基于ARM和GPRS的无线传输与接收设计

引言

　　近年来，无线通信技术得到广泛的应用，GPRS (General Packet Radio System)通用无线分组网络就是一种比较流行的无线通信网络。

　　GPRS网络具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和可按流量计费等优点。

　　本传输方案采用的是西门子GPRS无线通信模块MC35i，该模块支持标准的AT指令集，但并没有嵌入TCP／IP协议，不过系统采用的linux操作系统里面带有完整的TCP／IP协议栈以及PPP协议，它不但减少了软件系统的复杂度，也增加了系统的稳定性。这样，本方案就可用于不同的场合，只要设计相应的上层软件处理系统即可。

　　1 系统总体设计

　　该系统主要由GPRS通讯模块和控制模块两部分组成，并采用嵌入式系统来设计GPRS终端。该嵌入式系统由硬件和应用软件组成，其架构可分为微处理器、内存、输入输出、操作系统和应用软件等五部分。系统的硬件由微处理器、GPRS模块、SIM卡座、外部接口和扩展数据存储器等部分组成。微处理器可控制GPRS模块的信息接收和发送，以通过标准RS232串口和外部控制器进行数据通讯，其系统原理结构如图1所示。

 

　　2 系统硬件设计

　　本系统硬件主要是以ARM为开发平台，以西门子公司的MC39i模块作为GPRS发送模块，从而使系统快速完成发送工作。

　　2．1 嵌入式微处理器单元

　　本硬件平台的CPU采用Samsung的基于ARM920T内核的S3C2410微处理器，S3C2410是采用0．18μm工艺制造的32位微控制器，该处理器拥有独立的16 KB指令Cache及16 KB数据Cache和MMU，并可支持TFT的LCD控制器、NAND闪存控制器、3路UART、4路DMA、4路带PWM的定时器、I／O 口、RTC、8路10位ADC、Touch Screen接口、IIC-BUS接口、IIS-BUS接口、2个USB主机、1个USB设备、SD主机和MMC接口和2路SPI。S3C2410处理器最高可运行在203MHz频率下。另外，通过提供一系列完整的系列外围设备，S3C2410X可大大减少整个系统的成本，消除了为系统配置额外器件的需要。

　　2．2 GPRS模块MC35i

　　MC35i是西门子公司最近推出的新一代双频GSM／GPRS通讯模块的无铅产品，它简洁的封装是很多应用系统中无线高速数据传输的理想解决方案，可进行数据、语音、SMS和FAX各个方面的应用，且功耗低。它为用户提供了永远在线、高速度、更简单的移动数据通信接入手段。  MC35i具有丰富的AT指令，而且功能强大，操作灵活方便，是继GPRS手机的又一种非常重要的GPRS移动通信系统的终端设备。它的出现给GPRS的发展注入了新的活力。

　　MC35i具有体积小、重量轻、功耗低等特点。MC35i的工作电压为3．3～4．8 V，典型电压为4．2V，最大工作电流为2 A。模块可工作在EGSM900和GSMl800两个频段。工作于EGSM900时的功耗为2 W，工作于GSMl800时的功耗为1 W，可利用AT指令进行控制，并支持文本和PDU模式的短消息、第i组的二类传真。MC35i模块常用的工作模式有省电模式、IDLE、TALK、数据等模式。通过独特的40脚连接器(ZIF)可实现电源连接、指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输。MC35i模块主要由GSM基带控制器、射频模块、供电模块、闪存、ZIF连接器、射频功率放大器、天线接口等部分组成。

　　3 系统软件设计

　　根据系统需求，在操作系统Linux启动前，首先应该对微处理器和GPRS模块在内的系统内外部硬件进行初始化，在硬件初始化就绪后，可按系统要求划分并创建系统任务，最后启动Linux进行各任务的调度。应用程序共分为初始化任务、配置任务、数据发送任务、数据处理任务和用户串口中断服务等五个任务。本文主要完成系统的初始化以及拨号连入Internet等工作。

　　3．1 系统初始化

　　为了能利用TCP／PI协议进行数据传输。设计时必须对系统的硬件和软件进行初始化。图2所示为系统初始化部分的软件流程图。

 

 

　　本系统软件在开始时，首先需要通过检查0x90端口的输入电平是否为高来判断MC35i模块是否正常上电。若未能正常上电，那么，软件将通过0x90端口的输出使MC35i模块上电。

　　当MC35i模块上电后，软件将在内存中开辟一个缓存区做为包括PPP、IP、TCP、UDP等协议的数据缓存区。该缓存区内数据的存放方式采用双向链表的方式。

　　为了TCP协议实现中能够进行超时检测，在软件中应利用R8822CPU模块的内部定时器安装一个20ms的时钟中断。

　　ETR186可通过其串口COM2和MC35i模块相连接，用软件可通过安装串口中断来和MC35i模块进行数据传输。

　　在完成上述操作后，系统即可以利用AT命令登录GPRS网络。若不成功，即进行重试，超过重试次数后，即发送出错报告。最后就是进行PPP链路的连接，同时发送数据。