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第2章GPRS无线收发模块的工作原理在无线通讯监控领域，对其他无线通讯方式而言，GPRS有着不可比拟的优势，基于GPRS 的无线数据采集监控系统是目前来说比较稳定、先进的无线监控系统，它具有周期短、数据传输速率快、监控覆盖范围广、通信费用低、通信服务质量安全可靠等特点。
本文研究的系统中，GPRS模块选用SIMCOM公司的SIM300，该模块内备TCP/IP协议栈，使用方便，而且集成了完整的射频电路和GSM的基带处理器，非常适合开发GSM/GPRS 的无线应用产品，如移动电话、无线数据传输业务、远程测量等，应用范围十分广泛。
2.1SIM300模块简介该设计中的GPRS采用SIM300通讯模块，此模块是一款体积小巧、即插即用、可工作于三个频段的GSM模块，它集成了电源电路、SIM卡电路、串口TTL/RS232电平转换电路；而且可以小尺寸和低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的高速传输；集成了PAP协议，可供PPP连接使用；内备强大的TCP/IP协议栈，可以直接利用它实现无线上网；支持包交换广播控制信道，无限制的辅助服务数据支持，使用起来方便，且可以大大缩短开发周期[11]。
此外，SIM300模块可与任何带有UART串行通信接口的控制器进行通信。
GPRS鉴于其优良性能，已成为多种无线应用的理想之选，可被应用到无线公话等WLL应用，车载应用、远程抄表、安全监测、遥控遥测等M2M 应用，以及手持通讯设备，无线网络终端等应用领域。
还可以通过HyperTerminal(超级终端)对其提供的AT指令进行交互操作。
SIM300模块的主要参数如下：使用9V单电源供电，可工作于EGSM900M, DCS1800M, PCS1900M三个频段，上行速率为85.6kbps，下行速率为42.8kbps，通过标准的UART接口进行通信，通信速率可设置为2.4kbps,4.8kbps,9.6kbps,14.4kbps等。
2.2SIM300模块的接口及功能SIM300模块既可与单片机通过UART串行接口进行通讯，也可与PC 机通过RS232相连进行通讯，但在选择与单片机还是PC机进行通讯前，需提前配置好SIM卡座旁的配置跳线。
GPRS的工作原理GPRS（General Packet Radio Service）是一种无线通信技术，它基于全球移动通信系统（GSM）标准，为移动设备提供了高速数据传输的能力。
GPRS的工作原理可以分为以下几个步骤：无线信号传输、封包传输、数据传输和网络接入。
1. 无线信号传输：GPRS使用无线电波进行通信，通过GSM网络中的基站传输无线信号。
当移动设备发送数据时，数据被转换为数字信号，并通过无线电波传输到最近的基站。
2. 封包传输：GPRS将数据分割成小的数据包，每个数据包都有独立的地址和控制信息。
这些数据包可以根据网络的需求进行动态分配，以提高网络的利用率。
每个数据包都带有错误检测和纠正的功能，以确保数据传输的可靠性。
3. 数据传输：一旦数据包被分割和封装，它们就会通过GPRS网络传输。
GPRS网络使用多个信道同时传输数据包，这种并行传输方式提高了数据传输的效率和速度。
数据包在传输过程中会经过多个基站和路由器，直到达到目标设备。
4. 网络接入：当数据包到达目标设备时，它们会被重新组装成完整的数据，并传递给目标设备。
目标设备可以是手机、平板电脑或其他支持GPRS技术的设备。
设备可以通过GPRS网络接入互联网，进行各种在线活动，如浏览网页、发送电子邮件等。
GPRS的工作原理可以通过以下示意图更直观地理解：[示意图]在实际应用中，GPRS可以实现高速数据传输和实时通信，为移动设备提供了广泛的功能和应用。
它已经成为现代移动通信的重要组成部分，被广泛应用于物联网、智能交通、移动支付等领域。
值得注意的是，GPRS的工作原理是基于GSM网络的，因此在使用GPRS之前，移动设备需要支持GSM网络，并与运营商建立连接。
此外，GPRS的速度和性能受到网络负载、信号强度和设备性能等多种因素的影响，因此在实际使用中可能存在一定的波动。
总结起来，GPRS的工作原理包括无线信号传输、封包传输、数据传输和网络接入。
它通过将数据分割成小的数据包，并通过GPRS网络进行传输，实现了高速数据传输和实时通信的功能。
gprs模块的工作原理GPRS（General Packet Radio Service）是一种移动通信技术，能够为移动设备提供快速的数据传输和连接服务。
GPRS模块是这种技术的重要组成部分，它允许设备通过无线网络实现网络连接。
本文将详细介绍GPRS模块的工作原理，包括GPRS技术的基础知识和模块的组成部分、电路原理以及通信协议等方面。
一、基础知识1、GPRS技术简介GPRS是基于GSM（Global System for Mobile Communications）网络的数据传输技术，它将移动通信与互联网相结合，提供了无线IP数据传输服务。
与GSM相比，GPRS的优点包括更高的速度、更低的延迟、更灵活的数据传输和更低的成本等方面。
GPRS技术的核心在于将数据分为数据包进行传输，而不是像传统的通信技术一样将数据以电路交换的方式进行传输。
2、GPRS的工作原理GPRS系统主要由三部分组成：无线终端设备（Mobile Station，MS）、GPRS支持节点（GPRS Support Node，GSN）和GPRS核心网络（GPRS Core Network）。
无线终端设备包括移动电话、笔记本电脑和其他移动设备，用于与GPRS网络进行通信；GPRS支持节点包括SGSN（Serving GPRS Support Node）和GGSN（Gateway GPRS Support Node），用于管理无线终端设备和处理GPRS数据传输；GPRS核心网络包括多个SGSN和GGSN，用于提供网络连接和数据传输服务。
GPRS数据传输主要分为两个阶段：数据包发送和数据包接收。
在数据包发送阶段，无线终端设备发送数据包到GPRS支持节点，GPRS支持节点将数据包传递给GPRS核心网络，最终到达目标设备；在数据包接收阶段，目标设备从核心网络中接收数据包，并将其传递给GPRS支持节点，最终到达无线终端设备。
GPRS支持节点通过GPRS链路控制协议（GPRS Tunneling Protocol，GTP）传输数据包，确保数据包的可靠性和安全性。
GPRS模块来电智能屏蔽的设计与实现摘要：通过基于AT指令的M22 GPRS模块，在VB6.0下利用MSComm 控件实现GPRS模块与计算机的串行通信，采用ADO对象模型访问数据库的方式，设计开发了来电智能屏蔽功能。
除备案数据内的来电外，其它来电一概自动挂断，实现对来电的过滤和屏蔽。
关键词：GPRS模块；MSComm控件；ADO对象模型；来电智能屏蔽0引言GPRS（General Packet Radio Service）是“通用分组无线业务”英文的缩写，以分组交换技术为基础，采用数据网络协议，将无线通信与Internet紧密结合。
GPRS使现有GSM网的数据业务突破了最高速率为9.6kbit/s的限制，最高数据速率可达171.2kbit/s。
GPRS作为一种高速、高效、经济的无线系统，具有接入范围广、传输速率高、接入时间短、提供实时在线功能、按流量计费等特点，适合于间断的、突发性的、少量的数据传输。
采用GPRS模块将计算机通过串行通信技术与GPRS无线通信网络建立连接，实现计算机与手机的通信，其组成原理如图1所示。
本文在Windows环境下，采用VB6.0中的MSComm控件实现M22 GPRS 模块与计算机的串行通信，采用ADO技术访问数据库，实现了来电智能屏蔽的功能。
图1基于GPRS网络的M22模块应用系统组成原理1串行通信技术在Windows环境下，串口与外部设备的通信可以利用VB提供的MSComm控件来完成，MSComm控件是Microsoft公司提供的简化Windows下串行通信编程的ActiveX控件，为应用程序提供了一种通过串行接口收发数据的简便方法。
1.1MSComm控件MSComm是一种串行通信控件，它提供了两种处理通信的方式：事件驱动方式和查询方式。
事件驱动通讯是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法，可以利用MSComm控件的OnComm事件捕获并处理通讯事件，OnComm事件还可以检查和处理通讯错误。
GPRS通信GPRS（General Packet Radio Service）是一种基于全球移动通信系统（GSM）的无线数据传输技术，它通过移动网络传输数据包，实现了高速的移动数据通信。
本文将介绍GPRS通信的基本原理和技术特点，并探讨其在现代通信领域的应用。
一、GPRS通信原理GPRS通信采用了分组交换的方式传输数据，与传统的电路交换方式不同，它将数据划分为小的数据包进行传输。
GPRS利用现有的 GSM网络架构，通过建立虚拟链路实现通信。
具体来说，GPRS使用了数据隧道和分组交换核心网来传输数据。
GPRS通信的基本流程如下：1.移动终端向GPRS网络发送数据请求。
2.GPRS链路控制器（GLC）收到请求后，为移动终端分配IP地址。
3.数据经由物理层和射频链路传输到基站控制器（BSC）。
4.BSC将数据转发至支持GPRS的核心网。
5.核心网通过GPRS服务节点（SGSN）将数据路由至目标网络。
6.目标网络将数据传输至目标终端。
二、GPRS通信的特点GPRS通信具有以下几个特点：1.高速传输：GPRS通过最大化利用网络资源，提供更高的数据传输速率。
它采用了分组交换的方式，可以根据网络负载动态地分配带宽，从而提高通信的效率。
2.实时性：GPRS通信可以实现实时的数据传输，适用于需要快速响应的应用场景。
例如，移动支付、物联网等应用可以通过GPRS实现实时的数据传输和交互。
3.全球覆盖：GPRS是基于GSM网络的通信技术，因此具备全球范围的覆盖能力。
只要存在GSM网络覆盖的地方，就可以使用GPRS进行通信。
4.灵活性：GPRS通信可以根据用户的需求灵活地配置和调整网络参数。
用户可以根据实际需求选择通信速率、连接方式等参数，从而满足不同应用的需求。
三、GPRS通信的应用GPRS通信在现代通信领域有着广泛的应用，涵盖了许多行业和领域。
以下是几个常见的应用场景：1. 物联网物联网是指通过互联网将各种物理设备连接起来，实现数据的传输和交互。
基于GPRS的无线通信模块的原理及设计
[摘要] 文章给出了一种利用gprs技术进行无线通信的模块原理及设计。
从而使传统的串口通讯扩展为gprs无线网络通讯,实现串口设备的快速无线联网。
[关键词] 无线通信模块gprsgsmrs232tcp/ip微控制器(mcu) 一、引言
如今通信技术、电子技术飞速进步,智能化建设不断发展,越来越多的设备都有了联网的需求。
并且有大量的数据需要即时传输,很多场合有线连接的方式已经不能满足人们的需要,而无线接入方式具有方便、快捷和廉价的特点。
弥补了有线方式的不足。
gprs网络以其覆盖面广泛,可持续利用和开发的优点,为无线接入产品提供了一个广阔的平台。
gprs(generalpacketradioservice),也叫通用分组无线业务,是在现有的gsm移动通信系统基础之上发展起来的一种移动分组数据业务。
gprs通过在gsm数字移动通信网络中引入分组交换功能实体,以支持采用分组方式进行的数据传输。
gprs系统可以看作是对原有的gsm电路交换系统进行的业务扩充,以满足用户利用移动终端接入internet或其它分组数据网络的需求。
如下内容给出了一种基gprs的无线通信模块的设计方案,该模块变传统的串口通讯为gprs无线接入。
实现串口设备的快速无线上网,可以方便地使采集设备与控制设备或计算机连接,完成数据的gsm网络的无线接入和internet传输。
为需要无线接入网络的设备
提供了一个解决方案。
二、模块工作原理
1.gprs网络原理
gsm—gprs通过在原gsm网络基础上增加一系列功能实体来实现对分组数据的传输。
新增功能实体和软件升级后的原gsm功能实体组成gsm-gprs网络,作为独立的网络实体完成gprs数据业务,原gsm网络则完成电路业务。
gprs网络与gsm原网络通过一系列的接口协议共同完成对移动台的移动性管理功能。
gprs新增如下功能实体:
服务gprs支持节点(sgsn.serving gprssupportnode)其功能为处理话务、路由寻址、手机移动性管理、鉴权和加密、计费和统计。
网关gprs支持节点(ggsn gatewaygprssupportnode ),其功能为gprs话务处理、与外部ip数据网络的接口、安全策略计费和统计。
此外还有点对多点数据服务中心等。
同时,对原有的一系列功能实体进行软件升级。
gprs的特点:可利用成熟的gsm网络平滑过渡投资小;灵活的计费方式可按流量时间服务等级等;与现有的gsm网络并存互不干扰;快速接入;利用ip与外部分组数据网互联。
2.无线通信模块工作原理
无线通信模块要与internet交互的数据先通过gprs模块与当地gsm基站中的gprs业务节点进行无线通信,并进入gprs网络。
然后通过gprs网关与internet进行数据交互。
三、模块的硬件设计
无线模块主要由微控制器(mcu)和gprs模块组成。
mcu选用意法半导体(st)公司的stm32系列微控制器中的stm32f103vet6。
gprs 模块选用skyworks公司的ztg20l,通过rs232串口与微控制器连接。
1.微控制器stm32f1o3vet6
意法半导体(st)公司的stm32系列32位闪存微控制器使用cortex—m3内核。
cortex—m3在系统结构上的增强。
让stm32受益无穷thumb-2指令集带来了更高的指令效率和更强的性能;通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器。
对中断事件的响应比以往更迅速,所有这些又都融入了业界领先的低耗水准。
stm32f103vet6的工作频率为72mhz。
片上集成了高速存储器(flash为512kb,sr am为64kb)和通过apb总线连接的丰富和增强的外设和i/o。
所有的设备都提供标准的通信接口(两个i2c接口,3个spi接口和5个usart接口)。
片上还带有两个l2位的adc、一个12位的双通道dac、11个16位计时器。
2.gprs模块ztg2o1
skyworks公司的ztg201采用skyworks的射频解决方案(rf),接收器灵敏度:-108dbm,支持cmux、支持sms收发和gprs同时在线,内置tcp/ip协议栈,能够满足gprs模块的要求。
四、模块的软件设计
1.模块协议体系结构
无线通信模块的协议体系结构
物理层:在对gprs模块进行参数设置后,微控制器利用at指令通过gprs模块拨号,at指令格式表示从串口发送的所有数据都发送给了gprs模块。
正确反馈及应答后,一条物理通道即gprs信道就在gprs模块和gprs网络之间建立起来。
数据链路层:ppp帧格式表示从串口发送的所有数据都透明的发送给了ggsn。
ppp协议将原始的gprs物理层连接改造成无差错的数据链路,模块将远程登录internet,并得到gprs网关分配的ip地址。
网络层:利用ip协议作为网络层协议,经过ip路由选择,可以实现模块与连在internet 的终端进行数据交换。
传输层:选择tcp作为传输层协议,为数据传输提供可靠的面向连接服务。
2.微控制器(mcu)主控程序
微控制器(mcu)主控程序主要向gprs模块发送at指令和等待gprs模块的反馈信息,从而完成对gprs模块的设置和测试以及gprs模块的拨号操作。
首先通过at指令接口函数测试gprs模块是否正常,进行必要的初始化设置;接着对接入的网络服务提供商进行连接信息配置:然后进行连接,若能收到对方返回的连接成功信号,mcu就发送一个链路控制协议(lcp)的请求帧,以进入ppp协议协商阶段,协商完成后,拨号就成功了。
此后,数据的发送和接收都是ppp帧,gprs工作模式进入无线连接状态,不再响应at命令,直到断开连接为止。
3.网络通信协议程序
网络通信协议主要是基于gprs通信ppp协议和精简tcp/ip协议应用程序。
ppp用于在串行链路上封装ip数据包,ip是internet
互连的基础,两者都是必须的。
tcp是网络数据运输层协议,具有较高可靠性和成熟的流量控制。
ppp协议:ppp协商过程是系统接入internet的关键,由于ppp协商属于request-answer的方式,即用户终端isp发起请求(request),isp按照请求内容作回应(answer)。
tcp/ip协议栈:模块tcp协议的所有操作都是基于socket套接字来完成,当需要建立一个新的连接时,初始化一个新的socket,连接成功则保存socket,否则释放socket。
请求、建立和关闭等过程的进行由套接字socket中的函数指针调用来实现。
五、总结
本文设计的基于stm32与gprs的无线通信模块、主要是通过mcu 与gprs模块进行通信。
通过gpr模块使嵌入式系统接人internet,从而进行网上数据交换。
目前这种技术被广泛的应用无线数据采集,远程监控等领域,具有较高的实际应用价值。
