【文章內(nèi)容簡介】 GPRS 模塊簡介及應(yīng)用 基于 GPRS 的 TCP/IP 協(xié)議使得中斷在互聯(lián)網(wǎng)上“永遠(yuǎn)在線”成為了可能，并且成為了許多便攜式，但需要永久在線的設(shè)備降低成本的一個重要途徑。各種網(wǎng)絡(luò)的接入技術(shù)都逐步被運(yùn)用于無線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。在 FDMA 技術(shù)中，每個能連接到網(wǎng)絡(luò)的用戶都被分配一個頻率，在 TDMA 技術(shù)當(dāng)中使用的是分隔用戶（分隔用戶是通過為每個連接到網(wǎng) 絡(luò)的用戶分配唯一的代碼實(shí)現(xiàn)）的技術(shù)，而在 CDMA 技術(shù)當(dāng)中，所有連接網(wǎng)絡(luò)的用戶都在同一時間使用同一個頻段發(fā)送和接收信號，在 2G 網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)信號的傳輸主要通過固定的電路來實(shí)現(xiàn)的，在連接到網(wǎng)絡(luò)時，每個用戶都會被分配到一個傳輸信道，而當(dāng)該用戶完成傳輸信號的任務(wù)時，該信道就會被讓出，之后該信道會被提供給其他的用戶使用。由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)存在著促發(fā)性的基本特征，當(dāng)一個用戶不再使用信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，那么信道就處于荒廢狀態(tài)中，因此會造成資源的浪費(fèi)。而在分組交換系統(tǒng)中，所有連接到網(wǎng)絡(luò)的用戶都分享同一個信道，網(wǎng)絡(luò)通過多路復(fù)用來使所 有的用戶都能完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)。當(dāng)一個用戶不再使用信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，信道就會被其他需要使用的用戶所占有。 控 制 模 塊單 片 機(jī)T C P / I P協(xié) 議 處 理透 明 通 道G P R S 模 塊移 動 基 站I n t e r n e t 網(wǎng) 絡(luò) 第 8 頁 共 20 頁 在互聯(lián)網(wǎng)上的所有的包數(shù)據(jù)的傳輸都是依賴于 TCP/IP 協(xié)議的。無線網(wǎng)絡(luò)也是通過與互聯(lián)網(wǎng)傳輸進(jìn)行結(jié)合，包數(shù)據(jù)通過無線媒介傳送到基于 TCP/IP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。在傳輸時，為了能夠辨別是否到達(dá)了指定的目的地網(wǎng)絡(luò)，包數(shù)據(jù)中必須根據(jù) TCP/IP 協(xié)議將目的 IP 地址以及源 IP 地址封裝在內(nèi)，在 GPRS 網(wǎng)絡(luò)中就是通過 TCP/IP 協(xié)議來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹? GTM900CGPRS 模塊簡介 GTM900C 是華 為公司生產(chǎn)的一款雙頻段 EGSM900/GSM1800 的通信模塊，它在EGSM900 Class4 頻段下的最大發(fā)射功率為 2W，而在 GSM1800 Class1 頻段時的最大發(fā)射功率為 1W，它擁有較大的工作溫度范圍為 20℃～ +70℃，芯片平均的帶電電流為 ，它支持 GSM/GPRS Phase2/2+協(xié)議以及華為自己的 GT800 協(xié)議。在這些協(xié)議的基礎(chǔ)上，用戶可進(jìn)行 GPRS 網(wǎng)段的數(shù)據(jù)傳輸，同時芯片也支持短消息服務(wù)等功能，采用 電壓供電，外圍可擁有多種連接接口，如天線接口、模擬音頻接口、異步串行接口、 SIM 卡接口等，另外還支持 12C 通信，芯片的內(nèi)部嵌入了 TCP/IP 協(xié)議棧，支持多鏈接，提供 ACK 應(yīng)答，提供大容量的緩存，因此采用此芯片能夠大大降低微控制器的編程難度。其實(shí)物如圖所示： GPRS 通信系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案 該系統(tǒng)軟件部分的程序代碼是使用 C 語言進(jìn)行編寫，在 IAR 軟件中進(jìn)行編譯。由于本系統(tǒng)是使用在遠(yuǎn)程終端其中的一個模塊，所以在程序代碼的編寫過程中必須遵守一定的協(xié)議，才能保證數(shù)據(jù)通信的正確性。在編寫程序代碼的核心任務(wù)是如何通過 AT89C51 對GTM900C 進(jìn)行初始設(shè)置以及控制 GTM900C 的 AT 命令和如何對接收到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。程序在總體上分為以下兩個部分，第一部分是進(jìn)行 CPRS 連接的初始化設(shè)置，二是進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收以及發(fā)送。 連接的建立 在實(shí)驗(yàn)中，利用終端助手，實(shí)現(xiàn)將系統(tǒng)中的 GTM900C 連接到 Inter 和 GPRS 網(wǎng)絡(luò)的具體步驟如下所示： a） 使用單片機(jī)控制 GPRS 模塊上電，并等侯 GPRS 模塊的正常啟動。 b）通過使用單片機(jī) AT89C1 和 GTM900C 模塊連接在一起的的串口通信模塊，在上位機(jī)上通過串口通信助手向 GTM900C 模塊中寫入相應(yīng)的 AT 命令，對 GPRS 模塊 進(jìn)行相應(yīng)的初始化設(shè)置，使得 GPRS 模塊能夠成功的連接到 GPRS 網(wǎng)絡(luò)上，并能夠獲取到網(wǎng)絡(luò)運(yùn) 第 9 頁 共 20 頁 行商所分配的動態(tài) IP 地址，由此來完成與目的終端的連接建立。 下面介紹一下在 GPRS 模塊中，經(jīng)常使用的指令及其相應(yīng)的功能： AT+CSQ：查詢 GPRS 所連接的網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量； AT+CPIN?：查詢 GPRS 模塊中 SIM 卡是否已經(jīng)準(zhǔn)備好； AT+CGREG? ：查詢 GPRS 模塊是否已經(jīng)注冊成功； 通常使用以上三個指令來確認(rèn)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)和 GPRS 模塊的狀態(tài)。 AT+CGDCONT=1，“ IP”，“ CMNET”：設(shè)置 GPRS 模塊中的 APN 無線接入點(diǎn)； AT%ETCPIP=””，”” ：對 GPRS 模塊進(jìn)行 PPP 撥號； AT%ETCPIP? ：查詢獲得 GPRS 模塊的 IP 地址，以及 DNS 服務(wù)器地址； AT%IPSEND=””：使用 GPRS 模塊發(fā)送數(shù)據(jù)； AT%IPOPEN? ：查詢 GPRS 模塊的鏈路狀態(tài) AT%IPCLOSE ：關(guān)閉 GPRS 模塊的連接 數(shù)據(jù)處理 GPRS 網(wǎng)絡(luò)中的包在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和 GPRS 服務(wù)器之間的傳輸都是基于 IP 數(shù)據(jù)包的，但 IP 數(shù)據(jù)包不能夠通過明文進(jìn)行傳輸，因此應(yīng)該選用點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議進(jìn)行服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳 輸?shù)膶?shí)現(xiàn)是通過 GPRS 模塊和 Inter 網(wǎng)絡(luò)之間的透明傳輸來完成的。GTM900C 內(nèi)部嵌入了 TCP/IP 協(xié)議棧，所以用戶在控制模塊 AT89C51 單片機(jī)中編寫代碼程序時就不需要對 IP 協(xié)議相關(guān)的程序進(jìn)行編寫了，用戶可以直接使用 GTM900C 內(nèi)嵌的協(xié)議棧進(jìn)行傳遞數(shù)據(jù)。 主程序流程 主程序由子函數(shù)組成。系統(tǒng)的主程序流程大如下：首先對單片機(jī)中所用到的變量進(jìn)行初始化，一般情況下將相應(yīng)的變量設(shè)置為 0，同時，還要進(jìn)行單片機(jī)相應(yīng)單元的初始化配置，比如設(shè)定各個端口輸入輸出方向、設(shè)置各種中斷的優(yōu)先級別以及所有 用到的定時器計(jì)數(shù)器的初始化配置等，然后通過單片機(jī)控制 GTM900C 芯片的電源的通斷，以決定是否將其上電開啟，待開機(jī)成功后，通過一系列的代碼來查詢 GPRS 模塊的網(wǎng)絡(luò)是否已經(jīng)注冊成功，如果注冊成功，即可建立 GPRS 模塊與 PC 機(jī)服務(wù)器的連接，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和短信息處理，另外可以根據(jù)用戶的個性化需要發(fā)送具有一定格式的信息。 第 10 頁 共 20 頁 圖 4 主程序流程圖 第 11 頁 共 20 頁 結(jié)論 本文采用的是華為公司生產(chǎn)的一款雙頻段 EGSM900/GSM1800 的通信模 GTM900C，其中嵌入了 TCP/IP 協(xié)議，并且通過 8 位單片機(jī) AT89C51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對 GTM900C 的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn) GPRS 業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸。此系統(tǒng)的外圍電路較少，設(shè)計(jì)簡單，成本較低。通過標(biāo)準(zhǔn) RS232 串口和外部控制器連接，只需按照預(yù)先規(guī)定的協(xié)議就可互相通信，通用性較強(qiáng)。系統(tǒng)軟件均使用 C 語言編寫，稍加改動就可以在各種控制器上實(shí)現(xiàn)，可移植性也較強(qiáng)。 但是，基于 GPRS 的系統(tǒng)也有一定的缺點(diǎn)，例如，現(xiàn)在的 GPRS 網(wǎng)還不夠穩(wěn)定，有丟包的現(xiàn)象；主控制器要實(shí)現(xiàn) IP 協(xié)議，使用起來比較復(fù)雜；上位機(jī)基于互聯(lián)網(wǎng)的解決方案保密性較差等。上述問題經(jīng)過精細(xì)設(shè)計(jì)是可以避免和解決的，所以基于 GPRS 的設(shè)計(jì) 仍具有無可比擬的優(yōu)勢。 第 12 頁 共 20 頁 致謝 第 13 頁 共 20 頁 參考文獻(xiàn) [1] 周靜 . 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