GPRS/GSM模塊知識(shí)匯總（功能 應(yīng)用 選型 調(diào)試）

1：什么是GPRS GSM ？

目前，第二代移動(dòng)通信技術(shù)(GSM)逐漸向第三代移動(dòng)通信技術(shù) 3G)發(fā)展，而GPRS(通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))作為GSM向3G的過(guò)渡技術(shù)，就成為了連接GSM與3G的橋梁。

GSM是Global System for Mobile Communications的縮寫(xiě)，意為全球移動(dòng)通 信系統(tǒng)，是世界上主要的蜂窩系統(tǒng)之一。GSM是基于窄帶TDMA制式，80年代興起于歐洲，GSM通信方式的方便之處在于它提供了一個(gè)智能卡，即SIM卡，并且機(jī)卡可以分離，這樣用戶可以更換GSM通信終端而無(wú)需更換SIM卡ID。GSM通信方式還允許用戶發(fā)送和接收每條不超過(guò)160字長(zhǎng)度的短信息，這就促成了GSM通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控裝置的實(shí)際應(yīng)用向結(jié)合。

GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。它通過(guò)利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞。能提供比現(xiàn)有GSM網(wǎng)更高的數(shù)率，用戶通過(guò)GPRS可以在移動(dòng)狀態(tài)下使用各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括收發(fā) mai1，進(jìn)行internet瀏覽等。

GPRS使用戶能夠在端到端分組傳送模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無(wú)線資源采用動(dòng)態(tài)分配方式，一個(gè)用戶可分配多個(gè)時(shí)隙，一個(gè)時(shí)隙也可由多移動(dòng)臺(tái)共享，用戶雖然與網(wǎng)絡(luò)一直連接，但僅當(dāng)數(shù)據(jù)傳送時(shí)才占用信道資源，與原有的電路型業(yè)務(wù)相比較，用戶使用GPRS業(yè)務(wù)將具有建鏈時(shí)間短、 數(shù)據(jù)傳輸速率高、費(fèi)用低等特點(diǎn)。

GPRS與現(xiàn)有的GSM語(yǔ)音系統(tǒng)最根本的區(qū)別是，GSM是一種電路交換系統(tǒng)，而GPRS是一種分組交換系統(tǒng)。因此，GPRS更適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。相對(duì)于GSM的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式，GPRS的分組交換技術(shù)具有“永遠(yuǎn)在線”、“流量計(jì)費(fèi)”、“回響快速”和“傳輸高速”等優(yōu)點(diǎn)需要說(shuō)明的是帶GPRS的模塊都帶GSM功能。而GSM模塊只是含有GSM功能。

2：GPRS/GSM模塊功能通俗概述?

GPRS/GSM模塊也常被稱為手機(jī)模塊，那是因?yàn)槭謾C(jī)就是由CPU、GPRS/GSM模塊、IO設(shè)備構(gòu)成的，我們?cè)诶斫釭PRS模塊的時(shí)候和多和自己的手機(jī)做對(duì)比，一些問(wèn)題就變得很簡(jiǎn)單了。

類似于手機(jī)，當(dāng)我們使用GPRS模塊做通信設(shè)備時(shí)，用單片機(jī)、ARM、PLC、PC機(jī)等處理器通過(guò)串口通信發(fā)送AT指令控制GPRS/GSM模塊進(jìn)行發(fā)短信、打電話、鏈接互聯(lián)網(wǎng)（需要知道目標(biāo)固定公網(wǎng)IP+端口號(hào)），（同一時(shí)刻只能用一個(gè)）把我們所需要的信息發(fā)送到目標(biāo)手機(jī)和服務(wù)器。反過(guò)來(lái)，我們用手機(jī)和電腦也能控制帶有GPRS/GSM模塊的設(shè)備，就像我們?nèi)粘Ｉ钪欣檬謾C(jī)可以互發(fā)短信、打電話、QQ、微信、上網(wǎng)一樣！拿著手機(jī)就能知道設(shè)備的狀態(tài)，無(wú)論多遠(yuǎn)發(fā)個(gè)短信就能控制自己的設(shè)備。

大家都知道發(fā)短信、打電話都是需要輸入手機(jī)號(hào)碼的，因此我們控制模塊發(fā)短信、打電話也需要用AT指令輸入目標(biāo)號(hào)碼。如撥打電話需要通過(guò)串口發(fā)送ATD*****5814，返回ok 就可以了。

下面說(shuō)說(shuō)GPRS的網(wǎng)絡(luò)通信功能，這也GPRS模塊最令人興奮、利用最多的功能，因?yàn)椋?/p>

第一，它嵌入了TCP/IP協(xié)議，我們僅通過(guò)串口發(fā)送目的信息和數(shù)據(jù)信息就可以完成TCP/IP通信，我們就可以利用它作為網(wǎng)關(guān)來(lái)使用，方便我們遠(yuǎn)程登錄和查看。

第二，利用GPRS進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，我們只需交納流量費(fèi)，幾塊錢(qián)就可以獲得幾十甚至上百兆的流量，其數(shù)據(jù)量要比同等價(jià)格的短信包要大得多。

而一般來(lái)說(shuō)GPRS模塊都具備GSM功能，即短信和電話業(yè)務(wù)，硬件成本也差不多，這就是為什么現(xiàn)在很多公司選擇GPRS/GSM模塊而不單單是GSM模塊的原因。

我們用PC機(jī)瀏覽網(wǎng)頁(yè)、登錄郵箱、QQ聊天等都需要訪問(wèn)對(duì)應(yīng)的服務(wù)器。瀏覽網(wǎng)頁(yè)需要有鏈接或者輸入服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址，運(yùn)行QQ等聊天工具時(shí)也需要其程序內(nèi)部有訪問(wèn)服務(wù)器的代碼，解析到最后就是服務(wù)器的固定的IP地址和端口號(hào)。這里的IP地址一定是固定的公網(wǎng)IP或者是可通過(guò)登錄路由器進(jìn)行映射的固定公網(wǎng)IP和端口號(hào)，請(qǐng)大家注意，這也是調(diào)試GPRS網(wǎng)絡(luò)功能和建立GPRS監(jiān)控中心服務(wù)器的必備網(wǎng)絡(luò)條件。

GPRS模塊的IP是服務(wù)商動(dòng)態(tài)分配的，一般不能當(dāng)做服務(wù)器來(lái)使用，兩個(gè)GPRS模塊不能脫離中心服務(wù)器直接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信！

公網(wǎng)接入方式：上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)得到的IP地址是Internet上的非保留地址，公網(wǎng)的計(jì)算機(jī)和Internet上的其他計(jì)算機(jī)可隨意互相訪問(wèn)

如 GTM900打開(kāi)一條TCP鏈接：AT%IPOPEN="TCP","219.135.251.239",60000<回車><換行>

返回CONNECT其中60000是端口號(hào)，是可以自己設(shè)定的。 IP地址和端口號(hào)就是自己要發(fā)送目的地的IP和地址。

配置完后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)了，發(fā)送英文字母及數(shù)字是以ASCII碼進(jìn)行發(fā)送的，例如發(fā)送數(shù)據(jù)1234@，在發(fā)送中需要查詢ASCII對(duì)照表才好辦，31和32代表字符‘0’，’1’，依次類推，AT%IPSEND="3132333440"

返回%IPSEND:15返回OK

數(shù)據(jù)的接收也是類似簡(jiǎn)單，具體的問(wèn)題如查看IP地址是否為公網(wǎng)、路由器IP地址映射和使用其他功能的方法等，將在我們的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行詳細(xì)講解?？梢哉f(shuō)我們用一個(gè)單片機(jī)加一個(gè)GPRS/GSM模塊就可以做一個(gè)簡(jiǎn)單手機(jī)，如果我們的硬件和軟件功底夠厲害，那么山寨出來(lái)一個(gè)Iphone都不成問(wèn)題！當(dāng)然我們目的不是山寨出來(lái)一個(gè)普通手機(jī)，而是做一個(gè)超級(jí)手機(jī)，能實(shí)現(xiàn)我們要求功能的一個(gè)系統(tǒng)！

關(guān)于DTMF雙音多頻 相信大家對(duì)用手機(jī)撥打10086或者10010這兩個(gè)客戶服務(wù)中心電話并不陌生吧，我們?cè)趽芡ㄒ院缶蜁?huì)語(yǔ)音提示“普通話請(qǐng)按1”、“查詢服務(wù)請(qǐng)按2”、“。。?！敝惖模绻@里我們按下了相應(yīng)按鍵就會(huì)進(jìn)入下一步。。。那么10086或者10010服務(wù)中心是怎么知道我們按下的是哪個(gè)按鍵呢？好了，那我們來(lái)揭曉答案，他們就是利用了DTMF語(yǔ)音解碼功能。我們和帶有DTMF功能的設(shè)備進(jìn)行電話通話過(guò)程中，就可以通過(guò)手機(jī)/座機(jī)按動(dòng)按鈕來(lái)控制設(shè)備的運(yùn)作，如：繼電器吸合、電機(jī)工作以及報(bào)警等。因此DTMF模塊通常是和GPRS/GSM模塊配合使用的。

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。覆蓋從傳感器、控制器到云計(jì)算的各種應(yīng)用。產(chǎn)品服務(wù)智能家居、交通物流、環(huán)境保護(hù)、公共安全、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)、個(gè)人健康等各種領(lǐng)域。它是下一個(gè)推動(dòng)世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”！是繼通信網(wǎng)之后的另一個(gè)萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)。而以GPRS為代表的通信技術(shù)是其極其重要的一環(huán)，掌握了GPRS通信技術(shù)，你就掌握了一個(gè)萬(wàn)億市場(chǎng)！

3：兩個(gè)GPRS模塊之間能進(jìn)行通信嗎？

如果兩個(gè)模塊知道對(duì)方的SIM卡號(hào)就可以互發(fā)短信，但卻不能直接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，原因是服務(wù)商分配給手機(jī)的IP地址是不固定的，每次登陸的網(wǎng)絡(luò)地址都可能不一樣，我們不知道對(duì)方的IP和端口號(hào)是無(wú)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的，這也是為什么手機(jī)不能當(dāng)做服務(wù)器來(lái)使用的原因。

我們之所以能用手機(jī)進(jìn)行QQ聊天，是因?yàn)榇蠹业顷慟Q時(shí)是登上了騰訊服務(wù)器，服務(wù)器負(fù)責(zé)信息中轉(zhuǎn)的。我們?nèi)绻窍胱寖蓚€(gè)GPRS模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，就可以借鑒QQ，建立一個(gè)具備固定公網(wǎng)IP和端口的服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。也是構(gòu)建一個(gè)星形網(wǎng)絡(luò)。

在這里還要說(shuō)明的是工程上一般也不會(huì)讓兩個(gè)GPRS模塊直接進(jìn)行互相網(wǎng)絡(luò)通信，常見(jiàn)的是在小范圍內(nèi)用免費(fèi)頻段的無(wú)線模塊構(gòu)成簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)，各節(jié)點(diǎn)可進(jìn)行通信，有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)作為集中器外加GPRS作為網(wǎng)關(guān)，將免費(fèi)局域網(wǎng)內(nèi)部信息上傳到網(wǎng)站服務(wù)器上。

4：GPRS模塊可以作為DTU來(lái)使用嗎？

DTU (Data Transfer unit)全稱數(shù)據(jù)傳輸單元，廣義講可以傳輸數(shù)據(jù)的模塊都可以叫DTU，Zigbee模塊如CC2530模塊、無(wú)線串口透明傳輸模塊如APC230都可以稱作DTU。

很多客戶問(wèn)能不能像用普通無(wú)線透明串口模塊一樣來(lái)使用GPRS模塊？通過(guò)串口直接發(fā)送數(shù)據(jù)（而非指令+數(shù)據(jù)），也就是以無(wú)線的形式直接將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)。從上文說(shuō)到的GPRS發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，我們知道單獨(dú)GPRS模塊是不可能勝任此項(xiàng)工作的。 但是加上一個(gè)CPU負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和控制就可以了！

網(wǎng)上有類似的DTU具備如下功能1）內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議棧2）提供串口數(shù)據(jù)雙向轉(zhuǎn)換功能3）支持自動(dòng)心跳，保持永久在線（當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有數(shù)據(jù)通信時(shí)，移動(dòng)網(wǎng)關(guān)將斷開(kāi)DTU與中心的連接，心跳包就是DTU與數(shù)據(jù)中心在連接被斷開(kāi)之前發(fā)送一個(gè)小數(shù)據(jù)包，以保持連接不被斷開(kāi)，在有此需求的地方，可采用類似方法）。4）支持參數(shù)配置，永久保存5）支持用戶串口參數(shù)設(shè)置等其他功能，但是價(jià)格要比一般的GPRS模塊貴100-200元，不適合量產(chǎn)的設(shè)備，因?yàn)槌杀咎摺?/p>

5：GPRS/GSM模塊的典型應(yīng)用？

A 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、傳輸和控制1. 電力監(jiān)控 2. 油田監(jiān)測(cè) 3. 遠(yuǎn)程抄表 4. 路燈監(jiān)控 5. 環(huán)境監(jiān)測(cè) 6. 氣象監(jiān)測(cè) 7. 水利監(jiān)測(cè) 8. 熱網(wǎng)監(jiān)測(cè) 9. 電表監(jiān)測(cè) 10. 機(jī)房監(jiān)控 11. 交通指示 12. 煤炭監(jiān)控 13. 地震監(jiān)測(cè)14. 車輛誘導(dǎo) 15. 供水監(jiān)控 16. 高速公路監(jiān)測(cè) 17. 噪聲實(shí)時(shí)監(jiān)控 18. 環(huán)保重點(diǎn)污染源監(jiān)控 19. 供水管網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)控 20. 電力配網(wǎng)自動(dòng)化遙控系統(tǒng) 21偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備防盜

B 結(jié)合GPRS及基站定位技術(shù)進(jìn)行定位追蹤個(gè)人使用：個(gè)人車輛追蹤防盜、兒童或老人的防丟失。公司使用：安保、快遞、公交、運(yùn)輸?shù)裙荆瑢?duì)公司車輛定位監(jiān)控防盜，或?qū)ρ惨暼藛T進(jìn)行監(jiān)視，以便其更好完成工作。

6：常用的幾種GPRS/GSM模塊和選型？

TC35/TC35I 只支持GSM不支持GPRS不能上網(wǎng)（西門(mén)子）

MC35/MC35ITC35的升級(jí)版本支持GSM支持GPRS但不內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議（西門(mén)子）

SIM300/ SIM900/GTM900 支持GSM支持GPRS且內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議 （SIMCOM）

GTM900B/ GTM900 支持GSM支持GPRS且內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議 接口同TC35 MC55雙頻支持GSM支持GPRS，且內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議（西門(mén)子）

MG323 三頻 可發(fā)彩信支持GSM支持GPRS，且內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議接口同 MC55 （華為）

TC35/TC35i只有極少差異，他們現(xiàn)在市場(chǎng)很少有了，大家可以用他們的升級(jí)版本MC35I

SIM900系列是這些當(dāng)中最新的GPRS模塊，是SIM300的升級(jí)，從信號(hào)質(zhì)量、處理能力、綜合功能來(lái)講，SIM900都比SIM300更勝一籌。而GTM900就類似SIM300，但是GTM900系列屬于華為的，比SIM300便宜一些。

SIM900A與SIM900的區(qū)別是頻率：900A是二頻，900是四頻，所以900A是900的簡(jiǎn)化版本，一些專門(mén)的高級(jí)功能比如DTMF雙音多頻，MMS彩信協(xié)議或基站定位協(xié)議（就是不用GPS通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)輔助實(shí)現(xiàn)大致定位功能，也叫LBS）必須是專門(mén)訂貨 普通的模塊是不帶的。

國(guó)內(nèi)用SIM900A就可以了，價(jià)格比SIM900便宜四五十塊錢(qián)

TC35系列、 GTM900系列 、SIM300系列均已停產(chǎn)，市場(chǎng)上比較便宜的一般都是二手模塊，用的時(shí)間和新的差別不大，新的都比較貴了。

上述這些模塊的常用基本AT指令都是相同的，所以操作方法、調(diào)試軟件都是通用的，實(shí)現(xiàn)基本功能的單片機(jī)程序也是通用的。需要注意的是開(kāi)發(fā)過(guò)程中直接參考與模塊對(duì)應(yīng)的AT指令 和數(shù)據(jù)手冊(cè)來(lái)使用，因?yàn)橛幸恍┨厥夤δ艿腁T指令不一樣。

綜合各因素： 學(xué)習(xí)和簡(jiǎn)單工程應(yīng)用推薦選用GTM900系列 MC55系列產(chǎn)品研發(fā)推薦使用SIM900A或MG323 ，西門(mén)子的就是較貴了

7：GPRS模塊調(diào)試起來(lái)難不難嗎？

答：非常簡(jiǎn)單，要比zigbee簡(jiǎn)單多了！結(jié)合資料和視頻教程，20分鐘您就能學(xué)會(huì)這門(mén)非常有用技術(shù)。

我們一般是在先電腦上用串口調(diào)試一下所需AT指令，AT指令不用記，用的時(shí)候參照指令手冊(cè)就行了。然后移植到設(shè)備CPU的串口程序中。調(diào)試時(shí)可以用 串口調(diào)試助手 、遠(yuǎn)程終端和一些朋友開(kāi)發(fā)的專用軟件，三種選一個(gè)就行了，他們本質(zhì)是一樣 都是通過(guò)串口向模塊發(fā)AT命令，模塊本身也是通過(guò)串口反饋指令的。具體使用看個(gè)人習(xí)慣進(jìn)行選擇。推薦使用串口調(diào)試助手。

調(diào)試GPRS模塊的網(wǎng)絡(luò)功能時(shí)，還需要在電腦上安裝 網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手 或 集成網(wǎng)絡(luò)調(diào)試功能的專用軟件，這些軟件的功能就是模擬出來(lái)一個(gè)服務(wù)器 或者 終端來(lái)讓模塊進(jìn)行訪問(wèn)。而 模塊本身還是通過(guò)串口（上位機(jī)或單片機(jī)）發(fā)送AT指令進(jìn)行設(shè)置和發(fā)送信息，這些指令信息可以用串口調(diào)試助手查看，發(fā)送的具體信息可以在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手查看。