基于嵌入式系统的GPRS系统的设计与研究
嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的计算机软硬件结合体，或指装入另一个设备并且控制该设备的专用计算机系统。嵌入式系统的最大特点是其具有目的性和针对性，即每一套嵌入式系统的开发都有其特殊的应用场合与特定功能。嵌入式系统包含硬件和软件两部分：硬件架构以嵌入式处理器为中心，配置存储器、i/o设备、通信模块等；软件部分以软件开发平台为核心，向上提供应用编程接口api，向下屏蔽具体硬件特性的板级支持包bsp。嵌入式系统中，软件和硬件紧密配合，协调工作，共同完成系统预定的功能。
gprs是general packet radio service的简称，即通用无线分组业务。它是基于现在运行的gsm基础上发展的数据业务，类似于固定交换技术中的数据分组业务；原来的gsm业务为电路交换业务，gprs采用了gsm同样的无线调制技术，同样的频率，同样的tdma帧结构，利用现有的基站子系统（bss）从一开始就可以提供全面的gprs覆盖。gprs允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。gprs特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据传输。它集合了现在的gsm的数据分组交换数据和短信息服务；gprs业务能提供不间断的信息服务，利用gprs可以使用户在移动状态下使用各种高速数据业务，包括收发e-mail,进行因特网浏览等；使用gprs，可以实现数据分组发送和接收，用户永远在线且按流量、时间计费，降低了服务成本。
1、硬件系统设计
设计的基于嵌入式系统的gprs系统结构框图如图1所示，它以嵌入式处理器s3c2410为核心，分别与gprs模块、lcd显示和指示灯及键盘人机接口连接。
图1 基于嵌入式系统的gprs系统结构框图
s3c2410微处理器选用samsung公司为手持设备设计的低功耗、高集成度的基于arm920t核的微处理器，该处理器集成了16kb指令和16kb数据缓存、mmu、外部存储器控制器、lcd控制器、nand flash控制器、4个dma通道、3个uart通道、1个i2c总线控制器、1个i2s总线控制器、4个pwm定时器和一个内部定时器、通用i/o口、实时时钟、8通道10位adc和触摸屏接口、usb主/从接口、sd/mmc卡接口等。
gprs模块采用北京天城航宇科技发展公司的集成gprs无线通信模块，它提供一个支持rs232的接口，可直接由计算机串口通过嵌入式处理器s3c2410的uart1接口驱动该模块。此时，计算机作为数字终端设备（dte），gprs模块作为数字电路设备（dce），在数字终端设备和数字电路设备之间，用一套at命令实现各种功能，gsm/gprs的各种功能都有赖于数字终端设备（dte）向数字电路设备（dce）发送的命令实现，因此，at命令可以看作是数字终端设备和数字电路设备之间的软件接口。
显示器采用5.7英寸，stn256色lcd显示器，320×240的分辨率，4×4按键和ps/2键盘。
gprs模块部分支持gsm900/dcs1800双频，射频接口采用日本murata公司的mm9329-2700b射频连接器，天线采用gsm900/dcs1800双频段天线。
gprs模块提供了完整的音频接口，可增加少量外围辅助元器件设计构成主通道和辅助通道。来电振铃音从蜂鸣器中发出，蜂鸣器由gprs模块32针输出数字信号控制。
gprs模块支持外部sim卡，可直接与3.0v sim卡（或1.8v sim卡）连接，gprs模块自动检测和适应sim类型。为了防止静电损坏，可在靠近sim卡座各引脚的位置放置瞬变电压抑制二极管（tvs管）----可使用st公司的esda6v1w5tvs管。
2、软件设计
嵌入式系统的软件开发采用武汉创维特信息技术有限公司的adt ide集成开发环境，它提供高效、清晰、可视化的嵌入式软件开发平台，包括一整套完备的面向嵌入式系统的开发和调试工具：编辑器、编译器、链接器、工程管理器以及调试器等，它运行于windows nt、95、98、2000及xp，采用类似visual studio界面风格，支持中、英文版本。
在gprs通信中，根据不同的处理有不同的应用程序，主要有主程序、功能程序和键盘控制程序。
主程序流程图如图2所示，主要完成系统初始化和各线程（包括键盘线程、gprs模块线程和显示线程）的建立。
图2 主程序流程图
功能程序包括gprs模块初始化程序，gprs读数据程序，gprs发送短消息程序，gprs打电话和接电话程序等，一般通过状态机实现，如gprs打电话（主叫）流程如图3所示，分为空闲状态、输入号码状态、拨号状态、通话状态等。
图3 gprs打电话（主叫）流程
键盘操作是用户的输入/输出接口，用户的所有指令都需要通过键盘来实现，键盘模块程序流程图如图4所示，主要包括键盘的初始化、打电话、接电话、发短消息、查看短消息，以及等待等无线通信常见的键盘操作方式。
图4 键盘模块程序流程图
3、实验结果
连接计算机串口到嵌入式处理器s3c2410的uart1，连接好gprs天线，在gprs模块的sim卡座上插入sim卡（最好是中国移动卡），接上耳机和麦克风，运行超级终端，选择正确的串口号，并设置串口（波特率为115200，奇偶校验为none,数据位数为8，停止位数为1，无流控），并打开串口。gprs模块通电后，通过使用键盘的“up”和“down”键选择“gprs-连接pc选项”，然后点击“enter”键确定，系统自动复位gprs模块，并进入pc模式，在该模式下，可以通过计算机串口控制uart1的方式直接控制gprs模块。接下来，在gprs模块初始化后，通过输入不同的at命令，就可开关机、拨打和接听电话、发送和接收短消息、收发e-mail,进行因特网浏览等，实验结果正确。
4 结论
本文阐述了嵌入式系统和gprs的含义，以嵌入式处理器s3c2410为核心，利用gprs模块设计出了无线通信系统。本文作者创新点是利用了嵌入式处理器和gprs模块，将两种不同的技术融合在一起，同时采用adt ide集成开发环境设计嵌入式系统的软件，因而具有很好的目的性和针对性；根据本文提出的设计思路，可方便的设计其它无线通信系统，有广阔的应用前景和很好的经济效益。
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1、硬件系统设计
设计的基于嵌入式系统的gprs系统结构框图如图1所示，它以嵌入式处理器s3c2410为核心，分别与gprs模块、lcd显示和指示灯及键盘人机接口连接。
图1 基于嵌入式系统的gprs系统结构框图
s3c2410微处理器选用samsung公司为手持设备设计的低功耗、高集成度的基于arm920t核的微处理器，该处理器集成了16kb指令和16kb数据缓存、mmu、外部存储器控制器、lcd控制器、nand flash控制器、4个dma通道、3个uart通道、1个i2c总线控制器、1个i2s总线控制器、4个pwm定时器和一个内部定时器、通用i/o口、实时时钟、8通道10位adc和触摸屏接口、usb主/从接口、sd/mmc卡接口等。
gprs模块采用北京天城航宇科技发展公司的集成gprs无线通信模块，它提供一个支持rs232的接口，可直接由计算机串口通过嵌入式处理器s3c2410的uart1接口驱动该模块。此时，计算机作为数字终端设备（dte），gprs模块作为数字电路设备（dce），在数字终端设备和数字电路设备之间，用一套at命令实现各种功能，gsm/gprs的各种功能都有赖于数字终端设备（dte）向数字电路设备（dce）发送的命令实现，因此，at命令可以看作是数字终端设备和数字电路设备之间的软件接口。
显示器采用5.7英寸，stn256色lcd显示器，320×240的分辨率，4×4按键和ps/2键盘。
gprs模块部分支持gsm900/dcs1800双频，射频接口采用日本murata公司的mm9329-2700b射频连接器，天线采用gsm900/dcs1800双频段天线。
gprs模块提供了完整的音频接口，可增加少量外围辅助元器件设计构成主通道和辅助通道。来电振铃音从蜂鸣器中发出，蜂鸣器由gprs模块32针输出数字信号控制。
gprs模块支持外部sim卡，可直接与3.0v sim卡（或1.8v sim卡）连接，gprs模块自动检测和适应sim类型。为了防止静电损坏，可在靠近sim卡座各引脚的位置放置瞬变电压抑制二极管（tvs管）----可使用st公司的esda6v1w5tvs管。
2、软件设计
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在gprs通信中，根据不同的处理有不同的应用程序，主要有主程序、功能程序和键盘控制程序。
主程序流程图如图2所示，主要完成系统初始化和各线程（包括键盘线程、gprs模块线程和显示线程）的建立。
图2 主程序流程图
功能程序包括gprs模块初始化程序，gprs读数据程序，gprs发送短消息程序，gprs打电话和接电话程序等，一般通过状态机实现，如gprs打电话（主叫）流程如图3所示，分为空闲状态、输入号码状态、拨号状态、通话状态等。
图3 gprs打电话（主叫）流程
键盘操作是用户的输入/输出接口，用户的所有指令都需要通过键盘来实现，键盘模块程序流程图如图4所示，主要包括键盘的初始化、打电话、接电话、发短消息、查看短消息，以及等待等无线通信常见的键盘操作方式。
图4 键盘模块程序流程图
3、实验结果
连接计算机串口到嵌入式处理器s3c2410的uart1，连接好gprs天线，在gprs模块的sim卡座上插入sim卡（最好是中国移动卡），接上耳机和麦克风，运行超级终端，选择正确的串口号，并设置串口（波特率为115200，奇偶校验为none,数据位数为8，停止位数为1，无流控），并打开串口。gprs模块通电后，通过使用键盘的“up”和“down”键选择“gprs-连接pc选项”，然后点击“enter”键确定，系统自动复位gprs模块，并进入pc模式，在该模式下，可以通过计算机串口控制uart1的方式直接控制gprs模块。接下来，在gprs模块初始化后，通过输入不同的at命令，就可开关机、拨打和接听电话、发送和接收短消息、收发e-mail,进行因特网浏览等，实验结果正确。
4 结论
本文阐述了嵌入式系统和gprs的含义，以嵌入式处理器s3c2410为核心，利用gprs模块设计出了无线通信系统。本文作者创新点是利用了嵌入式处理器和gprs模块，将两种不同的技术融合在一起，同时采用adt ide集成开发环境设计嵌入式系统的软件，因而具有很好的目的性和针对性；根据本文提出的设计思路，可方便的设计其它无线通信系统，有广阔的应用前景和很好的经济效益。
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