《基于单片机的GPRS无线通信系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的GPRS无线通信系统设计（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 四川师范大学本科毕业设计基于单片机的GPRS无线通信系统设计学生姓名 蒋涛院系名称物理与电子工程学院专业名称电子信息工程班 级2007 级 4 班学 号2007070408指导教师何巍完成时间2011年 5月 11 日基于单片机的GPRS无线通信系统设计学生姓名：蒋涛 指导老师：何巍内容摘要： GPRS(通用分组无线电业务)是利用包交换的概念发展的一套无线传输方法GPRS网络是基于现有的GSM(全球移动通信系统)网络实现的。在现有的GSM网络中需要增加一些节点，如GGSN(GPRS网关支持节点)和SGSN(GPRS服务支持节点)。SGSN的主要作用是记录移动终端的当前位置信息，并且在移动终端
2、与GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN主要起网关作用，可以与多种不同的数据网络连接，如ISDN(综合业务数字网)、PSPDN(包交换公用数据网)和LAN(局域网)等。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。嵌入式GPRS无线通信模块主要由嵌入TCP/IP的单片机（MSC1210Y5）、GPRS模块、SIM卡座、外部接口和扩展数据存储器等部分组成。 本文设计的GPRS无线通信模块，内嵌了TCP/IP协议，采用工业级的GPRS模块， 适用于单片机数据采集传输系统没有TCP/IP协议栈，但使用串口通信的情况。
3、关键词：GSM GPRS TCP/IP协议 单片机Microcontroller-basedwirelesscommunication system design for GPRSAbstract: GPRS (General Packet Radio Service) is to use the concept of the development of packet-switched wireless transmission method of a GPRS network is based on the existing GSM (Global System for Mobile Co
4、mmunications) network implementation. In the existing GSM networks need to increase the number of nodes, such as the GGSN (GPRS Gateway Support Node) and SGSN (GPRS Support Node).SGSNs main role is to record the current location information of mobile terminals and mobile terminals and the GGSN in th
5、e mobile packet data between the completion of the sending and receiving. The role of the main gateway from the GGSN, the data with a variety of different network connections such as ISDN (Integrated Services Digital Network), PSPDN (packet switched public data network) and LAN (local area network)
6、and so on. GGSN to the GSM network in GPRS packet data packet protocol conversion, data packets to transmit these packets to the remote TCP / IP or X.25 network. Embedded GPRS wireless communication module of the embedded TCP / IP for microcontrollers (MSC1210Y5), GPRS module, SIM card connector, ex
7、ternal expansion data memory interface and other components. This design of GPRS wireless communication module, embedded TCP / IP protocol, using industrial-grade GPRS module, suitable for single chip data acquisition and transmission system does not have TCP / IP protocol stack, but use the serial
8、communication situation. This design of GPRS wireless communication module, embedded TCP / IP protocol, using industrial-grade GPRS module, suitable for single chip data acquisition and transmission system does not have TCP / IP protocol stack, but use the serial communication situation.Key words :
9、GSM GPRS TCP / IP protocol SCM 目 录1 概述11.1 课题背景及意义11.2 课题研究的国内外发展及现状11.3 课题研究的主要内容12 课程理论基础22.1 单片机的定义22.2 单片机的相关介绍22.3 单片机的基本结构42.3.1起初模型42.3.2嵌入式系统52.4 单片机的应用52.5 GPRS简介52.5.1 GPRS的应用特点53 嵌入式单片机MSC1210通信系统实现63.1 单片机模块63.1.1单片机的特性63.1.2内核兼容8051但速度更快功能更强73.1.3 ADC的输入多路复用器及输入缓冲83.1.4可编程增益放大器PGA83.1.5
10、电压参考基准83.2单片机的机构83.2.1片内存储器83.2.2扩展数据存储器部分93.2.3输出输入接口的扩展93.2.4输出接口电路扩展93.2.5其他软硬件准备工作103.3 单片机通信程序设计103.4 GPRS无线数传模块133.4.1 GPRS模块的硬件设计134 嵌入式GPRS通信系统的设计实例144.1 TCP/IP协议的嵌入144.2 数据处理154.3 上位机监控中心的设计155 结论16致谢：16参考文献：16附录17基于单片机的GPRS无线通信系统设计1 概述1.1 课题背景及意义 近年来,通信技术和网络技术的迅速发展,特别是无线通信技术的发展,使得电力系统的自动化程
11、度进一步提高。GSM网络出现后，技术人员很快把GSM模块嵌入到各种仪表仪器中，如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等，从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。 GPRS网不但具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点，而且其本身就是一个分组型数据网，支持TCP/IP协议，可以直接与Internet互通。因此，CPRS在无线上网、环境监测便携型、交通监控、移动办公等行业中具有无可比拟的性价比优势。1.2 课题研究的国内外发展及现状 GPRS是通用无线分组业务（General Packet Radio System）的缩写，是介于第二代和第三代之间的一种技术，
12、通常称为2.5G。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此，在GSM系统的基础上构建GPRS系统时，GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级。有了GPRS，用户的呼叫建立时间大大缩短，几乎可以做到“永远在线”。此外， GPRS是以营运商传输的数据量而不是连接时间为基准来计费，从而令每个用户的服务成本更低。 1.3 课题研究的主要内容 GPRS是在原有的基于电路交换（CSD）方式的GSM网络上引入两个新的网络节点： GPRS服务支持节点(SGSN)和网关支持节点（GGSN）。SGSN和MSC在同一等级水平，并跟踪
13、单个MS的存储单元实现安全功能和接入控制，并通过帧中继连接到基站系统。GGSN支持与外部分组交换网的互通，并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。图1给出了GPRS与Internet连接原理框图。 SGSNGPRS骨干网Internet数据中心GPRS模块图1GPRS与Internet链接原理图 GPRS终端通过接口从客户系统取得数据，处理后的GPRS分组数据发送到GSM基站。分组数据经SGSN封装后，SGSN通过GPRS骨干网与网关支持接点GGSN进行通信。GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如Internet或X.25网络。 若分组数据是发送到另一个GPRS终端，则数
14、据由GPRS骨干网发送到SGSN，再经BSS发送到GPRS终端。 2 课程理论基础2.1 单片机的定义单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。2.2 单片机的相关介绍 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有C
15、PU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数
