gprs模块入门知识大盘点

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1：什么是GPRS？
2：GPRS/GSM模块功能通俗概述?
3：两个GPRS模块之间能进行通信吗？
4：GPRS模块可以作为DTU来使用吗？
5：GPRS/GSM模块的典型应用？
6：常用的几种GPRS/GSM模块和选型？
现在常用的远程无线控制方式有三种：
1、GSM（Global System for Mobile Communications）短信控制
2、GPRS (General Packet Radio Service)网络控制
3、DTMF（Dual Tone Multi Frequency）双音多频信号的语音控制
GSM属于第2代（2G）蜂窝移动通信技术。2代的说法是相对于应用于80年代的模拟蜂窝移动通信技术以及目前正逐渐进入商用的宽带CDMA技术。模拟蜂窝技术被称为一代移动通信技术，宽带CDMA技术被称为三代移动通信技术，即3G。，而GPRS(通用分组无线业务)作为GSM向3G的过渡技术，就成为了连接GSM与3G的桥梁。
GSM是球移动通信系统（Global System for Mobile Communications）的缩写，意为全，是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式，80年代兴起于欧洲，GSM通信方式的方便之处在于它提供了一个智能卡，即SIM卡，并且机卡可以分离，这样用户可以更换GSM通信终端而无需更换SIM卡ID。GSM通信方式还允许用户发送和接收每条不超过160字长度的短信息，这就促成了GSM通信网络与监控装置的实际应用向结合。
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。能提供比现有GSM网更高的数率，用户通过GPRS可以在移动状态下使用各种高速数据业务，包括收发 mai1，进行internet浏览等。
双音多频DTMF（Dual Tone Multi Frequency）是由贝尔实验室开发的信令方式，通过承载语音的模拟电话线传送电话拨号信息。每个数字利用两个不同频率突发模式的正弦波编码，选择双音方式是由于它能够可靠地将拨号信息从语音中区分出来。一般情况下，声音信号很难造成对DTMF接收器的错误触发。DTMF是“TouchTone” (早期AT&T的商标)的基础, 替代机械式拨号转盘的按键。其目的是为了自动完成长途呼叫。
双音多频，由高频群和低频群组成，高低频群各包含4个频率。一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个组合信号，代表一个数字。DTMF信号有16个编码。利用DTMF信令可选择呼叫相应的对讲机。
它是电话系统中电话机与交换机之间的一种用户信令，通常用于发送被叫号码。在使用双音多频信号之前，电话系统中使用一连串的断续脉冲来传送被叫号码，称为脉冲拨号。脉冲拨号需要电信局中的操作员手工完成长途接续(早期方法，很老很古董)。
双音多频的拨号键盘是4×4的矩阵，每一行代表一个低频，每一列代表一个高频。每按一个键就发送一个高频和低频的正弦信号组合，比如'1'相当于697和1209赫兹(Hz)。交换机可以解码这些频率组合并确定所对应的按键。
无线电接口
GSM 是一个蜂窝网络，也就是说移动电话要连接到它能搜索到的最近的蜂窝单元区域。GSM网络运行在多个不同的无线电频率上。
GSM网络一共有4种 不同的蜂窝单元尺寸：巨蜂窝，微蜂窝，微微蜂窝和伞蜂窝。覆盖面积因不同的环境而不同。巨蜂窝可以被看作那种基站天线安装在天线杆或者建筑物顶上那种。微 蜂窝则是那些天线高度低于平均建筑高度的那些，一般用于市区内。微微蜂窝则是那种很小的蜂窝只覆盖几十米的范围，主要用于室内。伞蜂窝则是用于覆盖更小的 蜂窝网的盲区，填补蜂窝之间的信号空白区域。
蜂窝半径范围根据天线高度、增益和传播条件可以从百米以上至数十公里。实际使用的最长距离GSM规范支持到35公里。还有个扩展蜂窝的概念，蜂窝半径可以增加一倍甚至更多。
GSM同 样支持室内覆盖，通过功率分配器可以把室外天线的功率分配到室内天线分布系统上。这是一种典型的配置方案，用于满足室内高密度通话要求，在购物中心和机场 十分常见。然而这并不是必须的，因为室内覆盖也可以通过无线信号穿越建筑物来实现，只是这样可以提高信号质量减少干扰和回声。
1：什么是GPRS GSM ？
目前，第二代移动通信技术(GSM)逐渐向第三代移动通信技术 3G)发展，而GPRS(通用分组无线业务)作为GSM向3G的过渡技术，就成为了连接GSM与3G的桥梁。
GSM是Global System for Mobile Communications的缩写，意为全球移动通 信系统，是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式，80年代兴起于欧洲，GSM通信方式的方便之处在于它提供了一个智能卡，即SIM卡，并且机卡可以分离，这样用户可以更换GSM通信终端而无需更换SIM卡ID。GSM通信方式还允许用户发送和接收每条不超过160字长度的短信息，这就促成了GSM通信网络与监控装置的实际应用向结合。
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。能提供比现有GSM网更高的数率，用户通过GPRS可以在移动状态下使用各种高速数据业务，包括收发 mai1，进行internet浏览等。
GPRS使用户能够在端到端分组传送模式下发送和接收数据。由于无线资源采用动态分配方式，一个用户可分配多个时隙，一个时隙也可由多移动台共享，用户虽然与网络一直连接，但仅当数据传送时才占用信道资源，与原有的电路型业务相比较，用户使用GPRS业务将具有建链时间短、 数据传输速率高、费用低等特点。
GPRS与现有的GSM语音系统最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统。因此，GPRS更适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。相对于GSM的电路交换数据传送方式，GPRS的分组交换技术具有“永远在线”、“流量计费”、“回响快速”和“传输高速”等优点
需要说明的是带GPRS的模块都带GSM功能。而GSM模块只是含有GSM功能。
2：GPRS/GSM模块功能通俗概述?
GPRS/GSM模块也常被称为手机模块，那是因为手机就是由CPU、GPRS/GSM模块、IO设备构成的，我们在理解GPRS模块的时候和多和自己的手机做对比，一些问题就变得很简单了。
类似于手机，当我们使用GPRS模块做通信设备时，用单片机、ARM、PLC、PC机等处理器通过串口通信发送AT指令控制GPRS/GSM模块进行发短信、打电话、链接互联网（需要知道目标固定公网IP+端口号），（同一时刻只能用一个）把我们所需要的信息发送到目标手机和服务器。反过来，我们用手机和电脑也能控制带有GPRS/GSM模块的设备，就像我们日常生活中利用手机可以互发短信、打电话、QQ、微信、上网一样！拿着手机就能知道设备的状态，无论多远发个短信就能控制自己的设备。
大家都知道发短信、打电话都是需要输入手机号码的，因此我们控制模块发短信、打电话也需要用AT指令输入目标号码。如拨打电话需要通过串口发送ATD*****5814，返回ok 就可以了。
下面说说GPRS的网络通信功能，这也GPRS模块最令人兴奋、利用最多的功能，因为：
第一，它嵌入了TCP/IP协议，我们仅通过串口发送目的信息和数据信息就可以完成TCP/IP通信，我们就可以利用它作为网关来使用，方便我们远程登录和查看。
第二，利用GPRS进行网络通信，我们只需交纳流量费，几块钱就可以获得几十甚至上百兆的流量，其数据量要比同等价格的短信包要大得多。
而一般来说GPRS模块都具备GSM功能，即短信和电话业务，硬件成本也差不多，这就是为什么现在很多公司选择GPRS/GSM模块而不单单是GSM模块的原因。
我们用PC机浏览网页、登录邮箱、QQ聊天等都需要访问对应的服务器。浏览网页需要有链接或者输入服务器的网络地址，运行QQ等聊天工具时也需要其程序内部有访问服务器的代码，解析到最后就是服务器的固定的IP地址和端口号。这里的IP地址一定是固定的公网IP或者是可通过登录路由器进行映射的固定公网IP和端口号，请大家注意，这也是调试GPRS网络功能和建立GPRS监控中心服务器的必备网络条件。
GPRS模块的IP是服务商动态分配的，一般不能当做服务器来使用，两个GPRS模块不能脱离中心服务器直接进行网络通信！
公网接入方式：上网的计算机得到的IP地址是Internet上的非保留地址，公网的计算机和Internet上的其他计算机可随意互相访问
如 GTM900打开一条TCP链接：
AT%IPOPEN="TCP","219.135.251.239",60000<</font>回车><</font>换行>
返回CONNECT其中60000是端口号，是可以自己设定的。 IP地址和端口号就是自己要发送目的地的IP和地址。
配置完后就可以发送数据了，发送英文字母及数字是以ASCII码进行发送的，例如发送数据1234@，在发送中需要查询ASCII对照表才好办，31和32代表字符‘0’，’1’，依次类推，AT%IPSEND="3132333440"
返回%IPSEND:15
返回OK
数据的接收也是类似简单，具体的问题如查看IP地址是否为公网、路由器IP地址映射和使用其他功能的方法等，将在我们的说明书中进行详细讲解。
可以说我们用一个单片机加一个GPRS/GSM模块就可以做一个简单手机，如果我们的硬件和软件功底够厉害，那么山寨出来一个Iphone都不成问题！当然我们目的不是山寨出来一个普通手机，而是做一个超级手机，能实现我们要求功能的一个系统！
关于DTMF双音多频 相信大家对用手机拨打10086或者10010这两个客户服务中心电话并不陌生吧，我们在拨通以后就会语音提示“普通话请按1”、“查询服务请按2”、“。。。”之类的，如果这里我们按下了相应按键就会进入下一步。。。那么10086或者10010服务中心是怎么知道我们按下的是哪个按键呢？好了，那我们来揭晓答案，他们就是利用了DTMF语音解码功能。我们和带有DTMF功能的设备进行电话通话过程中，就可以通过手机/座机按动按钮来控制设备的运作，如：继电器吸合、电机工作以及报警等。因此DTMF模块通常是和GPRS/GSM模块配合使用的。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。它是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”！是继通信网之后的另一个万亿级市场。而以GPRS为代表的通信技术是其极其重要的一环，掌握了GPRS通信技术，你就掌握了一个万亿市场！
3：两个GPRS模块之间能进行通信吗？
如果两个模块知道对方的SIM卡号就可以互发短信，但却不能直接进行网络通信，原因是服务商分配给手机的IP地址是不固定的，每次登陆的网络地址都可能不一样，我们不知道对方的IP和端口号是无法进行网络通信的，这也是为什么手机不能当做服务器来使用的原因。
我们之所以能用手机进行QQ聊天，是因为大家登陆QQ时是登上了腾讯服务器，服务器负责信息中转的。我们如果非想让两个GPRS模块进行网络通信，就可以借鉴QQ，建立一个具备固定公网IP和端口的服务器，进行数据中转。也是构建一个星形网络。
在这里还要说明的是工程上一般也不会让两个GPRS模块直接进行互相网络通信，常见的是在小范围内用免费频段的无线模块构成简单的局域网，各节点可进行通信，有一个中心节点作为集中器外加GPRS作为网关，将免费局域网内部信息上传到网站服务器上。
4：GPRS模块可以作为DTU来使用吗？
DTU (Data Transfer unit)全称数据传输单元，广义讲可以传输数据的模块都可以叫DTU，Zigbee模块如CC2530模块、无线串口透明传输模块如APC230都可以称作DTU。
Zigbee 是一种无线连接技术的商业化命名，该无线连接技术主要解决低成本、低功耗、低复杂度、低传输速率、近距离的设备联网应用。它支持三种主要的自组织无线网络类型，即星型结构、网状结构(Mesh)和簇状结构(Cluster tree)。缺点是Zigbee标准基于802.15.4协议栈而建立的，对一般人员来讲协议理解起来比较复杂，上手慢。
而无线串口透明传输模块其实就是无线的串口，设置完毕后只需按串口通信协议进行就可以发送和接收数据了，操作简单，构建星型网络还可以，许多抄表系统就是用的这中模块，但是够建其他网络就比较复杂了。
以上两种无线技术在局域无线网络中运用比较广泛，成本也低，但是他们有一个共同的缺点那就是传输距离有限，不仅仅是因为距离越远，误码率越，因为他们工作的民用免费频段如433MHz或2.4GHz，国家有规定不能太大的覆盖面积，不然免费无线设备之间就会容易导致相互干扰。
当需要超远远距离通信时，这些免费的无线技术就不能用了，这时候大家就开始关注GPRS技术了，它的传输距离是几乎没有限制的，有手机信号的地方就可以通信！而且可以直接把数据上传到互联网上，我们在任何地方都可以登录查看，同时也可以通过短信、电话的形式传输到我们的手机上，手机是用的最多的无线设备，几乎人手一个。这也是为什么GPRS能在智能远程控制、物联网中占有非常重要的地位。
很多客户问能不能像用普通无线透明串口模块一样来使用GPRS模块？通过串口直接发送数据（而非指令+数据），也就是以无线的形式直接将串口数据转换为IP数据或将IP数据直接转换为串口数据。从上文说到的GPRS发送数据的方法，我们知道单独GPRS模块是不可能胜任此项工作的。 但是加上一个CPU负责数据转发和控制就可以了！
网上有类似的DTU具备如下功能
1）内部集成TCP/IP协议栈
2）提供串口数据双向转换功能
3）支持自动心跳，保持永久在线（当长时间没有数据通信时，移动网关将断开DTU与中心的连接，心跳包就是DTU与数据中心在连接被断开之前发送一个小数据包，以保持连接不被断开，在有此需求的地方，可采用类似方法）。
4）支持参数配置，永久保存
5）支持用户串口参数设置
等其他功能，但是价格要比一般的GPRS模块贵100-200元，不适合量产的设备，因为成本太高。
5：GPRS/GSM模块的典型应用？
A 远程数据采集、传输和控制
1. 电力监控 2. 油田监测 3. 远程抄表 4. 路灯监控 5. 环境监测 6. 气象监测 7. 水利监测 8. 热网监测 9. 电表监测 10. 机房监控 11. 交通指示 12. 煤炭监控 13. 地震监测14. 车辆诱导 15. 供水监控 16. 高速公路监测 17. 噪声实时监控 18. 环保重点污染源监控 19. 供水管网实时传输监控 20. 电力配网自动化遥控系统 21偏远地区设备防盗
B 结合GPRS及基站定位技术进行定位追踪
个人使用：个人车辆追踪防盗、儿童或老人的防丢失。
公司使用：安保、快递、公交、运输等公司，对公司车辆定位监控防盗，或对巡视人员进行监视，以便其更好完成工作。
6：常用的几种GPRS/GSM模块和选型？
TC35/TC35I 只支持GSM不支持GPRS不能上网（西门子）
MC35/MC35I  TC35的升级版本支持GSM支持GPRS但不内嵌TCP/IP协议（西门子）
    SIM300/ SIM900/GTM900 支持GSM支持GPRS且内嵌TCP/IP协议 （SIMCOM）
GTM900B/ GTM900 支持GSM支持GPRS且内嵌TCP/IP协议 接口同TC35
     MC55  双频  支持GSM支持GPRS，且内嵌TCP/IP协议（西门子）
     MG323 三频 可发彩信支持GSM支持GPRS，且内嵌TCP/IP协议接口同 MC55 （华为）
TC35/TC35i只有极少差异，我们资料中有体现。他们现在市场很少有了，大家可以用他们的升级版本MC35I
SIM900系列是这些当中最新的GPRS模块，是SIM300的升级，从信号质量、处理能力、综合功能来讲，SIM900都比SIM300更胜一筹。而GTM900就类似SIM300，但是GTM900系列属于华为的，比SIM300便宜一些。
SIM900A与SIM900的区别是：1，频率：900A是二频，900是四频，所以900A是900的简化版本，一些专门的高级功能比如DTMF双音多频，MMS彩信协议或基站定位协议（就是不用GPS通过GSM网络辅助实现大致定位功能，也叫LBS）必须是专门订货 普通的模块是不带的。
国内用SIM900A就可以了，价格比SIM900便宜四五十块钱
TC35系列、 GTM900系列 、SIM300系列均已停产，市场上比较便宜的一般都是二手模块，用的时间和新的差别不大，新的都比较贵了。
上述这些模块的常用基本AT指令都是相同的，所以操作方法、调试软件都是通用的，实现基本功能的单片机程序也是通用的。需要注意的是开发过程中直接参考与模块对应的AT指令 和数据手册来使用，因为有一些特殊功能的AT指令不一样。
综合各因素： 学习和简单工程应用推荐选用GTM900系列 MC55系列
产品研发推荐使用SIM900A  或  MG323 ，西门子的就是较贵了
7：GPRS模块调试起来难不难吗？
答：非常简单，要比zigbee简单多了！结合我们提供的资料和视频教程，20分钟您就能学会这门非常有用技术。
我们一般是在先电脑上用串口调试一下所需AT指令，AT指令不用记，用的时候参照指令手册就行了。然后移植到设备CPU的串口程序中。调试时可以用 串口调试助手 、远程终端和一些朋友开发的专用软件，三种选一个就行了，他们本质是一样 都是通过串口向模块发AT命令，模块本身也是通过串口反馈指令的。具体使用看个人习惯进行选择。推荐使用串口调试助手。
调试GPRS模块的网络功能时，还需要在电脑上安装 网络调试助手 或 集成网络调试功能的专用软件，这些软件的功能就是模拟出来一个服务器 或者 终端来让模块进行访问。而 模块本身还是通过串口（上位机或单片机）发送AT指令进行设置和发送信息，这些指令信息可以用串口调试助手查看，发送的具体信息可以在网络调试助手查看。
（来自网络）

soso123

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