GPRS数据传送服务的无线通信控制器
设计
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引言
GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,需不需要利用电路交换模式的网络资源;从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务,特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输。
本文设计的GPRS无线通信控制器(以下简称控制器),内嵌了TCP/IP
协议
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栈,采用工业级的GPRS模块;适用于主机没有TCP/IP协议栈,但使用串口通信的情况,例如单片机数据采集传输系统。
1 GPRS网络数据的收发
终端设备通过串行方式接到控制器上并与GSM基站通道,但与电路交换或数据呼叫不同。GPRS数据分组是从基站发送到SGSN节点,而不是通过移动交换中心MSC连接到语音网络上。SGSN与网关支持节点GGSM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,见图1。来自Internet、标识有移动台地址的IP包,由GGSN接收,再转发到SGSN,继而传送到移动台上。
控制器工作时,用户上位系统向控制器发送工作指令和数据,数据由IP模块进行了TCP/IP协议转换,打成IP数据包,再由MC35模块以GPRS数据包的形式发送到SGSN。
控制器内部由四部分构成:嵌入TCP/IP的单片机系统、MC35模块、电源部分和外部接口部分。
在设计时,考虑到双串口性能和高速的全静态CMOS设计,嵌入式单片机系统选用台湾Winbond的W77E58芯片作为MCU模块的处理器芯片。它是高速的、与MCS-51指令兼容的、没有多余指令周期的微控制器,在相同时钟频率下,运行同样的指令要比传统的8051快1.5~3.0倍。它完全是静态CMOS设计,工作电压为4.5V~5.5V,有32KB的片内程序ROM,内部有1KB SRAM,最高时钟频率可达40MHz;有双指针、双串口,13个中断源,3个16位定时器。单片机W77E58通过串口1直接与MC35模块相连接,完成对MC35模块的初始化和基于GPRS业务的数据收发功能;同时串口2扩展MAX232标准串口与其它嵌入式系统或PC机进行数据交换。图2是系统的硬件框图。