一、引言
　　摘要：隨著現代電力電子技術和微電子技術的迅猛發展，自動化，智能化程度的不斷的提高，利用GPRS技術進行無線通信的模塊,使傳統的串口通訊擴展為GPRS無線網絡通訊，實現串口設備的快速無線聯網。文中給出了模塊的硬件結構，PPP協議和TCP／IP協議的軟件實現。該模塊能廣泛應用于無線數據傳輸等領域，具有較高實用價值和良好的應用前景。
　　關鍵詞：GPRS，STM32，TCP／IP，RS232
　　如今通信技術、電子技術迅速發展．智能化建設不斷成熟，越來越多的設備都有了聯網的需求．需要即時傳輸大量的數據，有線連接的方式已不再能滿足人們的需求，而無線接入方式具有方便、快捷和廉價的特點．彌補了有線方式的不足。GPRS網絡的優點是覆蓋面廣泛，可持續利用和開發．為無線接入產品提供了一個廣闊的平臺。
　　一． GSM無線通信網絡優化的概念
　　GSM無線通信網絡優化是通過對現己運行的網絡進行參數采集、數據分析、找出影響網絡質量的原因，并且通過參數的修改、網絡結構的調整、設備配置的調整和采取某些技術手段(如采用同心圓技術等)，確保系統高質量地運行，使現有網絡資源獲得最佳效益，以最經濟的投入獲得最大的收益。而GPRS(GeneralPacketRadioService，通用分組無線業務)是在現有的GSM移動通信系統基礎之上發展起來的一種移動分組數據業務。GPRS通過在GSM數字移動通信網絡中引入分組交換功能實體，以支持采用分組方式進行的數據傳輸。
　　要實現深層次的GSM無線網絡優化，要從用戶對網絡的滿意程度出發，在保證充分利用現有網絡資源的基礎上，采取種種措施，解決網絡存在的局部缺陷，如解決由于網絡質量問題引起的用戶每一個投訴等。最后達到無線覆蓋全面無縫隙、接通率高、通話持續、話音清晰且不失真，保證網絡容量滿足用戶高速發展的要求，讓用戶感到真正滿意。
　　一、模塊工作原理
　　1．GPRS網絡原理
　　GSM—GPRS通過在原GSM網絡基礎上增加一系列功能實體來實現對分組數據的傳輸．新增功能實體和軟件升級后的原GSM功能實體組成GSMGPRS網絡，作為獨立的網絡實體完成GPRS數據業務，原GSM網絡則完成電路業務。GPRS網絡與GSM原網絡通過一系列的接口協議共同完成對移動臺的移動性管理功能。
　　GPRS新增如下功能實體：
　　服務GPRS支持節點(SGSN．ServingGPRSSupportNode)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。
　　網關GPRS支持節點(GGSNGatewayGPRSSupportNode)，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。
　　此外還有點對多點數據服務中心等。同時，對原有的一系列功能實體進行軟件升級。GPRS的特點：可利用成熟的GSM網絡平滑過渡投資小：靈活的計費方式可按流量時間服務等級等；與現有的GSM網絡并存互不干擾：快速接入：利用IP與外部分組數據網互聯。
　　2．GPRS無線通信技術介紹
　　GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分組無線業務的簡稱，是在GSM基礎上發展起來的一種分組交換的資料承載和傳輸方式，目的是給移動用戶提供高速無線IP或x．25服務；GPRS理論帶寬可達171．2Kbids，實際應用帶寬大約在40～100Kbids，在此信道上提供TCP／IP連接，可以用于INTERNET連接、數據傳輸等應用；GPRS采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源被有效的利用；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；GPRS永遠在線，按流量計費，從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務，特別適用于間斷的、突發性的和頻繁的、點多分散、中小流量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。
　　3．無線通信模塊工作原理
　　無線通信模塊要與Internet交互的數據先通過GPRS模塊與當地GSM基站中的GPRS業務節點進行無線通信．并進入GPRS網絡．然后通過GPRS網關與Internet進行數據交互。微控制器(MCU)通過串行接口連接GPRS模塊，數據端的串行數據經微控制器的串口發送到GPRS模塊上。微控制器通過發送AT指令與GPRS模塊進行通信，GPRS模塊通過路由管理來進行尋址和建立數據連接，通過ATD撥號過程、PPP協商過程、TCP連接過程之后就連接上Internet，這樣無線通信模塊就可以訪問Internet了．如圖1所示。
　　
　　二、模塊的硬件設計
　　無線模塊主要由微控制器(MCU)和GPRS模塊組成，模塊硬件框圖如圖2所示。MCU選用意法半導體(ST)公司的STM32系列微控制器中的STM32F103VET6。GPRS模塊選用SKYWORKS公司的ZTG20l，通過RS232串口與微控制器連接。
　　
　　1． 微控制器STM32F1O3VET6
　　STM32F103VET6的工作頻率為72MHz。片上集成了高速存儲器(Flash為512KB，SRAM為64KB)通過APB總線連接的豐富和增強的外設和I／O。所有的設備都提供標準的通信接口(兩個I2C接口．3個SPI接口和5個USART接口)。片上還帶有兩個l2位的ADC、一個12位的雙通道DAC、11個16位計時器。
　　2．GPRS模塊ZTG2O
　　SKYWORKS公司的ZTG201采用SKYW0RKS的射頻解決方案(RF)，接收器靈敏度：-108dBm，支持CMUX．支持SMS收發和GPRS同時在線，內置TCP／IP協議棧，能夠滿足GPRS模塊的要求。
　　三模塊的軟件設計
　　1模塊協議體系結構
　　無線通信模塊的協議體系結構如圖3所示。
　　
　　物理層：在對GPRS模塊進行參數設置后，微控制器利用AT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了GPRS模塊。正確反饋及應答后，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。
　　數據鏈路層：PPP幀格式表示從串口發送的所有數據都透明的發送給了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，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作為傳輸層協議，為數據傳輸提供可靠的面向連接服務。

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