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魚與熊掌兼得——嵌入式GPRS與短信的互補通信方案

2009-06-15
作者:廣州致遠電子有限公司

  前兩期分別介紹了嵌入式系統中常用的兩種無線數傳方式:短信(SMS)和GPRS技術。GPRS以“傳輸速率高、接入速度快、永遠在線、按流量計費”等優點,在無線通信領域中已經得到了廣泛的應用。而短消息卻在靈活性和易用性方面都存在一定的優勢。本期將介紹一種能同時使用GPRS和短信的通信方案。
1 概述
  GPRS作為主流的通信方式可以輕松應對大部分應用,但是其美中不足之處在于,這種基于IP網絡的傳輸方式需要有固定的數據中心和專人維護管理。當數據中心異常時,位于現場的端機將無法把緊急消息及時地通知到相關人員,維護人員對端機也失去了控制。
  另外,目前的移動通信網絡同時要支持語音、短信和數據等業務,其中語音和短信業務的優先級比數據業務的優先級更高。當一個基站覆蓋的區域語音業務比較繁忙時(例如晚上七八點鐘),數據業務會因為得不到足夠信道來傳輸數據而造成GPRS通信中斷,或者通信延遲時間加大。此時可使用短信來發送一些緊急的數據和消息。
  類似這種需要多數據通道互補使用的場合還有很多,例如四處走動的工作人員想通過手機隨時了解現場設備的狀態時,使用短信這種即時通信方式就非常方便。
  因此采用GPRS和SMS相結合的通信方式,既可保證數據傳輸的高效性和經濟性,又可提高可靠性和靈活性。
2 使您的設備同時具有GPRS和SMS數據傳輸通道
  在以往,如果要實現GPRS和短信互補通信,需要給端機同時配備一臺DTU和一個短信收發設備。這會帶來設備成本過高、端機處理器需要多串口、系統功耗增加等問題。
  為此廣州致遠電子有限公司推出了一款同時具有GPRS和SMS功能的嵌入式無線數傳模塊——ZWG-28DP,它非常易于使用且穩定可靠,模塊外形如圖1所示。

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  ZWG-28DP模塊的應用非常簡單,如圖2所示。

  (1)ZWG-28DP功能簡介
  · 比名片還小的尺寸(6.6 cm×4.8 cm);
  · 發送緩沖區10 KB,接收緩沖區4 KB;
  · 支持SMS、GPRS兩種數據傳輸方式,通過引腳電平控制或參數配置;
  · 短信收數據時機可控,防止干擾GPRS數據;
  · 支持APN虛擬專網業務;
  ·支持數據中心IP地址和域名方式訪問;
  ·支持永遠在線、空閑下線和空閑掉電三種工作方式;
  · 支持5個手機號碼同步發送短信;
  · 支持純英文短信、中英文短信和16進制短信;
  · 垃圾短信過濾功能;
  · 同時具有配置串口和通信串口;
  · 支持斷線自動重連功能;
  · 西門子工業級GPRS模塊;
  · 多重軟硬件可靠設計,復合式看門狗技術,確保設備安全運行。
  (2)嵌入式模塊化設計
  ZWG-28DP為嵌入式模塊,具有比名片還小的尺寸和靈活的應用方式。通過一個TTL電平的UART串口與用戶的CPU通信,可以非常方便和用戶的設備融為一體,使用戶設備立刻擁有GPRS、SMS無線數傳功能。
  (3)多種數據傳輸方式
  ZWG-28DP具有三種數據傳輸方式,分別是GPRS方式、SMS方式和GPRS/SMS方式。當選擇GPRS/SMS方式時,用戶的CPU通過控制ZWG-28DP的GPRS/SMS選擇引腳的高低電平來選擇傳輸方式,如圖3所示。而且ZWG-28DP對GPRS和SMS的數據分開處理,互相不影響發送。


  (4)內嵌可靠PPP、TCP/IP協議棧、短信編解碼機制
  ZWG-28DP使用西門子工業級GPRS模塊,基于實時嵌入式操作系統,內嵌可靠的PPP、TCP/IP協議棧和完善的短信編解碼機制。
  (5)串口數據透明傳輸功能
  ZWG-28DP使用異步串行通信接口(UART),采用“透明數據通信”的傳輸方式。透明數據通信是指用戶設備與DTU之間沒有通信協議,DTU將用戶設備發送過來的數據不作修改地傳送到目標PC或手機上,運行于PC上的軟件或手機可以完整地接收到DTU發來的數據包。比如用戶設備發送一個字節數據為0xAA,則在PC端運行的軟件就會收到一個字節數據0xAA。從PC或手機到用戶設備的通信過程與之相同。
  (6)靈活可靠的短信收發功能
  ZWG-28DP支持純英文短信、中英文混合短信和純16進制短信格式,以滿足機器對人、機器對機器的通信應用需求。ZWG-28DP還支持多目標號碼同步發送短信,并且用戶還可以通過設置合法號碼來實現垃圾短信過濾的功能。用戶還可以控制短信接收時機,有效避免短信數據和GPRS數據流互相干擾。
  和GPRS一樣,短信也會遇到發送失敗的情況,但是ZWG-28DP具有錯誤檢測及自動重發的機制,確保用戶消息安全送達。
  (7)完善的異常處理機制
  無線設備在長期工作中會遇到許多特殊情況,如信號弱、手機卡欠費、無網絡、服務器異常、GPRS網絡中斷和垃圾短信等問題。ZWG-28DP具有完善的異常處理機制,可以自動處理各種異常事件,從而有效保障設備長期穩定地工作。
3 應用方案
  ZWG-28DP可以方便地組成點對點、點對多點和多點對多點的組網方式。圖4為點(監測中心)對多點(現場端機)的無線電力監測系統示意圖,在電力監測儀器中嵌入ZWG-28DP模塊后,監測儀器采集的數據平時通過GPRS網絡向數據中心發送。當數據中心異常、網絡通信中斷或者監測到異常緊急的故障信息時,監測儀器通過控制引腳選通ZWG-28DP的短信傳輸通道,向預設的目標號碼發送報警短信。


  系統在運行過程中,維護人員也可以隨時隨地向ZWG-28DP發送命令短信,以達到遠程監測的目的。具體應用或者更多的應用方案請您訪問我們的網站。網址:http://www.embedcontrol.com/。

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