引言

    近年来，通信技术和网络技术的迅速发展，特别是无线通信技术的发展，使得电力系统的自动化程度进一步提高，gsm网络出现后，技术人员很快把gsm模块嵌入到各种仪器仪表中（如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等），从而使这些仪器仪表具有远程通信功能。

    gprs是在现有gsm系统上发展出来的一种新的数据承载业务，支持tcp/ip协议，可以与分组数据网（internet等）直接互通。gprs无线传输系统的应用范围非常广泛。几乎可以涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输，尤其适合突发的小流量数据传输业务。

    本文设计的gprs无线通信模块，内嵌入了tcp/ip协议，采用工业级的gprs模块，适用于单片机数据采集传输系统没有tcp/ip协议栈，但使用串口通信的情况。

    gprs通信原理及应用特点

    ◇ gprs简介

    gprs是通用无线分组业务（general pacpet radio system）的缩写，是介于第二代和第三代之间的一种通信技术，通常称为2.5g。gprs采用与gsm相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、调频规则以及相同的td-ma帧结构。因此，在gsm系统的基础上构建gprs系统时，gsm系统的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需要作软件升级，有了gprs，用户的呼叫建立时间大大缩短，几乎可以做到“永远在线”。此外，gprs是以营运商传输的数据量而不是连接时间为基准来计费，从而令每个用户的服务成本更低。

    ◇ 基本工作原理

    gprs是在原有的基于电路交换（csd）方式的gsm网络上引入两个新的网络节点：gprs服务支持节点（sg-sn）和网关支持节点（ggsn）。sgsn和msc在同一等级水平，并跟踪单个ms的存储单元实现安全功能和接入控制，并通过帧中继连接到基站系统，ggsn支持与外部分组交换网的互通，并经由基于ip的gprs骨干网和sgsn连通。图1给出了gprs与internet进行连接的原理框图。

    gprs终端通过接口从客户系统取得数据，处理后的gprs分组数据发送到gsm基站，分组数据经sgsn封装后，sgsn通过gprs骨干网与网关支持接点ggsn进行通信，ggsn对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如internet或x.25网络。

    若分组数据是发送到另一个gprs终端，则一般将数据由gprs骨干网发送到sgsn，再经bss发送到gprs终端。

    gprs模块的硬件设计

    嵌入式gprs无线通信模块主要由嵌入tcp/ip的单片机（msc1210y5）、gprs模块、sim卡座、外部接口和扩展数据存储器等部分组成。图2是其系统硬件框图。

    msc1210主要用于控制gprs模块的信息接收和发送，并通过标准rs232串口和外部控制器（比如数据采集端）进行数据通信，同时用软件实现中断，以完成数据转发。

    ◇ 单片机模块

    单片机采用美国德州仪器公司最新推出的基于8051内核的mcs1210y5，该芯片具有很强的数据处理能力，时钟频率为33mhz，指令运行速度实际上与运行在99mhz时钟频率下的标准8051内核相当，32kb flash程序存储器，256b内部ram和1024b片上sram，2kb启动rom，支持串行和并行的在系统编程，双数据指针dptr0和dptr1可加快数据块的移动速度，其主要实现过程如下：

    （1）通过at指令初始化gprs无线模块，使之附着在gprs网络上，以获得网络运营商动态分配的gprs终端ip地址，并与目的终端建立连接。

    （2）通过串口0扩展max232标准串口和外部控制器（例如数据采集端）连接，外部控制器端接出标准串口，按照约好的协议可很容易利用本设计的控制器进行通