用GPRS modem實現嵌入式Internet接入系統

摘要：運用ARM單片機LPC2104及西門子公司的GPRSmodem設計一種嵌入式Internet接入系統，并提供相應的硬件原理圖和嵌入式操作系統移植方案。

    關鍵詞：uc/OS-II uIP GPRS TCP/IP 嵌入式Internet

引言

隨著GPRS技術在無線通信領域的發展，GPRSmodem作為GPRS在Internet的PC機終端已得到了廣泛應用。相應的，在單片機系統中運用GPRSmodem實現Internet接入也已開始為人們所重視。GPRS可以發揮永遠在線、快速登錄、按流量計費等優勢。如果無線傳輸的僅僅只是低速數據，用成本較高的PC機來控制則成本過高。本文采用在嵌入式實時操作系統uC/OS-II中移植一種小型TCP/IP協議棧uIP的方法，提供了一套運用ARM CPU及西門子公司的GPRSmodem（MC35）來實現Internet接入的系統設計方案。

1 GPRS接入Internet模型設計

如圖1所示，GPRS網絡主要由在GSM基站中新增加的GPRS業務節點組成，并通過GPRS網關節點實現與Internet的互聯。在本系統設計中，要與Internet交互信息的數據先通過GPRSmodem與當地GSM基站中的GPRS業務節點進行無線通信，并進入GPRS網絡，然后通過GPRS網關與Internet進行數據交互。在本系統中，設計的關鍵有二：一是ARM CPU與GPRSmodem的連接，即數據端的串行數據經ARM CPU的串口發送到GPRSmodem上；二是在ARM CPU中嵌入實時操作系統uC/OS-II，然后在uC/OS-II中移植uIP,實現TCP/IP協議棧。

圖1

2 系統的分層考慮與協議轉換

圖2簡單示意了本系統的分層結構，把GPRS服務節點和網關節點等GPRS內部節點簡化抽象為GPRS網絡，把GPRS內部協議及Internet網關協議等簡化抽象為GPRS網關協議。

物理層：ARM CPU利用AT指令對GPRSmodem進行撥號。反饋應答后，一條物理通道即GPRS信道就在本系統中的GPRSmodem和Internet之間建立起來。

數據鏈路層：PPP協議將原始的GPRS物理層連接改造成無差錯的數據鏈路，系統將成本遠程登錄Internet，并得到GPRS網關分配的A類IP地址。

網絡層：采用IP協議作為網絡層協議。IP協議將接入Internet的具有不同IP地址的終端都聯系起來。經過IP路由選擇，可以實現本系統與連在Internet上的任一IP終端進行數據交互。

傳輸層：選擇TCP作為傳輸層協議，為數據傳輸提供面向連接、可靠服務。

3 uC/OS-II與小型TCP/IP協議棧uIP

uC/OS-II是由Jean J.Labrosse編寫的一種免費公開源代碼的實時操作系統。作為一個操作系統內核，它沒有提供通信軟件庫。UIP是由瑞士計算機科學院的Adam Dunkels等開發的一種免費公開源

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