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1、GPRS远程无线温度采集系统设计摘 要随着通信事业的不断发展，移动通信应用领域的不断扩大，移动终端的设计也逐渐倍受关注。如今随着无线网络的覆盖范围的不断扩大和完善，基于远程的温度采集控制系统在各行各业中大量应用。然而，处理分布在各处的数据传输问题一直是建立远程无线采集系统的难点。且现在世面上的远程控制系统，系统繁琐，费用较高，影响了设备的性价比。就此现状，我针对温度监测点分散，数据传输上进行了深入研究，提出一套电路简洁，功能完善的方案，为远程无线温度采集提供了崭新方式。本系统主要由DS18B20单总线温度传感器、GPRS传输模块EM310和AT89S52微控制器组成，具有无线传输网络的特征。通
2、过使用GPRS实现对远程温度数据的采集、模拟对远程设备的控制，实现了对远程温度的实时采集，同时可通过网络对远程设备实现可靠控制。可方便实现对各种现场温度进行远程监控和管理。具有适应性强、传输速度快、可靠性高、无局限性等特点。关键词 GPRS，无线，温度，数据采集，系统ABSTRACTWith the continuous development of communication, mobile application domain expands unceasingly; the mobile terminal design is also gradually concerned. Now d
3、ays, as the wireless network coverage of expanding and perfecting, based on the wireless network of remote control in industrial application of agricultural industry etc. According to the recent GSM/GPRS networks technology matures, the paper proposes a design GPRS wireless remote temperature gather
4、ing system.This system mainly composed by the temperature sensor DS18B20, GPRS transmission module EM310 and AT89S52 micro controller. It has the characteristics of wireless transmission network. Through the use of GPRS remote temperature data collection, the simulation of the remote control of the
5、equipment, realize the remote real-time data acquisition, and the temperature can be realized through a network of remote control device. It can realize various site for convenient for remote monitoring and management of temperature. At the same time, the adaptability, transmission speed, high relia
6、bility, without limitation, etc.Key words GPRS，Wireless，Temperature，Data acquisition，System目 录摘 要ABSTRACT1 绪论11.1 课题背景11.2 国内外研究现状21.3 本课题研究意义21.4 系统组成22 单片机概述42.1 AT89S52的主要性能42.2 AT89S52的功能特性描述42.3 AT89S52的管脚排列及引脚功能42.4 AT89S52的内部结构框图73 GPRS技术93.1 GPRS简介93.2 GPRS分组交换通信技术93.3 GPRS的特点93.3.1 应用上的特点93
7、.3.2 技术上的特点103.3.3 GPRS与GSM比较中表现出的特点103.3.4 GPRS服务特点对应的范围103.4 GPRS连接Internet的原理113.5 GPRS的发展及应用123.5.1 GPRS的发展123.5.2 GPRS的应用124 EM310 GSM/GPRS无线模块介绍144.1 EM310模块特性介绍144.1.1 EM310模块基本特性参数144.1.2 ESD特性154.2 EM310 GPRS模块功能的概述154.3 EM310 GPRS模块应用框图174.4 EM310 GPRS模块的天线接口184.4.1 天线接口ESD防护185 温度检测205.1
8、温度检测仪的分类205.1.1 利用物体热胀冷缩原理制成的温度计205.1.2 利用热电效应技术制成的温度检测元件205.1.3 正在研究的温度检测技术205.2 DS18B20的概述215.2.1 DS18B20一般说明及特点概述215.2.2 DSl8B20的外部管脚及特点225.2.3 DS18B20的内部结构225.2.4 DS18B20的内存结构225.3 DS18B20的测温功能225.3.1 初始化235.3.2 ROM操作品令235.3.3 存储器操作命令236 系统硬件方案设计246.1 硬件系统组成246.2 单片机控制系统256.3 温度检测模块256.4 GPRS模块2
9、66.4.1 串口通讯协议266.4.2 EM310 GPRS模块与单片机的接口电路266.4.3 EM310 网络状态接口276.4.4 EM310与单片机连接总电路276.5 SIM卡接口模块286.6 串口扩展及连接模块296.6.1 串口扩展电路296.6.2 MAX232电路部分306.7 电源模块307 系统软件设计317.1 GPRS应用系统中的协议转换317.2 软件设计中涉及到的主要AT命令337.3 部分模块程序代码347.3.1其程序主函数为：347.3.2 AT命令反馈函数为：367.4 上位机程序及仿真界面367.4.1 Labview简介367.4.2 Labvie
10、w软件程序37结论38参 考 文 献39附录A:程序代码40附录B:硬件总体电路图47附录C：显示界面48致 谢491 绪论以往的温度采集大多采用A/D转化处理，传输系统都是以有线的或近距离无线为主，一旦距离比较远或是地理条件比较偏僻、环境比较恶劣的地方将无法实现数据的有效采集和传输，这些模式也无法满足迅速部署、灵活监控的现代监控管理的要求。随着数字温度传感器、数传模块和GPRS技术的日趋成熟，通讯网络的日益完善，提出一种基于5l单片机、DSI8B20单总线温度传感器、GPRS无线移动网络实现远程温度采集和传输的网络，分析系统终端软硬件的实现，为远程无线数据采集和传输提供参考。1.1 课题背景
11、近年来随着科学技术的进步，特别是冶金，化学工业的飞速发展及原子能，火箭超导等新技术的发展，对温度计量提出了越来越高的要求，各工业发达国家的计量机构，有关企业都把测量温度技术当着重要的研究课题。温度是工农业、医学、科研、国防工业等部门极为重要的一个参数。温度测量点一般占生产流程全部测量点的一半左右。故国外一些计量机构会重视流程中一般情况下的测温技术。目前测温技术的发展趋势一方面是改进探测元件的结构，另一方面是使二次仪表在的及时完善化，特别是探测元件的微型化，改进其动态特性，提高二次仪表的灵敏度及可靠性及测量值的数字化。GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio Serv
12、ice）的英文简称，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS与现有的GSM语音系统最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统。因此，GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。这一特点正适合大多数移动互联的应用。SMS（Short Message Service）短信息服务是GSM（Global System for Mobile Communication）系统中提供的一种GSM终端（手机）之间，通过服务中心(Service Center)进行文本信息收发的应用服务，其中服务中心完成信息的存储和
13、转发功能。短信息服务作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。以GSM网络作为数据无线传输网络，可以开发出多种前景极其乐观的各类应用，如无线数据的双向传送、无线远程检测和控制等。典型的应用有：变电站、电表、水塔、水库或环保监测点等监测数据的无线传输和无线自动警报；远程无线控制高压线路断电器、加热系统、防洪拦阻系统或其它机电系统的启动和关闭；车队交通管理和控制指挥系统；控制和监测香烟、食品和饮料自动售货机的运行状态和存货水平等。相对原来的GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS的分组交换技术，具有“实时在线”、“按量
14、计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。故本设计将使用GPRS实现远程设备的采集和监控。1.2 国内外研究现状就GPRS/GSM的应用而言，其实我们应用最广的是在我们离不开的手机上。现在手机上网已经再普通不过的事情了3G业务更是发展的如火如荼。但仅仅在商业上的应用是不能够展现他的优势的。在工业上随着工业技术的不断发展在GPRS/GSM的技术可靠性得到了不断的提升。这为远程控制的可靠性提供了保证。目前从GSM到GPRS技术发展最好的国外公司是西门子公司的产品。从最开始的TC35i、MC35i、MC39i到现在的MC37i、MC52i、MC55技术和功能都不断的得到提升。但就价格而
15、言还是相对比较贵。此外国内的华为公司的一些产品比如EM310模块、EM770W模块、EM200、GTM900-C等销量也比较的大。由于大多数的GPRS/GSM产品都支持AT标准指令，所以大多产品都可以很好的兼容。但由于生产技术的不同，各厂家的产品的性能各不相同。且GSM网络是一种电路交换系统，而GPRS网络是一种分组交换系统。因此，GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的数据传输。介于以上理由及系统的可靠性，本设计主要使用GPRS网络来实现远程无线温度的采集和对其控制。1.3 本课题研究意义采用有线温度采集，不但在组建采集系统时布线比较麻烦，而且数据传输距离比较近，组建系统的成本相对较高。而
16、无线温度采集系统的组建省去了数据传输时的布线，而且数据传输距离可以很远，可靠性高。所以无线温度采集系统与有线温度采集系统相比，具有很大的优势。由于目前基于GPRS/GSM的远程数据的控制有很多是用在条件不方便的场所，比如说用于气象监测的偏远场所，用于远距离的数据采集传输，所以需要对整个设计的功耗进行控制。通过对这个项目的研究，我将在电子产品的功耗控制上和GPRS技术有所学习。同时在程序的系统学习上有更深刻的理解。同时由于本设计的设计场所为工厂应用故采用了工业标准协议MODBUS。对工业组态控制过程有了比较深刻的学习。在本设计的完成过程中我不仅仅为以后的此类设计打下了一个良好的基础更是在过程中学
17、习到了不少的相关知识。1.4 系统组成本设计的整个系统通过数字温度传感器采集工作现场温度，将数字信号传给单片机，并由LED现场显示温度，单片机将处理过的数据信息通过GPRS模块操作，连接到GPRS网络，将数据由GPRS网络上传到Internet网络，在服务器端由Labview编写的上位机程序通过使用Run-Time Engine控件来对数据进行处理，显示。实现数据的双向传输。并具有超温报警功能。其系统框图如图1.1所示。图1.1 系统组成框图2 单片机概述AT89S52作为普通51单片机已与广泛应用于各种产品中，其接口简单，方便使用，且功能强大，因此本系统采用AT89S52单片机作为主控制芯片
18、。2.1 AT89S52的主要性能 8K字节在系统可编程Flash存储器 1000次擦写周期 三级加密程序存储器 32个可编程I/O口线 三个16位定时器/计数器 八个中断源 全双工UART串行通道 掉电后中断可唤醒 看门狗定时器 双数据指针，掉电标识符2.2 AT89S52的功能特性描述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT8
19、9S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。2.3 AT89S52的管脚排列及引脚功能 VCC：供电电压 GND：接地 P0口：P0口
20、是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在 flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定
21、时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如表2.1所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。表2.1 P1口特殊功能表引脚号第二功能P1.0T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO（在系统编程用）P1.7SCK（在系统编程用） P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为
22、输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功
23、能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。P3口也可作为AT89S52的一些特殊功能口，如表2.2所示。表2.2 P3口特殊功能表引脚号第二功能P3.0RXD(串行输入口)P3.1TXD(串行输出口)P3.2(外部中断0)P3.3(外部中断1)P3.4T0(记时器0外部输入)P3.5T1(记时器1外部输入)P3.6(外部数据存储器写选通)P3.7(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄
24、存器AUXR(地址8EH)的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。 ：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，也可作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设
25、置对微控制器处于外部执行模式下无效。 ：外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。 ：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。 XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。具体引脚功能图如图2.1所示。图2.1 AT89S52的引脚功能图2.4 AT
26、89S52的内部结构框图 AT89S52单片机由运算器和控制器组成的微处理器、片内存储器RAM/ROM、P0P3组成的I/O端口以及各种存储器组成的特殊功能寄存器SFR和串行接口、定时/计数器、中断系统、振荡器构成。如图2.2所示。图2.2 AT89S52的内部结构框图 本系统设计所涉及到的AT89S52最小系统，仅有芯片，晶振，和复位键组成。外接5V的电源电路。如图2.3所示。图2.3 89S52最小应用系统3 GPRS技术3.1 GPRS简介GPRS是分组无线服务技术（General Packet Radio Service)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS和
27、以往连续在频道传输的方式不同，是封包交换数据的标准技术，它能够充分利用现有的GSM网，可以使运营商在全国范围内推出此项业务。采用信道捆绑(目前GPRS的设计可以在一个载频或8个信道中实现捆绑)和增强数据速率实现高速接入，理论上可提供高达ll5kbps的空中接口传输速率，下一代GPRS业务的速度可以达到84kbps。若干移动用户能够同时共享一个无线信道，一个移动用户也可以使用多个无线信道。实际上发送或接收数据包的用户仅占很小一部分网络资源，并且网络容量只有在实际传输时才被占用。为了实现GPRS，需要在现有的GSM 网络中引入3种新的逻辑网络实体：服务GPRS支持节点(SGSN)、网关GPRS支持
28、节点(GGSN)和分组控制单元(PCU)。GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统。因此，GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。所以我们选择使用GPRS业务来实现远程温度传输。3.2 GPRS分组交换通信技术GPRS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。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
29、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分组交换的通信方式在分组交换的通信方式中，数据被分成一定长度的包(分组)，每个包的前面有一个分组头(其中的地址标志指明该分组发往何处)。数据传送之前并不需要预先分配信道，建立连接。而是在每一个数据包到达时，根据数据包头中的信息（如目的地址），临时寻找一个可用的信道资源将该数据报发送出去。在这种传送方式中，数据的发送和接收方同信道之间没有固定的占用关系，信道资源可以看作是由所有的用户共享使用。3.3 GPRS的特点3.3.1 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
30、，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。 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。 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)，因此您可随时都与网络保持联系。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
31、。 仅按照数据流量计费GPRS用户的计费以通信的数据量为主要依据，体现了“得到多少、支付多少”的原则。GPRS用户的连接时间可能长达数小时，却只需支付相对低廉的连接费用。 GPRS采用分组交换技术，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。如果把空中接口上的TDMA帧的8个时隙都用来传送数据，那么数据速率最高可达164kb/8。GSM空中接口的信道资源既可以被话音占用，也可以被GPRS数据业务占用。当然在信道充足的条件下，可以把一些信道定义为GPRS专用信道。要实现GPRS网络，需要在传统的GSM网络中引入新的网络接口和通信协议。目前GPRS网络引入GSN（GPRS Supporting Nod
32、e）节点。移动台则必须是GPRS移动台或GPRS/GSM双模移动台。3.3.2 技术上的特点数据实现分组发送和接收，按流量计费；56-115Kbps的传输速度。3.3.3 GPRS与GSM比较中表现出的特点相对于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10-30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是按连接时间计费的，而GPRS只需要按照数据流量计费；GPRS对于网络资源的利用率而相对远远高于GSM。3.3.4 GPRS服务特点对应的范围 移动办公 移动商务 移动信息服务 移动互联网 多媒
33、体业务3.4 GPRS连接Internet的原理GPRS技术将通信网络和计算机网络结合在一起，向全IP网络的方向发展。GPRS基站与SGSN设备之间的连接一般通过帧中继连接，GGSN与 SGSN设备之间通过IP网络连接。GGSN是GPRS网络的网关和路由器。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的INTERNET或X.25网络。GGSN可以由具有网络地址翻译功能的路由器承担内部IP地址与外部网络IP地址的转换。用户可以访问GPRS内部的网络，也可以通过APN访问外部的INTERNET。如果用户的IP地址是运营商分配的公有地址，则GGSN不参
34、与用户的论证和鉴权过程。用户可以通过GGSN透明地接入到GPRS内部网络或互联网络，这种方式称为透明方式。非透明方式主要是用户通过GPRS网络接入到企业网络或ISP的情形。用户MS的IP地址是由企业网络或ISP分配的私有地址，用户访问该企业网络或ISP时,GGSN需要企业网络或ISP中的专用服务器对该用户进行鉴权或论证。在标识GPRS设备中，如手机MS的标识除了在GSM中使用IMSI，MSISDN等号码外，还需要分配IP地址。网元设备SGSN，GGSN的标识既有7号信令地址，又有数据GGSN的IP地址，网元设备之间的通信采用IP地址，而网元设备与MSC、HLR等实体的通信采用信令地址。在GPR
35、S系统中，有一个重要的数据库记录信息，即用户PDP上下文（分组数据协议上下文），用于管理从手机MS到网关GGSN 及到ISP之间的数据路由信息。当MS访问GPRS内部网络或外部INTERINT网络时，MS提出PDP上下文请求消息，MS可以与运营商签约选择固定服务的GGSN。或由SGSN选择服务的GGSN，SGSN再向GGSN发建立PDP上下文请求消息。GGSN分配MS一个IP地址。在成功地建立和激活PDP上下文后，MS，SGSN和GGSN都存储了用户的PDP上下文信息。有了用户的位置信息和数据的路由信息，MS就可以访问该网络的资源。用户通过GPRS网络接入到互联网、企业内部网或ISP时，需要对
36、用户的身份、服务质量进行鉴权和数据加密等过程，用户MS的动态IP地址的分配可以分别由运营商、企业网或ISP等实现，因此GPRS用户的接入方式有透明接入和非透明接入两种方式。本设计方案采用非透明方式接入，访问GPRS内部网络的便携接收设备。3.5 GPRS的发展及应用3.5.1 GPRS的发展根据欧洲ETSI的GSM第2阶段的建议，GPRS分为两个发展阶段（即Phase1和Phase2）。GPRS的Phasel阶段将能支持下列功能和业务： TCP/IP和X.25业务 全新的GPRS空中接口加密技术 GPRS附加业务 增强型的短信业务（E-SMS）GPRS分组数据计费功能，即根据数据量而采取计费上
37、述功能业务中最显著的是TCP/IP和X.25功能。GSM网络可以通过TCP/IP和X.25为用户提供电子邮件、WWW浏览、专用数据、LAN接入等业务。GPRS Phase2阶段的规范尚在制订之中，它将能提供更多的新功能和新业务。3.5.2 GPRS的应用 GPRS中的WAP应用GPRS与WAP组合是当前令“手机上网”迈上新台阶的最佳实施方案：GPRS是强大的底层传输，WAP则作为高层应用，如果把WAP比作飞驰的车辆，那么GPRS就是宽阔畅通的高速公路，任您在无线的信息世界中随意驰骋。 设备上的应用GPRS可以在除蜂窝电话之外的多种设备中得以实现，包括膝上型电脑的PCMCIA调制解调器、个人数字
38、助理的扩展模块和手提式电脑。当前流行的手提式E-mail设备Blackberry（黑莓）的制造商Research in Motion（RIM)于一个称为Micro cell Telecommunications的GSM供应商合作，研究如何将GPRS用于其他无线系统消息的传送。 GPRS业务应用自从首次实现文本信息传输以来，无线数据应用已经历了飞跃式的增长，单是看看欧美知名厂商大肆宣传通用分组无线业务(GPRS)的劲头，似乎也能让人感到下一代移动数据应用时代的行将来临。将在99年底或是2000年初开启的通用分组无线业务GPRS，作为迈向第三代个人多媒体业务的重要里程碑，将使移动通信与数据网络合二
39、为一，使IP业务得以引入广阔的移动市场。尽管目前移动数据的使用相对较少，但在某些市场中，不同的用户群却正在快速发展，其推动力量主要是在移动领域中采用数据业务的商业市场。不论是爱立信、诺基亚还是阿尔卡特，几乎所有宣传GPRS的厂商都以商业用户市场的快速成长来游说运营商。GSM系统的分组移动数据通信（即GPRS）是基本分组无线业务，采用分组交换的方式，数据速率最高可达164kb/s、它可以给GSM用户提供移动环境下的高速数据业务，还可以提供收发Emai1、Internet浏览等功能。 GPRS功能对应的业务应用GPRS是一种新的GSM数据业务，它可以给移动用户提供无线分组数据接入服务。GPRS主要
40、是在移动用户和远端的数据网络（如支持TCP/IP、X.25等网络）之间提供一种连接，从而给移动用户提供高速无线IP和无线X.25业务。4 EM310 GSM/GPRS无线模块介绍4.1 EM310模块特性介绍EM310是深圳华为技术有限公司开发的一款GSM/GPRS无线通讯模块。如图4.1所示。图4.1 EM310 GPRS模块实物图4.1.1 EM310模块基本特性参数其基本特性参数如表4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6所示。表4.1 模块频段等性能参数表参数描述工作频段EGSM900/GSM1800双频最大发射功率EGSM900 Class4(2W)GSM1800 Class1
41、(1W)接收灵敏度-106dBm表4.2 EM310 GSM模块工作及存储温度表参数 最小值 最大值 单位 正常工作温度 -20 70 扩展工作温度 -30 75 存储温度 -40 90 表4.3 EM310 GSM模块极限应用条件表参数最小值最大值单位VBAT（模块主电源输入电压）-0.36VVDD-RTC（实时时钟备用电源输入电压）-0.36VVBUS（USB电源测试点）-0.36VEM310 GPRS模块的极限应用条件如表4.3所示，超过这些条件使用将照成EM310模块的永久性损坏。表4.4 EM310 模块输入电源要求参数最小值典型值最大值单位VBAT3.43.84.7V表4.5 模块
42、工作电流特性表工作模式 最大值 单位 关机模式 40 uA 待机模式 DRX=2 3.5 mA DRX=5 2.5 mA DRX=92.0 mA通话模式（最大值） 240 mAGPR模式（最大值） 400 mA表4.6 模块其它设计相关特性表特性描述协议支持GSM/GPRS Phase2/2+GPRSGPRS Class 10编码方式 CS 1，CS 2，CS 3，CS 4最大下行传输速率：85.6 kbps最大上行传输速率：42.8 kbps支持PBCCH内嵌TCP/IP协议；支持多连接，提供ACK应答，提供大容量缓存电路域数据业务支持CSD数据业务，最高速率可达14.4 Kbit/s支持U
43、SSD4.1.2 ESD特性EM310模块在使用时需要注意对ESD（静电放电）进行防护，根据EN61000-4-2标准已经对EM310模块ESD性能进行了测试，测试结果见表4.7所示：表4.7 ESD性能表空气放电8 kV接触放电4 kV4.2 EM310 GPRS模块功能的概述其端口功能如表4.8所示。表4.8 EM310 GPRS模块信号连接器接口功能表管脚号信号名称I/O功能备注1SIM-CLKOSIM卡时钟2SIM-VCCPSIM卡电源最大输出电流15Ma3SIM-IOI/OSIM卡数据4SIM-RSTOSIM卡复位5NC此管脚必须悬空6SIM-GNDPSIM卡地此脚直接与卡座的GND
44、相连。7NC此管脚必须悬空8GNDP地9USB_D-I/OUSB数据线D-10USB_D+I/OUSB数据线D+11VBUSPUSB电源12NC此管脚必须悬空13LPGO网络状态指示灯详细设计参见LPG管脚电路14NC此管脚必须悬空15/RXDOUART口，对应DTE的RXD口16NC此管脚必须悬空17/TXDIUART口，对应DTE的TXD口18VDD-RTCP实时时钟(RTC)备用电源输入接钮扣电池或大电容19NC此管脚必须悬空20NC此管脚必须悬空2125GND-地26VBATP电源3.4V4.7V，当模块以最大功率发射时，电源供电电流将达到瞬时1.6A左右，VBAT电压将会有跌落，但必
45、须保证供电电压最小值不能低于3.4V。27VBATP28VBATP29VBATP30VBATP31VDD-IOPI/O口电源管脚 VDD-IO在使用时需要注意：VDD-IO输入电压U与/DTR 、/RTS、 /TXD外加串联电阻R的关系计算公式：R= 3.5*U-11.3 K如：VDD-IO输入电压为3V，R=0 欧姆；输入电压为5V，R=6.2K32/RINGOUART口，对应DTE的RING口33/DSROUART口，对应DTE的DSR口34/RTSIUART口，对应DTE的RTS口35/DTRIUART口，对应DTE的DTR口36NC此管脚必须悬空37/CTSOUART口，对应DTE的CTS口38NC此管脚必须悬空39/DCDOUART口，对应DTE的DCD口40/RSTI
