1、1緒論1.1 引言GPRS是一種基于第二代移動通信系統GSM(全球移動通信系統)的無線分組交換技術，特別適用于間斷、突發性或頻繁、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大量數據傳輸。現有的中國移動BSS(基站子系統)提供全面的GPRS網絡覆蓋 ， GPRS允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，而不需要利用電路交換模式的網絡資源，從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務。將GPRS與嵌入系統、Internet網絡結合，組建無線數字測控網絡。它充分利用已有公共網絡資源，節省了網絡建設及維護成本，而且GPRS按流量收費，適合于智能終端的數據傳輸，降低了系統運營成本，使系統在具有一定實時性前提下可

2、以保證系統可靠運行。1.2 研究背景在過去的幾年中，GSM被證明是最成功的商用移動系統，截至2010年3月，全球GSM用戶數已突破30億。隨著市場需求的增加和技術的成熟，移動通信必然要朝著3G方向發展，以向人們提供高速豐富的數據多媒體業務，在GSM中增加了相應部分，即GPRS系統，也就是通常所說的2.5G系統。近年來，大量的無線數據業務應運而生，像車輛定位監控系統、機房無線遠程監控系統、智能家居等。這類業務往往是在一個主要的控制中心管理下，多個終端設備以無線方式與控制中心進行信息交互，終端設備除了具有無線接入之外，還要求有比較強的數據處理能力，比如數據采集、輸出處理、判斷警告等。隨著通信技術、

3、電子技術飛速進步，智能化建設不斷發展，越來越多的設備都有了聯網的需求，并且有大量的數據需要即時傳輸，很多場合需要有線連接的方式已不能滿足人們的需要，而GPRS無線數傳模塊為無線接入產品提供了一個廣闊的平臺。現在市場上針對此類的應用已推出了一些，但這些產品往往功能比較單一，比如資料的透傳僅僅把終端作為一個無線通信設備來使用，而不考慮其他數據處理功能，將所有資料運算功能全部放在上端的監控處理系統里面進行，這樣就造成了數據通信量的增加和上位機軟件的繁忙。真對這種低端產品的不足，我們希望能夠研究出一種更能更加豐富和強大的產品，比如對資料進行計算提取最終值進行傳送，對運算結果進行邏輯判斷并具有超限報警功

4、能，形成一個無人看守的數據處理平臺，是終端系統具備通用性及可擴展性。1.3 GPRS簡介1.發展移動通信通常分為三代，第一代是模擬的無線網絡，第二代是數字通信，包括GSM、CDMA等，第三代是分組型的移動業務，成為3G。GPRS是通用分組無線業務（General Packet Radio Service）的英文簡稱，是介于第二代和第三代之間的一種技術，目前通過升級GSM網絡實現，GPRS與GSM的最根本區別是GSM為一種電路交換系統，而GPRS是一種分組交換系統。GPRS網絡提供了移動網絡和以太網絡之間的接口，這樣子就可以把GPRS網絡看成是一個IP網絡的子網，移動終端就像GPRS子網中的一臺

5、主機，通過移動IP來識別。2.GPRS基于以太網的無線通訊系統的架構：基站子系統 GPRS主干網移動終端Internet圖1-1 無線通訊系統的架構Fig. 1-1 Wireless communication system structureGPRS網絡是以GSM網絡為基礎建立起來的，為了實現GPRS需要在現有的GSM網絡增加一些節點，其中兩個重要的網絡節點是：SGSN和GGSN。SGSN是服務GPRS支持節點（Serving GPRS Support Node），其功能為處理話務、路由尋址、手機移動性管理、鑒權和加密、計費和統計，對邏輯鏈路進行建立、維護和釋放，對無線資源進行管理，完成分組

6、數據的轉發，地址翻譯等功能；GGSN是網關GPRS支持節點（Gateway GPRS Support Node），其功能為GPRS話務處理、與外部IP數據網絡的接口、安全策略、計費和統計，它提供GPRS和公共分組數據網以X.25互聯。GGSN和SGSN一起完成GPRS的路由功能，以IP協議接入Internet。3.GPRS的優點:·資源利用率高，多個用戶可共享同一信道； ·傳輸速率快，可達171.2Kb/S；·接入時間短，少于1秒；·支持Internet上應用最廣泛的X.25協議和IP協議；·永遠在線。1.4 GPRS應用由于通過GPRS網絡進

7、行數據傳輸，具有成本低、組網迅速靈活、范圍廣、專業隊伍維護的優勢，GPRS當前應用廣泛的行業有無線電力抄表、管網監測、氣象采集、金融業務、電力、油田、工業控制、運輸、證券、商業、公共安全業、交通信息實時發布等，它們都能備與數據服務器之間通訊， 應用特點是數據量小，發送時間間隔大，或不定時發送。本文由閏土服務機械外文文獻翻譯成品淘寶店整理2無線數傳模塊總體方案設計2.1 模塊功能介紹該無線數傳模塊具有以下功能：·溫度數據采集功能，采集范圍-200800；·4路模擬量輸入，4路開關量輸入，4路開關量輸出；·10位A/D轉換；·智能無線網絡組建；·無

8、線數據接收和發送；·自我修復功能。 InternetGPRS網絡2.2 系統總體方案4路模擬量輸入 4路開關量輸入客戶機GPRS模塊單片機4路開關量輸出圖2-1 結構框圖 Fig. 2-1 Structure frame diagram工作原理：無線數傳模塊采用微控制器和GPRS模塊相結合，實現所需工藝變量（溫度、濕度、流量、壓力、液位等）數據的測量與控制，采集的數據通過GPRS發送到Internet上的數據衷心服務器上，利用Internet實現客戶機與數據中心服務器的通信，再通過相關軟件的配合，最終實現對被測對象的合理控制。因無線數傳模塊使用SIM卡，所以只要有手機信號和Inter

9、net的地方就可以實現對工藝變量的測量和控制。2.3 硬件原理框圖繼電器微控制器MCU串口電源模塊GPRS模塊 傳感器圖2-2下位機硬件結構框圖Fig. 2-2 The lowercomputer hardware structure 下位機MCU可根據需求選擇，上位機硬件由一臺連接Internet的PC機構成。2.4 軟件設計思想系統軟件設計包括下位機控制軟件和上位機遠程檢測軟件。·下位機軟件完成微控制器以及GPRS模塊的初始化，網絡建立，實現數據采集、處理和傳送；·上位機檢測軟件實現數據的接收、分析、實時顯示、數據庫存儲、監測報警等功能。3無線數傳模塊硬件設計3.1 電

10、源模塊此電源模塊電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路四部分構成，提供直流±12 V、+5 V穩定電壓，正5 V為單片機STC12C5A60S2和TC35I供電，經過ADR02得到高精度基準穩壓電源+5v為溫度采集電路供電，±12 V為運算放大器OP07雙電源供電。如下圖所示：圖3-1 整流、濾波、穩壓電路Fig. 3-1 Rectifier, filtering, voltage circuit圖3-2 LM358-UAFig. 3-2 LM358-UA 圖3-3 LM358-UBFig. 3-3 LM358-UB3.2 溫度采樣及調理電路圖3-4 溫度采集電路Fig.

11、 3-4 Temperature acquisition circuit溫度測控系統在工業農業很多場合都需要用到。我們設計的這一系統，既能實現溫度的測量，還能在一定程度上實現溫度的控制。其中溫度的測定值可以無線數據傳輸方式實現遠程監控。而無線遠程監控這一方式特別適合于一些人不適宜或者難以到達的地方，減輕了對人的要求。本設計是以單片機STC12C5A60S2和GPRS模塊TC35I為核心，配合溫度采樣及信號調理電路、開關量輸入電路、開關量輸出電路構成遠程溫度控制系統。該溫度測控系統采用了計算機+單片機的上下位機結構作為系統架構。上位計算機作為遠程溫度測控系統的控制中心，用于接收下位機通過GPRS

12、無線通信方式傳送的（測量溫度、設定溫度和轉速）數據，并對下位機進行遠程溫度的控制。同時，上位機還可以通過數據中心服務器與客戶機進行通信，實現只要有Internet的地方，都能對我們的溫度測控系統進行溫度的測控。下位機則由單片機構成的系統來完成現場溫度的采樣和處理，在本地顯示或送遠程數據中心，并通過一定的方式實現對現場溫度的控制。溫度的測量采用熱敏電阻PT100來實現，根據熱敏電阻的特性可知其電阻值隨溫度線性變化。通過外接電阻網絡，可將溫度變化轉換成電壓變化。概括地說，該系統是根據遠程工藝量的要求設計出的一種基于GPRS通信技術的無線監測系統，系統下位機以單片機為核心控制部件，可采用多種變送器對

13、所需數據進行采集、分析、處理，然后通過GPRS模塊將數據經Internet網絡傳輸至上位機，實現了對所采集數據的實時顯示、數據庫存儲、監測報警等功能。該電路輸出的05V的標準電壓信號流入單片機的P1.1口進行A/D轉換。此外，該電路還有一下幾點說明：電路設計：該溫度采集電路用由電阻/電壓轉換橋路和電壓放大電路組成，采用5V高精度基準電源；PT100作為感溫元件，采用熱電阻三線制接法，以減小或消除引線電阻隨環境溫度變化對測量的影響；還有考慮流過熱電阻的電流限制在1mA一下，防止電流熱效應帶來的附加誤差。R10、R11、R12應該選用電阻溫度系數很小的金屬膜電阻，由于各生產廠家生產的電阻具有一定的

14、分散性，在電路設計中要設置調整元件，例如將用一個滑動變阻器與R10相串聯，在輸入0對應的電阻時調整電位器使得橋路輸出0.00 V。信號流程：感溫元件的感溫信號后經信號調理電路后獲得與0-800 相對應的05 V的電壓信號，該信號經帶A/D轉換的單片機STC12C5A60S2進行分析、處理，測得的溫度經GPRS網絡傳送到遠端數據中心和上位機顯示。如果測得的溫度與設定溫度之間的差值達到一定值時，可以經開光量輸出電路控制電機帶動風扇降溫。電路分析：根據設計要求，輸入信號調理電路在輸入0 時對應的電阻（PT100為100 ）時輸出應為0.00V的電壓，輸入800 時對應的電阻（PT100為375.5

15、）時輸出5.00V的電壓。設橋路輸出電壓為U01， 則：（3-1） 取R10=R12=5.1K，R11=R0=100，Rt=R0+Rt ；當所測溫度為0 時，Rt=0，Rt=100.00 ，所以U01=0 V；當所測溫度為800 時，Rt=375.50 ，帶入計算： 0.25V 設電壓放大電路輸出電壓為UO，根據“虛短、虛斷”分析：（3-2） 根據以上計算，當所測溫度為0 時，U01=0 V，UO=0 V；當所測溫度為800 時，U01=0 .25 V，要求UO=5 V，所以需要放大20倍，故取R13=R14=10 k，R15=R16+RW2=200 k ：（3-3） 3.3 開關量輸入及輸出

16、電路1. 開關量輸入電路開關量，就是一對觸點，這一對觸點之間有2個狀態，要么是連通的，要么是閉合狀態，這對觸點傳達的信息就是一個開關量。開關量輸入現場的以開關量為輸出形式的檢測元件（如操作控制按鈕）的連接通道，它把反映生產過程的有關信號轉換成CPU單元所能接收的數字信號，本模塊設計為8路開關量輸入到單片機的P0.0P0.7口。為了防止各種干擾和高電壓竄入CPU內部而影響CPU工作的可靠性，必須采取電氣隔離與抗干擾措施。本電路采用光電耦合電路：圖3-5 開關量輸入電路Fig. 3-5 Switch input circuit2.開關量輸出電路本電路用來控制繼電器的動作，從而控制降溫裝置（如風扇、

17、冷水）的啟動，控制信號從P2.0輸出。此外，本電路共有8路開關量輸出功能，分別從P2.0P2.7口輸出，另外7路開關量輸出口來控制其他繼電器動作。同樣采用光電耦合電路提高抗干擾能力：圖3-6 開關量輸出電路Fig. 3-6 Switch output circuit3.4 微控制器3.4.1 STC12C5A60S2系列芯片簡介STC12C5A60S2是由宏晶科技生產的一款超強抗干擾、高速、高性能、高可靠的單片機。其主要功能特性如下：·高速：1個時鐘/機器周期，增強型8051內核，比普通8051快812倍；·寬電壓：3.35.5V；·外部掉電檢測電路（P4.6），

18、可在掉電時及時將數據保存進EEPROM，正常工作時無需操作RRPROM；·低功耗設計：空閑模式，掉電模式（可由外部中斷喚醒）；·工作頻率：035MHz；·時鐘：外部高精度晶體時鐘；·60K字節片內Flash程序存儲器，擦寫次數10萬次以上；·1280字節片內RAM數據存儲器；·芯片內EEPROM功能，擦寫次數10萬次以上；·8通道，10位高速ADC，速度可達25萬次/秒，2路PWM還可當作2路D/A使用；·4個16位定時器，兼容普通8051的定時器T0/T1；·可編程時鐘輸出功能，P3.4/T0輸出,P3

19、.5/T1輸出；·硬件看門狗（WDT）；·通用全雙工異步串行口（UART），兼容普通8051串口；·雙串口：RXD/P1.2，TXD/P1.3；·指令：兼容8051指令集；·通用I/O口，36個；·外部中斷I/O口7路，傳統下降沿中斷或低電平觸發中斷；·工作溫度：-40+85；·封裝：PDIP40；3.4.2 STC12C5A60S2引腳配置圖3-7 芯片STC12C5A60S2Fig. 3-7 Chip STC12C5A60S2引腳說明：·40腳接5V電源，20腳接地，P4.7，復位腳；·18

20、、19腳接外部12MHz晶振；·P1.0P1.7，DAC轉換通道，取P1.0口作為基準參考電壓輸入，以此計算其他幾路A/D轉換通道的電壓，P1.1口作為溫度變送電路輸出電壓入口，其他口可作為其他模擬量輸入口；·P3.0串行數據接收口，P3.1串行數據發送口，可用作燒寫程序接口和與TC35I通信接口；·P0.0P0.7，可作8路開關量輸入口；·P4.5為GPRS模塊TC35I啟動信號；·P2.0P2.7，8路開關量輸出接口，其中P2.0作為降溫裝置風扇控制口，其他口可作為其他信號控制口。3.5 GPRS模塊3.5.1 TC35I簡介1. TC35

21、I是德國SIEMENS（西門子）公司的一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊。在GSM網絡日臻完善的今天，TC35I秉承了西門子一貫的優秀品質，易于集成，在遠程監控和無線公話以及無線POS終端等領域您都能看到TC35I無線模塊在發揮作用，這些產品可以很容易向GPRS領域過度，并能保證產品質量和性能。TC35I性能指標如下：·信息傳送內容：語音和數據； ·電源：單電源3.3V 5.5V；·頻段：雙頻，GSM900MHz 和 DCS1800 MHz(Phase 2+)； ·發射功率：2W（900MHz），1W（1800MHz）； ·SI

22、M卡連接方式：外接；·溫度范圍：工作溫度-20°C to +55°C，儲存溫度-30°C+85°C； ·工作電流損耗：通話模式300mA (典型值.)，空閑模式3.0mA (最大值)；·語音解碼標準：三種速率，半速 (ETS 06.20)，全速(ETS 06.10)，增強型全速速 (ETS 06.50/06.60/06.80)； ·短信息：Text和PDU模式； ·外型尺寸：54.5 x 36 x 3.6mm； ·音頻接口：模擬信號（麥克風，耳麥； ·通訊接口：RS232（指令和數據的

23、雙向傳送）； ·SIM卡操作電壓：3V/1.8V； ·電話薄功能：存儲于SIM卡中； ·模塊復位：采用AT指令或掉電復位； ·串口通訊波特率：300bps115kbps； ·自動波特率范圍：4.8kbps115kbps； ·軟件下載功能：通過RS232或SIM接口； ·實時時鐘：可實現時鐘頻率32.768KHz； ·定器功能：可用AT命令編程；3.5.2 GPRS模塊電路原理圖圖3-8 ZIF-40 接口Fig. 3-8 ZIF-40 Interface圖3-9 SIM 卡Fig. 3-9 SIM card3.5.

24、3 TC35I使用說明1. 引腳說明TC35I模塊有40個引腳，通過一個ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)連接器引出。這40 個引腳可以劃分為5類，即電源、數據輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。 TC35I的第15引腳是正電源輸入腳，第610引腳是電源地。11、12 為充電引腳，可以外接鋰電池，13 為對外輸出電壓(供外電路使用)，14 為ACCU-TEMP接負溫度系數的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護控制。 TC35I使用外接式SIM卡， 2429為SIM卡引腳，分別為CCIN、CCR

25、ST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND。ZIF連接器上有6個引腳做為SIM卡的接口，SIM卡上也有6個引腳分別與它相對應， SIM卡同TC35i是這樣連接的：SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通過SIM卡閱讀器與TC35i的同名端直接相連，ZIF連接座的CCIN引腳用來檢測SIM卡是否插好，如果連接正確，則CCIN引腳輸出高電平，否則為低電平。 3340為語音接口，可以直接接駐極體話筒和揚聲器用來采集聲音或者放音。 15、30、31、32腳為控制腳，其中15腳是啟動腳IGT，系統加電后為使TC35i進入工作狀態,必須給IGT加一個大

26、于100ms的低脈沖,電平下降持續時間不可超過1ms。30為RTC backup，31為Power Down，32 為SYNC。 1623為數據輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0 和DCD0。TC35I模塊的數據輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發器，符合RS232 接口標準。它有固定的參數：8位數據位和1位停止位，無校驗位，波特率在300bps115kbps之間可選，硬件握手信號用RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF，CMOS電平，支持標準的AT命令集。 TC35

27、I的SYNC引腳有兩種工作模式，一種是指示發射狀態時的功率增長情況，另一種是指示TC35I的工作狀態，可用AT命令AT+SYNC進行切換，本模塊使用的是后一種。當LED熄滅時,表明TC35i處于關閉或睡眠狀態；當LED為600 ms亮/600ms熄時，表明SIM卡沒有插入或TC35i正在進行網絡登錄；當LED為75 ms亮/3 s熄時，表明TC35I已登錄進網絡，處于待機狀態。 2.具體說明：·關于VDD端TC35正常工作時，VDD引腳輸出信號的幅度（大約在開機后60ms產生）：2.9V/70mA，可作為外部應用。 ·關于VBATT+

28、端TC35的工作電壓輸入端VBATT+，電壓幅度為 3.3V-5.5V，Vtyp = 4.2V，最大電流Imax 2 A 。必須注意的是，最低工作電壓不能低于3.3V，否則電壓將會跌落，從而導致TC35停止工作。由于VBATT+引腳的峰值電流為 2A ，一個GSM發射脈沖可能引起相當大的電壓跌落，此外由于外部電源的扁平柔性連線的內在固有阻抗也可能損失一部分。因此，在任何時候必須保證VBATT+的電壓不能低于 3.3V，而且電壓跌落差值不能超過400 mV，另外，為了保證TC35在發射脈沖區間的電壓跌落值處于最低值，采用盡可能短的連接模塊和ZIF座的扁平柔性FFC電纜，長度不得超過200mm，和

29、低輸出阻抗（low-impedance）的電源。 ·關于POWER端TC35的充電電壓正端POWER，如果通過外部的電源（如充電器）供電，應保證Imax = 500 mA，Vin=5.5-8V。 ·關于/IGT(Ignition)端 TC35的觸發點火信號端/IGT，用OC門或者一個簡單的開關拉低該端電平來開啟模塊，低電平有效。對于點火信號IGT的處理，需要首先拉低該腳電平到地，并至少維持100ms。 注意，如果通過充電器回路（接到POWER引腳）供電，或者通過電池供電（接到VBATT+引腳），那么IGT信號必須維持至少1秒。·關于PD（Power down）TC

30、35的關閉電源端/PD，關機信號脈沖，信號波形為|_| ，拉低到低電平，至少維持3.5秒方為有效，可用OC門或者一個簡單的開關實現，通過關機信號端可以關閉TC35。而在IGT引腳施加一個低電平脈沖信號可以重新開啟模塊及系統。另外，關機信號端/PD也可用來實現看門狗信號輸出。3.TC35的開機操作時序 當開始應用時，TC35的加電過程必須按照以下步驟進行： 直到VBATT+腳的電平超過3.0V時方可對IGT信號電平變換。 VBATT+腳的電平上升達到3.0V后維持10毫秒，方可拉低IGT線的信號電平。IGT線的電平跌落時間（下降時間）必須不超過1ms。 另外，該IGT線的低電平信號必須維持最少1

31、00ms。 在IGT線信號轉換區間必須保證 VBATT+ 的電壓不能低于3.0V，否則模塊不能被激活。3.6 電路連接3.6.1 電平轉換在數字電路系統中，一般情況下，不同種類器件接口，如TTL，RS232-C等，它們之間不能直接相連，不然就會出現信號無效的情況，就算是同一種類器件由于電源電壓的不同也不能直接相連，不然長期使用會影響系統穩定性，這就涉及到電平轉換的問題。TL電平和RS232協議都對邏輯電平進行了定義，但它們各自的定義有所不同：TTL電平信號被利用的最多是因為通常數據表示采用二進制規定，+5V等價于邏輯“1”，0V等價于邏輯“0”，這被稱做TTL（Transistor Trans

32、istor Logic 晶體管-晶體管邏輯電平）信號系統，這是計算機處理器控制的設備內部各部分之間通信的標準技術；TTL電平信號對于計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸是很理想的，首先計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸對于電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外TTL電平信號直接與集成電路連接而不需要價格昂貴的線路驅動器以及接收器電路；再者，計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸是在高速下進行的，而TTL接口的操作恰能滿足這個要求。TTL型通信大多數情況下，是采用并行數據傳輸方式，而并行數據傳輸對于超過10英尺的距離就不適合了。這是由于可靠性和成本兩面的原因。因為在并行接口中存在著偏相和不對稱的問

33、題，這些問題對可靠性均有影響。 RS-232-C個人計算機上的通訊接口之一，是美國電子工業協會EIA制定的一種串行物理接口標準。RS是英文“Recommend Standard推薦標準”的縮寫，232為標識號，C表示修改次數。通常 RS-232 接口以9個引腳 (DB-9) 或是25個引腳 (DB-25) 的型態出現，一般個人計算機上會有兩組 RS-232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2。RS-232-C 對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規定。在TxD和RxD上邏輯1(MARK)=-3V-15V，邏輯0(SPACE)=+3+15V。在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控

34、制線上，信號有效（接通，ON狀態，正電壓）=+3V+15V，信號無效（斷開，OFF狀態，負電壓）=-3V-15V。以上規定說明了RS-232C標準對邏輯電平的定義。對于數據，邏輯“1”的電平低于-3V，邏輯“0”的電平高于+3V；對于控制信號，接通狀態（ON）即信號有效的電平高于+3V，斷開狀態（OFF）即信號無效的電平低于-3V，也就是當傳輸電平的絕對值大于3V時，電路可以有效地檢查出來，介于-3+3V之間的電壓無意義，低于-15V或高于+15V的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平在±（315）V之間。 3.6.2 軟硬件調試電路首先單片與PC機相連，下載相應調試程序進

35、入單片機，驗證模塊串口通信是否正常。單片機與PC機通過電平轉換芯片MAX232連接。然后單片機與TC35I連接，由于微控制器和GPRS模塊串口電平同為TTL電平，故他們可以直接相連，三根線接法為：MCU_RXD-TC35I_TXD，MCU_TXD-TC35I_RXD，MCU_GND-TC35I_GND。測試步驟：1.先把SIM卡插進TC35I模塊插槽中，給模塊通電，電源指示燈亮，信號指示燈一亮一滅，亮與滅的時間相同，這時模塊正在搜索信號，等到信號指示燈閃一下，大約滅2-3秒，這時候說明我們的GPRS模塊已經注冊上信號，說明TC35I工作正常。2.下載線連接上單片機，然后上電，電源指示燈亮，工作

36、正常下載程序后與GPRS模塊相連，給單片機復位一次后，刷新串口即可進行調試工作，調試工作包括撥發數據。 GPRS模塊經過測試功能正常后就可以與微控制器連接執行命令了。主要的AT指令如下：表3-1 主要AT指令Tab. 3-1 The main AT instructions指令功能回答 AT回車 AT+CREG AT+COPS? AT+CIPCSGP AT+CIFSRAT+CIPSTART="TCP" AT+CIPSEND 握手 網絡注冊 服務商選擇 設置數據模式 獲取本地IP 建立連接 發送數據 OK +CREG: 0,1 +COPS: 0,0,"China M

37、obile" 1；設置成GPRS模式 OK >；數據內容4無線數傳模塊軟件設計4.1 下位機軟件設計4.1.1 模塊協議體系結構 傳輸層TCPIP網絡層GPRS物理層圖4-1 模塊協議體系結構Fig. 4-1 Module agreement system structure說明：·物理層：在對GPRS模塊進行參數設置后，微控制器利用AT（Attention）指令通過GPRS模塊撥號，AT指令格式表示從串口發送的所有數據都發送給GPRS模塊，正確反饋應答后，一條物理通道即GPRS信道就在GPRS模塊和GPRS網絡之間建立起來了。·數據鏈路層：PPP（Poin

38、t to Point Protocol，點對點協議）幀格式表示從串口發送的所有數據都透明地發送到了GGSN。PPP協議將原始的GPRS物理層連接改造成無差錯的數據鏈路，然后模塊將遠程登錄Internet，并得到GPRS網關分配的IP地址。·網絡層：利用IP(Internet Protocol，因特網互聯協議)協議作為網絡層協議，經過IP路由選擇，可以實現模塊與連在Internet的終端進行數據交換。·傳輸層：選擇TCP(Transmission Control Protocol，傳輸控制協議)作為傳輸層協議，為數據傳輸提供可靠的面向連接服務。4.1.2 主控流圖1.總體主控

39、程序流圖如下圖所示：開始 系統初始化 服務器連接成功？ N Y數據接收上位機顯示以TCP/IP發送串口數 據？TCP/IP數據？ N N Y Y Y發送到串口模擬量（溫度）輸入、開關量輸入或輸出圖4-2 主控程序流圖Fig. 4-2 Main procedure flow chart說明：說面微控制器主控程序主要向GPRS模塊發送AT指令和等待GPRS模塊的反饋信息，完成對GPRS模塊的設置和測試，以及對GPRS模塊的撥號操作。首先，通過AT指令接口函數測試GPRS模塊是否正常，進行必要的初始化設置；接著對接入的網絡服務提供商進行連接信息配置；然后進行連接，若能收到對方返回的連接成功信號，MC

40、U就發送一個LCP（Link Control Protocol，鏈路控制協議）的請求幀，以進入PPP協議協商階段，協商完成后，撥號就成功了。此后，數據的發送和接收都是PPP幀，GPRS工作模式進入無線連接狀態，不再響應AT指令，直到斷開連接為止。2. 溫度采集及處理流圖如下：溫度采集是否有溫度采集命令？設置溫度范圍初始化開始 N Y發送溫度值 圖4-3 溫度采集及處理流圖Fig. 4-3 Temperature collection and processing flow chart3.GPRS模塊主控流圖如下：開始初始化數據接收和發送連接成功？進行TCP連接PPP協商成功？PPP協商撥號成功

41、？發送AT指令撥號配置連接信息 N Y N Y N Y圖4-4 GPRS模塊主控流圖Fig. 4-4 GPRS module control flow graph說明：網絡通信協議主要是基于GPRS通信的PPP協議和精簡的TCP/IP協議應用程序。PPP用于在串行鏈路上的封裝IP數據包，IP是Internet互聯的基礎，兩者都是必需的。TCP是網絡數據運輸層協議，具有較高的可靠性和成熟的流量控制。PPP協議：PPP協商過程是系統接入Internet的關鍵，由于PPP的協商屬于request-answer的方式，即用戶終端向ISP發起請求（request），ISP按照請求內容作回應（answer）。模塊的PPP協議內容如下：·LCP協議內容：即鏈路控制協議，PPP協議的一個子集，在PPP通信中，發送端和接收端通過發送LCP包來確定那些在數據傳輸中的必要信息。LCP檢查鏈接設備的標識，決定是接受還是拒絕；確定傳輸中可接收的包字節數；核對雙方配置是否匹配，如果不匹配則斷開鏈接。只有在LCP包鏈接是可用的情況下，數據才能實現網絡通信。 LCP負責設備之間鏈路的創建，維護和終止。·PAP協議內容：密碼認證協議（Password Authentication Protocol，是 PPP 協議集中的一種鏈路控制協議，主要是通過使用 2 次握手提供一