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1、单片机实现GPRS通信系统引言GPRS 通用无线分组业务 (General Packet Radio Service)是利用包交换的概念发展的一套无线传输方式。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G
2、PRS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。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、GPRS通信系统硬件设计 系统采用Sony Ericsson公司的内部嵌有TCP/IP协议栈的GPRS通信模块GR47和PIC18f6720单片机，二者的串口均支持RS-232通信标准。核心设计在于单片机与GR47的连接和软件的编写。PIC
3、18f6720单片机具有两个USART(通用异步串行接口)，其中一个与GR47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。GR47模块外部需要安装天线。如图1所示。 PIC18F6720单片机控制GR47模块发送和接收数据，在软件中采用串行口的中断来实现收发数据和转发数据。1.1 PICl8F6720简介 PIC18F6720是Microchip公司生产的较为高档的单片机。采用3.3 V供电，其大部分指令均为单周期指令，几乎所有的相关硬件配置都映射成特殊寄存器，大大提高了运行速度；具有A，B，C，D，E，F，G这7个可编程的I/O口；内部除了3840B的RA
4、M外，还有1024B的EEPROM和128 kB的Flash存储器；拥有4个定时器和多个中断源及2个中断优先级，有2个USART，功能十分强大，是一款性价比很高的芯片。 1.2 GR47简介 GR47是Sony Ericsson公司生产的一款双频段GSM900/GSM=1800的通信模块。在此模块基础上，可进行GPRS数据传输，具有支持短消息服务等功能。采用3.6 V电压供电；对外可提供多种接口，如天线接口、模拟音频接口、异步串行接口、SIM卡接口等，也支持I2C通信；内部集成了TCP/IP协议栈，因此采用此芯片会大大降低微控制器编程工作的难度。 本方案中用到的GR47的端口并不多，对几个重点
5、的连接点作如下说明： a) 串行口TD：接单片机的RX2，RD接单片机的TX2。 b) DSR引脚：即DataSetReady，说明模块准备好接收数据，此引脚经过三极管开关电路与单片机的RB0相连。DSR为高表示处在数据模式，为低表示处在命令模式。 c) DTR引脚：即Data Terminal Ready，说明终端设备准备好接收数据，可以通过控制此引脚电平的高低时间来进行GR47的数据态和命令态的切换。此引脚经过三极管开关电路与单片机的RF2相连。 2、 GPRS通信系统软件设计 系统软件采用C语言编写，在MPLAB环境下编译。由于本系统是远程管理终端的一个模块，因此在程序的编写中要遵守一定
6、的协议，这样才能保证正确通信。程序的主体是如何控制GR47的AT命令对GR47进行初始设置和对信息数据的处理。程序总体上可以分为以下几个块：CPRS连接的初始设置、短消息的判断处理、无数据传输时的心跳处理、数据判断转发等。主程序是把这些程序块有机结合到一起，相互控制，无限循环。 2.1连接的建立 GPRS模块连接到Internet和GPRS网络的实现过程如下： a) 单片机软件控制GR47模块开机，等待此模块正常启动。 b) 通过单片机和GR47模块连接的串口，向GR47模块写入相应的AT设置命令，进行初始化，使模块成功粘附在GPRS网络上，获得网络运行商分配的动态IP地址，与目的终端建立连接
7、。 2.2数据的处理 数据包在数据中心服务器和GPRS服务器中的传输是基于IP数据包的，但明文传送IP包不可取，因此大多选用PPP(点对点协议)进行传输，实现通过GPRS模块的数据和Internet网络的透明传输。GR47内部集成了TCP/IP协议栈，所以用户对IP协议相关的程序就不必编写，可以直接通过GR47传递数据。 a) 模块与Internet上PC机的数据传输：要求PC机具有公网的IP地址和开放的端口以及监视传输报文的运行软件。这样，模块与Intemet传输数据时，报文就会显示。在模块成功联入网络后，单片机只要将要发送的数据通过串口发给GR47，GR47就会把数据转发给相应的IP地址的
8、PC机。 b) 短消息数据的处理：GR47具有GSM的功能，可以与手机发送和接收短消息。短消息采用PDU格式，在程序中需要判断短消息的到来和读取短信内容，并根据内容执行相应的功能，最后把结果构造成PDU格式返回给相应的发送者。 c) GPRS通信心跳信息：网络连接建立后，在设定周期内无数据通信时，GPRS模块向数据服务中心发送心跳信息，数据服务中心收到心跳信息后，回应应答信号。 d) 重要数据的存储：程序中把一些重要的常用和易变的数据如计算机服务器的IP地址、端口号、终端地址、SIM卡号等存入单片机的EEPROM中。需要时从EEPROM中读出或向EEPROM重新写入数据进行设置。 2.3主程序
9、流程 主程序由模块函数组成，模块函数由基本函数嵌套组成。主程序流程大致如下：首先进行单片机设置变量的初始化，一般均为0；进行单片机相应配置单元的初始化，比如设定端口方向、没置中断优先级、定时器初始化等；然后由单片机控制GR47的电源，以决定是否开机；待开机成功后，查询网络是否注册成功；成功后即可建立模块与PC机服务器的连接，并进行数据传输和短消息处理；根据需要发送一定格式的心跳信息。见图23、结束语本文给出了一种基于单片机和GPRS模块的嵌入式无线数据传输终端的实现方案。以单片机应用系统为中心的小型GPRS通信系统成本低、设计周期短、便携性好，尤其适用于远程控制和数据传输。基于GPRS的SOC
10、KET通信应用引 言GPRS（General Packet Radio Service）是通用分组无线业务的简称，是一种以全球手机系统（GSM）为基础的数据传输技术1。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，无需经过PSTN（公用电话交换网）等网络的转接，可直接与Internet网互通。因此GPRS业务在无线上网、环境监测、交通监控、移动办公等行业中具有无可比拟的性价比优势。在网络设置中有HTTP、SOCKET等类型。SOCKET是建立在传输层协议(主要是TCP和UDP)上的一种套接字规范，它定
11、义两台计算机间进行通信的规范（也是一种编程规范）。如果说两台计算机是利用一个通道进行通信，那么这个通道的两端就是两个套接字。套接字屏蔽了底层通信软件和具体操作系统的差异，使得任何两台安装了TCP协议软件和实现了套接字规范的计算机之间的通信成为可能。1、 系统组成系统的组成如图1所示。该系统利用现有的GPRS网络，单片机通过串口对GPRS模块进行收发控制，实现SOCKET通信。系统各部分的说明如下： 单片机采用了AT89C52，它带有一个串口； GPRS模块。本文以利事达信息技术有限公司开发的GPRS模块LT80302为例。LT8030内嵌了完整的TCP/IP协议栈，包括TCP、UDP、FTP、
12、SOCKET、Telnet、POP3、SMTP、HTTP等，为用户提供了更简单的网络接口。LT8030采用的GPRS技术，无缝覆盖、永远在线且按流量计费，紧密结合产品应用领域所遇到的实际问题，进行全面的优化和升级，使产品开发变得更容易、更快捷。它采用标准的RS232 接口，用户可以通过单片机或其他CPU的UART口，使用相应的AT命令对模块进行控制，达到使其产品可以轻松进入GPRS网络的目的。 服务器。建立SOCKET连接必须具有公网的IP地址，故应保证服务器中心计算机连接到Internet并且取得公网IP地址。在单片机对GPRS模块控制之前，服务器端需运行SOCKET端口监听程序（此监听程序
13、一般是现成的），并且设为监听状态，端口号也要设定，例如port：1024。2、 单片机与GPRS模块的连接单片机与GPRS模块一般采用串行异步通信接口，通信速度可设定，通常为9600 bps。采用RS232电缆方式进行连接时，数据传输的可靠性较好。单片机通过电平转换电路与GPRS模块连接，电路比较简单，电路原理图如图2所示。所涉及的芯片MAX232用于串行通信接口与232通信接口之间的电平转换3。图2单片机与GPRS模拟连接的电路原理图MAX232的T1IN、T2IN、R1OUT、R2OUT为接TTL/CMOS电平的引脚；T1OUT、T2OUT、R1IN、R2IN为接RS232电平的引脚。TT
14、L/CMOS电平的T1IN、T2IN引脚应接AT89C52的串行发送引脚TXD；R1OUT、R2OUT应接AT89C52的串行接收引脚RXD。与之对应，RS232电平的T1OUT、T2OUT应接GPRS模块的接收端RXD；R1IN、R2IN应接GPRS模块的发送端TXD。现选用其中一路发送/接收,R1OUT接AT89C52的RXD，T1IN接AT89C52的TXD,T1OUT接GPRS模块的RXD, R1IN接GPRS模块的发送端TXD。因为MAX232具有驱动能力，所以不需要外加驱动电路。3、 建立SOCKET连接的命令下面对SOCKET通信中要用到的一些AT命令进行说明。3.1 基本设置
15、GPRS ISP 码。AT+IISP1=*99*1# /全国通用 登录用户名。AT+IUSRN=WAP/GPRS网络登录名 登录密码。AT+IPWD=WAP/ GPRS网络登录密码 MODEM 类型。AT+IMTYP=2 /定义GPRS MODEM 初始化命令。AT+IMIS=“AT+CGDCONT=1,ip,CMNET” 域名服务器。AT+IDNS1=211.136.18.171/DNS服务器地址，全国通用 扩展码（XRC）。AT+IXRC=03.2 SOCKET设置 建立一个TCP通信。AT+ISTCP：218.66.16.173,1024建立SOCKET连接，218.66.16.173为应用服务中心计算机端IP地址（实际地址由实际情况决定），1024 为端口号（端口号由中心SOCKET端口监听程序设置决定）。 如果连接成功，LT8030返回I/xxx。xxx为LT8030中本次SOCKET连接的句柄号。中心监听程序会显示连接的终端IP地址。如果连接失败，LT8030返回I/ERROR(xxx)。xxx为错误代码。 发送数据。AT+ISSND%：xxx,：发送数据，xxx为句柄，string
