專利名稱：嵌入式gprs數(shù)據(jù)傳輸模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)傳輸模塊，特別是一種嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊。
背景技術(shù)：
目前大部分的GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊都使用傳統(tǒng)型的MCU，一方面通過該MCU實(shí)現(xiàn)與 外部設(shè)備的RS232/RS485通訊，比如PC機(jī)、POS機(jī)、各種傳感器等，另一方面通過該MCU實(shí) 現(xiàn)對(duì)GPRS模塊的通訊。這些方案可以通過GPRS模塊將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的數(shù)據(jù)通過GSM/GPRS網(wǎng) 絡(luò)連接到INTERNET網(wǎng)并傳送給數(shù)據(jù)中心，同時(shí)也可以接受數(shù)據(jù)中心傳來的數(shù)據(jù)，并傳送給 用戶設(shè)備。GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊主要因一些工作環(huán)境惡劣，人為操作不便，有線設(shè)備投入大等 情況而得到應(yīng)用的，正是由于這些原因，有些惡劣的環(huán)境下并不能提供充足的電源，而有些 環(huán)境下需要由鋰電池供電，從而對(duì)GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊的功耗提出了嚴(yán)峻的要求。而現(xiàn)有的 一些GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊功耗比較大，這樣頻繁更換電池，造成耗時(shí)、耗力、耗成本。同時(shí)由 于GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊有時(shí)工作在惡劣的環(huán)境下，當(dāng)GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊需要進(jìn)行升級(jí)的時(shí) 候，為現(xiàn)場(chǎng)操作帶來了不便。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種低功耗的嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊。它可以工 作在不允許用長(zhǎng)長(zhǎng)的電源線給設(shè)備供電的環(huán)境下；同時(shí)其還具備本地串口升級(jí)程序和遠(yuǎn)程 GPRS模塊升級(jí)功能，避免了現(xiàn)場(chǎng)操作帶來的不便。本實(shí)用新型的技術(shù)方案嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，其特征在于包括MCU，與 MCU相連的通訊接口模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊和復(fù)位電路模塊，GPRS模塊，與GPRS模塊相連的無 線射頻接口模塊、SIM卡接口模塊、音頻接口模塊和電源網(wǎng)絡(luò)指示燈模塊；MCU、GPRS模塊和 通訊接口模塊與電源模塊相連；所述MCU為MSP430微控制器，所述GPRS模塊為ENFORA工 業(yè)級(jí)EnablerIIIG系列GPRS模塊。前述的嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊中，所述MCU和GPRS模塊經(jīng)電平轉(zhuǎn)化模塊相互連接。前述的嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊中，所述通訊接口模塊為RS232或者RS485通訊 模塊。前述的嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊中，所述電平轉(zhuǎn)化模塊為由GPRS模塊到MCU方 向的兩個(gè)級(jí)聯(lián)NPN型三極管，和由MCU到GPRS模塊方向的兩個(gè)分壓電阻。前述的嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊中，所述的MCU和GPRS模塊都采用低功耗模式。前述的嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊中，所述的MCU能進(jìn)行程序升級(jí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用低功耗的MCU，低功耗的GPRS模塊，可以工作在 不允許用長(zhǎng)長(zhǎng)的電緣線給設(shè)備供電的環(huán)境下，比如說水管中、高溫鍋爐中等，而嵌入式GPRS 數(shù)據(jù)傳輸模塊能通過電池長(zhǎng)時(shí)間對(duì)所需的信息進(jìn)行采集或控制，這就解決了一些惡劣環(huán)境 無法監(jiān)測(cè)的局面。而且本實(shí)用新型可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離無線傳輸，平常我們獲得設(shè)備端的信息，一種情況下通過人力記錄信息然后再反饋出來，另一種情況下通過線纜將信息傳輸出來， 這兩種方法都有弊端，前者如果信息量大的情況下需要投入更大的人力，后者在短距離的 情況下還能采取，而在長(zhǎng)距離的情況下實(shí)施就不現(xiàn)實(shí)了。綜合來說，這兩種方法都比較耗 力耗財(cái)同時(shí)也耗時(shí)間，而本實(shí)用新型正好解決了這兩種弊端，其將采集到的信息通過GSM/ GPRS網(wǎng)絡(luò)與INTERNET網(wǎng)絡(luò)連接，直接傳到數(shù)據(jù)中心或個(gè)人PC機(jī)；本實(shí)用新型采用獨(dú)特的 電平轉(zhuǎn)換電路，一般情況下，我們實(shí)行電平轉(zhuǎn)換都會(huì)使用電平轉(zhuǎn)換模塊，有時(shí)不同的電平不 一定能找到對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換模塊，而該轉(zhuǎn)換電路正好能解決該弊端，可使MCU、GPRS模塊與串 口通訊模塊合理地通訊，同時(shí)能節(jié)省電平轉(zhuǎn)換模塊的成本；本實(shí)用新型可以實(shí)行RS232或 RS485串口升級(jí)和GPRS模塊遠(yuǎn)程升級(jí)，該方法避免了拆機(jī)升級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)帶來的不便。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例電平轉(zhuǎn)換模塊的收發(fā)電路圖。附圖中的標(biāo)記為1-MCU、2_通訊接口模塊、3-系統(tǒng)時(shí)鐘模塊、4_復(fù)位電路模塊、 5-GPRS模塊、6-無線射頻接口模塊、7-SIM卡接口模塊、8-音頻接口模塊、9-電源網(wǎng)絡(luò)指示 燈模塊、10-電源模塊、11-電平轉(zhuǎn)化模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型 限制的依據(jù)。實(shí)施例。嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，如圖1所示，嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，其 特征在于包括MCU1，與MCUl相連的通訊接口模塊2、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊3和復(fù)位電路模塊4， GPRS模塊5，與GPRS模塊5相連的無線射頻接口模塊6、SIM卡接口模塊7、音頻接口模塊8 和電源網(wǎng)絡(luò)指示燈模塊9 ；MCUU GPRS模塊5和通訊接口模塊2與電源模塊10相連；所述 MCUl為MSP430微控制器，所述GPRS模塊5為ENFORA工業(yè)級(jí)EnablerIIIG系列GPRS模塊。 所述MCUl和GPRS模塊5經(jīng)電平轉(zhuǎn)化模塊11相互連接。所述通訊接口模塊2為RS232或 RS485通訊模塊。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，其特征在于所述電 平轉(zhuǎn)化模塊11為由GPRS模塊5到MCUl方向的兩個(gè)級(jí)聯(lián)NPN型三極管，和由MCUl到GPRS 模塊5方向的兩個(gè)分壓電阻。本實(shí)用新型采用低功耗的MSP430微控制器，MSP430是高性能的16位運(yùn)算能力的 單片機(jī)，在未進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)可以進(jìn)入低功耗的狀態(tài)，這非常適合要求最大限度降低功耗 的應(yīng)用，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)功耗相對(duì)其他MCU也比較低，采用該MCU可以使GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊能 更好地利用在需要電池供電的環(huán)境下。本實(shí)用新型采用ENFORA工業(yè)級(jí)EnablerIIIG系列 GPRS模塊，Enabler IIIG是一款得到完整認(rèn)證的雙頻段/四頻段GSM/GPRS通信模塊，外形 尺寸僅有27. 0*28. 0*2. 5厘米，功耗低于2. 5mA,使用電池可以顯著地延長(zhǎng)使用壽命，這一 點(diǎn)大大降低了嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊的功耗。利用MSP430微控制器的兩路UART模塊，一路通過RS232或者RS485轉(zhuǎn)換模塊實(shí) 現(xiàn)與用戶設(shè)備通訊，另一路通過電平轉(zhuǎn)換模塊與GPRS模塊雙向通訊。低功耗的MSP430微控制器與ENFORA工業(yè)級(jí)GPRS模塊之間經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路模塊實(shí)現(xiàn)電平匹配，保證雙向通訊的可靠性。收發(fā)電路如圖2所示。這兩個(gè)模塊之間的通訊方 式為標(biāo)準(zhǔn)UART通訊電平，最大支持傳輸速率為115200Kbps 050Kbps)。信號(hào)線加串行通訊 口一共需要電平轉(zhuǎn)換有8路，MCU側(cè)的IO電平為3. 3V CMOS電平，而GPRS模塊側(cè)的為1. 8V 電平。信號(hào)傳輸方向由GPRS到MCU的電平轉(zhuǎn)換電路如圖2左邊部分所示，為保證信號(hào)高低 電平一致，使用2個(gè)NPN型三極管級(jí)聯(lián)的形式，輸出集電極通過上拉接到3. 3V VCC上；而信 號(hào)傳輸方向由MCU到GPRS的電路通過最實(shí)用的電阻分壓方式，因?yàn)?. 3V有一定的允許偏 差，GPRS輸入IO的有效高電平為1. 26V 1. 95V，所以R5，R6的阻值選擇至關(guān)重要，才能最 終保證通訊的可靠，降低了由于采用電平轉(zhuǎn)換芯片而帶來的器件成本費(fèi)用。同時(shí)三極管電 路也符合低功耗的設(shè)計(jì)要求。低功耗的MSP430微控制器內(nèi)部已燒制了供MCU升級(jí)的程序，MCU與上位機(jī)軟件之 間有一套互相識(shí)別的協(xié)議，MCU通過該協(xié)議來識(shí)別上位機(jī)所傳的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)還是代碼，如 果所傳的是代碼，經(jīng)過接收完畢，校驗(yàn)正確后將覆蓋原代碼，實(shí)現(xiàn)代碼升級(jí)。代碼升級(jí)有兩 種形式，一種通過RS232或RS485串口通訊模塊來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；另一種通過GPRS模塊來 進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。本實(shí)用新型首先需要對(duì)嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行配置，包括GPRS撥號(hào)參數(shù)， 串口波特率，數(shù)據(jù)中心IP地址等，使其一上電后就能與指定的數(shù)據(jù)中心建立連接，形成透 明傳輸通道。嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊一旦接收到用戶的串口數(shù)據(jù)，就立即把串口數(shù)據(jù)封 裝在一個(gè)TCP/UDP包里，發(fā)送給數(shù)據(jù)中心，反之，當(dāng)嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊收到數(shù)據(jù)中心 發(fā)來的TCP/UDP包時(shí)，從中取出數(shù)據(jù)內(nèi)容，立即通過串口發(fā)送給用戶設(shè)備。
權(quán)利要求1.嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，其特征在于包括MCU(I)，與MCU(I)相連的通訊接口模 塊(2)、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊(3)和復(fù)位電路模塊(4)，GPRS模塊(5)，與GPRS模塊(5)相連的無 線射頻接口模塊(6)、SIM卡接口模塊(7)、音頻接口模塊⑶和電源網(wǎng)絡(luò)指示燈模塊(9)； MCU (1)、GPRS模塊(5)和通訊接口模塊(2)與電源模塊(10)相連；所述MCU(I)為MSP430 微控制器，所述GPRS模塊( 為ENFORA工業(yè)級(jí)EnablerIIIG系列GPRS模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，其特征在于所述MCU(I)和GPRS 模塊( 經(jīng)電平轉(zhuǎn)化模塊(11)相互連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，其特征在于所述通訊接口 模塊( 為RS232或RS485通訊模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，其特征在于所述電平轉(zhuǎn)化模塊 (11)為由GPRS模塊(5)到MCU(I)方向的兩個(gè)級(jí)聯(lián)NPN型三極管，和由MCU(I)到GPRS模 塊(5)方向的兩個(gè)分壓電阻。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，其特征在于包括MCU，與MCU相連的通訊接口模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊和復(fù)位電路模塊，GPRS模塊，與GPRS模塊相連的無線射頻接口模塊、SIM卡接口模塊、音頻接口模塊和電源網(wǎng)絡(luò)指示燈模塊；MCU、GPRS模塊和通訊接口模塊與電源模塊相連；所述MCU為MSP430微控制器，所述GPRS模塊為ENFORA工業(yè)級(jí)EnablerIIIG系列GPRS模塊。本實(shí)用新型是一種低功耗的嵌入式GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，它可以工作在不允許用長(zhǎng)長(zhǎng)的電源線給設(shè)備供電的環(huán)境下；其內(nèi)部采用自行設(shè)計(jì)的電平轉(zhuǎn)換電路，該電路使MCU、GPRS模塊與串口通訊模塊合理地通訊；同時(shí)其還具備本地串口升級(jí)程序和遠(yuǎn)程GPRS模塊升級(jí)功能，避免了現(xiàn)場(chǎng)操作帶來的不便。
文檔編號(hào)H04W88/02GK201846484SQ201020565008
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者任迪明, 徐皇云, 方艷玲, 梁源, 王佳勒, 郝強(qiáng) 申請(qǐng)人:利爾達(dá)科技有限公司