无线通信下ARM7的思考范文

本文作者：卢灵单位：暨南大学信息技术研究所广州

GPRS无线通信已经广泛地应用于现实生活中，一般手机手机上都会带有一个GPRS模块，在很多无线通信终端上也都带有一个GPRS模块，因此，GPRS无线通信是具有很大的市场应用前景的。本文采用ARM7处理器为GPRS模块的控制器，深入地分析了GPRS模块的驱动和通信协议，给出了一个从硬件实现到软件驱动的整体方案，最终用Visu-alC++制作了一个上位机的GPRS测试界面，实现了GPRS无线通信的整个流程，整个方案切实可行。

1GPRS模块的介绍

1.1GPRS模块与ARM7的硬件连接如图1所示，GPRS模块主要是通过串口实现与CPU处理器进行数据通信和传输，GTM900实现了GPRS通信的模块化，只需要按照图1所示，把GPRS模块与ARM7（LPC2214）控制端口和UART串口进行连接，这样就可以通过ARM7处理器的串口UART控制驱动GPRS模块。在图1中，R22和C12实现GPRS复位电路控制，TXD和RXD分别是UART的发送数据线和接收数据线。

1.2GPRS模块的启动

GPRS模块启动主要由两个过程：GPRS模块的初始化和GPRS模块联网。整个GPRS模块的启动流程如图2所示。GTM900是一个字符型驱动控制的模块，所有的控制命令都是标准的AT命令控制，可以通过ARM的UART发送AT命令控制GPRS模块的启动。GPRS模块的初始化需要检查GPRS模块是否正常工作，关闭回显功能，检查SIM卡是否正常工作和配置APN参数。首先，检查GPRS模块是否能够正常工作，可以直接通过UART向GPRS模块发送“AT”字符串，如果正常，GPRS模块将通过UART返回“OK”字符串到ARM7，一般AT命令正常的返回字符串都是“OK”；然后在发送“ATEO”字符串关闭回显，发送“AT%TSIM”检查SIM卡是否正常工作，发送“AT+CGDCONT=1，”IP”,”CMNET””配置ARN参数，这里只能选用IP协议通信。这样，GPRS模块的初始化便完成了。

GPRS模块的联网需要完成GPRS模块信号强度的查询，注册移动网络，设置GPRS通信的用户名和密码和打开一条TCP/IP连接。首先，通信之前一定要查询GPRS信号强度，信号强度良好才能正常通信，只需要发送“AT+CSQ”就可以查询GPRS信号强度，然后再发送“AT+CGREG?”查询网络注册情况，发送“AT%ETCPIP=”USER”,”GPRS””设置USER用户名和GPRS密码，最后，发送“AT%IPOPEN=”TCP”,”DESTIP”,”DESTPORT””设置为TCP/IP通信方式和设置TCP/IP连接对象的IP地址和端口号。这样，GPRS模块网络连接也完成了，可以开始TCP/IP数据传输了。

2GPRS的TCP/IP数据包格式

GPRS的TCP/IP数据包有固定的格式，在GPRS启动之后，用户必须按照GPRS的TCP/IP数据包有固定的格式发送和解析数据包。GPRS在TCP/IP通信时发送数据帧格式为：“AT%IPSEND=”DATA””，其中，“AT%IPSEND=”是启动TCP/IP发送命令字符串，双引号里面的DATA是用户发送的数据，当ARM7向GPRS模块发送一个GPRS发送数据包之后，在GPRS指向的目的IP地址接收端便可以接收到这帧IP数据包，GPRS接收端接收IP数据包格式为：“%IPDATA:<LEN>,”DATA””，其中，“%IPDATA:”为接收数据帧包头，LEN为接收到用户发送过来的字节数，一共占用两个字节，DATA是用户发送过来的数据。

3系统设计及流程图

整个系统设计流程如图3所示。首先，初始化LPC2214处理器，一般需要初始化中断，定时器，UART存储器启动引导映射模式等；然后，完成GPRS启动，整个启动流程如图2所示。在ARM7处理器和GPRS模块初始化成功之后，便可以开始GPRSIP数据包的发送和接收。开启UART中断，准备GPRSIP数据包的发送和接收，同时，必须每隔一段时间查询GPRS信号强度，保证GPRS信号强度好的情况下通信，如果信号不好，需要重新启动GPRS模块。这里GPRS模块作为客户端，时刻准备连接服务器。当服务器向GPRS模块发送数据时，GPRS模块便会产生一个UART接收中断，这里将接收到的数据发送回服务器，所以，在接收到GPRSIP数据包之后，解析出用户数据，并打包成发送IP数据包，开启UART发送中断，将发送IP数据包发送到GPRS模块，由GPRS模块通过TCP/IP无线网络发送到服务器，最后，由服务器解析数据并显示通信结果。

4仿真结果与分析

GPRS通信仿真测试如图4所示。这是一个用VisualC++制作的上位机界面，可以用来侦听GPRS客户端连接，连接成功之后，可以传输IP数据包。首先，在服务器IP地址处填写本机IP地址，在端口处填写服务器IP地址绑定的端口号，点击“监听”，监听客户端连接，如果监听成功，显示“帧听GPRS客户端成功”信号，然后，服务器可以在发送区填写需要发送的数据字符串，GPRS客户端接收到该字符串之后，将该字符串发送返回至服务器，并在服务器端显示出来。需要指出的是，GPRS在发送和接收数据的时候，都会将字符数据转换成ASCII码，因此，上位机再接收到数据之后，首先需要将ASCII码转换成字符数组charbuffer[]，然后再将字符数组charbuffer[]转换成字符串显示，而在GPRS客户端，同样需要将ASCII码转换成字符数组charbuffer[]处理。图4显示的仿真界面已经经过ASCII码和字符之间的处理，并最后用字符串类型显示出来，结果正确。

5结语

针对GPRS无线通信问题，提出了一个从硬件设计到软件控制的整体方案。该方案详细分析了GPRS通信协议和GPRS模块控制AT命令，实现了GPRS的启动和连接网络，并用VisualC++制作了GPRS通信的上位机界面。整个设计正确、可靠，具有很好的实用性和市场价值。