【文章內(nèi)容簡介】 主，D為差分，E為評估，N為數(shù)據(jù)無效其中校驗(yàn)值（*后面的字符）為$和*之間每個(gè)字符對應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)（包括逗號在內(nèi)）異或的結(jié)果。本課題的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的GPRS通信模塊采用了SIM300 GPRS模塊。GPRS （General Packet Radio Service）是通用分組無線業(yè)務(wù)的英文簡稱。GPRS網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)上增加GGSN (Gate GPRS Supporting Node，GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn))和SGSN (Serving GPRS Supporting Node，GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn))來實(shí)現(xiàn)的，使得用戶能夠在端到端分組方式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，同時(shí)兼容電路型數(shù)據(jù)和分組變換數(shù)據(jù)，它在技術(shù)上已非常成熟。目前中國移動(dòng)通訊公司的GPRS業(yè)務(wù)已非常成熟。(1)GPRS系統(tǒng)基本工作原理GPRS是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。與現(xiàn)有的GSM語音系統(tǒng)最根本的區(qū)別是，GSM是一種電路交換系統(tǒng)，而GPRS是一種分組交換系統(tǒng)。它特別適用于同斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸，這—特點(diǎn)正適合大多數(shù)移動(dòng)互聯(lián)的應(yīng)用。GPRS因?yàn)橐肓薙GSN和GGSN．其數(shù)據(jù)支持能力較之GSM網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)很多，在理想情況下，最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)172Kbs，因此GPRS技術(shù)正不斷受到青睞．GPRS系統(tǒng)采用無線分組交換技術(shù)，提供端到端、廣域的無線IP連接，通俗地講，GPRS是一項(xiàng)高速的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，方法是以“分組”的形式將信息分發(fā)到客戶手上。：（）網(wǎng)絡(luò)終端利用GPRS通信模塊通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與Internet的連接；GPRS通訊模塊與GSM基站通信，但與電路交換式數(shù)據(jù)呼叫不同的是：GPRS分組是從基站發(fā)送到SGSN，而不是連接到語音網(wǎng)絡(luò)上。SGSN與GGSN進(jìn)行通信：GGSN對分組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，再發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)。來自因特網(wǎng)標(biāo)識有移動(dòng)臺地址的IP包，由GGSN接收，再轉(zhuǎn)發(fā)到SGSN，繼而傳送到移動(dòng)臺上。SGSN是GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它與MSC處于網(wǎng)絡(luò)體系的同層。SGSN通過幀中繼與BTS相連，是GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與移動(dòng)臺之間的接口。SGSN的主要作用足記錄移動(dòng)臺的當(dāng)前位置信息，并且在移動(dòng)臺和GGSN之間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。GGSN通過基于IP協(xié)議的GPRS骨干網(wǎng)連接到SGSN，是連接GSM網(wǎng)絡(luò)和外部分組交換網(wǎng)（如因特網(wǎng)和局域網(wǎng)）的網(wǎng)關(guān)。GGSN主要是起網(wǎng)關(guān)作用，也將GGSN稱為GPRS路由器。GGSN可以把GSM網(wǎng)中的CPRS分組數(shù)據(jù)包進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠(yuǎn)端的TCP/。SGSN和GGSN利用GTP（GPRS隧道協(xié)議），實(shí)現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)傳輸。(2)GPRS的技術(shù)優(yōu)勢主要有以下幾個(gè)方面：資源利用率高。GPRS引入了分組交換的傳輸模式，使得原來采用電路交換模式的GSM傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生了根本性的變化，這在無線資源稀缺的情況下顯得尤為重要。按電路交換模式來說，在整個(gè)連接期內(nèi)，用戶無論是否傳送數(shù)據(jù)都將獨(dú)自占有無線信道。而對于分組交換模式，用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，這意味著多個(gè)用戶可高效率地共享同一無線信道，從而提高了資源的利用率。GPRS用戶的計(jì)費(fèi)以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，體現(xiàn)了“得到多少、支付多少”的原則。實(shí)際上，GPRS用戶的連接時(shí)間可能長達(dá)數(shù)小時(shí)，卻只需支付相對低廉的連接費(fèi)用。傳輸速率高。GPRS可提供高達(dá)115kbit/s的傳輸速率（最高值為171. 2kbit/s，不包括FEC）。這意味著通過便攜式電腦，GPRS用戶能和ISDN用戶一樣快速地上網(wǎng)瀏覽，同時(shí)也使一些對傳輸速率敏感的移動(dòng)多媒體應(yīng)用成為可能。接入時(shí)間短。分組交換接入時(shí)間縮短為少于1秒，能提供快速即時(shí)的連接，可大幅度提高一些事務(wù)（如信用卡核對、遠(yuǎn)程監(jiān)控等）的效率，并可使已有的Internet應(yīng)用（如Email、網(wǎng)頁瀏覽等）操作更加便捷、流暢。支持IP協(xié)議和X．25協(xié)議。GPRS支持因特網(wǎng)上應(yīng)用最廣泛的IP協(xié)議和X．25協(xié)議。且由于GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，使得GPRS能提供Internet和其它分組網(wǎng)絡(luò)的全球性無線接入。(3)系統(tǒng)中GPRS通信組網(wǎng)方式的選取雖然GPRS網(wǎng)絡(luò)使用IP協(xié)議，但是其IP地址是GPRS內(nèi)網(wǎng)地址，并且這個(gè)內(nèi)網(wǎng)IP地址大多是動(dòng)態(tài)分配的。目前GPRS主要組網(wǎng)方式有五種：公網(wǎng)固定IP方式。主機(jī)接入公網(wǎng)，即Internet網(wǎng)絡(luò)，具有固定lP地址。在這種方式下，先由終端機(jī)發(fā)起連接，終端機(jī)登錄GPRS后獲得IP地址，將這個(gè)IP地址發(fā)送給主機(jī)。由于終端機(jī)的lP地址是GPRS內(nèi)網(wǎng)的IP地址，所以要經(jīng)過（Network Address Transfer）服務(wù)器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，之后主機(jī)和終端機(jī)之間就可以通信。公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP方式，主機(jī)接入公用，但是其IP地址是動(dòng)態(tài)的。這種情況下，要借助于公同動(dòng)態(tài)DNS（域名解折服務(wù)囂）。監(jiān)控點(diǎn)先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器，再由DNS服務(wù)器找到主機(jī)公網(wǎng)動(dòng)態(tài)lP建立連接。GPRS專線方式，主機(jī)使用專線接入GPRS網(wǎng)絡(luò)，在這種方式下，主機(jī)具有GPRS內(nèi)網(wǎng)的固定lP地址，其通信過程和方式一的公網(wǎng)固定lP的組網(wǎng)相似。區(qū)別在于通信過程發(fā)生在GPRS同內(nèi)，和Internet公網(wǎng)無關(guān)。GPRS動(dòng)態(tài)lP方式，主機(jī)無線方式接入GPRS，連接GPRS內(nèi)網(wǎng)的DNS服務(wù)器，獲得GPRS內(nèi)網(wǎng)動(dòng)態(tài)lP地址。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端采用域名尋址。由DNS服務(wù)器找到主機(jī)動(dòng)態(tài)IP，以建立連接。綁定lP地址方式，主機(jī)無線方式接入GPRS網(wǎng)絡(luò)，其IP地址和SIM卡號綁定，此時(shí)的主機(jī)具有也GPRS內(nèi)網(wǎng)的靜態(tài)lP地址，其通信過程和方式三GPRS專線組同相似。在使用GPRS網(wǎng)絡(luò)組建監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，如果監(jiān)控中心服務(wù)器（或稱主機(jī)）和GPRS終端機(jī)都使用動(dòng)態(tài)IP地址，它們是無法通信的。由于GPRS的無線接入動(dòng)態(tài)IP方式比較容易，建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用較低，所以在監(jiān)控系統(tǒng)中盡量多地使用這種方式。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)多是由一臺服務(wù)器和多臺終端機(jī)組成的星型結(jié)構(gòu)，所以最合理的辦法是終端機(jī)使用無線按入動(dòng)態(tài)lP方式而服務(wù)器使用靜態(tài)lP地址。，實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器接入通過寬帶接入Internet。具有固定lP地址，在這種方式下，由遠(yuǎn)程監(jiān)控終端發(fā)起連接，登錄GPRS后獲得IP地址，同時(shí)主動(dòng)向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端建立面向連接(TCP)的通信機(jī)制，主機(jī)和終端機(jī)之間實(shí)現(xiàn)通信。主要考慮依托實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源建立可靠、穩(wěn)定的通信方式。（） 300 GPRS模塊SIM300是小體積即插即用模組中完善的四頻GSM/GPRS解決方案，使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)界面，使得具備GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz功能的SIM300C以小尺寸和低功耗實(shí)現(xiàn)語音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸。SIM1300的優(yōu)良性能讓它應(yīng)用于許多方面，例如WLL、M2M、手持設(shè)備等等。其基本特點(diǎn)：四頻850/900/1800/1900MHzGPRS （class 10）標(biāo)準(zhǔn)GPRS （class B）滿足GSM（2/2+）標(biāo)準(zhǔn)Class 4 （2W@850/900MHz）Class1（1W@1800/1900MHz）尺寸：40 mm x 33 mm x 重量：8g通過AT命令控制（，07 05和增強(qiáng)AT命令），低功耗。(ATCommands)AT 即Attention，AT指令集是從終端設(shè)備(Terminal Equipment，TE)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備(Data Terminal Equipment，DTE)向終端適配器(Terminal Adapter， TA)或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(Data Circuit Terminal Equipment，DCE)發(fā)送的。通過TA，TE發(fā)送AT指令來控制移動(dòng)臺(Mobile Station，MS)的功能，與GSM 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。用戶可以通過AT指令進(jìn)行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制。90年代初，AT指令僅被用于Modem操作。沒有控制移動(dòng)電話文本消息的先例，只開發(fā)了一種叫SMS BlockMode的協(xié)議，通過終端設(shè)備(TE)或電腦來完全控制。由Hayes公司發(fā)明，現(xiàn)在已成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)并被所有調(diào)制解調(diào)器制造商采用的一個(gè)調(diào)制解調(diào)器命令語言。每條命令以字母AT開頭，因而得名。AT后跟字母和數(shù)字表明具體的功能。幾年后，主要的移動(dòng)電話生產(chǎn)廠商諾基亞、愛立信、摩托羅拉和HP共同為GSM研制了一整套AT指令，其中就包括對SMS的控制。AT指令在此基礎(chǔ)上演化并被加入GSM07．05標(biāo)準(zhǔn)以及現(xiàn)在的GSM07．07標(biāo)準(zhǔn)，完全標(biāo)準(zhǔn)化和比較健全的標(biāo)準(zhǔn)。如：對SMS的控制共有3種實(shí)現(xiàn)途徑：最初的BlockMode；基于AT指令的TextMode；基于AT指令的PDUMode。到現(xiàn)在PDUMode已經(jīng)取代BlockMode，后者逐漸淡出。GSM模塊與計(jì)算機(jī)之間的通信協(xié)議是一些AT指令集，AT指令是以AT作首，字符結(jié)束的字符串，AT指令的響應(yīng)數(shù)據(jù)包在中。每個(gè)指令執(zhí)行成功與否都有相應(yīng)的返回。其他的一些非預(yù)期的信息(如有人撥號進(jìn)來、線路無信號等)，模塊將有對應(yīng)的一些信息提示，接收端可做相應(yīng)的處理。本課題設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中LCD液晶顯示模塊采用了LCD1602芯片。LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VO為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7~14腳：DO—D7為8位雙同數(shù)據(jù)線。第15~16腳：空腳。（）LCD1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是0l000001B（41H），顯不時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯不出來，我們就能看到字母“A”。（）LCD1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令。它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的，其中1為高電平、0為低電平：指令1：清顯示，指令碼O1H，光標(biāo)復(fù)位到地址OOH位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址OOH。指令3：光標(biāo)和顯不模式設(shè)置I/D：光標(biāo)移動(dòng)方同，高電平右移，低電平左移S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平有效，低電平則無效。指令4：顯示開關(guān)控制。D：控制整體顯示的丌與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示，C：制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示光標(biāo)B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令DL:高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線N:低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F：低電平時(shí)顯不5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯不5xl0的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號和光標(biāo)地址BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。3 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)需要根據(jù)GPS模塊的相關(guān)資料、LCD1602液晶的技術(shù)手冊結(jié)合AT89C51單片機(jī)技術(shù)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)。GPS模塊的輸出是串口輸出，，LCD1602液晶的RS、RW、，電源輸入電壓為5V。（）在Proteus中允許使用串口與物理實(shí)體器件模塊相連進(jìn)行模擬仿真，而在該電路設(shè)計(jì)模擬仿真中，用到了虛擬串口軟件VSPD（Virtual Serial Port Driver）。虛擬串口是計(jì)算機(jī)通過軟件模擬的串口，當(dāng)設(shè)計(jì)軟件使用到串口的時(shí)候，可以通過調(diào)用虛擬串口仿真模擬，以查看所設(shè)計(jì)的正確性。VSPD可以實(shí)現(xiàn)串口虛擬等相關(guān)功能。（）在該軟件中串口為成對出現(xiàn)，且軟件設(shè)置時(shí)將所設(shè)置的兩個(gè)虛擬串口對接，這樣就可實(shí)現(xiàn)發(fā)送與接收的監(jiān)視。在Windows系統(tǒng)下的設(shè)備管理器中可以看到（例如設(shè)置COM3和COM4）。（）。（）。（）在本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，要實(shí)現(xiàn)的功能包括：51單片機(jī)處理模塊系統(tǒng)初始化和串口接收中斷、LCD1602液晶的顯示驅(qū)動(dòng)、GPS定位信息的解碼分析處理、GPRS模塊的初始化和GPRS發(fā)送相關(guān)信息至監(jiān)控中心。（）在單片機(jī)處理模塊系統(tǒng)初始化中，除了相關(guān)變量、數(shù)組和I/O口的定義之外，最主要的是串口的初始化和相關(guān)中斷的開啟。在51單片機(jī)中，串行口控制寄存器SCON用于定義串行口的工作方式、進(jìn)行發(fā)送接受控制和監(jiān)控串行口的工作過程。在這里選擇工作方式1，波特率為9600，并對定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1進(jìn)行設(shè)置初始化。驅(qū)動(dòng)模塊將LCD1602液晶屏硬件相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)封裝起來，對外提供統(tǒng)一的接口函數(shù)。模塊實(shí)現(xiàn)的功能，有接口參數(shù)定義、清屏函數(shù)、顯示字符函數(shù)、液晶屏初始化函數(shù)。在程序中實(shí)現(xiàn)接口參數(shù)定義，使用LCD1602驅(qū)動(dòng)程序有很好的兼容性。51單片機(jī)有PPPP3四個(gè)接口，當(dāng)硬什電路因?yàn)樾枰淖兘涌跁r(shí)，我們只需要對接口參數(shù)進(jìn)行一些修改，而不須要對程序進(jìn)行修改。這樣在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，就極大減輕了程序修改工作量。接口參數(shù)定義代碼：sbit LCD_DB0=P2^7。sbit LCD_DB1=P2^6。sbit LCD_DB2=P2^5。sbit LCD_DB3=P2^4。sbit LCD_DB4=P2^3。sbit LCD_DB5