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一种基于GPRS/CDMA 1X的无线路由器

电子产品世界/北京邮电大学北邮通信集团 游向东 方芳?? 2008年07月14日 ?? 收藏0

  引言

  无线路由器是一款基于GPRS/CDMA 1X公用移动网络平台,通过无线接入Internet或VPDN的网络设备。它能提供可移动的、低成本的基于TCP/IP的数据传输通道。

  无线路由器可广泛应用于金融、保险、电力、监控、交通、气象、水文监测等行业。利用稳定的GPRS/CDMA 1X无线网络,无线路由器可以代替部分有线以太网路由器、HUB、有线MODEM,实现数据的无线传输。在公用移动网络覆盖的条件下,原先采用以太网接口,依靠有线以太网通信系统的各种终端设备,如PC机、工控机、ATM机、POS机、网络摄像机等,都可以很方便地通过无线路由器接入到GPRS/CDMA 1X网络中,利用移动互联网提供的数据服务来进行数据通信。

模拟器工作原理示意图

图1? 模拟器工作原理示意图

  与传统有线网络接入相比,无线路由器设备具有以下优点:

  ·不受线缆的约束,能迅速提供无线TCP/IP服务。

  ·具有移动性,可以安装在轮船、火车、汽车等移动载体上。

  ·灵活可变,根据需要随时增减设备。

  无线路由器硬件设计

  无线路由器由无线通信模块、以太网接口、嵌入式处理器及存储器、电源模块等四部分组成,如图1所示,它一端通过无线通信模块经天线接入GPRS/CDMA 1X网络,另一端通过以太网接口连接网络终端设备,如PC、网络摄像机、多媒体终端等,无线路由器相当于在网络终端设备和互联网之间搭起了一座桥梁。无线通信模块部分完成接入GPRS/CDMA 1X网络的工作,相当于一部可以拨号上网的移动调制解调器。

  无线路由器通过无线通信模块连接GPRS或CDMA 1X移动互联网络,通过以太网接口连接内部网络设备或者内部局域网。无线路由器具备网络路由功能,能够在两个网络之间转发数据。各种终端设备发出的数据通过以太网口被处理器接收,处理器对数据进行相应处理后再通过串行口1 发送给无线通信模块,由它转发到GPRS或CDMA网络中。同理,从无线网络来的反向数据经过相反的路径最终送回网络终端设备。

  无线路由器硬件包括嵌入式处理器、存储器、无线通信模块、接口和电源等几部分,如图2所示。

无线路由器硬件设计框图

图2? 无线路由器硬件设计框图

  处理器

  无线路由器的嵌入式处理器采用ARM处理器S3C4510B,内核为ARM7TDMI,主频为50MHz,它提供2个UART串行口、1个I2C总线控制器、1个实时时钟和1个10/100Mbps以太网控制器。

  存储器

  FLASH存储器为1片1M×16位数据宽度的HY29LV160,它的容量为16M位(2M字节),工作电压为2.7V~3.6V。

  SDRAM存储器为1片16位数据宽度的HY57V641620,它的容量为4组×16M位(8M字节),工作电压为3.3V。

  I2C存储器为1片AT24C01,它提供了128字节的EEPROM存储空间,可用于存放少量在系统掉电时需要保存的数据。

  无线通信模块

  采用Wavecom公司生产的GPRS模块Q2406B或CDMA 1X模块Q2358C,嵌入式处理器通过串行口1与无线通信模块的相连,模块通过外接天线与公用移动网络的蜂窝小区基站通信,收发无线数据。

  对外接口

  路由器对外有三个接口:一个SMA座的天线接口,50Ω阻抗;一个RJ45座的10M以太网口接口,连接各种网络终端设备;一个DB9座的 RS232串行口,既可以配置成控制台接口,用来设置参数和设备运行监控,也可配置成串口数据转换接口,用于将串口数据转换成网口数据。

  电源

  考虑到车载电瓶电压大都为+12V,为了方便连接汽车的点烟器或车载电瓶,无线路由器电源模块采用直流电源+12输入,输出4V、2.8V、3.3V,分别供给无线通信模块、S3C4510、FLASH等数字电路部分。

  无线路由器的软件设计

  操作系统软件

  mClinux是一个完全符合GNU/GPL(通用公共许可证)公约的项目和完全开放代码,它是标准Linux的一个分支,现在由Lineo公司支持维护。它专门针对没有MMU的CPU,并且为嵌放式系统做了许多小型化的工作。

  无线路由器的操作系统软件采用mClinux,它是基于Linux内核公开源代码的一种嵌入式操作系统。由于无线路由器的硬件电路是针对此应用专门设计的,mClinux并不能直接使用,所以重新修改mClinux操作系统软件中与硬件电路相关的部分源代码,使得mClinux操作系统能够在无线路由器电路板上正常运行,针对mClinux进行的改动主要有:

  ·ARM S3C4510B和存储器芯片的初始化程序;

  ·mClinux内核的引导程序bootloader;


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GPRS? CDMA? 无线路由器?

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