下载文档原格式
基于ARM9的GPRS网关设计与实现邹虹;彭国龙【期刊名称】《信息技术》【年(卷),期】2012(000)006【摘要】This paper puts forward the scheme gateway design based on ZigBee wireless sensor and mature GPRS/GSM agreement , the control chip of gateway is s3c2440A which made by Samsung, the ZigBee wireless RF modules using wireless dragon company production of chengduCC2530, and GPRS module uses EM310 which is the production of Huawei. Each module communicates with s3c2440A through a serial port , all of this make wireless gateways become reality.%提出了基于ZigBee无线传感网协议和成熟的GPRS/GSM协议网关设计方案,网关主控制芯片使用的是三星公司的s3c2440A芯片,ZigBee无线射频模块采用成都无线龙公司生产的CC2530,GPRS模块采用的是华为生产的EM310.各模块均通过串口与s3c2440A 进行数据通信,实现了真正意义上的实用的无线网关.【总页数】3页(P5-7)【作者】邹虹;彭国龙【作者单位】重庆邮电大学通信与信息学院,重庆400065;重庆邮电大学通信与信息学院,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】TP311【相关文献】1.基于ZigbeeGPRS物联网网关系统的设计与实现 [J], 王海永;谷守军2.基于ARM9的GPRS图像传输系统的设计与实现 [J], 刘良;赖万昌;黎明3.基于Zigbee/GPRS物联网网关系统的设计与实现 [J], 陈琦;韩冰;秦伟俊;皇甫伟4.基于ARM9的嵌入式GPRS的设计与实现 [J], 廖嘉;周兴斌5.基于ARM的GPRS数据远程传输网关的设计与实现 [J], 范天驰;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于arm9和gprs安防系统的研究与实现摘要安全问题一直是人们最为关注的话题，随着技术的发展，安防系统已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
本文主要研究了基于ARM9和GPRS的安防系统，通过对系统硬件组成、软件设计、数据传输等方面的分析，设计了一种基于ARM9和GPRS的安防系统，并完成了系统的实现和测试。
实测结果表明，该系统具有安全可靠、易操作等优点，可以为用户提供良好的安全保障。
关键词：ARM9；GPRS；安防系统；数据传输AbstractSecurity has always been a concern for people. With the development of technology, security systems have become an indispensable part of people's lives. This paper mainlystudies the security system based on ARM9 and GPRS. Through analysis of the hardware composition, software design, data transmission and other aspects of the system, a security system based on ARM9 and GPRS is designed, and the implementation and testing of the system are completed. The test results show that the system has the advantages of safety, reliability, and easy operation, which can provide users with good security protection.Keywords: ARM9; GPRS; security system; data transmission一、引言随着社会的不断发展和进步，人们对于安全问题的关注度也在逐渐提高。
基于ARM与GPRS的家庭智能控制系统的设计与实现李新春;赵双华【摘要】主要介绍了一种基于嵌入式系统的ARM-Linux平台及GPRS技术的家庭智能控制系统.采用ZigBee技术组建家庭无线网络,实现ARM控制器与各家庭智能模块的无线连接;户主通过手机利用GPRS网络对ARM控制器发送控制命令,ARM控制器通过ZigBee模块对各家庭智能模块进行无线控制,从而实现对整个家庭智能系统的远程控制.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2010(019)005【总页数】4页(P227-229,88)【关键词】家庭智能控制系统;ARM-Linux;GPRS;ZigBee【作者】李新春;赵双华【作者单位】辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁,葫芦岛,125105;辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁,葫芦岛,125105【正文语种】中文随着生活节奏的不断加快，人们希望即使在工作或外出时也能及时了解家中的情况并控制家中的各种设备。
各种无线通信技术的不断发展，使家庭智能系统的远程控制成为一种现实。
本文结合ARM9处理器功能强大、GPRS技术永远在线，接入范围广，功耗低以及 ZigBee无线组网技术等优点，设计实现了一种基于嵌入式系统的无线家庭智能控制系统。
1 系统体系结构及主要功能系统主要由家庭智能控制模块、图像处理单元、ARM中央控制平台、ZigBee无线传输、GPRS无线通信和以太网通信等部分组成，其体系结构如图 1 所示。
图1 系统体系结构其中家庭智能控制模块主要包括家电控制模块、窗帘控制模块、灯光控制模块及安防控制模块。
各控制模块通过ZigBee模块与ARM中央控制平台实现无线连接，组成一个星型家庭无线智能控制网络。
同时ARM中央控制平台连接一个USB摄像头，实现对家庭环境的实时监视。
ARM控制器通过GPRS和以太网实现与外部远程连接。
即使出门在外，也可以实现对家庭智能系统的远程控制。
基于ARM的嵌入式GPRS通讯系统的设计与实现嵌入式GPRS通讯系统是一种集成了ARM处理器、GPRS通讯模块以及相关外围设备的设备，用于实现远程数据传输和通信。
在现代工业自动化、智能家居、智能交通等领域，嵌入式GPRS通讯系统被广泛应用。
本文将介绍基于ARM的嵌入式GPRS通讯系统的设计与实现。
一、系统结构设计基于ARM的嵌入式GPRS通讯系统主要由以下模块组成：ARM处理器、GPRS模块、外围设备接口、电源管理模块等。
ARM处理器作为核心控制单元，负责系统的整体控制和数据处理。
GPRS模块用于实现数据传输和通讯功能，通过SIM卡进行联网。
外围设备接口用于连接传感器、执行器等外部设备，完成与外界的数据交互。
电源管理模块用于对系统电源进行管理和监控。
二、功能设计1.数据采集：系统通过外围设备接口连接各种传感器，实现对环境参数、物体状态等信息的采集。
2.数据处理：ARM处理器对采集到的数据进行处理和分析，生成相应的控制指令。
3.数据传输：GPRS模块负责将处理后的数据通过GPRS网络传输到远程服务器或云平台。
4.远程控制：系统可以接收到远程服务器或用户手机发来的控制指令，实现对外围设备的远程控制。
5.系统管理：系统具有远程升级、远程故障诊断、电源管理等功能，保证系统的稳定运行。
三、软件设计系统软件主要包括嵌入式操作系统、数据处理算法、通讯协议、用户界面等。
嵌入式操作系统提供系统的稳定性和实时性，如FreeRTOS、uC/OS等。
数据处理算法负责对采集到的数据进行处理和分析，生成控制指令。
通讯协议用于实现系统与远程服务器或用户的通讯，如TCP/IP、HTTP等。
用户界面可以是Web界面、手机APP等，提供用户友好的操作界面。
四、硬件设计系统硬件设计需要选择性能适中、功耗低、体积小的ARM处理器，如STM32系列、NXP系列等。
GPRS模块选择支持GSM/GPRS网络的通讯模块，如SIM800、SIM900等。
基于ARM的GPRS数据远程传输网关的设计与实现范天驰（辽宁省广播电视中心发射台）【摘要】本文介绍了一种基于ARM的GPRS数据远程传输网关设计与实现，采用ARM Cortex-M3系列STM32F103控制GPRS接入INTERNET网络，实现数据的无线远程传输功能。
本文详细的描述了系统的硬件构成，μC/OS-II 操作系统的移植，PPP点对点协议的实现。
【关键词】Cortex-M3；STM32F103；μC/OS-II ；PPP点对点协议；数据远程传输一、引言在日常电视信号发射工作中，监控部门需要实施远程信号的监控，而在播出事故中，发射机出现的问题占多数，所以除了信号的监控，对于发射机的数据采集也是尤为重要的，尤其是对一些偏远或是环境恶劣的地方台站。
为了及时准确地获取数据，要求将采集的发射机数据传输到远程计算机上，再对数据进行处理和分析，以便掌握事故产生的主要原因。
本设计通过GPRS来实现无线远程的数据传输。
GPRS（General Packet Radio Service）为通用分组无线业务的简称，是欧洲电信协会GSM系统中有关分组数据所规定的标准，提供端到端的、广域的无线IP连接。
GPRS充分利用共享无线信道，采用IP Over PPP实现数据终端的高速、远程接入。
作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术（2.5G），GPRS在许多方面都具有显著的优势。
GPRS技术具有以下特点：（1）可充分利用现有资源—中国移动全国范围的电信网络GSM，方便、快速、低建设成本地为用户数据终端提供远程接入网络的部署；（2）传输速率高，GPRS数据传输速度可达到57.6Kbps，最高可达到115kbps～170kbps，完全可以满足用户应用的需求，下一代GPRS业务的速度可以达到384Kbit/s；（3）接入时间短，GPRS接入等待时间短，可快速建立连接，平均为两秒；（4）提供实时在线功能 “alwaysonline”，用户将始终处于连线和在线状态，这将使访问服务变得非常简单、快速；（5）按流量计费，GPRS用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，用户可以一直在线，按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，用户即使挂在网上也是不收费的。
基于ARM9的智能家居网关的设计摘要:随着3G通信技术的发展和物联网时代的来临,智能家居的发展迎来了全新的机遇。
本文提出了一种基于ARM9的嵌入式智能家居网关的解决方案,以满足智能家居系统的个性化需求,解决家居空间物理世界与数字世界信息融合问题,具有一定的实践指导意义和广泛的应用前景。
关键词:智能家居网关ARM9 ZigBee 数据融合智能家居的开发与建设是物联网产业的一个重要组成部分,随着3G网络的普及和无线传感器网络在家居空间的应用,使得家居环境中信息共享、环境感知逐渐成为现实。
智能家居系统的核心设备是智能家居网关,通过它可实现智能家居系统的信息采集、集中控制、远程控制、联动控制等功能。
基于此本文研究提出了一种融合GPRS/3G 技术和ZigBee技术的嵌入式智能家居网关设计方案。
1 智能家居系统的整体设计方案本文设计的智能家居系统由家庭内部网、智能家居网关和远程接入网三部分构成。
用户可通过家居系统随时了解室内的温感、烟感等环境参数并对家居设备控制,通过安防系统实时监控家庭安全和智能预警等。
家庭内部网络主要包括家居系统、安防系统、影音系统和资源共享等功能子系统。
家庭内部网的构建采用具有低功耗、低成本、容量大、安全性高、抗干扰性能强的ZigBee技术。
ZigBee节点具有自动组网的能力,无需人工干预,网络节点能够感知其他节点的存在,节点发生故障时,网络能够自我修复,并对网络拓扑结构进行相应地调整保证整个系统仍然能正常工作。
本文采用TI_CC2430芯片作为家庭内部网的通信方案。
ZigBee网络的子节点可以是温、湿度和光照等采集传感器,也可以是可控制自动窗帘、室内照明和门禁等执行设备。
智能家居系统的“大脑”是智能家居网关,它既要具有数据信息采集功能,又需要具有数据分析处理的能力,实现对家庭网络设备的智能化统一管理。
网关也是家庭内部网和Internet的唯一网络设备,是家庭内部网和远程接入网的连接桥梁。
湖南文理学院芙蓉学院课程设计报告课程名称：嵌入式系统课程设计专业班级：自动化1001班学号：40学生姓名：李志航指导教师：李建英完成时间：2013年7月 1 日报告成绩：芙蓉学院教学工作部制摘要本文介绍了基于S3C2410的GPRS通信系统的设计与实现，包括硬件模块程序设计以及系统软件设计。
硬件模块程序包括ADC、键盘、LCD、UART、GPRS等各功能模块控制程序的设计；系统软件包括数据采集子系统、数据中心子系统软件系统的设计，其中详细介绍了系统的数据流图分析、程序结构设计过程。
本文还简单介绍了GPRS传输控制协议、SMS编解码过程。
最后还简单介绍了本系统的系统测试方法、测试过程以及测试结果。
关键词：S3C2410, GPRS, SMSAbstractThis article mainly introduces the design and implement of the GPRS communication system depend on S3C2410, including the design of program on each module, the system software design. The each module’s program include ADC,Key-Board, LCD, UART,GPRS, and so on. The system software includesSoftware-System of the data acquisition subsystem and the data central subsystem. This article also simply introduce the GPRS transmission control protocol, the procedure of encode & decode of SMS and so no. Finally, The article also simply introduced this system's system test method, the test procedure as well as the test result.Key words：S3C2410, GPRS, SMS目录一绪论 01.1.1 Embest EDUKIT-III开发板 01.1.2 µVision3集成开发环境 01.2 系统网络结构与规程简介 (1)1.2.1 GPRS网络结构 (1)1.2.2 GPRS协议栈 (2)21.3.1 PPP数据帧的编码与解码 (2)1.3.2 SMS数据包编码与解码 (3)二硬件平台简单说明 (5)2.1 硬件系统结构图 (5)2.2 系统电路原理图 (5)三各模块程序设计 (6)63.2 LCD显示控制程序 (6)3.3 键盘控制程序 (7)3.4 ADC数据采集控制程序 (7)四系统软件设计 (8)84.1.1 数据采集子系统数据流图分析 (9)4.1.2 数据中心子系统数据流图分析 (10)124.2.1 数据采集子系统程序结构设计 (12)4.2.2 数据中心子系统程序结构设计 (14)五系统测试 (16)165.2 数据中心子系统系统测试 (17)六结论 (20)七致谢 (21)八参考文献 (22)九附录 (23)题目名基于ARM和GPRS的无线数据通信系统设计一绪论随着网络应用的迅速普及，消费电子、计算机、通信一体化趋势日趋明显，嵌入式系统已成为研究与应用的热点。
随着科技的发展，人类生活节奏的加快，信息在生活中的地位日益重要，如何方便快捷并及时有效地获取信息成为现代信息处理中的关键问题。
在这种需求下，中国移动GPRS业务及时地投人运营，无线数据通信的应用越来越广泛。
相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式.GPRS是分组交换技术，具有实时在线、按量计费、快捷登录，高速传输、自如切换的优点。
GPRS采用分组交换的技术，数据传输速率最高理论值能达171.2 kb/s。
电路交换数据业务速率为9.6 kb/s，因此GPRS在传输速度方面具有无与伦比的优势。
更由于其本身就是一个分组数据网，支持TCP/IP协议，无需经过PSTN等网络的转接，可直接与Internet 网络连接，因此GPRS在信息处理方面的优势是不可比拟的。
为了满足GPRS数据终端的低成本、小型化和移动灵活等要求，采用ARM9芯片S3c2410a对GPRS数据终端进行控制。
本文在S3C2410a中移植的是Linux 操作系统，通过Linux操作系统可方便快捷地进行数据的传输和网络终端的控制；同时改善了系统性能，提高了系统可靠性，并使系统的扩展和开发性能进一步得到提高。
1 GPRS技术1.1 GPRS工作原理GPRS的英文全称是General Packet Radio Service，译作“通用分组无线服务”，它是利用“包交换”(Packet-Switched)的概念发展起来的一套无线传输方式。
所谓“包交换”就是将Data封装成许多独立的封包，再将这些封包一一传送出去，形式上有点类似邮局中的寄包裹。
其作用在于只有当有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对广大用户来说是较合理的计费方式，因为像Interact这类的数据传输大多数的时间频宽是闲置的。
GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的，在现有的GSM网络中需增加一些节点，如GGSN(Gateway GPRS Supporting Node，GPBS网关支持节点)和SGS(Serving GSN，GPRS服务支持节点)，GSN是GPRS网络中最重要的网络节点。
文章编号:1009－2552(2012)06－0005－03中图分类号:TP311文献标识码:A基于ARM9的GPRS网关设计与实现邹虹，彭国龙(重庆邮电大学通信与信息学院，重庆400065)摘要:提出了基于ZigBee无线传感网协议和成熟的GPRS/GSM协议网关设计方案，网关主控制芯片使用的是三星公司的s3c2440A芯片，ZigBee无线射频模块采用成都无线龙公司生产的CC2530，GPRS模块采用的是华为生产的EM310。
各模块均通过串口与s3c2440A进行数据通信，实现了真正意义上的实用的无线网关。
关键词:ARM9;GPRS;串口通信;协议转换;ZigBee;Linux操作系统Design and implementation of ARM9gateway based on GPRSZOU Hong，PENG Guo-long(School of Telecommunications and Information，Chongqing University of Posts and Telecommunications，Chongqing400065，China)Abstract:This paper puts forward the scheme gateway design based on ZigBee wireless sensor and mature GPRS/GSM agreement，the control chip of gateway is s3c2440A which made by Samsung，the ZigBee wireless RF modules using wireless dragon company production of chengdu CC2530，and GPRS module uses EM310which is the production of Huawei．Each module communicates with s3c2440A through a serial port，all of this make wireless gateways become reality．Key words:ARM9;GPRS;serial communication;protocol conversion;ZigBee;Linux operation system0引言随着科技的发展和进步，人们越来越向往自动化的生活，也希望掌握控制更多的信息，因此无线传感器网络应运而生，无线传感器网络(Wireless Sen-sor Network，WSN)是各种传感器节点通过无线传输协议组网，进行信息的采集，然后经过网关和其他网络进行数据交换，接收通过其他网络发来的控制信息。
传感器、感知对象和无线协议构成了无线传感器网络的三个要素。
其中无线协议包括蓝牙、红外和WiFi、IEEE802．1．11b、ZigBee等，和其他协议的功耗大、复杂度高、以及节点个数少、扩展能力少的特点相比，ZigBee协议是无线传感网未来的发展方向，它的能量持续时间达1年以上，节点个数可以到64000个，可扩展，传输速率最高可达到250kb/s，而且它的三个通信频段 2.4GHz、915MHz和868MHz都可免费使用。
如何将传感器网络采集到的信息共享到已有的基础网络设施中(Internet、GPRS等)，如何通过这些网络接口来控制传感器节点，从而达到达到网络无处不在，控制无所不能。
这已经成为各大高校和研究所的一个重要研究课题，也是国家三网融合的主要内容之一，本文就具体的解决方案作一个简要介绍。
1系统概述本文介绍的是ZigBee网络和GPRS网络互相通信以及通过GPRS网关来控制传感器节点的方案，ARM9网关成为两者的连接点，分别通过串口0和串口1连接射频模块CC2530和GPRS，通过串口发送AT控制命令给GPRS模块，运用嵌入式Linux操收稿日期:2011－12－31基金项目:国家自然科学基金支持项目(61171190)作者简介:邹虹(1970－)，女，副教授，硕士生导师，研究方向为移动通信和无线传感器网络。
—5—作系统调度各模块功能，能定时的检测各端口有没有数据发送，网关不但起到协议转换器的功能，还起到对有大量数据通信时进行数据存储和处理。
2硬件设计该系统控制器采用的三星公司生产的s3c2440A芯片，基于ARM920t内核，采用5级流水线，主频400MHz，最高533MHz，外部资源丰富，64M 的SDRAM以及256M/1GB NAND Flash(掉电非易失性)，三个UART接口，系统时钟12M晶振。
GPRS(General Packet Radio Service通信分组无线服务)是一种移动数据业务，也可以说是GSM的延续，该模块采用华为的EM310，集成了天线、串口线、电源模块以及标准的SIM卡接口(最大串口速率可达115200bit/s)，能完成短信收发、语音、GPRS上网、数据传输等功能。
CC2530芯片由美国Ti公司生产，集成了51单片机内核，本文使用的是成都无线龙公司集成该芯片制作成的C51RF－CC2530－PK开发板，能满足IEEE802．15．4标准和ZigBee2007/PRO技术标准的无线网络技术设计的开发，包括2个UART、14位ADC和21个通用GPIO，4个定时器，18个中断源等等。
除了封装更小，CC2530－PK改进了RF输出功率、灵敏度、选择性，且一般会提供一个超越上一代CC2430的重要的性能改进。
为了更好地理解硬件系统的设计和结构，系统的主要框架图如图1所示。
动以及其他文字设备驱动，这里主要编写的是UART 串口驱动。
3．2ZigBee 协议与GPRS 协议的转换固化在CC2530里的ZigBee 协议软件包括硬件抽象层(HAL )，应用库(CUL )和系统主程序。
华为的EM310模块虽然是GPRS 主体模块，但内嵌了TCP /IP 协议，所以协议转换过程实质上是ZigBee 协议与GPRS 协议的转换，系统框架和软件设计如图2所示。
简单的ZigBee 协议数据包结构如表1所示，其中内容包括有目的地址域(目的设备MAC 层的IEEE802．15．4的网络地址)、源地址域(发送帧的可变长帧控制域目的地址源地址广播地址域广播序列号路由域帧载荷帧首部有效载荷ZigBee 协议与GPRS 协议的转换是进行在应用层之上的，因此会涉及到底层的物理层和MAC 层以及网络层，现在给出两者协议转换的原理图如图3所示。
ZigBee 数据报文6B23B 8B 7B 可变长2B PHYMACZigBee NWKZigBee APS有效载荷FCS2BPHYMACIPUDP有效载荷CRC图3数据包发送格式的比较软件的设计部分将生成的可执行文件通过Jlink 下载到开发板就能启动系统了。
4结束语该GPRS 网关能够通过手机发送短信来控制远程传感器节点，实现远程无线遥控;可利用在各种场合，比如城市交通灯的控制、农田供水系统的控制、智能家居家电控制等。
通过GPRS 上网还可以在Internet 上控制传感节点，不过本文没有涉及到CGI (通用网关接口)编程，所以还不能通过网页来对节点进行控制，本网关的功能还不完善，有很多地方有待改进。
参考文献:［1］Wang Zhigang ，Liu Lichuan ，Zhou MengChu ，et al．A position-basedclustering technique for Adhoc Intervehicle Communication ［J ］．［2］Lin C ，Gerla M．Adaptive Clustering for Mobile Wimless Networks［J ］．IEEE Joumal on Selected Areas in Commu nications ，1997，15(7):1265－1275．［3］胡敬，尹岗．ZigBee 无线网关设计［J ］．电子测量技术，2008，31(1)．［4］石为人，张杰．无线传感器网络嵌入式网关的设计与实现［J ］．计算机应用，2006，26(11):2525－2529．［5］胡鸿豪，林程．基于S3C2410的ZigBee 无线传感器网络网关的设计［J ］．大众科技，2008(12):67－68．责任编辑:櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀刘新影(上接第4页)［8］Li Zhuo ，Zou Weixia ，Li Bin ，et al．Analysis on Coexistence of UltraWideband with OFDM-Based Communication Systems ［J ］．IEEE Tran-sactions on Electromagnetic Compatibility ，2011，53(3):823－830．［9］Andrea Giorgetti ，Marco Chiani ，Moe Z Win．The Effect of NarrowbandInterference on Wideband Wireless Communication Systems ［J ］．IEEE Transactions on Communications ，2005，53(12):2139－2149．［10］Jia Hui ，Miao Qingyu ，Yin Changchuan．Performance analysis ofcoexistence between LTE －TDD and TD －SCDMA ［C ］．IEEE In-ternational Conference on Communications Technology and Applica-tions ，2009，303－307．［11］3GPP TR 25．952［Z ］．TDD Base Station Classification．v5．1．0．［12］3GPP TR 25．942［Z ］．Radio Frequency (RF )system scenarios ，v6．0．0．责任编辑:肖滨—7—。
