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(多图) GPRS传输静态图像系统的设计与实现

来源:电子技术应用/北京航空航天大学 王祖林 汪文婷?? 2007年04月02日 ?? 收藏0

  GPRS是GSM系统中提供分组业务的一种方式,对于2G向3G的过渡,GPRS是使用最广的能解决移动通信与IP结合的技术方案。因其具有实时在线、按量计费、快捷登录、高速传输、覆盖面广等优点,电力抄表、金融证券、智能交通等部门都开始逐步利用GPRS进行远程监控和数据传输。而在各类数据业务中,尤以图像传输的应用最具代表性。当前,快速发展的GPRS亦面临不少问题:各种开展GPRS业务的应用软件还有待开发;大量多功能的GPRS终端设备也需生产等。

  本文基于当前GPRS的发展状况,研究如何利用GPRS技术进行静态图像传输以及如何通过驱动GPRS模块经过GPRS无线网连接Intemet,实现移动台与公网监控中心问的可靠数据无线通信。其优点在于:(1)无线上网,适用于可移动目标;(2)覆盖面广,适用于偏远及分散目标;(3)传输可靠,传输速率远高于GSM系统。

  1 GPRS无线通信系统总体结构

  GPRS无线通信系统结构图如图1所示。该系统主要由三大部分组成:移动台(MS)(控制机+GPRS开发板)、GPRS通信网(包括基站控制器BSC、服务支持节点、骨干网以及业务支持节点等)和监控中心部分。

GPRS无线通信系统结构图

  移动台通过GPRS模块连接到改造后的GSM基站(包括BSC、BTS和PCU),然后连接到GPRS服务支持节点SGSN,通过SGSN与GPRS网关支持节点GGSN通信,GGSN对分组数据进行相应处理,发送到Internet上,实现移动台与监控中心的通信。

  监控中心主要由网络服务器及显示器组成。移动台的数据信息通过GPRS网传至GPRS网关。网关通过Internet以IP协议将这些信息发至监控中心的网络服务器。监控中心的控制信息亦通过此通信链路下达移动台:来自Internet标识有移动台地址的TP包,由GGSN接收,再转发SGSN,继而传送到移动台。

  2 图像传输系统的硬件设计

  系统的发送端硬件部分主要是移动台MS部分,包括移动终端(MT)和终端设备(TE)。TE即控制机,设计采用PC机对MT实行通信控制。MT主要基于 GPRS/GSM模块,需连接外围电路构成完整的移动终端。移动终端通过接收控制机发送的AT指令实现各种无线通信功能。

  2.1 GPRS无线模块的功能及接口

  GPRS模块是整个移动终端的核心,采用WAVECOM公司的WISMO QUIK Q2406B模块。Q2406B为GPRSl0级产品,与外部电路的接口由一个60引脚的通用连接器提供。Q2406B属WISMO 2D系列,在机件特质、倒模、软件及硬件接口方面与WISMO 2C完全兼容,包含以前型号模块的所有功能。由于嵌入了可选TCP/IP协议栈,直接通过AT指令就能接入Intemet,省去了常用的TCP/IP处理模块及编程时调用各种API函数的繁琐。Q2406B模块的功能接口描述如图2所示。

Q2406B模块的功能接口描述

  (1)电源接口:给模块射频部分供电一般为3.6V,基带部分供电不得低于3.1V。可采用符合波纹系数要求的电源作为输入。同时为两部分供电。

  (2)SIM卡接口:提供了符合GSMll.12规范的3VSIM卡接口。若要连接5V SIM卡(GSM11.11规范),可外接3~5V电平转换器(如LTCl555)实现。

  (3)话音输入输出接口:包括两路话筒输入输出接口。

  (4)RF天线电路接口:有直接和非直接两种天线连接方式。

  (5)I/O接口:包括GPIO接口、uART接口、键盘及SPI接口。

  2.2 电路功能接口实现

  Q2406B模块与外围电路连接,移动终端硬件设计框图如图3所示。

移动终端硬件设计框图

  (1)供电:外部供电要稳定,若小于3.3V则GPRS模块无法登录网络;若大于4.5V,则会烧坏模块。

  (2)UART串口:移动终端通过UART与控制机串口通信,接收AT指令和传输数据。Q2406B模块是TTL器件,串口不能直接与’PC机的EIA-RS-232C连接器相连,采用MAX3237驱动串口。

  与02406B进行串口通信至少需要四种信号:TXD、RXD、RTS和CTS。后两种信号用于硬件流控制,防止传输时数据丢失。详见通信软件设计部分。

  (3)SIM卡接口:3V SIM卡检测信号输出,但Q2406B模块提供了SIM卡检测输入引脚SIMPRES,且SIMPRES信号由低变高表示SIM卡插入,为使模块能检测到SIM卡,设计直接将SIMPRES管脚连高电平。

  (4)音频处理:两路音频接口中一路自带偏置,一路需外接偏置。音频接口内部连接了运放,差分模式比单端模式更利于防止噪声,所以两路都采用差分连接,通过电容电感组成的滤波网络可连接电话手柄进行通话。


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GPRS? TCP/IP? 图像传输?

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