移動通信課程論文GSM/GPRS原理與應用——基于SIM900A的應用與實現(xiàn)目錄1GSM系統(tǒng)簡介 21.1GSM涵義 21.2GSM系統(tǒng)結構與功能 21.2.1移動臺(MS) 31.2.2基站子系統(tǒng)(BSS) 31.2.3網(wǎng)路子系統(tǒng)(NSS) 31.2.4操作支持子系統(tǒng)(OSS) 41.3GSM信道 41.3.1物理信道與幀結構 41.3.2GSM邏輯信道 52GPRS系統(tǒng)簡介 62.1GPRS涵義 62.2GPRS網(wǎng)絡結構 62.2.1分組控制單元PCU 72.2.2服務GPRS支持節(jié)點SGSN 72.2.3網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點GGSN 72.2.4邊界網(wǎng)關BG 72.2.5計費網(wǎng)關CG與域名服務器DNS 72.3GPRS技術優(yōu)勢 72.3.1資源利用率高 72.3.2傳輸速率高 82.3.3接入時間短 82.3.4支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議 82.4GPRS業(yè)務應用 82.4.1GPRS典型應用一 92.4.2GPRS典型應用二 103基于SIM900A的GSM/GPRS電路系統(tǒng)設計 113.1SIM900A模塊簡介 113.2SIM900A硬件系統(tǒng)設計 113.2.1SIM900A原理圖 123.2.2SIM900APCB圖設計 134基于SIM900A的SMS、TCP功能實現(xiàn) 154.1SMS功能實現(xiàn) 154.1.1SMS工作原理 154.1.2SMS實現(xiàn)步驟 154.2TCP數(shù)據(jù)傳輸功能實現(xiàn) 164.2.1TCP數(shù)據(jù)傳輸原理 174.2.2TCP數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn) 17附錄1：CC2430控制SIM900A實現(xiàn)TCP相關主要程序 21綜述本文對GSM、GPRS系統(tǒng)做了簡要介紹，講解了GSM、GPRS系統(tǒng)的相關組成與功能。并選用SIM900A模塊設計了一個硬件電路系統(tǒng)，該模塊是雙頻GSM/GPRS模塊，其內(nèi)部集成了TCPIP協(xié)議。實踐部分，本文利用PC機通過串口控制該SIM900A電路系統(tǒng)實現(xiàn)了SMS和TCPIP數(shù)據(jù)收發(fā)功能，并利用單片機與SIM900A進行了通訊實驗，使其連續(xù)不斷地發(fā)送數(shù)據(jù)，經(jīng)實驗測定其數(shù)據(jù)正確性基本為100%。文章最后給出了相關源代碼。關鍵字：GSMGPRSSIM900ASMSTCP數(shù)據(jù)收發(fā)

1GSM系統(tǒng)簡介1.1GSM涵義GSM中文名稱為：全球移動通信系統(tǒng)；英文名稱為：Globalsystemformobilecommunications。GSM屬于第二代移動通信技術，起源于歐洲的移動通信技術標準，又稱“全球通”，取一部手機行遍全球之意，其實現(xiàn)手段為全球使用同一個移動電話網(wǎng)絡標準。我國于20世紀90年代引進該技術標準，進而取代了第一代移動通信技術標準-蜂窩模擬移動技術。GSM系統(tǒng)包括GSM900：900MHz、GSM1800：1800MHz及GSM-1900：1900MHz等幾個頻段。1.2GSM系統(tǒng)結構與功能GSM系統(tǒng)由若干個子系統(tǒng)或功能實體組成。其中基站子系統(tǒng)（BSS）在移動臺（MS）和網(wǎng)路子系統(tǒng)（NSS）之間提供和管理傳輸通路，特別包括了MS與GSM系統(tǒng)的功能實體之間的無線接口管理。NSS負責管理通信業(yè)務，保證MS與相關的供應能夠通信網(wǎng)或與其他MS之間建立通信。MS、BSS和NSS組成GSM系統(tǒng)的實體部分。操作支持系統(tǒng)（OSS）提供運營部門一種手段來控制和維護這些實際運行部分。圖1.1GSM系統(tǒng)結構1.2.1移動臺(MS)公用GSM移動通信網(wǎng)中用戶使用的設備叫做移動臺，它是整個GSM系統(tǒng)中用戶惟一接觸的設備，移動臺的類型包括手持臺、車載臺和便攜臺，其中手持臺用戶的比例最大。移動臺必須提供與使用者之間的接口以及通過無線接口接入GSM系統(tǒng)的基本功能，其中主要包括話筒、揚聲器、顯示屏和按鍵等。此外，移動臺另外一個重要的組成部分是用戶識別模塊-SIM卡，它是一張符合ISO標準的智慧卡。他包含所有與用戶相關的和某些無線接口信息，其中包括鑒權和加密信息。使用GSM標注你的移動臺都需要插入SIM卡，只有當處理異常的緊急情況的緊急呼叫可以在不用SIM卡的情況下操作。1.2.2基站子系統(tǒng)(BSS)基站子系統(tǒng)是由基站收發(fā)信臺BTS和基站控制器BSC兩部分功能實體組成?；咀酉到y(tǒng)BSS是GSM系統(tǒng)中與無線蜂窩方面關系最直接的組成部分，它通過無線接口直接與移動臺相接負責無線發(fā)送與接收和無線資源管理。另一方面，基站子系統(tǒng)與網(wǎng)路子系統(tǒng)NSS中的移動業(yè)務交換中心MSC相連。實現(xiàn)移動用戶之間或移動用戶與固定網(wǎng)路之間的通信連接傳送系統(tǒng)信號和用戶信息等。此外，為了對BSS進行操作維護管理還需要建立BSS與操作子系統(tǒng)OSS之間的通信連接?；臼瞻l(fā)信臺BTS屬于基站子系統(tǒng)的無線部分，由基站控制器BSC控制服務于某個小區(qū)的無線收發(fā)信設備完成BSC與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)BTS與移動臺MS之間通過空中接口的無線傳輸及相關的控制功能。實際上一個基站控制器根據(jù)話務量需要可以控制十個BTS，BTS可以直接與BSC相連也可以通過基站接口設備BIE采用遠端控制方式與BSC相連接。BTS主要分為基帶單元、載頻單元、控制單元三大部分?；究刂破鰾SC屬于基站子系統(tǒng)的控制部分，起著BSS的變換設備的作用。即各種接口的管理，承擔無線資源和無線參數(shù)的管理。1.2.3網(wǎng)路子系統(tǒng)(NSS)網(wǎng)路子系統(tǒng)NSS主要包含有GSM系統(tǒng)的交換功能和用于用戶數(shù)據(jù)與移動性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能。它對GSM移動用戶與其他通信網(wǎng)用戶之間通信起著管理作用。NSS由一系列功能實體構成，整個GSM系統(tǒng)內(nèi)部，即NSS的各功能實體之間和NSS與B生死之間都通過符合CCITI心靈系統(tǒng)No.7協(xié)議和GSM規(guī)范的7號信令網(wǎng)路互相通信。網(wǎng)路的核心是移動業(yè)務交換中心MSC，它提供交換功能及面向系統(tǒng)其它功能實體如：基站子系統(tǒng)BSS，歸屬用戶位置寄存器HLR鑒權中心AUC移動設備識別寄存器EIR操作維護中心OMC和面向固定網(wǎng)公用電話網(wǎng)PSTN綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)PSPDN，電路交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)CSPDN的接口功能。把移動用戶與移動用戶，移動用戶與固定網(wǎng)用戶互相連接起來，移動業(yè)務交換中心MSC可從三種數(shù)據(jù)庫。即歸屬用戶位置寄存器HLR訪問用戶位置寄存器VLR和鑒權中心AUC。獲取處理用戶位置登記和呼叫請求所需的全部數(shù)據(jù)。反之MSC也根據(jù)其最新獲取的信息請求更新數(shù)據(jù)庫的部分數(shù)據(jù)MSC可為移動用戶提供一系列業(yè)務。此外，作為網(wǎng)路的核心,MSC還支持位置登記,越區(qū)切換和自動漫游等移動特征性能和其它網(wǎng)路功能1.2.4操作支持子系統(tǒng)(OSS)操作支持子系統(tǒng)OSS，需要完成許多任務包括移動用戶管理，移動設備管理以及網(wǎng)路操作和維護移動用戶管理（用戶數(shù)據(jù)管理和呼叫計費）。用戶數(shù)據(jù)管理一般由歸屬用戶位置寄存器HLR來完成，HLR是NSS功能實體之一，用戶識別卡SIM的管理也是用戶數(shù)據(jù)管理的一部分，但是作為相對獨立的用戶識別卡SIM的管理還必須根據(jù)運營部門對SIM的管理要求和模式采用專門的SIM個人化設備來完成。呼叫計費可以由移動用戶所訪問的各個移動業(yè)務交換中心MSC和GMSC分別處理也可以采用通過HLR或獨立的計費設備來集中處理計費數(shù)據(jù)的方式。移動設備管理是由移動設備識別寄存器EIR來完成的。1.3GSM信道GSM信道可以分為物理信道和邏輯信道。物理信道是指實際物理承載的傳輸信道，邏輯信道則是按照信道的功能劃分，物理信道是邏輯信道的載體。1.3.1物理信道與幀結構時分多址是GSM的基本特點，GSM有8個時隙，它不足以滿足每個小區(qū)實際的用戶需求，因此，GSM采用以時分為主體，時分頻分相結合的方式。對于GSM900（一階段），GSM上下行各占有25MHZ頻段，而每個信道僅占用200KHZ，所以GSM可容納的頻分信道數(shù)是125，而每個頻分信道有8個時隙，所以GSM總共可以提供的時分信道數(shù)為1000個。而對于GSM900第二階段，上下行頻段擴展至35MHZ，時分信道也相應增至1400。此外，可利用小區(qū)蜂窩規(guī)劃對不同小區(qū)進行空分，以進一步增加信道數(shù)。GSM幀結構分為四個層次：TDMA、復幀、超幀、超高幀。TDMA幀是GSM中的基礎幀，一個TDMA幀由8個時隙組成，而每個時隙可以是下列4類時隙突發(fā)中的某一種類型：常規(guī)突發(fā)序列、頻率校正突發(fā)序列、同步突發(fā)序列和接入突發(fā)序列，其中，常規(guī)突發(fā)序列應用較多，主要用于信息通信，其他三類則多用于不同的控制。此外，TDMA幀可以構成兩類復幀，進而構成兩類超幀。GSM幀結構圖如圖1.2。圖1.2GSM幀結構圖1.3.2GSM邏輯信道邏輯信道按功能劃分分為主業(yè)務信道和為了配合業(yè)務正常進行的輔助性控制信道兩大類。主業(yè)務信道又可以分為語音與數(shù)據(jù)兩類。語音信道分為全速率語音信道和半速率語音信道，分別為13.5kbps和6.5kbps。數(shù)據(jù)信道則可以分為五種類型：9.6kbps全數(shù)率數(shù)據(jù)業(yè)務；4.8kbps全速率數(shù)據(jù)業(yè)務；<=2.4kbps全速率數(shù)據(jù)業(yè)務；4.8kbps半速率數(shù)據(jù)業(yè)務；2.4kbps半速率數(shù)據(jù)業(yè)務。輔助性控制信道是為了保證業(yè)務信道有效且正常傳送輔助信息的信道。它可分為三種類型：廣播信道，其中包括頻率校正信道、同步信道和廣播控制信道；公共控制信道，它包含下行的尋呼信道和準予接入信道及上行的隨機接入信道；專用控制信道，它包含獨立專用控制信道和兩類（快、慢）隨路控制信道。2GPRS系統(tǒng)簡介2.1GPRS涵義GPRS，英文名稱為：GeneralPacketRadioService，即通用分組無線業(yè)務，其標準是歐洲電信標準化協(xié)會ETSI制定并于1998年完成的。它是從GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來的分組無線數(shù)據(jù)業(yè)務，GPRS與GSM公用頻段、公用基站并共享GSM系統(tǒng)能夠與網(wǎng)絡中的一些設備和設施。GPRS大大拓廣了GSM的服務范圍，在GSM原有電路交換的語音與數(shù)據(jù)業(yè)務的基礎上提供了一個平行的分組交換的數(shù)據(jù)與語音業(yè)務的網(wǎng)絡平臺?；谏鲜鲈?，GPRS經(jīng)常被描述成“2.5G”，也就是說這項技術位于第二代（2G）和第三代（3G）移動通訊技術之間。GPRS的主要功能是移動蜂窩網(wǎng)中支持分組交換業(yè)務，按時隙而不占用整個通路，將無線資源分配給所需的移動用戶，收費亦按占用時隙計算，因而收費相對較低。GPRS不僅可應用于GSM系統(tǒng)，還可以用于其它基于X.25與IP的各類分組網(wǎng)絡中，為無線因特網(wǎng)業(yè)務提供一個簡單的網(wǎng)絡平臺。2.2GPRS網(wǎng)絡結構GPRS網(wǎng)絡結構如圖2.1所示。主要包括，分組控制單元PCU、網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點GCSN、服務GPRS支持節(jié)點SGSN、域名服務器DNC、邊界網(wǎng)關BG、計費網(wǎng)絡CG等。圖2.1GPRS網(wǎng)絡結構2.2.1分組控制單元PCU分組控制單元主要完成無線鏈路控制與媒體接入控制以及與服務GPRS支持節(jié)點之間Gb分組業(yè)務的轉(zhuǎn)換。包括啟動、監(jiān)視、拆斷分組交換呼叫、無線資源組合、信道配置等；PCU與SGSN之間通過幀中繼或者E1方式連接。2.2.2服務GPRS支持節(jié)點SGSN服務GPRS支持節(jié)點主要負責GPRS與無線端的接入控制、路由選擇、加密、鑒權、移動管理，以及與MSC、SMS、HLR、IP和其他分組網(wǎng)之間的傳輸與網(wǎng)絡接口。此外，SGSN可以被看做一個無線接入路由器。2.2.3網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點GGSN網(wǎng)關支持節(jié)點主要支持與外部因特網(wǎng)及X.25分組網(wǎng)連接的網(wǎng)關，可看做提供移動用戶IP地址的網(wǎng)關和路由器。網(wǎng)關支持節(jié)點還包含防火墻和分組濾波器并提供網(wǎng)間安全機制。2.2.4邊界網(wǎng)關BG邊界網(wǎng)關是其他運營者的GPRS網(wǎng)關與本地GPRS網(wǎng)關主干網(wǎng)之間互相連接的網(wǎng)關，它應具有基本的安全功能和根據(jù)漫游協(xié)議增加相關功能的能力。2.2.5計費網(wǎng)關CG與域名服務器DNS計費網(wǎng)關通過相關接口Ga與GPRS網(wǎng)中的計費實體相連接，用于收集各類GSN的計費數(shù)據(jù)并記錄和進行計費。域名服務器DNS負責提供GPRS網(wǎng)內(nèi)部SGSN、GGSN等網(wǎng)絡節(jié)點域名解析及接入點名APN的解析。2.3GPRS技術優(yōu)勢2.3.1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，使得原有的采用電路交換模式的GSM傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生了根本變換，這在一定程度上解決了無限資源稀缺的問題。按照電路交換模式，在整個連接期間，無論用戶是否發(fā)送數(shù)據(jù)都將獨自占有信道。在會話期間亦會有一些空閑時隙，用戶只有充分利用這些空隙，才能充分利用無線資源，從而提高信道利用率。對于分組模式的GPRS，很好的解決了這些問題，用戶計費以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，實際上，GPRS連接時間可能長達數(shù)小時，而需要支付的費用卻很少。2.3.2傳輸速率高GPRS可提供高達115Kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率（最高值為171.2Kbit/s，不包括FEC）。這意味著通過便攜式電腦GPRS用戶將可以獲得和ISDN用戶一樣的快速上網(wǎng)瀏覽，使快速網(wǎng)絡服務可以隨時隨地。2.3.3接入時間短分組交換接入時間小于1秒，能提供快速即時的連接，可以大幅度提高一些事物的效率，并使現(xiàn)有的Internet操作更加方便、快捷、流暢。2.3.4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.25協(xié)議。支持X.25協(xié)議可使已經(jīng)存在的X.25應用能夠在GSM網(wǎng)絡上繼續(xù)使用。而且由于GSM網(wǎng)絡覆蓋面廣，所以是得GPRS能夠提供Internet和其他分組網(wǎng)絡的全球性無線接入。2.4GPRS業(yè)務應用GPRS如今的應用已經(jīng)比較廣泛。具體涉及到以下幾個方面：信息業(yè)務、網(wǎng)頁瀏覽、文件共享及協(xié)同工作、因特網(wǎng)和企業(yè)E-mail、交通工具定位、靜態(tài)圖像、遠程局域網(wǎng)接入等等。信息業(yè)務包括的內(nèi)容比較廣泛，如新聞、天氣、交通信息等等；網(wǎng)頁瀏覽可以使移動用戶獲得比電路交換數(shù)據(jù)更便捷的上網(wǎng)服務，由于電路交換速率比較低，因此數(shù)據(jù)從因特網(wǎng)服務器到瀏覽器需要很長一段時間，而GPRS則比較適合于因特網(wǎng)瀏覽業(yè)務；定位功能綜合了無線定位技術，該系統(tǒng)告訴人們所處的位置，并且利用短消息業(yè)務轉(zhuǎn)告其他人該位置信息；靜態(tài)圖像如照片圖片等可以在移動網(wǎng)絡上發(fā)送和接收，使用GPRS可以將圖像從一個GPRS設備傳送到因特網(wǎng)站點或者其他接收設備。2.4.1GPRS典型應用一圖2.2GPRS典型應用-遠程物品監(jiān)控如圖2.2所示，為一遠程物品實時監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以用來對遠端的物品的狀態(tài)（是否發(fā)生故障、丟失、移動等等）進行實時監(jiān)控，大大節(jié)省了人力，而且快捷方便。該系統(tǒng)主要通過遠端的無線傳感器網(wǎng)對所要監(jiān)控的物品的各項參數(shù)進行實時監(jiān)測，或者設定閾值，待超過規(guī)定范圍實施報警。通過傳感器采集回來的數(shù)據(jù)經(jīng)過GPRS終端發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡，進一步發(fā)送到遠端的監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對數(shù)據(jù)進行分析，做出相應處理。2.4.2GPRS典型應用二圖2.3GPRS典型應用-車輛實時監(jiān)控如圖2.3所示，為一車輛監(jiān)控典型系統(tǒng)。GPRS手機與GPS聯(lián)合提供車輛的實時調(diào)度、監(jiān)控和管理，GPS探測到的車輛當前位置信息，有GPRS手機通過GPRS網(wǎng)絡實時地傳輸?shù)杰囕v調(diào)度中心，車輛調(diào)度中心的指令、命令也可以通知PTP或者PTM方式發(fā)送給一個或者多個駕駛員，完全可以取代現(xiàn)有的無線集群指揮調(diào)度系統(tǒng)，具有成本低、覆蓋范圍廣、使用簡單方便。

3基于SIM900A的GSM/GPRS電路系統(tǒng)設計3.1SIM900A模塊簡介SIM900A是一個2頻的GSM/GPRS模塊，工作頻段為：EGSM900MHZ和DCS1800MHZ。SIM900A支持GPRSmulti-slotclass10/class8(可選)和GPRS編碼格式CS-1，CS-2，CS-3andCS-4。SIM900A采用省電技術設計，在SLEEP模式下最低耗流只有1mA。此外，該模塊內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，擴展的TCP/IP命令讓用戶能夠很容易使用TCP/IP協(xié)議，這些在用戶做數(shù)據(jù)傳輸方面的應用時非常有用。SIM900A尺寸較小，幾乎可以滿足所有用戶應用中的對空間尺寸的要求。該模塊與用戶移動應用的物理接口為68個貼片焊盤，提供了模塊和客戶電路板的所有硬件接口：鍵盤和SPI顯示接口；主串口和調(diào)試串口；一路音頻接口，包含一個麥克風輸入和一個揚聲器輸出；可編程通用輸入輸出接口。SIM900A的功能框圖如圖3.1所示。圖3.1SIM900A功能框圖3.2SIM900A硬件系統(tǒng)設計SIM900A硬件設計功能框圖如圖3.2所示。本電路設計之初，主要是為了實現(xiàn)SMS與TCP功能，因此語音接口沒有引出，外部功能模塊主要分為串口、電源、SIM卡、以及單片機相應接口。圖3.2硬件系統(tǒng)設計功能框圖3.2.1SIM900A原理圖該電路系統(tǒng)設計的關鍵在于電源部分，由于GSM/GPRS模塊電源部分為3.8v，非典型固定電壓，而且瞬間電流可以達到2A。本系統(tǒng)選擇可調(diào)輸出電壓芯片LM2596，LM2596輸出電壓范圍為1.2-37v，瞬間可以通過最大電流達到3A，完全符合電路要求。電路通信部分充分考慮了兼容性，是GSM/GPRS模塊既可以和PC機通信，同時又可以與單片機通信。由于所使用的MCU為5v接口電壓，而SIM900A的接口電壓為2.8v，因此需要在兩者之間加一電平轉(zhuǎn)換芯片，本系統(tǒng)采用NL27WZ07在SIM900A與模塊之間進行電平的轉(zhuǎn)換。由于GSM/GPRS模塊為靜電敏感器件，因此電路中需要加入靜電防護措施。本系統(tǒng)中采用ESDA6V1W5，該器件專為靜電敏感器件設計，可承受瞬間靜電25KV，漏電流小于1uA。圖3.3SIM900A原理圖3.2.2SIM900APCB圖設計改電路設計需要考慮瞬間大電流問題，由于SIM900A在通信瞬間會產(chǎn)生高達2A的電流，因此，模塊的供電需要保持穩(wěn)定，否則將對電路的穩(wěn)定性甚至正常工作指標產(chǎn)生影響。本設計中采用了加粗電源線的方法。同時采用大面積附銅接地（此處貼圖由于顯示問題沒有附銅）。系統(tǒng)PCB設計如圖3.4。圖3.4SIM900APCB圖3.5SIM900A硬件系統(tǒng)實物圖4基于SIM900A的SMS、TCP功能實現(xiàn)4.1SMS功能實現(xiàn)SMS(ShortMessagingService）中文名稱短信服務，短信是當下每一部手機上必備的功能之一，顧名思義，它是在手機之間發(fā)送文字信息或從個人計算機或手持設備向手機發(fā)送信息的一種方式，其文本信息的最大發(fā)送量為160個字符（字母、數(shù)字或者拉丁字母中的字符），對于中文一般最大發(fā)送量為70個字符。4.1.1SMS工作原理以手機為例，盡管平時沒有打電話或者接聽電話，但是我們的電話卻總在不停地收發(fā)數(shù)據(jù)，它通過被稱為控制信道的控制通路與手機發(fā)射塔進行通信。這種通訊的目的是讓手機系統(tǒng)了解自己所在的信號區(qū)域，以便移動時手機可以切換到其他信號區(qū)域以及確定工作正常。手機使用控制通道來建立呼叫，控制通道同樣也為SMS短信提供通路。當我們向一部手機發(fā)送短信時，該短信將通過手機發(fā)射塔以控制通道上小型數(shù)據(jù)包的形式先通過SMSC（短信業(yè)務中心），然后通過手機發(fā)射塔，再由發(fā)射塔將短信發(fā)送到目標手機。對于短消息的控制共有三種模式：BlockMode、基于AT指令的TextMode、基于AT指令的PDUMode。目前手機中默認使用PDUMode，通過PDU編碼的短消息內(nèi)容可以是文字、聲音或者圖像。TextMode只能用于發(fā)送ANSI范圍的字符，發(fā)送方式比較簡單。本文通過文本模式發(fā)送短消息。4.1.2SMS實現(xiàn)步驟在本系統(tǒng)中，利用PC機通過串口控制SIM900A模塊實現(xiàn)短信收發(fā)功能。首先通過9針串口線將PC機與SIM900A模塊連接，打開串口調(diào)試軟件，并設置相應參數(shù)：波特率-9600、奇偶校驗-無、數(shù)據(jù)位-8、停止位-1。設置完畢，在PC機端發(fā)送AT+ENTER，當連接正常時會返回“OK”。然后輸入相應的AT命令控制GSM模塊工作，詳見下圖圖4.1SMS實現(xiàn)步驟與結果由圖8可見，該SIM900A系統(tǒng)實現(xiàn)了短信收發(fā)功能。我們通過該SIM900A系統(tǒng)向電送一條短信“THISISATESTFROMSIM900A”，由于該電話為系統(tǒng)本身的電話號碼，可以通過結果發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)收到自己發(fā)出的短信，并返回+CMTI：”SM”21表示收到短信，并且該短信為短信存儲位置的第21條。最后通過一條語句”AT+CMGR=21”讀取該短信。表1SMS相關主要AT命令4.2TCP數(shù)據(jù)傳輸功能實現(xiàn)GPRS當前廣泛應用的行業(yè)有電力、有天、工業(yè)控制、運輸、金融、證券、公共安全、天氣預報、交通信息發(fā)布等。應用特點是數(shù)據(jù)量小、發(fā)送時間間隔大以及不定時發(fā)送。利用GPRS網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，具有成本低、組網(wǎng)靈活迅速、范圍廣等優(yōu)勢。4.2.1TCP數(shù)據(jù)傳輸原理在應用中，用戶在GPRS網(wǎng)絡課選擇TCP或者UDP傳輸協(xié)議。UDP不提供可靠性連接，它把應用程序傳給IP層地數(shù)據(jù)發(fā)送出去，但是并不保證他們能到達目的地。TCP提供與UDP完全不同的服務。TCP提供一種面向連接的可靠的字節(jié)流服務。TCP將用戶數(shù)據(jù)打包構成報文段，并在發(fā)送數(shù)據(jù)后啟動一個定時器，等待對端數(shù)據(jù)確認。另一端對收到的數(shù)據(jù)進行確認，對失序的數(shù)據(jù)重新排序，丟棄重復的數(shù)據(jù)。TCP提供端到端的流量控制，并計算和驗證一個也強制性的端到端檢驗。面向連接意味著兩個使用TCP的應用在彼此交換數(shù)據(jù)之前必須先建立一個TCP連接。對于其連接過程，TCP用三個報文段完成連接的建立，該過程亦稱為三次握手。而終止一個連接則需要四次握手。此外，數(shù)據(jù)發(fā)送需要結果接收方確認，并有超時重傳機制。因此，TCP在傳輸中提供了可靠的通訊保障，同時付出了增加網(wǎng)絡開銷的代價。4.2.2TCP數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)在本系統(tǒng)中，通過兩種方式實現(xiàn)了TCP數(shù)據(jù)傳輸功能。一、利用PC機通過串口控制SIM900A模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。該方式通過9針串口線將PC機與SIM900A模塊連接，設置相應串口參數(shù)：波特率-9600、奇偶校驗-無、數(shù)據(jù)位-8、停止位-1。然后輸入相應的AT命令控制GSM模塊工作。二、利用單片機控制SIM900A模塊傳輸數(shù)據(jù)。該方式利用硬件系統(tǒng)上的CC2430硬件接口，CC2430為一個51內(nèi)核的集CPU、無線收發(fā)模塊于一體的片上系統(tǒng)，在此僅當做單片機使用。通過單片機設置SIM900A連續(xù)工作，處于連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)模式，對于該模式本文不做詳細介紹，只提供相關主要程序代碼見附錄。下面詳細介紹PC機通過串口控制SIM900A模塊進行TCP數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟襟E：圖4.2建立監(jiān)聽服務器步驟一：在數(shù)據(jù)接收端建立監(jiān)聽服務器。在本例中，監(jiān)聽PC機端口50000，監(jiān)控是否有數(shù)據(jù)到達50000端口。由圖4.2可見，服務器的IP為192.168.7.10，該IP是內(nèi)部IP，由其連接的路由器提供。此處需要在接在Internet上的具有唯一地址的路由器上將發(fā)送到其上的50000端口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到內(nèi)部IP為192.168.7.10的服務器的50000端口。圖4.3TCP連接相關設置圖4.3監(jiān)聽端檢測到請求連接成功步驟二：通過串口發(fā)送相應AT命令控制SIM900A模塊進行TCP連接。此處需要進行GPRS模塊工作的相關設置，設置網(wǎng)絡，設置協(xié)議，設置接入點等等，并向?qū)Ψ絀P發(fā)起連接。相關AT命令解釋詳見表2。當監(jiān)聽端收到GPRS模塊端發(fā)來的連接請求，進行連接，連接成功后可以在監(jiān)聽端觀察到GPRS模塊所獲得的臨時IP地址117.136.5.217（該地址為遼寧移動所有）。表2TCP數(shù)據(jù)傳輸相關設置命令圖4.4數(shù)據(jù)發(fā)送成功步驟三：發(fā)送數(shù)據(jù)。在此，我們發(fā)送數(shù)據(jù)“ThisisatestforMobilecommunicationtechnology!”，在接收端可以看見，收到了該數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了TCP數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸完畢發(fā)送AT命令：AT+CIPCLOSE斷開連接，結束傳輸過程。此外，本人進行了單片機與SIM900A模塊通信的實驗，單片機控制SIM900A發(fā)送數(shù)據(jù)，連續(xù)發(fā)送一天，經(jīng)過實驗結果證明，TCP數(shù)據(jù)傳輸有效性基本為100%，由于數(shù)據(jù)量巨大，在此不予列舉。僅提供實驗程序，詳見附錄1。

附錄1：CC2430控制SIM900A實現(xiàn)TCP相關主要程序#include<ioCC2430.h>#include"hal.h"#include"string.h"#include"stdlib.h"http://建立tcp連接/*//關閉tpc連接voidAT_CLOSE(){halUart0SendData("AT+CIPCLOSE\r\n",13);}//發(fā)送數(shù)據(jù)voidAT_CIPSEND(BYTE*text){BYTElen=strlen(text);halUart0SendData("AT+CIPSEND\r\n",12);halUart0SendData(text,len);halUart0SendData("\1A",1);}//查詢數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)voidAT_CIPACK(){halUart0SendData("AT+CIPACK\r\n",11);}//設置本地端口voidAT_CLPORT(BYTEa){BYTEb=strlen(a);halUart0SendData("AT+CLPORT=\"TCP\",",16);halUart0SendData(a,b);halUart0SendData("\r\n",2);}//激活移動場景voidAT_CIICR(){halUart0SendData("AT+CIICR\r\n",10);}//關閉移動場景voidAT_CIPSHUT(){halUart0SendData("AT+CIPSHUT\r\n",12);}//獲得本地ipvoidAT_CIFSR(){halUart0SendData("AT+CIICR\r\n",10);}//查詢連接狀態(tài)voidAT_CIPSTATUS(){halUart0SendData("AT+CIPSTATUS\r\n",14);}//配置域名服務器DNSvoidAT_CDNSCFG(BYTE*dns){BYTEa=strlen(dns);halUart0SendData("AT+CDNSCFG=\"",11);halUart0SendData(dns,a);halUart0SendData("\"\r\n",3);}//域名解析voidAT_CDNSGIP(BYTE*domain){BYTEa=strlen(domain);halUart0SendData("AT+CDNSGIP=\"",12);halUart0SendData(domain,a);halUart0SendData("\"\r\n",3);}//設置自動發(fā)送時間（0未設置，1設置;time001-100,）voidAT_CIPATS_NotAutoSend(BYTEmode){halUart0SendData("AT+CIPATS=",10);halUart0SendData(mode,1);halUart0SendData("\r\n",2);}voidAT_CIPATS(BYTEmode,BYTEtime){halUart0SendData("AT+CIPATS=",10);halUart0SendData(mode,1);halUart0SendData(time,3);halUart0SendData("\r\n",2);}//配置為服務器(0關閉，1開啟;port00001-65535)voidAT_CIPSERVER_CloseServer(BYTEmode){halUart0SendData("AT+CIPSERVER=",13);halUart0SendData(mode,1);halUart0SendData("\r\n",2);}voidAT_CIPSERVER(BYTEmode,BYTEport){halUart0SendData("AT+CIPSERVER=",13);halUart0SendData(mode,1);halUart0SendData(port,5);halUart0SendData("\r\n",2);}//配置tcpip應用模式(0非透明，1透明)voidAT_CIPMODE(BYTEmode){halUart0SendData("AT+CIPMODE=",11);halUart0SendData(mode,1);halUart0SendData("\r\n",2);}//配置透明傳輸模式(NmRetry3-8,2-10,SendSz0001-1460,esc0-1)voidAT_CIPCCFG(BYTENmRetry,BYTEWaitTm,BYTESendSz,BYTEesc){halUart0SendData("AT+CIPCCFG=",11);halUart0SendData(NmRetry,1);halUart0SendData(",",1);halUart0SendData(WaitTm,1);halUart0SendData(",",1);halUart0SendData(SendSz,4);halUart0SendData(",",1);halUart0SendData(esc,1);halUart0SendData("\r\n",2);}//中斷通話voidATH(){if(strcmp(buf,"RING)==0){halUart0SendData("ATH\r\n",5);}}*/#include"hal.h"voidhalUart0Init(UINT32baudrate){IO_PER_LOC_UART0_AT_PORT0_PIN2345();//baudrateshouldbecheckedbeforecallingUART_SETUP//butIhavn'tdoneityet--byallboneUART_SETUP(0,baudrate,0);//EnablereceiveU0CSR|=RE;}voidhalUart1Init(UINT32baudrate){IO_PER_LOC_UART1_AT_PORT1_PIN4567();UART_SETUP(1,baudrate,0);//EnablereceiveU1CSR|=RE;}voiduart485_Init