摘要：交通信息系统PDA为了使内部信息具有实时性，并为降低服务成本，不使用GPRS或其它更新方式，而是使用传呼接收电路，实时更新铁路、民航交通信息。本文简要介绍了此功能实现所采用的硬件结构、通信协议及处理方式。

　　1 引言

　　近年来，一种称作 PDA(个人数字助理)，又称掌上电脑的电子消费产品进入了人们的生 活。它着重于个人事务的处理，在整理与记录个人资料方面有其独到和强大的功能。此类产 品种类以设计精巧、功能齐全、便于携带等优点给人们的生活提供了很大的方便。

　　PDA 的主要功能是管理个人信息，提供通讯录、记事本、日程安排、便笺、计算器、录 音和辞典等功能，输入方式多采用连笔手写，简便易用。但是，普通PDA 的缺点是信息缺 乏实时性。现在流行的PDA 都可以通过无线方式实时更新自身数据，而且数据传输大都通 GPRS 或无线Web。铁路民航交通信息系统PDA 将传呼接收芯片置于系统内部，接收来自传 呼台自建服务器的专用信息和实时信息来更新信息，这给日益衰落的传呼服务带来了商机。 它的一个重要功能是实现列车时刻表和民航时刻表的动态查询，并能实现智能计算出发地到 目的地近、省钱、省时的路线等功能。

　　传呼台可发送的信息种类比较单一，为了增加信息种类，系统在传呼发射台自建服务器 向PDA 用户发送实时交通信息，如列车时刻表的局部更新信息，临时客车、晚点列车、剩 余票额等信息，这样用户可以动态掌握的交通信息。 本文介绍了此功能实现所采用的硬件结构、通信协议，以及根据实验结果而提出的改进 处理方式。

　　2 便携式铁路民航信息系统的硬件结构

　　便携式铁路民航信息系统在硬件上使用了高性能的32 位ARM7 RISC 处理器内核，能够 进行复杂的数据处理；在软件上配备了自主开发研制的XGW 嵌入式操作系统，应用扩展性 强，在此基础上可以进一步开发电子邮件收发、嵌入式浏览器等网络功能。

　　嵌入式处理器采用 Cirrus Logic 公司EP7211，该器件专门为低成本、超低功耗的应用 设计的。它包含ARM7TDMI 处理器内核和丰富的外围接口，外围接口有CODEC 声接口、多媒体 CODEC 接口、SPI 串行A/D 接口、单色LCD 接口、DRAM 接口、红外接口、2 个PWM 接口、实时 时钟RTC 以及电源检测接口。EP7211 的内核电路工作在2.5V，而外围电路工作3.3V，它可 根据具体情况对内核的时钟进行动态编程控制，可工作在18MHz，36MHz，49MHz 和74MHz。 另外EP7211 还有三种基本供电模式：正常操作（Operating）、空闲（Idle）和等待（Standby）。 正常操作模式下EP7211 的所有时钟和外围都正常加电；空闲模式就是关闭CPU 工作，其它部 分与正常操作模式一样；等待模式是主时钟被关断，整个CPU 及相关外围（除中断和RTC） 关断，但可通过中断或按钮来唤醒。所以它非常适合便携式电子系统的应用。红外(IrD)接口 用来完成便携式铁路民航信息系统之间的无线数据交换，去掉了数据交换需要电缆连接的麻 烦；串行接口为程序和数据及软件升级而设计。传呼译码芯片接收个人传呼及公共信息； 收音设备可接收多个频道的电台节目；LCD 和触摸屏提供显示和输入的人机界面；语音录放 电路为简短信息提供语音的录入和播放；Flash RAM 与SRAM 存储程序和数据，为程序运行 提供缓存；电源电路将电池或外加电源变换为嵌入式处理器和外围电路所需要的3.3Ｖ、2.5 Ｖ和23.5Ｖ。

　　3 通信协议介绍

　　便携式铁路民航信息系统通过传呼接收的信息种类很多，包括一般的个人传呼、天气预 报、电视预报、股票信息等公用信息。这类信息即使有一定的误码率也不会影响用户的使用， 但对于铁路民航时刻表、民航时刻表等保存在FLASH 中的特殊信息必须保证其准确性，因 为这类信息将涉及一些计算，如票额计算等。所以此类信息必须在确定其完全正确时才能更 新PDA 的FLASH 中的数据。为此，在寻呼协议的基础上，我们又另加了一层协议。这层协 议不仅能校验数据，还能帮助接收端区分各类信息。

　　世界上的寻呼协议标准有多种，当前寻呼协议已从初期的模拟音频信令发展为现在的数 字编码格式，如POCSAG，GSC，FLEX，ERMRS 和APOC5 种数字寻呼协议。其中POCSAG 码应用为广泛，所以我们简要介绍一下它的编码格式。

　　POCSAG 码的总体概貌见图2。它的基本单位是码字，一个码字由32ｂｉｔ组成。传输 采用同步传输，由一个前导码和一批或数批码组组成。每批码组包含一个帧同步码字和8 帧 (两个码字为一帧)数据。

　　前导码是 1010……的交替码，共576 位。其作用是让各接收机做好接收准备，使接收机 获得位同步，以便在后面获得码组同步。 前导码后面跟随至少一批的码组。批量是根据发送信息的长短和发、收双方位同步误差 度来确定的，一般为8～20 批。每批码组包含一个同步码字和8 帧，每帧又分为2 个码字， 可以用来传送地址或数据。之所以每批码组包含8 帧，是为了隐含地址码的低3 位。

　　码字分为同步码字、地址码字、信息码字和空闲码字 4 种。同步码字用于标识一批码组 的开始；地址码字在其隐含低3 位地址的帧中发送，对应传呼机的地址；信息码可以在任一 帧中发送，但它必须紧随其地址码字。码字的第1 位为0 表示是地址码字，为1 表示是信息 码字。若没有信息发送，则用空闲码字填充。空闲码字固定为011110001001110000010111。

　　POCSAG 的码字都是BCH(31，21)编码加1 位偶校验位构成(32bit)，其第22～31 位是Ｂ ＣＨ纠错附加码，即对前面1～21 位进行纠错编码。一位是偶校验，使32 位码字中1 的个数为偶数。该编码能纠正2 个或检出5 个随机错误。

　　一个寻呼机可以有两个或更多的地址码。对每一个地址，POCSAG 都能提供4 种不同的 意义，它们就是由地址码字里的20 和21 两位来表示的。如铁路民航交通信息系统PDA 中 所使用的MA93C10A 传呼译码器多可拥有4 个地址，而PDA 所使用的中铁寻呼台给每个 传呼机也分配了4 个地址，对应每个地址的不同功能位，中铁寻呼所发送的信息如表1 所示。

　　由于中铁寻呼的第 4 地址暂时没有用来发送任何信息，所以铁路民航信息系统PDA 的 数据发送服务器使用第4 地址作为第3 广播地址来发送民航时刻表和铁路民航时刻表的更新 信息。同时还要用第1 地址，即个人地址来发送一些点播信息，如民航晚点信息、临时客车 信息、列车晚点信息、剩余票额信息以及文稿信息等。铁路民航信息系统PDA 的数据发送 服务器是为了发送铁路民航信息系统PDA 用户的专用信息而设立的，它独立于寻呼台的服 务器，只和寻呼台的编码器通讯，数据经过编码器编码后，进行调制，发送。

　　由于第 1 地址增加了民航晚点信息等多类信息，所以为了接收端区分不同的信息种类， 在每条信息的开始增加一个信息种类标志位。输入到编码器的数据格式如图7 所示。

　　其中，‘Ｗ’是汉字1200 传呼机的标志，传呼地址是7 个字节的传呼机个人地址，‘Ｄ’ 是音调选择字节，种类和种类反码各占一个字节，信息是有效数据，0ｄ是一条传呼结束标志 字节。

　　在第 1 地址发送的各类信息只发送一遍，而且即使在BCH 校验后仍有比较低的误码率， 也不会影响PDA 的正常使用，因为收到的数据实际只是作为一般个人传呼，不进行计算等 操作，所以不会导致PDA 死机或计算后的数据不正确，因此，在数据格式中我们没有增加 另一层校验。

　　对于在第 4 地址发送的民航时刻表和列车时刻表在处理上则不一样，因为这类信息要改 写FLASH 中的数据，而这些数据在PDA 进行如票价、里程等计算时经常用到，所以这类信 息的更新要确保正确无误，为此，我们在BCH 校验的基础上增加了另一层校验，数据格式 如图8 所示。

　　其中，包号和包号反码是为了将大数据量的民航时刻表分包发送而设置的，校验和是“信 息种类”、“信息种类反码”、“包号”、“包号反码”、“信息”的累加和，这样就在BCH 校验 的基础上又增加了一层校验。为了防止某一包数据校验出错，每包又发送至少两遍，这样 终确保写入FLASH 中的数据是正确的。

　　对于铁路、民航时刻表这样的大数据量更新，由于编码器的输入数据波特率为4800bps， 而输出数据波特率仅为1200bps，这样发送所需要的时间会比较长，如果发完，PDA 在写FLASH 的过程中因为耗电较大，电能将不够用，所以必须分几次发完，而且为了防止 这种大数据量的发送造成其它用户传呼信息的积压，发送程序控制在晚上0 点以后发送。

　　实验证明，以上处理方式仍有待改进，原因在于有时用户长期不在服务区，或者长期关 机，或者用户所在区域信号微弱，造成信息不能正常更新。所以必须在协议上，以及设备上 进行改进。对于用户所在区域信号微弱情况，可以通过增加发射功率或发射基站，以及通过 反馈环进行功率控制等技术进行解决。对于长期不在服务区的用户，可以建立定点数据 服务部，或告知用户通过网络。

　　4 结论

　　传呼通信是一种不可靠的单向通信，为了保证数据的可靠传输，便携式铁路民航信息系 统在传呼台自建服务器，增加一层传输协议，并增加发送遍数保证了接收数据的准确性。通 过具体实践证明，这种方法切实可行，即将获得实际应用。