基于GPRS的无线通信模块的原理及设计
GPRS的工作原理
GPRS的工作原理GPRS（General Packet Radio Service）是一种无线通信技术，它基于全球移动通信系统（GSM）网络，旨在提供高速、可靠的数据传输服务。
GPRS的工作原理涉及到移动设备、基站和网络运营商的协同工作。
本文将详细介绍GPRS的工作原理。
GPRS的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 移动设备与基站的连接建立：当移动设备（如手机、平板电脑等）需要进行数据传输时，它会与最近的基站建立连接。
移动设备通过无线信号与基站进行通信，并发送连接请求。
2. 基站的寻呼过程：基站接收到移动设备的连接请求后，会通过广播信号发送寻呼请求到周围的基站。
这些基站会将寻呼请求传递给网络运营商的核心网。
3. 核心网的寻呼过程：核心网收到寻呼请求后，会根据移动设备的标识信息（如国际移动用户识别码IMSI）查找移动设备所在的位置区域，并将寻呼请求发送到该位置区域的基站。
4. 移动设备的响应：移动设备收到基站的寻呼请求后，会发送响应消息给基站，表示它已经准备好进行数据传输。
5. 基站与核心网的连接建立：基站收到移动设备的响应后，会与核心网建立连接。
这样，移动设备就可以通过基站与核心网进行数据传输。
6. 数据传输过程：一旦连接建立，移动设备可以通过GPRS网络发送和接收数据。
GPRS使用分组交换的方式，将数据分割成小的数据包，并通过核心网进行传输。
数据包在核心网中通过多个节点进行路由，最终到达目标设备。
7. 连接的维持和释放：一次数据传输完成后，连接可以保持一段时间，以便移动设备可以继续发送和接收数据。
当连接不再需要时，移动设备或网络运营商可以释放连接，以便其他设备可以使用资源。
总结：GPRS的工作原理基于移动设备、基站和核心网之间的协同工作。
移动设备通过基站与核心网建立连接，通过GPRS网络进行数据传输。
GPRS使用分组交换的方式，将数据分割成小的数据包，并通过核心网进行传输。
连接的维持和释放可以根据需要进行调整。
GPRS的工作原理
GPRS的工作原理GPRS（General Packet Radio Service）是一种无线通信技术，它允许挪移设备通过无线网络传输数据。
GPRS的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 建立无线连接：挪移设备首先与网络运营商的基站建立无线连接。
基站是无线通信网络的关键组成部份，它负责接收和发送无线信号。
2. 分配IP地址：一旦建立了无线连接，网络运营商会为挪移设备分配一个惟一的IP地址。
IP地址是用于在互联网上标识设备的数字标识符。
3. 数据分组传输：GPRS使用分组交换技术来传输数据。
数据被分成小的数据包，每一个数据包都带有目标设备的IP地址和其他必要的信息。
这些数据包通过无线网络发送到目标设备。
4. 数据路由：在传输过程中，数据包通过一系列的网络节点进行路由。
这些节点可以是网络运营商的服务器、路由器等设备。
它们负责将数据包从发送方路由到接收方。
5. 数据传输完成：一旦数据包到达目标设备，它们会被重新组装成完整的数据。
接收设备可以处理这些数据并做出相应的响应。
GPRS的工作原理基于GSM（Global System for Mobile Communications）网络，它提供了高速数据传输和实时连接的能力。
与传统的电路交换技术相比，GPRS具有更高的效率和灵便性。
它可以同时处理语音和数据传输，使挪移设备能够实现多种功能，如浏览互联网、发送电子邮件、下载文件等。
GPRS的工作原理涉及到许多技术和协议，包括TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）、PPP（Point-to-Point Protocol）、SNDCP（Subnetwork Dependent Convergence Protocol）等。
这些技术和协议共同确保了数据的安全性、可靠性和高效性。
总结起来，GPRS的工作原理是通过建立无线连接、分配IP地址、分组传输数据、数据路由和数据传输完成等步骤来实现挪移设备之间的数据传输。
GPRS模块使用说明
GPRS模块使用说明一、GPRS模块的基本原理和工作方式GPRS模块通常由一个GSM模块和GPRS模块两部分组成。
GSM模块用于接收和发送短信、语音通信等，而GPRS模块则用于实现基于IP的数据通信。
GPRS模块通过GPRS网络连接服务器，通过TCP/IP协议进行数据通信。
1.通过SIM卡进行身份验证和数据传输；2.支持GSM网络和GPRS网络；3.支持数据包和短信的发送和接收；4.支持TCP/IP协议和HTTP协议。
二、GPRS模块的使用步骤要使用GPRS模块进行数据通信，需要按照以下步骤进行操作：1.插入SIM卡：将提供GSM网络服务的SIM卡插入GPRS模块的SIM卡座中，并确保SIM卡已经激活并具有有效的数据通信功能。
2.电源接入：将GPRS模块的电源线连接到电源适配器或电池上，确保GPRS模块可以正常工作。
3.连接天线：将提供GSM信号的天线连接到GPRS模块的天线接口上，确保GSM网络信号的稳定。
4.设置参数：通过串口或其他方式，将GPRS模块的相关参数进行设置，包括APN（接入点名称）、用户名、密码等。
这些参数用于连接GPRS网络。
5.建立GPRS连接：使用AT命令或其他方式，将GPRS模块与GPRS网络建立连接。
连接成功后，GPRS模块将获得一个本地IP地址。
6.发送数据：使用GPRS模块提供的API或AT命令，将数据通过GPRS网络发送到服务器。
可以使用TCP/IP协议或HTTP协议进行数据传输。
7.接收数据：通过轮询或建立持久连接，从服务器接收数据。
可以使用GPRS模块提供的API或AT命令接收数据，并对接收到的数据进行处理。
8.关闭连接：当数据传输完成或不再需要连接时，使用AT命令或其他方式关闭GPRS连接。
确保释放网络资源并节省电力。
三、GPRS模块的应用领域1.远程监控和控制：可以使用GPRS模块将传感器数据发送到服务器，实现远程监控和控制。
例如，可以将气象站的数据通过GPRS网络发送到服务器，实现远程对气象站的监控和管理。
基于GPRS模块和89C52的无线传输系统设计
理； 从我们使用的各种智ｎｌ 卡、 Ｃ 电子宠物等， 。 ｅ 到现在
我们 的家 用 电器 ， 电饭 煲 、电冰 箱 、彩 电、 衣 机 、 如 洗
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２ １ 年 第 １ 期 ００ ２
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本 文介 绍 了一 种 基于 ＧＰ 无 线 模 块 和单 片机 数 ＲＳ 据 传 输系 统 的设 计与 实现 。 设 计 中 的技 术关 键 是无 本
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用ＧＰ 无 线通信 模 块ＧＴ ０ 一 ＲＳ Ｍ９ ０ Ｃ和单 片机
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技术探讨 ｌ Ｅ Ｈ Ｃ Ｌ Ｘ Ｌ Ａ Ｉ Ｎ Ｃ ＮＩ Ａ Ｐ ＯＲ Ｔ Ｏ Ｔ Ｅ
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２ １ 年 第１ 期 ００ ２
基于ＧＰ Ｓ 块和８ Ｃ ２ 模 Ｒ ９ ５ 的 无线传 输系统设计
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gprs模块的工作原理
gprs模块的工作原理GPRS（General Packet Radio Service）是一种移动通信技术，能够为移动设备提供快速的数据传输和连接服务。
GPRS模块是这种技术的重要组成部分，它允许设备通过无线网络实现网络连接。
本文将详细介绍GPRS模块的工作原理，包括GPRS技术的基础知识和模块的组成部分、电路原理以及通信协议等方面。
一、基础知识1、GPRS技术简介GPRS是基于GSM（Global System for Mobile Communications）网络的数据传输技术，它将移动通信与互联网相结合，提供了无线IP数据传输服务。
与GSM相比，GPRS的优点包括更高的速度、更低的延迟、更灵活的数据传输和更低的成本等方面。
GPRS技术的核心在于将数据分为数据包进行传输，而不是像传统的通信技术一样将数据以电路交换的方式进行传输。
2、GPRS的工作原理GPRS系统主要由三部分组成：无线终端设备（Mobile Station，MS）、GPRS支持节点（GPRS Support Node，GSN）和GPRS核心网络（GPRS Core Network）。
无线终端设备包括移动电话、笔记本电脑和其他移动设备，用于与GPRS网络进行通信；GPRS支持节点包括SGSN（Serving GPRS Support Node）和GGSN（Gateway GPRS Support Node），用于管理无线终端设备和处理GPRS数据传输；GPRS核心网络包括多个SGSN和GGSN，用于提供网络连接和数据传输服务。
GPRS数据传输主要分为两个阶段：数据包发送和数据包接收。
在数据包发送阶段，无线终端设备发送数据包到GPRS支持节点，GPRS支持节点将数据包传递给GPRS核心网络，最终到达目标设备；在数据包接收阶段，目标设备从核心网络中接收数据包，并将其传递给GPRS支持节点，最终到达无线终端设备。
GPRS支持节点通过GPRS链路控制协议（GPRS Tunneling Protocol，GTP）传输数据包，确保数据包的可靠性和安全性。
基于GPRS的嵌入式无线数据传输终端的设计
现在市面上各种基于 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ的适 用于无线 数据传 输 的 数据传输终端 （ Ｔ 层 出不 穷 ， 类 Ｄ Ｕ在传输 协议 Ｄ Ｕ） 这 Ｔ 的选择 上 ， 多采 用 Ｕ Ｐ＋Ｉ 大 Ｄ Ｐ的方案 ， 实现 简单 ， 其 协 议移植 工作少 。在 无线 数据业 务透 明传 输 的要 求下 ，
上通过移植入 Ｕ ／ Ｓ—ｌ 作 系统 来 管理 Ｇ Ｒ Ｔ ＣＯ ｌ 操 Ｐ ＳＤ Ｕ
备进程设计 出了一种 实 时性强 ， 可靠性 好 的 Ｄ Ｕ Ｔ 。该 Ｄ Ｕ在远程突发性 数据 传输 中有不可 比拟的优 势 ， Ｔ 特 别适 用于频发小 量的实 时传输 ， 也适 用于偶 尔的大 数 据量传输川。
２ １嵌入式 无线 Ｄ Ｕ的功能 ． Ｔ
①
基金项 目： 省新苗人才计 划（ Ｙ Ｋ Ｙ ８７ ） 浙江 Ｋ Ｚ Ｊ０００
Ａ ｐｃｔｎＣｓ ｐｌａｏ ａ ｉｉ ｅ实用案例 ６ ９
计 算 机 系 统 应 用
２ ０ 年 第 １ 期 ０８ ２
ＧＲ ＰＳ模块的通信连接 ； 另一 串口连接数据采集设备。
原有 的数据通信 内容 ， 以和各种使 用 串口通 信的 用 可 户设备进行连接。 ２ ２硬件 组成 ． 基于 Ｇ Ｒ ＰＳ的嵌入式无线 Ｄ Ｕ其硬 件设计 方案是 Ｔ 采 用 ： Ｕ控 制 Ｇ Ｒ 模块来 实现 因特 网 的接入 ， 而 ＭＣ ＰＳ 从 具 有数据传 输功能。其总体 的硬件设 计框架 如下 图 １
数据传输 的实 时性是 人们 关注 的重 点。本 文在 ＭＣ Ｕ
永久在线 ， 断线 自动重连 、 支持 自动重拨号等特 点。 （） ２ 提供 串口数据双 向转换功能
Ｇ Ｒ Ｔ Ｐ ＳＤ Ｕ提供 了串行通信接 口， 以将串 口上 的 可
基于GPRS无线数据传输系统的软件设计
Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ （ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｐ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ Ｒ ａ ｄ ｉ ｏ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ） 是一种 基 于第 二 代 移 动通 信 系统 ＧＳ Ｍ 的无 线 分组 交 换技 术 ， 特 别 适用 于 间 断、 突发性或 频繁 、 少量 的数据 传输 ， 在远程 突发性数据 传输 中， 相对 于有线 网络 有不可 比拟的优越 性 。随着 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ移动
绍 ＧＰ Ｒ Ｓ模 块 的 Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ网路 传 输 服 务 。
安 全性 更强 ， 它不 仅 向服务器 发送 必要 的数据 ， 同 时 还 检 测 服 务器返 回 的各种信 息 ， 并确 认 是否数据 发送 成 功， 如 果 数 据 发送不成 功， 则 重新发送 丢失的数据 ； 而 Ｕ Ｄ Ｐ则 只 管 发 送 数据 ， 数据丢 失与否无关紧要 ， 但是其速度 更快一些 。 在服 务器端 ， 首 先 需 要 设 置 用 于 侦 听 的端 口号 ， 然 后 调 用 侦 听 函数 。 当 客 户 端 请 求 连 接 时 ， 将 产 生 一 个 连 接 请 求 事 件， 如果希 望建 立连接 ， 则 在 连 接 请 求 事 件 的 处 理 代 码 中 调 用 接受函数 。 在客户端 首先必 须得到 服务器 的名字或 Ｉ Ｐ地 址 ， 以 及 它 用于侦 听的端 口号， 然 后 调 用 连 接 函 数 发 出请 求 。 当连 接
务器 和客 户端 ， 支 持 ＡＳ Ｃ Ｉ Ｉ ／ Ｈｅ ｘ发 送 ， 发 送和 接收 的数 据可
［ 关键词］ Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ模 块 ； 无线数据传输 ； 软 件 设 计 系 统 上 电 复位 后 ，首 先 要 运 行 一 段 基 于 Ｓ ｍａ ｒ ｔ Ａ Ｒ Ｍ２ ２ ０ ０
OPEN门禁系统(GPRS无线通讯)方案(优选.)
最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改赠人玫瑰，手留余香。
OPEN门禁管理系统(GPRS无线通讯)设计方案书二零零七年一月目录第一章概述 (4)1．1非接触式智能卡及多信息载体识别 (4)1．2智能门禁系统 (4)1．3GPRS无线通讯 (5)第二章系统需求分析 (6)第三章系统设计目标及原则 (6)3．1系统设计目标 (6)3．2系统设计原则 (7)第四章系统解决方案及技术描述 (8)4．1系统概述 (8)4．2系统基本功能及特点 (9)4．3系统结构 (12)4、4系统工作流程 (13)第五章设备介绍 (15)第六章管理软件介绍 (22)6．1软件系统说明 (22)6．2OPEN门禁管理系统概要说明 (22)第七章系统设备清单 (27)第八章工程实施 (28)第九章售后服务 (29)第十章质量保证 (31)第十一章附录 (33)附一、OPEN品牌介绍 (33)第一章概述随着科技和经济的发展，非接触式智能卡的广泛应用已渗透到各个领域，目前已经覆盖了身份识别、小区物业、智能大厦、出入口控制、车辆管理、消费餐饮、商业物流、办公考勤、人力资源管理、图书档案卡、医疗保健卡管理、电话收费管理、会议电子签到与表决和保安巡更管理等等，其中门禁、停车场管理、考勤、电梯控制、巡更、消费/POS的应用是当前市场上最常见的。
1．1非接触式智能卡及多信息载体识别卡识别载体：通道控制系统的认证识别基本载体是非接触式智能卡，其英文全称是Contactless Integrated Circuit Card，又称射频卡（感应卡，proximity card），是将具有存储、加密及数据处理能力的一个或多个集成电路芯片和感应线圈封闭于标准PVC卡片中，通过无线电波的数据信号完成对信息的存取、修改读写等并返回读卡器。
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基于GPRS的无线通信模块的原理及设计
[摘要] 文章给出了一种利用GPRS技术进行无线通信的模块原理及设计。
从而使传统的串口通讯扩展为GPRS无线网络通讯,实现串口设备的快速无线联网。
[关键词] 无线通信模块GPRSGSMRS232TCP/IP微控制器(MCU)
一、引言
如今通信技术、电子技术飞速进步,智能化建设不断发展,越来越多的设备都有了联网的需求。
并且有大量的数据需要即时传输,很多场合有线连接的方式已经不能满足人们的需要,而无线接入方式具有方便、快捷和廉价的特点。
弥补了有线方式的不足。
GPRS网络以其覆盖面广泛,可持续利用和开发的优点,为无线接入产品提供了一个广阔的平台。
GPRS(GeneralPacketRadioService),也叫通用分组无线业务,是在现有的GSM 移动通信系统基础之上发展起来的一种移动分组数据业务。
GPRS通过在GSM 数字移动通信网络中引入分组交换功能实体,以支持采用分组方式进行的数据传输。
GPRS系统可以看作是对原有的GSM电路交换系统进行的业务扩充,以满足用户利用移动终端接入Internet或其它分组数据网络的需求。
如下内容给出了一种基GPRS的无线通信模块的设计方案,该模块变传统的串口通讯为GPRS无线接入。
实现串口设备的快速无线上网,可以方便地使采集设备与控制设备或计算机连接,完成数据的GSM网络的无线接入和Internet传输。
为需要无线接入网络的设备提供了一个解决方案。
二、模块工作原理
1.GPRS网络原理
GSM—GPRS通过在原GSM网络基础上增加一系列功能实体来实现对分组数据的传输。
新增功能实体和软件升级后的原GSM功能实体组成GSM-GPRS 网络,作为独立的网络实体完成GPRS数据业务,原GSM网络则完成电路业务。
GPRS网络与GSM原网络通过一系列的接口协议共同完成对移动台的移动性管理功能。
GPRS新增如下功能实体:
服务GPRS支持节点(SGSN.Serving GPRSSupportNode)其功能为处理话务、路由寻址、手机移动性管理、鉴权和加密、计费和统计。
网关GPRS支持节点(GGSN GatewayGPRSSupportNode ),其功能为GPRS话
务处理、与外部IP数据网络的接口、安全策略计费和统计。
此外还有点对多点数据服务中心等。
同时,对原有的一系列功能实体进行软件升级。
GPRS的特点:可利用成熟的GSM网络平滑过渡投资小;灵活的计费方式可按流量时间服务等级等;与现有的GSM网络并存互不干扰;快速接入;利用IP与外部分组数据网互联。
2.无线通信模块工作原理
无线通信模块要与Internet交互的数据先通过GPRS模块与当地GSM基站中的GPRS业务节点进行无线通信,并进入GPRS网络。
然后通过GPRS网关与Internet进行数据交互。
三、模块的硬件设计
无线模块主要由微控制器(MCU)和GPRS模块组成。
MCU选用意法半导体(ST)公司的STM32系列微控制器中的STM32F103VET6。
GPRS模块选用SKYWORKS公司的ZTG20l,通过RS232串口与微控制器连接。
1.微控制器STM32F1O3VET6
意法半导体(ST)公司的STM32系列32位闪存微控制器使用Cortex—M3内核。
Cortex—M3在系统结构上的增强。
让STM32受益无穷Thumb-2指令集带来了更高的指令效率和更强的性能;通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器。
对中断事件的响应比以往更迅速,所有这些又都融入了业界领先的低耗水准。
STM32F103VET6的工作频率为72MHz。
片上集成了高速存储器(Flash为512KB,SR AM为64KB)和通过APB总线连接的丰富和增强的外设和I/O。
所有的设备都提供标准的通信接口(两个I2C接口,3个SPI接口和5个USART接口)。
片上还带有两个l2位的ADC、一个12位的双通道DAC、11个16位计时器。
2.GPRS模块ZTG2O1
SKYWORKS公司的ZTG201采用SKYWORKS的射频解决方案(RF),接收器灵敏度:-108dBm,支持CMUX、支持SMS收发和GPRS同时在线,内置TCP/IP协议栈,能够满足GPRS模块的要求。
四、模块的软件设计
1.模块协议体系结构
无线通信模块的协议体系结构
物理层:在对GPRS模块进行参数设置后,微控制器利用AT指令通过GPRS 模块拨号,AT指令格式表示从串口发送的所有数据都发送给了GPRS模块。
正确反馈及应答后,一条物理通道即GPRS信道就在GPRS模块和GPRS网络之间建立起来。
数据链路层:PPP帧格式表示从串口发送的所有数据都透明的发送给了GGSN。
PPP协议将原始的GPRS物理层连接改造成无差错的数据链路,模块将远程登录Internet,并得到GPRS网关分配的IP地址。
网络层:利用IP协议作为网络层协议,经过IP路由选择,可以实现模块与连在Internet的终端进行数据交换。
传输层:选择TCP作为传输层协议,为数据传输提供可靠的面向连接服务。
2.微控制器(MCU)主控程序
微控制器(MCU)主控程序主要向GPRS模块发送AT指令和等待GPRS模块的反馈信息,从而完成对GPRS模块的设置和测试以及GPRS模块的拨号操作。
首先通过AT指令接口函数测试GPRS模块是否正常,进行必要的初始化设置;接着对接入的网络服务提供商进行连接信息配置:然后进行连接,若能收到对方返回的连接成功信号,MCU就发送一个链路控制协议(LCP)的请求帧,以进入PPP协议协商阶段,协商完成后,拨号就成功了。
此后,数据的发送和接收都是PPP 帧,GPRS工作模式进入无线连接状态,不再响应AT命令,直到断开连接为止。
3.网络通信协议程序
网络通信协议主要是基于GPRS通信PPP协议和精简TCP/IP协议应用程序。
PPP用于在串行链路上封装IP数据包,IP是Internet互连的基础,两者都是必须的。
TCP是网络数据运输层协议,具有较高可靠性和成熟的流量控制。
PPP协议:PPP协商过程是系统接入Internet的关键,由于PPP协商属于request-answer的方式,即用户终端ISP发起请求(request),ISP按照请求内容作回应(answer)。
TCP/IP协议栈:模块TCP协议的所有操作都是基于Socket套接字来完成,当需要建立一个新的连接时,初始化一个新的Socket,连接成功则保存Socket,否则释放Socket。
请求、建立和关闭等过程的进行由套接字Socket中的函数指针调用来实现。
五、总结
本文设计的基于STM32与GPRS的无线通信模块、主要是通过MCU与GPRS模块进行通信。
通过GPR模块使嵌入式系统接人Internet,从而进行网上数据交换。
目前这种技术被广泛的应用无线数据采集,远程监控等领域,具有较高的实际应用价值。