基于ARM和GPRS的無線傳輸與接收設計

引言

　　近年來，無線通信技術得到廣泛的應用，GPRS (General Packet Radio System)通用無線分組網絡就是一種比較流行的無線通信網絡。

　　GPRS網絡具有覆蓋范圍廣、數據傳輸速度快、通信質量高、永遠在線和可按流量計費等優點。

　　本傳輸方案采用的是西門子GPRS無線通信模塊MC35i，該模塊支持標準的AT指令集，但并沒有嵌入TCP／IP協議，不過系統采用的linux 操作系統里面帶有完整的TCP／IP協議棧以及PPP協議，它不但減少了軟件系統的復雜度，也增加了系統的穩定性。這樣，本方案就可用于不同的場合，只要設計相應的上層軟件處理系統即可。

　　1 系統總體設計

　　該系統主要由GPRS通訊模塊和控制模塊兩部分組成，并采用嵌入式系統來設計GPRS終端。該嵌入式系統由硬件和應用軟件組成，其架構可分為微處理器、內存、輸入輸出、操作系統和應用軟件等五部分。系統的硬件由微處理器、GPRS模塊、SIM卡座、外部接口和擴展數據存儲器等部分組成。微處理器可控制GPRS模塊的信息接收和發送，以通過標準RS232串口和外部控制器進行數據通訊，其系統原理結構如圖1所示。

? 系統原理結構圖

　　2 系統硬件設計

　　本系統硬件主要是以ARM為開發平臺，以西門子公司的MC39i模塊作為GPRS發送模塊，從而使系統快速完成發送工作。

　　2．1 嵌入式微處理器單元

　　本硬件平臺的CPU采用Samsung的基于ARM920T內核的S3C2410微處理器，S3C2410是采用0．18μm工藝制造的32位微控制器，該處理器擁有獨立的16 KB指令Cache及16 KB數據Cache和MMU，并可支持TFT的LCD控制器、NAND閃存控制器、3路UART、4路DMA、4路帶PWM的定時器、I／O 口、RTC、8路10位ADC、Touch Screen接口、IIC-BUS接口、IIS-BUS接口、2個USB主機、1個USB設備、SD主機和MMC接口和2路SPI。S3C2410處理器最高可運行在203MHz頻率下。另外，通過提供一系列完整的系列外圍設備，S3C2410X可大大減少整個系統的成本，消除了為系統配置額外器件的需要。

　　2．2 GPRS模塊MC35i

　　MC35i是西門子公司最近推出的新一代雙頻GSM／GPRS通訊模塊的無鉛產品，它簡潔的封裝是很多應用系統中無線高速數據傳輸的理想解決方案，可進行數據、語音、SMS和FAX各個方面的應用，且功耗低。它為用戶提供了永遠在線、高速度、更簡單的移動數據通信接入手段。? MC35i具有豐富的AT指令，而且功能強大，操作靈活方便，是繼GPRS手機的又一種非常重要的GPRS移動通信系統的終端設備。它的出現給GPRS的發展注入了新的活力。

　　MC35i具有體積小、重量輕、功耗低等特點。MC35i的工作電壓為3．3～4．8 V，典型電壓為4．2V，最大工作電流為2 A。模塊可工作在EGSM900和GSMl800兩個頻段。工作于EGSM900時的功耗為2 W，工作于GSMl800時的功耗為1 W，可利用AT指令進行控制，并支持文本和PDU模式的短消息、第i組的二類傳真。MC35i模塊常用的工作模式有省電模式、IDLE、TALK、數據等模式。通過獨特的40腳連接器(ZIF)可實現電源連接、指令、數據、語音信號及控制信號的雙向傳輸。MC35i模塊主要由GSM基帶控制器、射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器、射頻功率放大器、天線接口等部分組成。

　　3 系統軟件設計

　　根據系統需求，在操作系統Linux啟動前，首先應該對微處理器和GPRS模塊在內的系統內外部硬件進行初始化，在硬件初始化就緒后，可按系統要求劃分并創建系統任務，最后啟動Linux進行各任務的調度。應用程序共分為初始化任務、配置任務、數據發送任務、數據處理任務和用戶串口中斷服務等五個任務。本文主要完成系統的初始化以及撥號連入Internet等工作。

　　3．1 系統初始化

　　為了能利用TCP／PI協議進行數據傳輸。設計時必須對系統的硬件和軟件進行初始化。圖2所示為系統初始化部分的軟件流程圖。