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鱼与熊掌兼得——嵌入式GPRS与短信的互补通信方案

2009-06-15
作者:广州致远电子有限公司

  前两期分别介绍了嵌入式系统中常用的两种无线数传方式:短信(SMS)和GPRS技术。GPRS以“传输速率高、接入速度快、永远在线、按流量计费”等优点,在无线通信领域中已经得到了广泛的应用。而短消息却在灵活性和易用性方面都存在一定的优势。本期将介绍一种能同时使用GPRS和短信的通信方案。
1 概述
  GPRS作为主流的通信方式可以轻松应对大部分应用,但是其美中不足之处在于,这种基于IP网络的传输方式需要有固定的数据中心和专人维护管理。当数据中心异常时,位于现场的端机将无法把紧急消息及时地通知到相关人员,维护人员对端机也失去了控制。
  另外,目前的移动通信网络同时要支持语音、短信和数据等业务,其中语音和短信业务的优先级比数据业务的优先级更高。当一个基站覆盖的区域语音业务比较繁忙时(例如晚上七八点钟),数据业务会因为得不到足够信道来传输数据而造成GPRS通信中断,或者通信延迟时间加大。此时可使用短信来发送一些紧急的数据和消息。
  类似这种需要多数据通道互补使用的场合还有很多,例如四处走动的工作人员想通过手机随时了解现场设备的状态时,使用短信这种即时通信方式就非常方便。
  因此采用GPRS和SMS相结合的通信方式,既可保证数据传输的高效性和经济性,又可提高可靠性和灵活性。
2 使您的设备同时具有GPRS和SMS数据传输通道
  在以往,如果要实现GPRS和短信互补通信,需要给端机同时配备一台DTU和一个短信收发设备。这会带来设备成本过高、端机处理器需要多串口、系统功耗增加等问题。
  为此广州致远电子有限公司推出了一款同时具有GPRS和SMS功能的嵌入式无线数传模块——ZWG-28DP,它非常易于使用且稳定可靠,模块外形如图1所示。

 


  ZWG-28DP模块的应用非常简单,如图2所示。

  (1)ZWG-28DP功能简介
  · 比名片还小的尺寸(6.6 cm×4.8 cm);
  · 发送缓冲区10 KB,接收缓冲区4 KB;
  · 支持SMS、GPRS两种数据传输方式,通过引脚电平控制或参数配置;
  · 短信收数据时机可控,防止干扰GPRS数据;
  · 支持APN虚拟专网业务;
  ·支持数据中心IP地址和域名方式访问;
  ·支持永远在线、空闲下线和空闲掉电三种工作方式;
  · 支持5个手机号码同步发送短信;
  · 支持纯英文短信、中英文短信和16进制短信;
  · 垃圾短信过滤功能;
  · 同时具有配置串口和通信串口;
  · 支持断线自动重连功能;
  · 西门子工业级GPRS模块;
  · 多重软硬件可靠设计,复合式看门狗技术,确保设备安全运行。
  (2)嵌入式模块化设计
  ZWG-28DP为嵌入式模块,具有比名片还小的尺寸和灵活的应用方式。通过一个TTL电平的UART串口与用户的CPU通信,可以非常方便和用户的设备融为一体,使用户设备立刻拥有GPRS、SMS无线数传功能。
  (3)多种数据传输方式
  ZWG-28DP具有三种数据传输方式,分别是GPRS方式、SMS方式和GPRS/SMS方式。当选择GPRS/SMS方式时,用户的CPU通过控制ZWG-28DP的GPRS/SMS选择引脚的高低电平来选择传输方式,如图3所示。而且ZWG-28DP对GPRS和SMS的数据分开处理,互相不影响发送。


  (4)内嵌可靠PPP、TCP/IP协议栈、短信编解码机制
  ZWG-28DP使用西门子工业级GPRS模块,基于实时嵌入式操作系统,内嵌可靠的PPP、TCP/IP协议栈和完善的短信编解码机制。
  (5)串口数据透明传输功能
  ZWG-28DP使用异步串行通信接口(UART),采用“透明数据通信”的传输方式。透明数据通信是指用户设备与DTU之间没有通信协议,DTU将用户设备发送过来的数据不作修改地传送到目标PC或手机上,运行于PC上的软件或手机可以完整地接收到DTU发来的数据包。比如用户设备发送一个字节数据为0xAA,则在PC端运行的软件就会收到一个字节数据0xAA。从PC或手机到用户设备的通信过程与之相同。
  (6)灵活可靠的短信收发功能
  ZWG-28DP支持纯英文短信、中英文混合短信和纯16进制短信格式,以满足机器对人、机器对机器的通信应用需求。ZWG-28DP还支持多目标号码同步发送短信,并且用户还可以通过设置合法号码来实现垃圾短信过滤的功能。用户还可以控制短信接收时机,有效避免短信数据和GPRS数据流互相干扰。
  和GPRS一样,短信也会遇到发送失败的情况,但是ZWG-28DP具有错误检测及自动重发的机制,确保用户消息安全送达。
  (7)完善的异常处理机制
  无线设备在长期工作中会遇到许多特殊情况,如信号弱、手机卡欠费、无网络、服务器异常、GPRS网络中断和垃圾短信等问题。ZWG-28DP具有完善的异常处理机制,可以自动处理各种异常事件,从而有效保障设备长期稳定地工作。
3 应用方案
  ZWG-28DP可以方便地组成点对点、点对多点和多点对多点的组网方式。图4为点(监测中心)对多点(现场端机)的无线电力监测系统示意图,在电力监测仪器中嵌入ZWG-28DP模块后,监测仪器采集的数据平时通过GPRS网络向数据中心发送。当数据中心异常、网络通信中断或者监测到异常紧急的故障信息时,监测仪器通过控制引脚选通ZWG-28DP的短信传输通道,向预设的目标号码发送报警短信。


  系统在运行过程中,维护人员也可以随时随地向ZWG-28DP发送命令短信,以达到远程监测的目的。具体应用或者更多的应用方案请您访问我们的网站。网址:http://www.embedcontrol.com/

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