愛華網(wǎng)認識和選用常用的幾種 GPRS模塊
我在這里把常見的GPRS模塊分成3種：
（1）GPRS DTU（GPRS數(shù)傳單元，常稱GPRS透傳模塊）
（2）GPRS/GSM modem （這是一種純的GPRS/GSM調(diào)制解調(diào)器，常稱為GPRS貓）
(3) 包含tcp/ip協(xié)議棧的GPRS modem （其將GPRS/GSM modem和tcpip協(xié)議棧封裝在一起，內(nèi)部有cpu，flash，ram，控制單元等硬件，和dtu功能類似）
GPRS DTU的理解及應(yīng)用
GPRS DTU內(nèi)部封裝了完善的TCP/IP等協(xié)議棧，可為無線傳輸傳輸提供透明的TCP/IP通道。主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，而GPRSmodem通常要完成類似的功能必須借助于PC機的軟件和硬件資源，如CPU、Memory和TCP/IP協(xié)議棧等，所以我們經(jīng)?？梢钥吹絇C接一個無線的Modem來連接到外部的數(shù)據(jù)網(wǎng)。
采用了GPRS的微控制器系統(tǒng)可以實現(xiàn)無線數(shù)傳輸領(lǐng)域的復(fù)雜應(yīng)用，在遠程抄表、工業(yè)控制、遙感測、智能交通領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，下面是一個典型的應(yīng)用：
在使用了RFID技術(shù)的公交領(lǐng)域，非接觸卡得到了普便的應(yīng)用，乘客的刷卡交易數(shù)據(jù)通常都存儲在車載的讀卡機具中，如果采用特定設(shè)備依次對每輛車的數(shù)據(jù)提取是一個非常繁雜的工作，而采用無線傳輸方式的優(yōu)勢顯然是不言而喻的，通過車載無線設(shè)備，可以以靈活的方式將乘客的交易數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進行統(tǒng)一處理，此外還可以實現(xiàn)遠程的公交調(diào)度控制以及公交車電子站牌GPRS信息發(fā)布的發(fā)布等等。
當(dāng)然，采用GPRS進行無線傳輸仍然存在一些問題需要更好地解決，比如傳輸?shù)目煽啃詥栴}、傳輸速率等，目前GPRS的理論帶寬是171.2Kbps，實際應(yīng)用帶寬在40Kbps左右。
GPRS無線設(shè)備連接到外部數(shù)據(jù)網(wǎng)兩種方法的比較！
我們使用GPRS無線設(shè)備做數(shù)傳的時候，在連接到外部數(shù)據(jù)網(wǎng)時通常有兩種方法：
( I ).撥號上網(wǎng)：常見的如撥ATD *99***#
( II).指定Server的IP地址、Port端口號，使用特定的AT指令來連接到外部的數(shù)據(jù)網(wǎng)，也即internet
例如：Simcom的GPRS模塊SIM300C采用的指令為：
AT+CIPSTART ="TCP","211.247.26.252","3030",即可連接具有公網(wǎng)IP地址為211.247.26.252，TCP端口號為3030的Server。
兩種方式各有特點：撥號上網(wǎng)的方式采用的是外部的協(xié)議棧，需要用戶自己來實現(xiàn)PPP、TCP、UDP等協(xié)議棧，而第二種方式則采用模塊自帶的協(xié)議棧，用戶的底層應(yīng)用程序不需要實現(xiàn)上述較為復(fù)雜的協(xié)議棧。所以，早期的GPRS無線模塊多不帶協(xié)議棧，常用第一種方式做數(shù)傳。而自身帶有通訊協(xié)議棧的GPRS模塊多采用第二種方式。
當(dāng)然，二者各有優(yōu)缺點，采用第一種方式，實現(xiàn)起來較為復(fù)雜，但是使用靈活，用戶的數(shù)據(jù)封裝比較靈活，可以適應(yīng)用戶的特殊應(yīng)用。采用第二種方式，由于自身帶有完備的通訊協(xié)議棧，所以用戶實現(xiàn)起來較為簡單，但成本較高，數(shù)據(jù)的封裝格式也較為固定。
GPRS DTU和GPRSMODEM有什么區(qū)別？
GPRSDTU全稱GPRS數(shù)據(jù)終端單元，在軟件設(shè)計上，它封裝了協(xié)議棧內(nèi)容并且具有嵌入式操作系統(tǒng)，硬件上可看作是嵌入式PC加無線接入部分的結(jié)合,用于串口數(shù)據(jù)可靠傳輸；
GPRSMODEM是接入GPRS分組網(wǎng)絡(luò)的一個物理通道，它本身不具有操作系統(tǒng)，必須依附于計算機（在功能類似與有線MODEM），在計算機操作系統(tǒng)之上才能進行PPP撥號連接，通常是與PC結(jié)合使用,實現(xiàn)撥號上網(wǎng)。
從某種角度來說，GPRS DTU是嵌入式PC與GPRS MODEM的結(jié)合。
GPRSDTU的四個核心功能：
1）內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議棧
GPRS DTU內(nèi)部封裝了PPP撥號協(xié)議以及TCP/IP協(xié)議棧并且具有嵌入式操作系統(tǒng)，從硬件上，它可看作是嵌入式PC與無線GPRSMODEM的結(jié)合；它具備GPRS撥號上網(wǎng)以及TCP/IP數(shù)據(jù)通信的功能。
2）提供串口數(shù)據(jù)雙向轉(zhuǎn)換功能
GPRS DTU提供了串行通信接口，包括RS232,RS485,RS422等都屬于常用的串行通信方式，而且GPRSDTU在設(shè)計上大都將串口數(shù)據(jù)設(shè)計成“透明轉(zhuǎn)換”的方式，也就是說GPRSDTU可以將串口上的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成TCP/IP數(shù)據(jù)包進行傳送，而不需要改變原有的數(shù)據(jù)通信內(nèi)容。因此，GPRSDTU可以和各種使用串口通信的用戶設(shè)備進行連接，而且不需要對用戶設(shè)備作改動。
3）支持自動心跳，保持永久在線
GPRS通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點之一就是支持GPRS終端設(shè)備永久在線，因此典型的GPRSDTU在設(shè)計上都支持永久在線功能，這就要求DTU包含了上電自動撥號、采用心跳包保持永久在線（當(dāng)長時間沒有數(shù)據(jù)通信時，移動網(wǎng)關(guān)將斷開DTU與中心的連接，心跳包就是DTU與數(shù)據(jù)中心在連接被斷開之前發(fā)送一個小數(shù)據(jù)包，以保持連接不被斷開）、支持?jǐn)嗑€自動重連、自動重撥號等特點。
4）支持參數(shù)配置，永久保存
GPRSDTU作為一種通信設(shè)備，其應(yīng)用場合十分廣泛。在不同的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)中心的IP地址及端口號，串口的波特率等都是不同的。因此，GPRSDTU都應(yīng)支持參數(shù)配置，并且將配置好的參數(shù)保存內(nèi)部的永久存儲器件內(nèi)（一般為FLASH或EEPROM等）。一旦上電，就自動按照設(shè)置好的參數(shù)進行工作。
GPRS DTU的擴展功能：
較為專業(yè)的GPRSDTU還提供一些擴展功能，主要包括：支持?jǐn)?shù)據(jù)中心域名解析、支持遠程參數(shù)配置/遠程固件升級、支持遠程短信/電話喚醒、支持本地串口固件升級、提供短信通道、提供DTU在線／離線電平指示等。這些擴展功能可以增強系統(tǒng)的可靠性，以及方便用戶的使用及維護。
在工作方式上,GPRS DTU于GPRS MODEM的最大區(qū)別就是GPRSDTU內(nèi)部CPU在主動進行控制撥號和處理TCP/IP協(xié)議包.而GPRSMODEM則是被動的,需要外部設(shè)備來進行撥號和進行TCP/IP協(xié)議包處理.
使用時該如何選擇？
如果是要求數(shù)據(jù)長期可靠傳輸, 那么應(yīng)當(dāng)采用GPRSDTU，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)與監(jiān)控中心端的數(shù)據(jù)通信。
即便現(xiàn)場是計算機,可以設(shè)置撥號網(wǎng)絡(luò), 但是在無人值守的情況要進行自動傳輸,也建議使用GPRSDTU,因為普通計算機的操作系統(tǒng)(如Windows)的撥號網(wǎng)絡(luò)主要是針對普通用戶的上網(wǎng)業(yè)務(wù)(如瀏覽網(wǎng)頁,收發(fā)Email等)設(shè)計的,而不是針對數(shù)據(jù)可靠收發(fā)應(yīng)用來設(shè)計的.
例如,對于斷線重撥的處理上,Windows操作系統(tǒng)最多是提示網(wǎng)絡(luò)斷線,而并不進行自動重撥.而對于無人值守的應(yīng)用領(lǐng)域,自動重撥應(yīng)該是最基本的要求.而專業(yè)的GPRSDTU在這些方面處理都是非常完善的.
因此,在需要數(shù)據(jù)長期可靠傳輸?shù)念I(lǐng)域,都應(yīng)選擇使用GPRS DTU.如果只是用于無線上網(wǎng),則可以選擇GPRS MODEM.
下面來說說GPRS DTU和帶tcpip協(xié)議棧的gprsmodem的區(qū)別:GPRSDTU上面已經(jīng)說的很清楚了，帶tcpip協(xié)議棧的gprs modem與它的差別在于，它在操作上還和普通的gprsmodem很相似，即：所有對模塊的操作只能用AT命令，尤其是發(fā)送和接收數(shù)據(jù)都要通過專用的AT命令。（注：這一點很不方便，你需要在自己的客戶端編寫讀寫串口設(shè)備的程序，讀寫的實質(zhì)就是想串口讀數(shù)據(jù)和寫如AT命令，不能發(fā)揮帶操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的作用，而且有的時候會有副作用，本文最后說明。所以，建議如果嵌入式系統(tǒng)采用的cpu是單片機的話，因為單片機資源有限建議使用gprsdtu或者帶協(xié)議棧的gprs modem，你要用純gprsmodem的話，將非常麻煩，你自己需要實現(xiàn)tcpip協(xié)議棧，難度很大。如果是使用像嵌入式linux操作系統(tǒng)的嵌入式無線上網(wǎng)，可以買個純的gprs/gsmMODEM,成本也低）對于帶tcpip協(xié)議棧的gprs modem它們都有自己的一套專用的tcpipat命令，所有使用它要看對應(yīng)的at命令手冊，在使用前，需要在minicom等類似串口操作工具上測試，模塊的好壞。下面是我的帶tcpip協(xié)議棧的gprsmodem
（huawei gtm900B）在minicom下的測試記錄：
AT+CGDCONT=1,"IP","CMNET"
OK
AT+CSQ
+CSQ: 11,0
上面的測試記錄記錄了兩種IO模式（黑體部分為設(shè)置IO模式的參數(shù)）,第二種方式（等號后第一參數(shù)為1）：模塊對輸入輸出數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換（ascii和十六進制數(shù)進行轉(zhuǎn)化，比如：想發(fā)送0x1A 到對方，需要把0x1A轉(zhuǎn)成2字節(jié)：0x31,0x41，也就是可顯字符’1’和’A’。發(fā)送的時候，發(fā)送的為字符串：”1A”，即：AT%IPSEND=”1A”。當(dāng)模塊收到用戶這樣的輸入，在內(nèi)部會把數(shù)據(jù)還原成有效數(shù)據(jù)0x1A。（注：模塊中字符之間的轉(zhuǎn)化是自動的，代碼固化在里面）同樣當(dāng)?shù)忍柡蟮谝粎?shù)為1的時候，模塊收到TCP/UDP連接方的數(shù)據(jù)，比如0x1A，會轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的字符串"1A"輸出。），這個時候用戶也要對輸入和輸出數(shù)據(jù)進行相應(yīng)轉(zhuǎn)換（用戶在自己客戶端編程實現(xiàn)字符之間的轉(zhuǎn)換，上面一大堆16進制數(shù)就沒有轉(zhuǎn)換的結(jié)果）。
第一種方式（等號后第一參數(shù)為0），不需要對輸入的數(shù)據(jù)進行編碼，但這個時候用戶一定要確保輸入的數(shù)據(jù)為可顯字符且不能為分號(；)、引號(")，推薦使用模式1。上面顯示的telnet南京大學(xué)bbs后顯示的結(jié)果，能正確顯示Ascii的字符。
注意：HUAWEIGTM900B可以用我的《GPRS模塊在Linux平臺上ppp撥號上網(wǎng)總結(jié)與心得》中第1和3種方式撥號成功，用第2種方式，可能由于帶tcpip協(xié)議棧的副作用，使得一直出現(xiàn)"LCP:timeout sending Config-Requests" LCP配置報文發(fā)送超時而失敗， 不能成功撥號！
