GPRS数据传输模块、数据传输设备、远程数据通信模块

GPRS无线传输设备主要针对工业级、农业级应用，是一款内嵌GSM/GPRS核心单元的无线Modem，采用GSM/GPRS网络为传输媒介，是一款基于移动GSM短消息平台和GPRS数据业务的工业级通讯终端。它利用GSM移动通信网络的短信息和GPRS业务为用户搭建了一个超远距离的数据传输平台。标准工业规格设计，提供RS232标准接口，直接与用户设备连接，实现中英文短信功能，彩信功能，GPRS数据传输功能。
具有完备的电源管理系统，标准的串行数据接口。外观小巧，软件接口简单易用。可广泛应用于工业短信收发、彩信收发图片文件、GPRS实时数据传输等诸多工业与民用领域。
功能
◆通信功能:支持GPRS和短消息双通道传输数据;支持多中心数据通信。
◆采集功能:采集串口设备数据，如串口仪表、采集器、PLC等。
◆远程管理功能:支持远程参数设置、程序升级。
折叠编辑本段特征
◆具有短消息功能，支持中英文短信
◆针对GPRS数据业务,嵌入了TCP/IP协议栈
◆支持域名解析，可以不用固定IP
◆支持彩信收发，可以传输图片，文件
◆标准RS-232串口，简单的AT指令操作
◆提供单片机和计算机编程源代码
◆频段为双频900MHz和1800MHz
◆工作温度:-35~+75℃
◆工业标准设计，能工作于各种恶劣环境
◆天线接口50Ω/SMA(阴头)
◆直流5~12V供电，电流待机40mA，发射时300mA
折叠编辑本段参数
◆数据格式:8位数据位，1位停止位，校验位(奇、偶、无)可设定。
◆波特率:300、600、1200、2400、4800、9600、19200(Bit/S)可选。
◆通信误码:≤10。
◆供电电源:10V~30VDC。
◆平均电流:<70mA/12V。
◆工作环境:温度:-40~+85℃;湿度:≤95%。
折叠编辑本段应用
◆GPRS实时数据传输
◆银行、证券、保险行业
◆税务、公安、交警、交通稽查行业
◆交通监控
◆工业控制、遥感、遥测
◆移动办公
随着网络应用的普及和移动装备的大量增加，GPRS技术以其低廉的价格和较快的速率已经越来越多地应用到各种各样的场合中，通过操作系统自带的网络协议来控制GPRS的拨号过程已经很成熟，但是，并非所有的数据传输系统都拥有操作系统或网络协议。相对干昂贵的嵌入式芯片，8051系列单片机更经济，更具有实用性且如果仅仅为了实现GPRS数据传输而采用嵌入操作系统也显得过于复杂这就要求能够有一种简洁有效的新方法来实现整个拨号过程及数据传输过程。因此有必要研究一种简单经济的新办法来解决这种矛盾。那么数据传输模块到底是怎样实现数据采集、数据传输的呢？下面请随着山东沃朗机电设备有限公司来一起看一下GPRS数据传输模块的工作原理：
一、网络体系结构分析
文中研究UDP/IP协议而不是TCP/IP协议，这主要根据本研究背景课题的实际情况而定。UDP相对于TCP的优点在干：简洁、方便迅速、经济。缺点在于：传输过程中可能出现“丢包”现象但对于本研究所涉及的工程项目则影响不大。具体硬件结构如图1所示。主要是通过GPRS模块实现远程传输从传感器采样的数据同时能够通过GPRS网络实现远程管理。外围电路还包括了看门狗、时钟、闪存、AD转换器等上位机软件再通过具体算法实现对数据的分析，是实现农业现代化的的基础工作，有很重要的实际意义。
研究基干GPRS的无线通讯明了通讯过程的网络系统结构，才能在实际解决问题的过程中不致误入歧途。
GPRS无线数据传输的低层，即物理层是通过RS232串口及GPRS模块组成的，然后是数据链路层，该层是分析的和难点，其中涉及到PPP协议实现过程数据链路层上面是网络层，其后是传输层，就是我们通常所说的UDP/IP，TCP/IP其中IP协议属于网络层协议，而UDP.TCP都属于传输层协议传输层上方的是包括会话层、表示层、应用层等，均不属本文讨论范围内，这里不再详述。
另一方面，每层协议都是基于下方协议而实现的即如果使用数据链路层则有物理层的支持。如果没有物理层，实施软件的物理介质也就不存在。同理，IP则是基于PPP协议实现的数据链路层，而UDP是基于IP协议实现的网络层，这也就是UDP/IP包要通过PPP协议封装起来的原因.
二、数据链路层的建立
GPRS登陆网络过程属干数据链路层的建立，要通过PPP协议实现PPP协议（Point-to-PointProtocol）提供了在串行点对点链路上传输数据报的方法，支持异步8位数据及位导向的同步连接（如ISDN）它提供了一种管理两点间会话的有效方法，正在取代SLIP（SerialLineInterfaceProtocol）协议成为点对点网络的标准.
三、网络层及传输层的实现
网络层和传输层虽然属于IP及UDP协议实现的功能但此两者都是建立在数据链路层基础上的，因此在发送PDP/IP包的时候仍然不能摆脱对PPP协议的依赖。由PPP封装的UDP/IP数据包组成如下表所示：
1．IP协议介绍
IP包的组成形式如表5所示，其中8位协议处可选择TCP方式或UDP方式，8位TTL为TimeToLive，只数据包在网络中的存活时间。
2．UDP协议介绍
相对于旧数据包UDP数据包的组成比较简草，主要包含所要发送的数据信息即数据段。结构如表6所示其中后的UDP校验与IP数据包中的IP校验方式一样，但与PPP协议中的FSC校验方式不同。FSC校验属于CRC16位校验方式的一种而旧校验和UDP校验是相对简单的反码求和的校验机制。并且对于IP及UDP校验而言需要将数据包需要校验部分的16位转换为32位进行校验校验好之后再转换为16位.
3．IP及UDP校验和
IP校验和所要校验的数据段包括了前面所提的IP数据包内的所有位段，而UDP校验相对IP校验复杂的地方在于，UDP校验不仅仅要将UDP数据包内的内容包括进来，而且还要包括IP部分的一些信息UDP校验位组成如下：
对于后一位的数据段而言由于校验是32位所以如果数据段出现奇数个数据，需要加零补位。

4．由PPP封装形式封装的UDP/IP数据包
根据前面所介绍的方法，下面给出一个具体的实例进行分析：7E2145.00001D47F300DOBID11BOF60A4A30EDD350336C03E803F20000551B61A5DE7E
7E21为PPP包头，4表示旧版本号5表示首部的长度，00表示服务类型，001D表示包的All长度47F3表示16位的标识，00表示3位的标志+13位的片偏移，80表示TTL，11表示协议（11表示UDP协议，TCP为06），B0F6是IP首部校验和。接下来的"0A4A30E0"表示本地IP地址即刚才通过PPP协议获得的动态IP而"D350336C"表示对方IP，即要发送的目的IP，"03E8"表示本地端口（这个可以随便设定只要不与系统已用端口冲突即可，对于UDP而言这个没有实际意义因为GPRS分配到的是内部IP，即使对方知道你的IP及端口也可能通过UDP方式传输数据，而如果是TCP协议则用GPRS作为Client清求Server建立通道后Server端可根据端口发送数据）"03F2"表示目的端口"0009"，表示UDP包的长度（本地端口2字节＋目的端口2字节＋数据长度2字节＋数据端n字节十UDP校验2字节），“55”表示数据，转换为ASCII码应为"a"，"1B61"为UDP校验和"A5DE"为PPP包的FSC校验和。此段代码的含义是“向IP为211.80.51.108，端口为1010的目的地发送字符a".
好了，以上便是对GPRS数据传输模块的定义以及工作过程介绍，其实GPRS的应用不仅仅局限于嵌入式或PC机领域，更能扩大到简单的8051微控制器，从而更深入地扩大GPRS技术的使用。同时针对GPRS上网方式裁减PPP和UDP/IP协议，软件部分用C语言编写可压缩至4K，不仅简化认证过程更节省程序运行时间，正常情况下从拨号到登陆网络只需要3秒钟而且该程序可方便的移植到各种硬件系统中。目前该系统已稳定运行于南京试验田农田墒情检测系统。
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