GPRS无线通讯技术的应用—GPRS短消息接收的开发和实现
摘要
GPRS是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速数据通信，GPRS采用分组交换技术，使每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用。这里介绍了一套基于GPRS短消息的远程无线监控系统和基于AT指令的GPRS模块的应用开发。实现了GPRS短消息接收平台的建立，提供了GPRS安全性解决方案。对通讯方式、系统结构、工作原理及系统的实现进行了详细的说明。由于GPRS网络支持TCP/IP协议，这使得无线数据传输变得更加轻松，利用GPRS作为通信手段进行数据传输具有技术新、效果好、可平滑技术升级等特点。 该系统在自动抄表，远程监控等领域具有很好的应用前景。
关键词：GPRS，SMS，通信
第一章 绪论
1.1研究背景
近年来，大量的无线数据业务孕育而生。像车辆定位监控系统、机房无线远程监控系统、无线POS系统、照明设备远程监控系统等等。这类业务需求往往是在一个主要的控制中心管理下，多个终端设备以无线方式与控制中心进行信息交互。终端设备除了具有无线接入之外，有的还要求比较强的数据处理能力，比如数据采集、数据处理、判断告警等等。
现在市场上针对此类的应用已经陆陆续续的推出了一些产品，但这些产品往往功能过于单一，比如:资料的透传，仅仅把终端作为一个无线通信设备来使用，而不考虑其它数据处理功能，将所有资料运算功能全部放在上端的监控处理系统里面进行。这样，造成数据通信量的大幅增加和上端软件的膨胀。针对这类低端产品的不足，我们希望能够研究与实现一种功能更加丰富的产品，将数据采集、数据处理、逻辑判断、结果传输等功能融合在一起，比如对资料进行计算提取最终结果值进行传送，对运算结果进行逻辑判断和对报警资料自动发送等功能。形成一个无人看守的数据处理平台，使终端系统具备了通用性、可扩展性。
1.2 GPRS的发展状况
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构。因此，现有的基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面的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。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量传输。GPRS理论带宽可达171.2K b/s,实际应用带宽大约在10-70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。
GPRS是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用，数据传输速率高达160Kbps。使用GPRS技术实现数据分组发送和接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。GPRS移动数据传输系统有很大的应用范围，几乎所有中低速率的数据传输业务都可以应用，如城市配电网络自动化、自来水、煤气管道自动化、商业POS机、Internet接入、个人信息、股票信息、金融、交通、公安等。
移动通信迅猛发展的用户数及其完善的基础网络，为移动通信增值业务的发展提供了有利条件。在诸多增值业务中，短消息(SMS)服务因其价格低廉、使用方便、信息传递准确及时、存储转发离线通信等优点而备受用户欢迎。据统计，2001年中国移动的短消息业务总量达到了159亿条。中国移动“移动梦网”合作模式的推出，极大地推动了短消息业务的发展。预计2002年中国移动短消息量将达到500亿条。同样在欧洲，短消息服务已经成长为电信运营商的重要收入来源，每个月有近50亿条短信息被发出，平均每位手机用户每月要发送出25条短信息。欧洲主要的无线运营商每月要处理超过3亿条短信息，而且这个数字还在以每月10%到15%的速率增长。在芬兰的手机用户每月的话费账单上，平均50%出自短信息服务。短信息服务像风暴一样席卷欧洲大陆。在日本，短消息及移动互联网业务仅用了1年半时间便实现了赢利的目标，目前已培育成一个30亿美元的巨大市场。
在短消息业务迅猛发展的同时，由于现有的短消息存在一些局限性，如只能传送文本信息，无法完成高质量的铃音、壁纸和动画下载，无法传送高质量的图片和声音等，因此增强型消息服务(EMS)和多媒体消息服务(MMS)就应运而生。基于目前短消息服务的良好市场，目前国内移动运营商对这两项新的消息服务非常看好，并计划大力发展。
目录 I
摘要 III
ABSTRACT IV
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2 GPRS的发展状况 1
第二章 GPRS系统介绍及相关技术 2
2.1 GPRS概述 2
2.1.1 GPRS简介 2
2.1.2 GPRS网络架构 3
2.1.3 GPRS协议模型 4
2.1.4 GPRS提供的业务 6
2.1.5 GPRS终端分类 7
2.1.6 GPRS的优点 7
2.2 GPRS技术 8
2.2.1 GPRS的系统结构 8
2.2.4 GPRS网络主要实体 8
2.2.4 GPRS的路由管理 11
第三章 短消息编码和通信协议 12
3.1短消息发送和接收模式及编码 12
3.1.1短消息发送和接收模式 12
3.1.2 GPRS短消息的编码 14
3.1.3 短消息相关AT命令集 22
3.2通信协议的设计与实现 24
3.2.1传输层协议的选择 24
3.2.2系统通信协议的设计 25
3.2.3 通信协议的实现 32
第四章 系统的设计与实现 36
4.1建立UCLINUX开发环境 37
4.1.1 uClinux简介 37
4.1.2 uClinux的基本架构 37
4.1.3 uClinux 的开发环境 38
4.1.4 uClinux的内存管理 39
4.2 GPRS模块短消息通信功能设计 40
4.2.1 GPRS模块初始化 40
4.2.2键盘输入处理 40
4.2.3 AT命令接受和发送 41
4.2.4 GPRS发送短消息状态机 41
4.2.5 AT命令接收和发送 42
4.2.6 GPRS接受短消息 42
4.3 串行通信接口 42
4.3.1串行传送的特点 43
4.3.2串口通信的基本方式 43
4.4网络通信接口编程 44
4.4.1网络通信接口 44
4.4.2 网络通信操作 47
4.5串口通信编程 48
4.5.1串口通信设计 48
4.5.2 GDB 环境下使用ADT1000 调试Linux 核心 49
4.6系统测试 55
第五章 GPRS的安全性 58
5.1 GPRS的安全问题 58
5.1.1 问题提出 58
5.1.2 GPRS网络体系结构 58
5.1.3 GPRS网络安全研究 59
5.2 GPRS安全策略 59
5.2.1用户认证 60
5.2.2 用户识别码保密 61
5.2.3 用户数据和GMM/SM信令保密 62
5.2.4 识别码校验过程 63
5.2.5小结 64
结束语 65
参考文献 66
致谢 67
附录 68
参考文献
[1]. 王学龙著. 嵌入式Linux系统设计与应用[M]. 清华大学出版社.
[2]. 钟章队、蒋文怡、李红君等著. GPRS通用分组无线业务[M]. 人民邮电出版社.
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[12]. http://www.cpvip.com
