gprs_mc39i_移動通信課程設計報告

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　通用分組無線服務技術(shù)GPRS（General Packet Radio Service)是GSM（Global System For Mobile Communications）移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務。GPRS可說是GSM的延續(xù)，突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，只通過增加相應的功能實體和對現(xiàn)有的基站

2、系統(tǒng)進行部分改造來實現(xiàn)分組交換，不再需要現(xiàn)行無線應用所需要的中介轉(zhuǎn)換器，所以連接及傳輸都會更方便容易。GPRS以封包式來傳輸，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。 </p><p>　　GPRS通信模塊，采用高性能工業(yè)級無線模塊及嵌入式處理器，以實時操作系統(tǒng)作為軟件支撐平臺，內(nèi)嵌自主知識產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議，為用戶提

3、供高速，穩(wěn)定可靠，永遠在線的透明數(shù)據(jù)傳輸通道。模塊支持多種工作模式，已廣泛應用于移動POS終端、智能化運輸、工業(yè)自動化、智能建筑、數(shù)字化醫(yī)療、遙感勘測等領(lǐng)域。 </p><p>　　本次課程設計的內(nèi)容就是基于MC39I通信模塊實現(xiàn)無線通信功能，通過串口連接模塊在電腦上編寫程序?qū)崿F(xiàn)撥打電話，發(fā)送短信，撥號上網(wǎng)等功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：GPRS，MC39I，無線通信，數(shù)據(jù)傳輸&l

4、t;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.移動通信模塊調(diào)研和分析1</p><p>　　2.撥打電話，發(fā)送短信和撥號上網(wǎng)的實現(xiàn)方法4</p><p>　　3程序流程和功能實現(xiàn)5</p><p><b>　　3.1程序流程5</b><

5、/p><p><b>　　3.2功能實現(xiàn)7</b></p><p><b>　　4關(guān)鍵代碼10</b></p><p>　　5.討論及進一步研究建議13</p><p>　　6.課程設計心得14</p><p>　　Abstract15</p><p

6、><b>　　參考文獻16</b></p><p>　　1.移動通信模塊調(diào)研和分析</p><p>　　現(xiàn)在市場上常用的無線通信模塊有幾大品牌，下面大概介紹一下這些品牌的部分產(chǎn)品：</p><p>　　1）西門子SIEMENS：TC35IT。</p><p>　　蜂窩通信引擎TC35IT終端是Siemens推出的

7、新一代GSM通信模塊。它設計小巧、功耗很低，可以為很多通信應用提供經(jīng)濟高效的解決方案。適用的范圍包括：便攜電腦的低功耗通信設備，遙測遙感、遠程信息處理和通信等工業(yè)領(lǐng)域。TC35i是西門子推出的新一代GSM雙頻模塊，用于替代TC35模塊，并與之完全兼容。TC35i的緊湊型設計，有效地減小了用戶系統(tǒng)的體積。TC35i是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊。在GSM網(wǎng)絡日臻完善的今天，TC35秉承了西門子一貫的優(yōu)秀品質(zhì)，它易于集

8、成，使用它，您可以在較短的時間內(nèi)花費較少的成本開發(fā)出新穎的產(chǎn)品。在遠程監(jiān)控和無線公話以及無線POS終端等領(lǐng)域您都能看到TC35i無線模塊在發(fā)揮作用，使用它是您產(chǎn)品質(zhì)量和性能的保證。[1]</p><p>　　2）索尼愛立信SONYERICSSON：GR47。</p><p>　　GR47是索愛公司生產(chǎn)的高品質(zhì)GSM/GPRS工業(yè)模塊。GR47是帶有GSM/GPRS全套語音和數(shù)據(jù)功能的先進無

9、線模塊。其超小的體積---所有功能都集中在一塊集成的芯片內(nèi)（50x 33x7.2mm）；最簡便的開發(fā)---內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，使用戶可以最大程度的縮短GPRS產(chǎn)品的研發(fā)周期。GR47是可以配置的，使得外部輸入、輸出接口提供的外部控制應用更有效，從而令GR47產(chǎn)品更適合M2M解決方案。嵌入式的控制器對于在報警、儀表采集和應用公布等群組應用區(qū)域是可以訪問的（當GR47 M2M功能包連接在一起時）。[2]</p><p

10、>　　3) SIMCOM: SIM300。</p><p>　　SIM300是小體積即插即用模組中完善的三頻/四頻GSM/GPRS解決方案，使用工業(yè)標準界面，使得具備GSM/GPRS 900/1800/1900MHz功能的SIM300C以小尺寸和低功耗實現(xiàn)語音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸。SIM300的優(yōu)良性能讓它應用于許多方面，例如WLL、M2M等。三頻/四頻GSM/GPRS GPS/'ta

11、rget='_blank'>模塊，外形尺寸 40x33x2.85mm。支持用戶定制的MMI和鍵盤/LCD，內(nèi)嵌強大的TCP/IP協(xié)議棧。[3]</p><p>　　5) 華為HUAWEI：GTM900。</p><p>　　GTM900-C的推出是為替代停產(chǎn)后的華為GTM900-B模塊，標準SIM卡接口（1.8或3V）兩路模擬音頻接口電源接口，GSC射頻天線連接器；語

12、音業(yè)務：支持FR、EFR、HR和AMR的語音編碼支持免提通話，提供回聲抑制功能；短消息業(yè)務：支持MO和MT點對點和小區(qū)廣播短消息模式，支持TEXT和PDU GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務；GPRS CLASS 10編碼方式CS1，CS2，CS3，CS4，最高速率可達85.6Kbit/s，支持PBCCH內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議：支持多鏈接，提供ACK應答，提供大容量緩存，電路型數(shù)據(jù)業(yè)務，支持CSD數(shù)據(jù)業(yè)務，最高速率可達14.4Kbit/s，支持傳真：Gro

13、up3，Class2.0，支持USSD；補充業(yè)務：來電顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫保持、呼叫等待、三方通話等；集群功能：組呼，廣播，私密呼叫等；STK功能：通過增強的AT命令支持STK功能 ROHS環(huán)保，符合ROSH環(huán)保認證要求。[4]</p><p>　　6）課程設計選用模塊：MC39I。</p><p>　　MC39I模塊設計為工作在GSM 900兆赫和1800兆赫的GSM網(wǎng)絡，MC39i支持

14、GPRS的多時隙Class 10和GPRS coding schemes CS-1，CS-2型，CS-3和CS–4。為了節(jié)省空間的應用平臺，MC39i是一個極其輕薄而緊湊的模塊。這使其成為</p><p>　　理想的移動計算設備，廣泛適用于如筆記本電腦，多媒體設備，尤其是可輕松整合PDAs，pocket organizers 或微型移動電話。這種微小的MC39i模塊集成了所有你需要創(chuàng)建高性能的GSM / GPRS

15、 解決方案：基帶處理器，電源專用集成電路，完整的射頻電路包括功率放大器和天線接口。功率放大器由BATTA+支持供電。該MC39i軟件是建立在閃存裝置內(nèi)。一個額外的SRAM實現(xiàn)MC39i滿足GPRS連接的要求。物理接口的移動應用程序是通過一個ZIF接口構(gòu)成。它由個40引腳，控制單位所需，傳輸數(shù)據(jù)和音頻信號，并提供電源線。串行接口可與人機界面綜合，由AT命令遠程控制，并支持最高波特率達230kbps。</p><p>

16、;　　本次課程設計會用到的硬件資料如下：</p><p>　　短信：MT, MO, CB, 文本和PDU模式。</p><p>　　短信存儲：SIM卡短信加25個地點；__ Transmission of SMS alternatively over CSD or GPRS.短信傳輸模式可選CSD或GPRS。Preferred mode首選模式can be user-defined.可由用

17、戶定義。</p><p>　　SIM接口：支持SIM卡：3V。外部SIM卡讀取器必須通過接口連接器相連。</p><p>　　音頻接口：2個模擬音頻接口（平衡式麥克風輸入和平衡輸出）。 </p><p>　　語音編解碼器：三速率編解碼器，半速率（ETS 06.20），全速率（ETS 06.10），增強全速率（ETS 06.50 / 06.60 / 06.80），增強

18、免提操作的回聲消除和噪聲減少。</p><p>　　串行接口：2.65V電壓雙向總線命令/數(shù)據(jù)使用AT命令；支持RTS / CTS硬件握手和軟件XON / XOFF流控制。根據(jù)GSM 07.10多路復用協(xié)議的多重能力，波特率從300bps至230.400bps，自動波特率調(diào)整支持速率：1.200，2.400，4.800，9.600，19.200，38.400，57.600，115.200和230.400bps。&

19、lt;/p><p>　　電話簿管理：支持電話簿類型：SM, FD, LD, MC, RC, ON, ME。</p><p>　　SIM應用工具包：支持SAT class 3，GSM 11.14 98版，support of letter class“c”。 </p><p><b>　　硬件工作模式如下：</b></p><p&

20、gt;<b>　　模式：正常操作</b></p><p>　　功能：GSM/GPRS SLEEP 通過AT+CFUN指令設定各種省電模式。軟件最低程度啟用。如果模塊是登記在GSM網(wǎng)絡空閑模式下，那仍然在休眠狀態(tài)下，自BTS登記和分頁。可選擇不同等級的節(jié)電：非循環(huán)休眠模式，禁用AT接口。循環(huán)睡眠模式AT+ CFUN = 5，6，7和8 交互啟用和禁用AT接口，允許永久訪問所有AT命令。&l

21、t;/p><p>　　GSM IDLE 軟件啟用。 一旦注冊到GSM網(wǎng)絡，該模塊從BTS分頁并且已</p><p><b>　　準備好發(fā)送和接收。</b></p><p>　　GSM TALK支持兩個用戶之間的連接正在進行。功耗取決于網(wǎng)絡覆蓋范圍</p><p>　　個人設置，如DTX的關(guān)/開，

22、FR/EFR/HR，跳頻序列，天線。</p><p>　　GPRS IDLE模塊準備GPRS數(shù)據(jù)傳輸，但沒有數(shù)據(jù)正在發(fā)送或接收。</p><p>　　功耗取決于網(wǎng)絡設置和GPRS配置（如DRX設置）。</p><p>　　GPRS DATA GPRS數(shù)據(jù)傳輸過程中。功耗取決于網(wǎng)絡設置（如電源控制級），</p><p&

23、gt;　　上行/下行數(shù)據(jù)傳輸速率和GPRS配置（如：多時隙設置）。</p><p>　　掉電模式 通過AT^SMSO指令正常關(guān)機或者通過EMERGOFF緊急關(guān)機。電</p><p>　　源供應器ASIC（PSU_ASIC）從電路的基帶部分的電源電壓斷開。 </p><p>　　只有PSU-ASIC中的穩(wěn)壓器是運行的，為RTC提供電源。軟件</p>

24、<p>　　禁用。串行接口是無法訪問。工作電壓（連接到BATT+）仍適用。</p><p>　　報警模式 當模塊在掉電模式下通過RTC報警功能限制運行開始。在報警</p><p>　　模式，該模塊仍然無法登記到GSM網(wǎng)絡。 有限數(shù)量的AT命令可以訪問。</p><p>　　2.撥打電話，發(fā)送短信和撥號上網(wǎng)的實現(xiàn)方法</

25、p><p><b>　　撥打電話實現(xiàn)方法：</b></p><p>　　通過串口向MC3 9I模塊寫入指令ATD+<電話號碼>；+回車鍵” ；\x0d”實現(xiàn)撥打電話功能。當串口輸入緩存器觸發(fā)的DataReceived()函數(shù)接收到的數(shù)據(jù)串包含有“NO CARRIER”信息時判定通話結(jié)束并通過串口向MC3 9I模塊寫入指令ATH+回車鍵實現(xiàn)斷開連接。</p

26、><p><b>　　接電話實現(xiàn)方法：</b></p><p>　　通過串口輸入緩存器觸發(fā)的DataReceived()函數(shù)實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)檢測和接收；當接收到的數(shù)據(jù)串包含有“RING”信息時判定有來電；通過串口向MC3 9I模塊寫入指令ATA+回車鍵 ；實現(xiàn)電話接聽；當接收到的數(shù)據(jù)串包含有“NO CARRIER”信息時判定通話結(jié)束并通過串口向MC3 9I模塊寫入指令ATH+

27、回車鍵實現(xiàn)斷開連接。</p><p><b>　　發(fā)送短信實現(xiàn)方法：</b></p><p>　　1、發(fā)送指令at+cmgf =0設置為PDU短信模式；</p><p>　　2、對短信中心，接收電話號碼，短信內(nèi)容進行相應編碼</p><p>　　3、發(fā)送指令"AT+CMGS=" + <電話號碼長

28、度></p><p>　　4、發(fā)送數(shù)據(jù)<短信中心，接收電話號碼，短信內(nèi)容>實現(xiàn)短信發(fā)送。</p><p><b>　　接收短信實現(xiàn)方法：</b></p><p>　　1、通過串口輸入緩存器觸發(fā)的DataReceived（）函數(shù)實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)檢測和接收；</p><p>　　2、當接收到的數(shù)據(jù)串包含有“SM

29、”信息時判定有新信息；</p><p>　　3、發(fā)送指令"AT+CMGR=<短信條數(shù)>"讀取數(shù)據(jù)</p><p>　　4、對數(shù)據(jù)進行解碼，并分別提取手機號、日期和短信內(nèi)容并顯示</p><p>　　3.程序流程和功能實現(xiàn)</p><p><b>　　3.1程序流程</b></p>

30、;<p><b>　　1）系統(tǒng)程序流程</b></p><p>　　系統(tǒng)進行串口初始化后，會一直探測系統(tǒng)是否有觸發(fā)事件發(fā)生和其類別，然后根據(jù)不同的事件類型進行相關(guān)處理。當GPRS模塊接收來電或者短信，軟件會出現(xiàn)提示窗口。在GPRS模塊完成接聽，撥打，發(fā)短信，查看短信四種功能后會進入空閑狀態(tài)，繼續(xù)檢測下一次的觸發(fā)事件。系統(tǒng)程序圖如圖1所示。</p><p>

31、;<b>　　圖1</b></p><p>　　2）收發(fā)短信工作流程</p><p>　　在進行短信收發(fā)過程中，MC39i模塊內(nèi)部會自行執(zhí)行一個流程，如圖2所示。通信軟件根據(jù)此流程，判斷收到的數(shù)據(jù)類型，然后根據(jù)不同的數(shù)據(jù)類型進行相關(guān)的編碼和處理。短信接收流程如圖3所示。</p><p>　　圖2 MC39i收發(fā)短信流程圖</p>

32、<p>　　圖3接收短信過程流程圖</p><p><b>　　3.2功能實現(xiàn)：</b></p><p>　　1）系統(tǒng)初始化，選擇串口并打開后即建立連接。</p><p>　　2）撥打電話，向模塊發(fā)送指令來實現(xiàn)</p><p>　　3）來電顯示及通話記錄</p><p>　　4）接受短信

33、提示及查看短信</p><p><b>　　5）發(fā)送短信</b></p><p>　　6）查看最近7條短信</p><p><b>　　4關(guān)鍵代碼</b></p><p>　　程序執(zhí)行，GPRS模塊所使用的端口由serial_Port傳遞選擇，波特率默認為9600:</p><p

34、>　　撥打電話或接聽電話，撥打電話時發(fā)送“ATD<所要撥打的電話號碼>；”指令，接聽電話時向GPRS模塊發(fā)送“ATA”指令:</p><p>　　發(fā)送短信的執(zhí)行程序，由按鍵觸發(fā)調(diào)用串口數(shù)據(jù)判斷函數(shù)及短信編碼函數(shù)，將接信息發(fā)送出去：</p><p>　　接收短信的執(zhí)行程序，由按鍵觸發(fā)將獲取的信息代號傳遞給接收函數(shù)，通過調(diào)用串口數(shù)據(jù)接收函數(shù)及短信解碼函數(shù)將接收到的信息顯示出來

35、：</p><p>　　串口數(shù)據(jù)接收及判斷代碼，通過檢查串口數(shù)據(jù)關(guān)鍵字，判斷當前工作狀態(tài)，獲取數(shù)據(jù)后進行處理：</p><p>　　5.討論及進一步研究建議</p><p>　　從網(wǎng)上查詢資料得知，GPRS支持TCP/IP業(yè)務,理論上可提供高達171.2Kbit/s的傳輸率,這就使強大的實時在線的數(shù)據(jù)傳輸成為可能,并且信息管理中心的服務器只需要普通地接入因特網(wǎng)的主機

36、,大大節(jié)省了服務器端的開銷[5] 。另外這次設計采用GPRS模塊還因為GPRS通信還具有以下幾個優(yōu)勢：</p><p>　　(1)資源利用率高；在GSM網(wǎng)絡中，GPRS首先引入了分組交換的傳輸模式，使得原來采用電路交換模式的GSM傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生了根本性的變化，這在無線資源稀缺的情況下顯得尤為重要。按電路交換模式來說，在整個連接期內(nèi)，用戶無論是否傳送數(shù)據(jù)都將獨自占有無線信道。在會話期間，許多應用往往有不少的空閑時

37、段。</p><p><b>　　(2)傳輸速率高；</b></p><p>　　(3)接入時間短；分組交換接入時間縮短為少于1秒，能提供快速即時的連接，可大幅度提高一些事務的效率，并可使已有的Internet應用操作更加便捷、流暢。</p><p>　　(4)支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議 GPRS支持Internet上應用最廣泛的IP協(xié)議和X.

38、25協(xié)議。[6]</p><p>　　另外, 隨著新的GPRS modem模塊的出現(xiàn),使系統(tǒng)的硬件接口變得簡單。由于現(xiàn)有的GPRS模塊中大多無TCP/IP協(xié)議棧和PPP協(xié)議,雖然計算機能比較方便地應用它上網(wǎng),但無TCP/IP協(xié)議棧和PPP協(xié)議的終端設備,很難應用它的數(shù)據(jù)分組業(yè)務與其他設備進行通信。通過在單片機系統(tǒng)中嵌入按TCP/IP和PPP協(xié)議標準編制的程序,就能使終端設備方便地使用GPRS Modem的數(shù)據(jù)分組

39、業(yè)務[7]。</p><p>　　這次設計中，GPRS模塊完成無線上網(wǎng)功能,我們選用SIEMENS公司的MC39I,因為其穩(wěn)定性以及性價比較高。該模塊需要自行設計外圍電路。通過ZIF為用戶提供SIM卡、RS232及語音等接口。MC39I是雙頻GSM/GPRS無線模塊,它支持標準ITUT的AT命令集。支持全雙工的數(shù)據(jù)通信,其具有低功耗、接口簡單并支持GPRSCLASS 10以及SMS功能[8]。完成上網(wǎng)功能還需用戶

40、提供SIM卡以及天線。[9]</p><p><b>　　6.課程設計心得</b></p><p>　　經(jīng)過為期兩周的課程設計，我們從中學到不少東西，尤其是從中學到了如何發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，積累了一些解決問題的經(jīng)驗，懂得了實際中遇到問題怎樣用理論去解決，而且也明白了團隊合作和協(xié)調(diào)的重要性。通過接觸無線通信MC39I模塊，在電腦用軟件編程實現(xiàn)超級終端功能并連接硬件從基層

41、上接觸到我們平時常用的GPRS數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務是大概怎么進行的，加深了對GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧私狻Ｍ瑫r在設計前期通過上網(wǎng)查資料也認識到幾種市面上無線通信模塊的一些相關(guān)參數(shù)，價格，市場用途和市場供需等等的信息，開闊了視野，從實踐應用上提高了自己的專業(yè)能力。雖然這次課程設計經(jīng)過大家努力基本上實現(xiàn)了設計要求的基本功能，界面也做得簡潔美觀。設計期間通過編寫的軟件成功向手機發(fā)短信及打電話，同時大家充分發(fā)揮創(chuàng)造力為軟件添加了很多附加功能，也因此大大提高了

42、大家對軟件設計的興趣，相信這次課程設計大大提高了我們的軟件設計和開發(fā)能力。</p><p>　　Design of the mobile communication of super terminals based on MC39I</p><p>　　Abstract:：GPRS is Packet Radio Service technology (General Packet Rad

43、io Service) for short.</p><p>　　It through the use of GSM network unused TDMA channel, provide the data transfer medium speed. GPRS broke through the GSM nets can only provide circuit switching of the way of

44、 thinking, by increasing the function of the corresponding only entity and the existing base station system to realize the transformation of packet switching, no longer need to current wireless applications need intermed

45、iary converter, so connection and the transmission will be more convenient for easy.</p><p>　　GPRS communication module, by high performance industrial wireless module and embedded processors, with real-time

46、 operating system as a software support platform, inline independent intellectual property rights of the TCP/IP protocol, to provide users with high speed, stable and reliable, transparent data transmission forever onlin

47、e channel.</p><p>　　This course design is based on the content of the MC39I communication modules realize the wireless communication function, through a serial port connection modules on the computer program

48、ming realize call, send message, dial-up Internet etc.</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[4]. GTM900模塊簡介.百度百科 </p><p>　　[5].周國祥,劉成良.基于無線JAVA的遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].自動化儀表,2006,27(2):18-

49、21.</p><p>　　[6].張志元,于立平,李立剛. GPRS通信技術(shù)[J]. 通信技術(shù),2011.</p><p>　　[7].黃濤,白創(chuàng).嵌入式無線互聯(lián)系統(tǒng)開發(fā)從實踐到提高[M].北京:中國電力出版社,2007:94-102.</p><p>　　[8].SIEMENS.MC39I Handware Interface Description [EB/O