進入工作狀態。18腳RxD0、19腳TxD0和Atmega1280相應管腳通信。

24～29管腳連接SIM卡專用讀卡器。CCIN引腳可以檢測SIM卡是否良好接觸：連接正確，CCIN引腳輸出高電平;如輸出低電平，需重新校正SIM卡。

TC35i的第32腳SYNC引腳指示設備該模塊的工作狀態：當紅色LED熄滅時，表明TC35i處于關閉或睡眠狀態;當LED為600ms亮/600ms熄時，表明SIM卡沒有插入或TC35i正在進行網絡登錄，需等待SIM卡注冊完畢才能進行下一步操作;當LED為75ms亮/3s熄時，說明模塊處于待機狀態，此時可以發送標簽數據。

3 軟件設計

手持巡檢設備的系統軟件流程圖如圖6所示。

(1)閱讀器單元的軟件實現是在ZigBee協議的基礎上，與同樣是ZigBee協議為基礎的電子標簽進行數據的交互;

(2)每次對標簽信息進行編輯后都需按既定的幀格式通過TC35i模塊發送信息給后臺;后臺服務系統以短信的方式接收電子標簽的信息，并解析;

(3)“清除標簽”在得到確認后會刪除主控芯片存儲單元中的所有數據。

4 總結

本文介紹的列車臨時限速手持巡檢設備能完善對鐵路工區巡道工的管理。它的廣泛應用可以極大地提高鐵路管理系統統計的實時化、自動化，降低管理成本。手持巡檢設備操作簡單、攜帶方便、記錄準確且數據可以永久保存，它為提升鐵道安全巡檢機制提供了又一個可行性手段。當然，本文介紹的手持巡檢設備還可進一步改進優化。