大学毕业论文-—基于gprs模块的应用设计(设计).doc
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1、理工大学学士学位论文摘 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
2、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。系统软件采用C语言编写,在VB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
3、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。关键词:数据传输与接收 ; 单片机; GPRS通信系统Abstract GPRS (general packet radio service) is the use of packet switching, the concept of the development of a set of wireless transmission mode. GPRS network is based on the existing GSM (global system for mobile communications) n
4、etwork. Need to add some nodes in the existing GSM network, such as the GGSN (GPRS gateway support node) and SGSN service (GPRS support node). SGSNs main function is to record the current position of mobile terminals, and mobile packet data between mobile terminal and the GGSN in sending and receivi
5、ng. GGSN main gateway role, with a variety of data network connection, such as ISDN (integrated services digital network), PSPDN (packet switching public data network) and LAN (local area network (LAN), etc. GGSN can put GSM GPRS packet in the packet, protocol conversion, thus the packet packets to
6、the remote TCP/IP or x. 25 network.GPRS network not only has wide coverage, data transmission speed, high communication quality, always online and charged according to traffic advantages, and its type is itself a packet data network, support TCP/IP protocol, can be directly exchanged with the Intern
7、et. As a result, the CPRS in portable wireless Internet access, environmental monitoring, traffic monitoring, mobile office, etc have an unparalleled price advantage.System software using C language to write, compile under VB environment. Because this system is a remote terminal management module, s
8、o in the writing of the program must adhere to certain protocols, in order to ensure correct communication. The body of the program is how to control the AT command of GR47 of GR47 initial setup and handling of information data. Program in general can be divided into the following blocks: CPRS conne
9、ction of initial setup, the judgment of the short message, no data transmission when the heartbeat process, data forwarding, etc. The main program is the program block organic combination together, mutual control, the infinite loop.Keywords: Data transmission and reception Single-chip; microcomputer
10、; GPRS communication system目 录1 绪 论51.1 课题的背景和意义51.2 国内外研究现状52 GPRS通信无线网络的介绍72.1 什么是GPRS无线通讯网络72.1.1 为什么要有GPRS72.2 GPRS的承载业务72.3 GPRS的网络结构92.3.1 GPRS协议栈102.3.2 基于GPRS的TCP/IP协议102.3.3 GPRS究竟是什么112.3.4 GPRS有什么优点122.4 中国移动发展GPRS的市场定位是什么132.4.1 G先锋GPRS133 GPRS通信系统的整体设计方案143.1 GPRS通信系统的方案论证143.2 GPRS通信系统
11、的硬件设计方案153.2.1 系统总体功能概述153.2.2 单片机的用途和使用163.2.3 单片机STC89C51简介173.2.5 CTM900-CGPRS模块简介183.3 GPRS通信系统的软件设计方案193.3.1 连接的建立193.3.2 数据处理283.3.3 主程序流程283.3.4 系统程序303.3.6 电路原理图38结 论39致 谢40参考文献41附录A 英文原文42附录B 汉语翻译49IV1 绪 论1.1 课题的背景和意义 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
12、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受。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。 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
13、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,GPRS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。 目前,我国在水利、电力和天然气、石油等资源的监测中还没有经济实用的自动化数据采集和传输设备,尤其是在偏远的乡村、山区以及其他恶劣环境下的数据传输更加的困难,不能满足工业现代化、自动化的要求。GPRS通信系统是现代测控的基础,用于获取各种采集到的数据,因为作为获取信息的重要工具,GPRS通信系统正广泛应用于生产、科研的各个领域。随着通信事业的发展,我国已建成了覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网,GSM网络中重要发展的G
14、PRS网络也已经投入使用,所以,本课题提出并设计了基于单片机的GPRS通信系统的设计,实现远程数据传输系统,使得数据传输更加的灵活,并且大大降低了成本,为一些监控系统后的传输数据带来了方便快捷。1.2 国内外研究现状 GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的简称,它突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式,只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换,这种改造的投入相对来说并不大,但得到的用户数据速率却相当可观。GPRS(General Packet Radio Service)是一种以全球手机系统(GSM)为基础的数据传
15、输技术,可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同,是以封包(Packet)式来传输,因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算,并非使用其整个频道,理论上较为便宜。 GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。而且,因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器,所以连接及传输都会更方便容易。如此,使用者既可联机上网,参加视讯会议等互动传播,而且在同一个视讯网络上(VRN)的使用者,甚至可以无需通过拨号上网,而持续与网络连接。GPRS的特点1、应用上的特点 目前,用手机上网还显得有些不尽人意。因此,全面的解决方法GPRS也就这样应运而生了,这项全新技术可以令您在任何时间、
16、任何地点都能快速方便地实现连接,同时费用又很合理。简单地说:速度上去了,内容丰富了,应用增加了,而费用却更加合理。(1)高速数据传输 速度10倍于GSM,更可满足您的理想需求,还可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件,可谓不一般的巨大进步。(2)永远在线 由于建立新的连接几乎无需任何时间(即无需为每次数据的访问建立呼叫连接),因而您随时都可与网络保持联系,举个例子,若无GPRS的支持,当您正在网上漫游,而此时恰有电话接入,大部分情况下您不得不断线后接通来电,通话完毕后重新拨号上网。这对大多数人来说,的确是件非常令人恼火的事。而有了GPRS,您就能轻而易举地解决这个冲突。(3)仅按数据流量计
17、费 即根据您传输的数据量(如:网上下载信息时)来计费,而不是按上网时间计费也就是说,只要不进行数据传输,哪怕您一直“在线”,也无需付费。做个“打电话”的比方,在使用GSM+WAP手机上网时,就好比电话接通便开始计费;而使用GPRE+WAP上网则要合理得多,就像电话接通并不收费,只有对话时才计算费用。总之,它真正体现了少用少付费的原则2.2 GPRS通信无线网络的介绍2.1 什么是GPRS无线通讯网络GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称,是一种新的分组数据承载业务。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式,GPRS是分组交换技术,
18、具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。GPRS是General Packer Radio Service的英文缩写,中文译为通用无线分组业务,具体来讲,GPRS是一项高速数据处理的科技,即以分组的“形式”把数据传送到用户手上。因此,GPRS技术可以令手机上网省时、省力、省花费。打个比方,GSM是猫上普通固定电话线网的话,那么GPRS就是手机的ADSL。相对于GSM的9.6kbps的访问速度而言,GPRS拥有171.2kbps的访问速度;在连接建立时间方面,GSM需要1030秒,而GPRS只需要极短的时间就可以访问到相关请求;而对于费用而言,GSM是按连
19、接时间计费的,而GPRS只需要按数据流量计费;GPRS对于网络资源的利用率而相对远远高于GSM。目前中国只有中国移动提供GPRS无线通讯服务,联通网络不具有这个网络服务。2.1.1 为什么要有GPRS目前,用手机上网还显得有些不尽人意。因此,全面的解决方法GPRS也就这样应运而生了,这项全新技术可以令您在任何时间、任何地点都能快速方便地实现连接,同时费用又很合理。简单地说:速度上去了,内容丰富了,应用增加了,而费用却更加合理了!2.2 GPRS的承载业务 GPRS提供的承载业务又叫GPRS网络业务。GPRS支持两种类型的承载业务:点对点(PTP)业务和点对多点(PTM)业务。1. 点对点业务是
20、在两个用户之间提供一个或多个分组传送的业务,由业务请求者启动,被接受者接受。(1) 点对点无连接网络业务 点对点无连接网络业务属于数据报业务类型。具体来说就是,一个或多个分组从单一业务用户A发送到另一个单一目标用户B,各个数据分组彼此相互独立,即每一个分组独立于前一个和后一个分组,用户之间的信息传输没有端到端的呼叫建立过程,分组的传送没有逻辑连接,分组的交付没有确认保护。发送的每个数据报或数据分组用IP字头封装,IP字头内包含信源和目标或信宿网络地址和当前网络拓扑结构,通过最佳的路由算法选取去往下一个网关或路由器的路由。网关路由表配置该网关与其相连的其他网关的网络地址。通过网间网寻径,最终把数
21、据报送往目标子网。在子网内依据数据报中的信宿IP地址,把数据送给目标主机。由于每个分组都是独立完成传送的,用户数据分组不是按照顺序传达的。分组的交付没有确认保护,用户数据可能丢失或重复接收。(2) 点对点面向连接的网络业务 点对点面向连接的网络业务属于虚电路型业务,它为两个用户之间传送多路数据分组建立逻辑电路。它要求有建立连接,数据传送和连接释放的过程。这类业务是由面向连接的网络协议CONP支持的业务,即X.25协议支持的业务。X.25协议是数据终端设备分组协议。在两个用户或多个用户之间的数据分组传送,要求建立逻辑虚电路连接,包括永久虚电路和交换虚电路。PTP-CONS业务要求有数据分组传送之
22、前的连接建立,数据传送和连接释放工作程序。面向连接方式传送是指数据分组传送之前的连接建立,数据分组是在建立的虚电路中按顺序传送的,并按照顺序进行交付数据。由于数据分组内没有信宿地址,所以不能实现单独分组的寻径传输。分组交付有确认保护,不会受到重复的分组。2. 点对多点业务是将单一消息传送给多个用户的一类业务。 GPRS提供的点对多点业务可根据某个业务请求者请求,把信息送给多个用户或一组用户,由PTM业务请求者定义用户组成员。GPRS使用国际移动组识别(IMGI)识别组成员。组成员主要由移动用户组成,但是也可能包含一个或多个固定网用户。PTM业务请求者可以是外部网络业务提供者,或者是经过授权的G
23、PRS移动台。PTM外部业务提供者一般通过公众分组数据网接入到点对多点服务中心(PTM-SC)。服务的地理区可以是一个或几个,即所有组成员可能分布在不同的地理区域内,有业务请求着自己定义。点对多点服务中心主要执行对PTM业务请求者进行鉴权,选取组成员所在的SGSN(服务GPRS支持节点),把PTM业务信息送往相关的SGSN,由相关的SGSN再把信息送给基站子系统。由基站子系统送给PTM组成员移动台。2.3 GPRS的网络结构GPRS网络结构基于GSM系统实现,话音部分人采用原先的基本处理单元,而对与数据本分则新增了一些数据处理单元和接口。GPRS系统中新增的数据单元包括一下几个部分。 MSCB
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