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1、GPRS模块概述,典型无线传输技术应用课程教学资源,GPRS模块分类,学习情境内容,GPRS模块分类,常见的GPRS模块分成3种：,（1）GPRS DTU（GPRS数传单元，常称GPRS透传模块） （2）GPRS/GSM modem （这是一种纯的GPRS/GSM调制解调器，常称为GPRS猫） （3）包含tcp/ip协议栈的GPRS modem （其将GPRS/GSM modem 和tcp/ip协议栈封装在一起，内部有cpu，flash，ram，控制单元等硬件，和dtu功能类似）,GPRS DTU,GPRS DTU 内部封装了完善的TCP/IP等协议栈，可为无线传输传输提供透明的TCP/IP通
2、道。主要应用于工业领域，而GPRS modem通常要完成类似的功能必须借助于PC机的软件和硬件资源，如CPU、Memory和TCP/IP协议栈等，所以我们经常可以看到PC接一个无线的Modem来连接到外部的数据网。,GPRS DTU,采用了GPRS的微控制器系统可以实现无线数传输领域的复杂应用，在远程抄表、工业控制、遥感测、智能交通领域都得到了广泛的应用. 采用GPRS进行无线传输仍然存在一些问题需要更好地解决，比如传输的可靠性问题、传输速率等，目前GPRS的理论带宽是171.2Kbps，实际应用带宽在40Kbps左右。,GPRS无线设备与外部数据网连接,使用GPRS无线设备做数传的时候，在连
3、接到外部数据网时通常有两种方法： ( I ).拨号上网 ( II ).指定Server的IP地址、Port端口号，使用特定的AT指令来连接到外部的数据网，也即internet,GPRS无线设备与外部数据网连接,两种方式各有特点：拨号上网的方式采用的是外部的协议栈，需要用户自己来实现PPP、TCP、UDP等协议栈，而第二种方式则采用模块自带的协议栈，用户的底层应用程序不需要实现上述较为复杂的协议栈。所以，早期的GPRS无线模块多不带协议栈，常用第一种方式做数传。而自身带有通讯协议栈的GPRS模块多采用第二种方式。,三种类型模块比较,GPRS DTU全称GPRS数据终端单元，在软件设计上，它封装了
4、协议栈内容并且具有嵌入式操作系统，硬件上可看作是嵌入式PC加无线接入部分的结合, 用于串口数据可靠传输； GPRS MODEM是接入GPRS分组网络的一个物理通道，它本身不具有操作系统，必须依附于计算机（在功能类似与有线MODEM），在计算机操作系统之上才能进行PPP拨号连接，通常是与PC结合使用,实现拨号上网。 从某种角度来说，GPRS DTU是嵌入式PC与GPRS MODEM的结合。,GPRS DTU和GPRS MODEM区别,三种类型模块比较,在工作方式上,GPRS DTU于GPRS MODEM的最大区别就是GPRS DTU内部CPU在主动进行控制拨号和处理TCP/IP协议包.而GPRS
5、 MODEM则是被动的,需要外部设备来进行拨号和进行TCP/IP协议包处理.,GPRS DTU和GPRS MODEM区别,三种类型模块比较,TCP/IP协议栈的GPRS modem在操作上还和普通的GPRS modem很相似，即：所有对模块的操作只能用AT命令，尤其是发送和接收数据都要通过专用的AT命令。 对于带TCP/IP协议栈的GPRS modem它们都有自己的一套专用的TCP/IP AT命令，所有使用它要看对应的AT命令手册，在使用前，需要在mini com等类似串口操作工具上测试，模块的好坏。,GPRS DTU和带TCP/IP协议栈GPRS MODEM区别,GPRS DTU的核心功能,
6、1、内部集成TCP/IP协议栈 GPRS DTU内部封装了PPP拨号协议以及TCP/IP协议栈并且具有嵌入式操作系统，从硬件上，它可看作是嵌入式PC与无线GPRS MODEM的结合；它具备GPRS拨号上网以及TCP/IP数据通信的功能。,GPRS DTU的核心功能,2、提供串口数据双向转换功能 GPRS DTU提供了串行通信接口，包括RS232、RS485、RS422等都属于常用的串行通信方式，而且GPRS DTU在设计上大都将串口数据设计成“透明转换”的方式，也就是说GPRS DTU可以将串口上的原始数据转换成TCP/IP数据包进行传送，而不需要改变原有的数据通信内容。因此，GPRS DTU
7、可以和各种使用串口通信的用户设备进行连接，而且不需要对用户设备作改动。,GPRS DTU的核心功能,3、支持自动心跳，保持永久在线 GPRS通信网络的优点之一就是支持GPRS终端设备永久在线，因此典型的GPRS DTU在设计上都支持永久在线功能，这就要求DTU包含了上电自动拨号、采用心跳包保持永久在线（当长时间没有数据通信时，移动网关将断开DTU与中心的连接，心跳包就是DTU与数据中心在连接被断开之前发送一个小数据包，以保持连接不被断开）、支持断线自动重连、自动重拨号等特点。,GPRS DTU的核心功能,4、支持参数配置，永久保存 GPRS DTU作为一种通信设备，其应用场合十分广泛。在不同的
8、应用中，数据中心的IP地址及端口号，串口的波特率等都是不同的。因此，GPRS DTU都应支持参数配置，并且将配置好的参数保存内部的永久存储器件内（一般为FLASH或EEPROM等）。一旦上电，就自动按照设置好的参数进行工作。,GPRS DTU的扩展功能,较为专业的GPRS DTU还提供一些扩展功能，主要包括：支持数据中心域名解析、支持远程参数配置/远程固件升级、支持远程短信/电话唤醒、支持本地串口固件升级、提供短信通道、提供DTU在线离线电平指示等。这些扩展功能可以增强系统的可靠性，以及方便用户的使用及维护。,GPRS模块开发-硬件接口,1、电源和地 芯片工作电源一般都是3.3V，1.8V等，
9、考虑到一些损耗等，为了模块正常工作，要求工作电源在3.7V到4V不等。电源要稳定，且容量足够。GPRS模块在连上网的一瞬间的电流比较大，设计时要考虑到这种情况。 2、 SIM卡座,GPRS模块开发-硬件接口,3、串口 GPRS模块与单片机间一般是通过串行口进行通信的，通信速率最快可以达到115 200b/s。除了串口发送（TX）、串口接收（RX）之外，微控制器与GPRS模块之间还有一些硬件握手信号，如DTR、CTS、DCD等。为了简化微控制器的控制，硬件设计时可以不使用硬件握手信号，具体以厂家的模块说明为准。,GPRS模块开发-硬件接口,4、与语音通话相关的引脚，话筒、听筒之类。若不需要用到语
10、音通话功能，则可以不接。 5、开关引脚。一般都会有控制模块开关的引脚，通过给个低脉冲来进行开关机，跟手机开关机差不多。有的模块还会开放复位脚，通过拉高或者拉低来对模块进行复位。 硬件设计时也可通过控制模块的电源来达到控制模块开关的目的。,GPRS模块开发-硬件接口,6、 状态指示脚。一般都会有个GPRS模块状态指示脚，接上LED灯后就能知道模块的工作情况 7、天线。要注意高频的影响。,GPRS模块开发-软件设计,程序中的所有代码最好采用C语言编写，并采用分层的结构，从底到上分别为：串口驱动层、GPRS模块驱动层、PPP协议层、IP协议层、TCP/UDP协议层与应用层。若模块自带协议栈，就只需要
11、串口驱动层、GPRS模块驱动层、应用层。上层函数的实现需要应用到底层函数，而底层函数的任务就是为上层函数提供服务，最终完成应用层任务传送数据。,GPRS模块开发-软件设计,首先是串行口驱动层。它实现打开串口、关闭串口、读串口数据、写串口数据等函数。然后，在这些串口函数的基础上编写GPRS模块的驱动函数。单片机通过串行口控制GPRS模块，进行拨号、设置等操作。控制的方法是采用AT命令。从而可以编写GPRS驱动函数：开关GPRS模块函数、初始化GPRS模块函数、拨号函数、断开连接函数、检测是否处于在线状态函数。,本节任务,1、收集GPRS技术的具体应用案例（12个） 2、完成行动过程步骤二和步骤三,
