基于gprs模块的应用设计(编辑修改稿)

基于gprs模块的应用设计(编辑修改稿)内容摘要：

的 IP 协议以及采用 IP 协议的 GPRS 本身。 DCCH DTCH DTCH DCCH UE Node B CRNC/SRNC 图 GPRS 协议栈 基于 GPRS 的 TCP/IP 协议 TCP/IP 是为协同操作计算机、分享网络资源的一套协议。 该协议成员包括 IP、 TCP、UDP 等。 TCP 确保数据的正确传送，如果对 于一个信息包来说，数量太大， TCP 则可将其分成若干组。 IP 被用来为信息包到达另一端寻找通道，每一个与网络相连接的工作站都有一个唯一的 IP 地址，该 IP 地址为一个 32 位数，它通常被写成四个十进制数字，每一个代表 8 位。 TCP/IP 是一个无连接协议，信息以分组方式进行传输，信息包的最大容量在初始化过程中得以商定。 如果信息超过其最大容量，则将被分成若干组分别传送。 信息包未得MACes/MACe PHY MACes EDCH FP TNL MACd MACe EDCHFP PHY TNL MACd 理工大学学士学位论文 11 以按顺序传送甚至丢失及再次转发的可能性是存在的，因此， TCP 必须将序号、信息来源和目的地通道数，以及其他信息添加进数据包中，被称为 TCP 包头。 接 收器端将利用该信息来监测数据包是否被正确的接收，从而加以整理。 要直接将信息包发送至正确的工作站，仅有 TCP 包头，是不允许的。 一个 IP 抱头必须被加在 TCP 抱头之上，源地址和目的地址被包括在 IP 包头里。 发送信息包至目的地，计算机将首先核对其自身的路由列表，如果目的地在自己的网络内，它将直接发送信息包。 否则，它将发送信息包至网关，每一个网关都有一个路由列表，信息包将通过几个单独的路由节点到达目的地址。 GPRS 网提供网络功能将 IP 信息包从移动用户点传送至外部网络。 GPRS 可以为 IP地址提供多重选择，包括公共地址、 专用地址以及客户代理地址。 指定 IP 地址选择权的 GPRS 机制被称为接入点域名（ APN）。 因为 IP 地址的整体供应受到限制，一个 GPRS 网络提供商通常使用专用的、可动态分配的地址，然而，公用网址选择可由专门的客户提供，专用网址则无法越过公共网进行操作。 为连接公共网络，专用网址被转换成公共网址。 该转换通过一个节点发生，该节点是专用的网络地址转换（ NAT）。 多重专用地址可被映射成一个公共地址，对于急于 IP 协议的应用，和有限网络一样，在无线网络中他们以相同的方式工作。 当 GPRS对话启动是，大多数服务提供商也将监控数据 的传输流量，如果在特定的一段时间内没有数据传输，其连接将被断开。 因为 TCP/IP 信息包是通过 GSM 网络传输的，所以，必须考虑 TCP/IP 协议栈的一些参数配置。 基于 GPRS 的 TCP 应当支持适当的窗口尺寸以利于优化端对端连接的宽带延迟，默认接受和发送缓冲器比例应当增加到容纳足够大的窗口，被衔接层支持的 IP数据包的最大值是最大传输单元（ MTU）。 在高误码率的连接上，较小的 MTU 尺寸增加了成功传输的机会，默认 IP 最大传输单元值为 576 字节。 一句链路条件和 ARQ 的配置，它有可能增加 MTU 大到一个较大的值，一个较大的 MTU 允许 TCP 更快的增加拥挤窗口。 对于急于 GPRS 的 TCP/IP 协议的设计，必须考虑这些。 GPRS 究竟是什么 GPRS 是通用分组无线业务（ General Packet Radio Service）的英文简称，是在现有的 GSM 系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。 GPRS 与现有的 GSM 语音系统最根本的区别是， GSM 是一种电路交换系统，而 GPRS 是一种分组交换系统。 因此，理工大学学士学位论文 12 GPRS 特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。 这一特点正适合大多数移动互联的 应用。 GPRS 有什么优点 相对原来的 GSM 的拨号方式的电路交换数据传送方式， GPRS 的分组交换技术，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。 实时在线 “实时在线”，即用户随时与网络保持联系。 举个例子，用户访问互联网时，手机就在无线信道上发送和接受数据，就算没有数据传送，手机还一直与网络保持联接，不但可以由用户侧发起数据传输，还可以从网络侧随时启动 push 类业务，不像普通拨号上网那样断线后还得重新拨号才能上网冲浪。 按量计费 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，没有数据流量传递时，用户即使挂在网上也是不收费的。 形象地讲：休眠发呆都是免费的。 快捷登录 GPRS 的用户一开机，就始终附着在 GPRS 网络上，每次使用时只需一个激活的过程，一般只需 1~3 秒的时间马上就能登录至互联网，而固定拨号方式接入互联网需要拨号、验证用户名密码、登录服务器等过程，至少需要 8~10 秒甚至更长的时间。 高速传输 GPRS 采用分组交换的技术，数据传输速率最高理论值能达 ，但实际速度受到编码的限制和手机终端的限制，可能会有所不 同。 电路交换数据业务，速率为每秒 比特，因此电路交换数据业务（简称 CSD）与 GPRS 的关系就像是 Modem 和、 56K 的 Modem 的区别一样。 自如切换 GPRS 还具有数据传输与话音传输可同时进行或切换进行的优势。 也就是说用户在用移动电话上网冲浪的同时，可以接收语音电话。 举个例子，原来的电话拨号上网，接入之后就不能再打电话，也不能接电话，而 GPRS 就类似于固定电话的 ISDN 的概念，电话上网两不误。 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“高速” 和“永远在线”的优点。 理工大学学士学位论文 13 中国移动发展 GPRS 的市场定位是什么 中国移动建设和发展 GPRS，最主要的目的就是要让中国移动的客户能够享受到最新的信息数据服务所带来的美好感受，为客户营造一种真正全新与时尚的个性化的数据网络新生活。 中国移动的 GPRS 服务将首先为高端商务人士和追求时尚、喜欢新技术的年轻新人类提供各种移动商务咨询、移动办公与移动娱乐等服务。 随着 “移动梦网”计划的进一步推行和实施，基于 GPRS 的应用也将越来越丰富，将为所有的移动电话客户提供生活、工作、学习等各方面全面的移动数据信息服务， 客户享受到的将是一个无论何时何地都若近在咫尺的个性时尚的移动数据空间。 G 先锋 — GPRS 对于用手机上网的用户来说，最让人讨厌的就是上网速度慢、经常掉线，不过随着中国移动先进的 GPRS 网络建设完成，全球通手机用户很快就不会再有这些麻烦了，而且下载文件的速率还会比现在提高近 10 倍。 GPRS 网络启动后，手机上网的计费方式还要从现在的按时间收费，改变成按下载字节计费。 新一代的 GPRS 网络，由于引进了数据通信技术、尤其是互联网技术，使数据传输速率大大提高，掉线率大大降低。 GPRS 是通用分组无线业 务（ General Packet Radio Service）的英文简称，是在现有的第二代移动通信 GSM 系统上发展出来的分组交换系统，提供端到端的、广域的无线IP 连接。 GPRS 是作为现有 GSM 网络向第三代移动通信演变的过渡技术，发展 GPRS技术十分经济，因为只须沿用现有的 GSM 网络来发展即可，虽然是介于第二代和第三代这间的一种网络技术（ 代），但是它在许多方面都具有显著的优势，也是目前国内最先进的商用网络技术。 GPRS 网络中，无线信道可以根据需要，自行进行分配，而在 CSD 环境下， WAP用户只能使用指 定的信道来传输数据，如果操作不结束，这条信道就会一直被占用。 例如，当 4 个用户同时上网时，就必须占用 4 个数据信道。 而 gprs 技术就不存在这个问题，可以在同一个信道中同时支持 4 个用户，而且不会对性能有任何大的影响。 如果流量过大，还会自动启用其它信道。 . 理工大学学士学位论文 14 3 GPRS 通信系统的整体设计方案 GPRS 通信系统的方案论证 方案：基于 GPRS 的数据传输（ GPRS 的通信系统） 移动通信和互联网的飞速发展使得人类自由通信的梦想接近实现，而这两者的结合也为传统产业的发展提供了新的机遇。 本文研究了 移动通信的最新数字通信技术 GPRS，并将该技术应用到传统的数据采集与监控系统中，两者的结合为移动数字通信的发展提供了良好的市场，也为数据采集与监控系统提出了一个新的实现方法。 本文采用理论与实践相结合的方法，在对 GPRS 技术和互联网主要通信协议 PPP，TCP/IP 协议进行深入研究的基础上，设计了一个通用 GPRS 数字传输模块。 该模块具有GPRS 网络和短信两种工作方式，并支持 TCP 和 UDP 两种通信协议，利用该 GPRS 数字传输模块实现了超声波流量计数据采集与监控系统。 该系统包括采集终端，通信服务器，数据库服务器以 及用户终端。 系统通信不忿采用 TCP 协议，各数据终端通过 GPRS数字传输模块与服务器建立连接，用户终端提供列表和图形等多种数据显示方式，独立的通信服务器和数据库服务器则为系统提供了足够的伸缩度。 本文讨论了 GPRS 和 PPP， TCP/IP 协议的工作原理，提出了一个通用数据采集与监控系统协议，实现了一个 GPRS 通信模块和超声波流量计数据模采集与监控系统。 这些内容可以为嵌入式 PPP， TCP/IP 协议的实现提供参考，并为终端分布广泛的数据采集与监控系统的设计和实现提供新思路。 随着第三代移动通信打的到来，移动数据通信 将具有更高的通信速率，更广泛的覆盖面积，使用移动通信技术的数据采集与监控将可以更快，更好的传输更多的数据，所以这种系统具有广阔的发展空间。 系统设计的原理： 系统采用华为公司的内部嵌有 TCP/IP 协议栈的 GPRS 通信模块 GTM900C 和STC89C51 单片机，二者的串口均支持 RS232 通信标准。 核心设计在于单片机与CTM900C 的连接和软件的编写。 STC89C51 单片机具有一个 USBRT（通用异步串行接口），其中一个与 CTM900C 模块相连，进行数据和 AT 命令的传输，另一个与终端芯片的串口相连，与终 端进行通信。 理工大学学士学位论文 15 GPRS 通信系统的硬件设计方案 系统采用华为公司的内部嵌有 TCP/IP 协议栈的 GPRS 通信模块 GTM900C 和STC89C51 单片机，二者的串口均支持 RS232 通信标准。 核心设计在于单片机与CTM900C 的连接和软件的编写。 STC89C51 单片机具有一个 USBRT（通用异步串行接口），其中一个与 CTM900C 模块相连，进行数据和 AT 命令的传输，另一个与终端芯片的串口相连，与终端进行通信， CTM900C 模块外部需要安装天线，如图 1 所示。 STC89C51 单片机控制 CTM900C 模块发送和接受数据，在软件中采用串行口的中断来实现收发数据和转发数据。 图 系统硬件框图 系统总体功能概述 利用单片机控制的 GPRS 通信网络，终端和主台的所有交换信息通过中国移动的数据通信服务中心，在移动的数据服务中心和供电局配电中心之间申请 VPN 专网，并在电力局配电中心建立中心主站，所有终端设备通过 GPRS 网络及移动数据中心连至该中心主站，实现终端和主站的实时在线连接。 该系统的主要功能：  全自动数据抄 收  故障信息主动上报 串行接口 控制模块 单片机 STC89C51 TCP/IP 协议处理 透明通道 GPRS 模块 PC 个人电脑 INTERNET 网络 移动基站 理工大学学士学位论文 16  实时巡检表计参数  自动电量平衡分析  及时发现表计被非法侵入及窃电行为 当然这个通信系统就会是这些方案实现的基础和核心。 现如今，这种基于单片机的 GPRS 通信系统大多都用在 单片机的用途和使用 单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。 概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。 它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。 同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时 代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑。