導語：GPRS網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：介紹了gprs無線數(shù)據(jù)通信的工作原理及應用GPRS技術進行無線通信的設計方案、軟硬件的實現(xiàn)。嵌入式GPRS無線通信技術為數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務提供了極大的便利，縮短了應用系統(tǒng)的開發(fā)周期，減小了開發(fā)難度和風險，具有很高的市場應用前景。

關鍵詞：GPRSCMS91-900/1800P89C669AT命令集TCP/IP嵌入式

目前的無線網(wǎng)絡有GSM、GPRS、CDMA2000三種，GSM屬于2G網(wǎng)絡，會被后兩者迅速替代，所以不考慮接入到GSM網(wǎng)。GPRS、CDMA2000采用的是2.5G網(wǎng)絡技術，是未來一段時間內中國國內將會普遍用到的。雖然說CDMA2000采用的是碼分多址技術，在理論上比GPRS更為先進，但是在實際情況下由于網(wǎng)絡條件等一些外來因素的影響，在國內表現(xiàn)并不如GPRS理想。所以還是考慮接入到GPRS網(wǎng)絡。

GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應用范圍相當廣泛，幾乎所有中低速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務都可以應用，如城市配電網(wǎng)絡自動化、自來水、煤氣管道自動化、商業(yè)POS機、INTERNET接入、個人信息、股票信息、金融、交通、公安等。除了支持傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應用，GPRS也可使無線終端支持B2B、B2C的電子商務和電子支付、股票交易、銀行轉帳等應用。GPRS同樣可以應用于公司內部網(wǎng)（INTRANET），基于IP的遠程LAN接入，使無線終端成為LAN的延伸。但是，普通的GPRS模塊在使用時有些局限性，它沒有內嵌TCP/IP協(xié)議棧，需要用戶提供TCP/IP的支持；就是說，需要在使用GPRS模塊的上位機單片機系統(tǒng)中嵌入TCP/IP，這是一個復雜而繁瑣的工作，有時甚至超過了應用本身的工作量?；谔峁┮环N簡便實用的GPRS通訊解決方案的需求，作者開發(fā)了嵌入式GPRS移動無線通信模塊，它內嵌了TCP/IP協(xié)議棧，簡化了接口設計，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)在用戶終端和服務器之間的透明傳輸，使用戶可以方便地應用GPRS技術實現(xiàn)遠程的無線數(shù)據(jù)傳輸。

一、GPRS無線通信技術

1．GPRS網(wǎng)絡的構成

GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分組無線業(yè)務的簡稱。GPRS是GSMPhase2.1規(guī)范實現(xiàn)的內容之一，能提供比現(xiàn)有GSM網(wǎng)9.6kbit/s更高的數(shù)據(jù)率。GPRS采用與GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結構、無線調制標準、跳頻規(guī)則以及相同的TDMA幀結構。因此，在GSM系統(tǒng)的基礎上構建GPRS系統(tǒng)時，GSM系統(tǒng)中的絕大部分部件都不需要作硬件改動，只需作軟件升級。

構成GPRS系統(tǒng)的方法是：

（1）在GSM系統(tǒng)中引入3個主要組件

①GPRS服務支持結點(SGSN,ServingGPRSSupportingNode)

②GPRS網(wǎng)關支持結點(GGSN,GatewayGPRSSupportNode)

③分組控制單元(PCU)

（2）對GSM的相關部件進行軟件升級。GPRS系統(tǒng)原理如圖1所示：

圖1GPRS系統(tǒng)原理圖

2．GPRS通信過程

在GSM基礎上增加網(wǎng)絡設備主要有：

PCU:通過對基站子系統(tǒng)（BSS）進行軟件升級，一種被稱為分組控制單元（PackageControlUnit，PCU）的新型GPRS實體將被用來處理數(shù)據(jù)業(yè)務量，并將數(shù)據(jù)業(yè)務量從GSM話音業(yè)務量中分離出來。PCU增加了分組功能，可控制無線鏈路，并允許用戶接入同一無線資源。

SGSN:GPRS業(yè)務支持節(jié)點（ServingGPRSSupportNode，SGSN）為用戶和GGSN提供分組路由和隧道等功能。GPRS分組從基站直接發(fā)送到SGSN節(jié)點，而不是通過移動交換中心MSC連接到語音網(wǎng)絡上。

GGSN:支持節(jié)點網(wǎng)關（GetwayGPRSSupportNode，GGSN是GPRS網(wǎng)絡連接其他網(wǎng)絡（如Internet）的關鍵設備；GGSN對接收自SGSN的分組數(shù)據(jù)進行相應的處理后，發(fā)送到目的網(wǎng)絡中,如Internet或X.25網(wǎng)絡；而來自Internet的標識有移動終端地址的IP包，由GGSN接收，再轉發(fā)到SGSN，繼而傳送到移動終端上。二、GPRS通信的硬件實現(xiàn)

上節(jié)講述的只是簡單數(shù)據(jù)流向的過程，而在實際通信中，數(shù)據(jù)處理是非常復雜的。系統(tǒng)設計需要象傳統(tǒng)網(wǎng)絡那樣進行分層考慮。進入GPRSmodem的數(shù)據(jù)必須包含各層網(wǎng)絡協(xié)議，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的加工、協(xié)議的加載都應由數(shù)據(jù)端完成。

借鑒數(shù)據(jù)端為PC的網(wǎng)絡通信OSI的七層標準，針對本系統(tǒng)數(shù)據(jù)端ARM控制的實際情況，系統(tǒng)完成的只需是一下四層網(wǎng)絡協(xié)議：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層和傳輸層。

為了避開與本系統(tǒng)無關的GPRS內部復雜的協(xié)議轉換和數(shù)據(jù)操作流程，本文把GPRS服務節(jié)點和網(wǎng)關節(jié)點等GPRS內部節(jié)點簡化抽象為GPRS網(wǎng)絡，把GPRS內部協(xié)議及INTERNET網(wǎng)關協(xié)議簡化抽象為GPRS網(wǎng)關協(xié)議。

整個系統(tǒng)的硬件框架如圖2所示。

圖2硬件框架圖

1．電源部分

電源部分是關系到CMS91和ARM能否正常工作的關鍵，選擇芯片必須非常注意。

本系統(tǒng)分別用LT1086CM-3.3、LM7805、LM317T穩(wěn)壓芯片給S3C44BOX芯片供電。通過一個線性電壓調整芯片SP1117-3.3給CMS91供電。

2．CMS91外圍模塊：將麥克風、耳機和揚聲器、SIM卡都接到相應的CMS91的引腳上去。

3．UART口：CMS91模塊和S3C44BOX的通信是通過UART1，PC和S3C44BOX的通信是通過UART0，中間的電平轉換芯片為MAX232。

4.天線選擇：強烈建議選用CELLON公司推薦的天線型號，一般天線是免費贈送的。

在該系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集端的數(shù)據(jù)來自用戶的設備需要通過GPRS傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，

三、GPRS通信的軟件實現(xiàn)

由于開發(fā)板與GPRS終端使用串口進行數(shù)據(jù)的交換和實現(xiàn)控制功能，所以該應用程序要實現(xiàn)短信的發(fā)送、接收、讀取、刪除等短信相關的管理功能，以及和語音服務有關的撥號、接聽等功能都需要通過串口來實現(xiàn)，因此，應用程序最重要的就是處理好兩個串口的數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

開機上電后，程序在主函數(shù)中運行，ARM和CMS91模塊分別進行初始化，ARM的初始化包括設置串口工作方式、波特率、并初始化變量參數(shù)和標志位。CMS91模塊初始化包括重新啟動、關閉回顯、選擇短信格式為PDU格式、開發(fā)串口中斷準備接收數(shù)據(jù)。

四、應用前景

嵌入式GPRS無線通信模塊借助于移動通信運營商的無線通信網(wǎng)絡，組成虛擬的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡來傳輸數(shù)據(jù)，具有網(wǎng)絡覆蓋范圍廣、傳輸可靠、擴容性好、組網(wǎng)靈活、建設周期快、運營成本低等優(yōu)點。系統(tǒng)的建設成本也極為低廉，中心站只添置一臺服務器和數(shù)據(jù)通信線路，終端添置一個嵌入式無線通訊模塊就能組建完整的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，另外，嵌入式GPRS無線通信模塊采用透明的數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉換，很適合用戶進行二次開發(fā)應用到不同的系統(tǒng)中。

參考文獻

[1]CMS91-900/1800GSM/GPRSModuleHardwareSpecificationVersion2.08April，2003ReferenceCMS91-900/1800.ST.Specmo

[2]CMS91-900/1800GSM/GPRSModuleAtCommandsSpecificationVersion2.18April，2003ReferenceCMS91-900/1800.ST.Spec_AT．

[3]s3c44box用戶手冊．