In diesem Artikel werden die Grundsätze der drahtlosen Kommunikationsmodule verschiedener gängiger Netze beschrieben und die Netzarchitektur, auf der sie basieren. Dieser Artikel wird keine Parameter enthalten. Wenn Sie mehr über die verschiedenen Arten von Netzwerken wissen möchten, können Sie sich auf Baidu informieren!
Prinzip des drahtlosen Kommunikationsmoduls GPRS
(1) Implementierung der GPRS-Kommunikation
Um die GPRS-Kommunikation zwischen Benutzerterminals und Hosts, die mit dem Internet verbunden sind, zu realisieren, müssen sie das gleiche Protokoll (d.h. TCP/IP) verwenden und auf der gleichen Netzwerkebene arbeiten. Unter Berücksichtigung der Eigenschaften eingebetteter Systeme verwendet der Autor das IP-UDP-Protokoll mit geringem System-Overhead für die GPRS-Kommunikation. Das vom Host gesendete UDP-Datagramm wird über den GPRS-Kanal an das GPRS-Kommunikationsmodul übertragen. Das GPRS-Kommunikationsmodul ist für das Parsing des Datagramms verantwortlich. Die geparsten Daten werden seriell mit einer bestimmten Baudrate an das Benutzerendgerät übertragen. Der Prozess der Datendekomposition (DemuItipIy) ist in Abbildung 3 dargestellt.
(2) Gesamtstruktur
Das eingebettete drahtlose GPRS-Kommunikationsmodul besteht hauptsächlich aus CPU, GPRS-Modem, SIM-Kartenhalter, Konfigurations-/Diagnoseeinheit, serieller TTL-Kommunikationsschnittstelle, erweitertem Datenspeicher und anderen Teilen. Sein strukturelles Blockdiagramm ist in Abbildung 4 dargestellt.
Im eingebetteten GPRS-Funkkommunikationsmodul verwendet das GPRS Modem das MC35 GPRS-Funkmodul der deutschen Firma SIEMENS. MC35 ist mit zwei Protokollstapeln eingebettet: PAP (Password Authentication ProtocoI) und CHAP (ChaIIengeHandshake Authentication ProtocoI) für PPP (Point-to-Point ProtocoI) zur Verbindung mit dem GPRS-Netzwerk. Wenn die PPP-Verbindung hergestellt ist, kann MC35 dem GPRS-Netz folgen. Das Protokoll sendet und empfängt GPRS-Paket-Datagramme und parst und gibt IP-Datagramme aus [1]. MC35 bietet eine Standard-AT-Befehlsschnittstelle und eine RS-232-Schnittstelle für die Verbindung mit externen Anwendungssystemen [2]. Darüber hinaus ist eine SIM-Karten-Schnittstelle für den Anschluss des SIM-Kartenhalters vorgesehen, um eine Verbindung zu verschiedenen GPRS-Betriebsnetzen herzustellen.
Die CPU des eingebetteten drahtlosen GPRS-Kommunikationsmoduls besteht aus dem W77E58-Mikrocontroller-Chip der Taiwan Winbond Company [6]. Der Autor hat IP- und UDP-Protokoll-Stack-Programme in den 32K-Programmspeicher des W77E58 eingebettet, der für die Analyse und Verarbeitung von IP- und UDP-Datagrammen verwendet wird. Packen. W77E58 bietet zwei Vollduplex-UARTs. UART1 ist über die RS-232-Pegelumsetzungsschaltung mit dem MC35 verbunden, um IP-Datagramme zu senden und zu empfangen; UART2 wird für die Verbindung mit dem Benutzerterminal verwendet. Ein voreingestellter UART kann zwischen dem Benutzerterminal und dem integrierten drahtlosen GPRS-Kommunikationsmodul eingesetzt werden. Einstellen der Baudrate für die serielle Kommunikation.
Außerdem ist in dem Modul eine Konfigurations-/Diagnoseeinheit vorgesehen. Die Konfigurations-/Diagnoseeinheit folgt dem Xmodem-Protokoll und kann einfach an den COM-Port des Computers angeschlossen werden. Über die Konfigurations-/Diagnoseeinheit können Benutzer die GGSN-Gateway-Adresse, den SOCKS-Socket des Hostnetzwerks (IP-Adresse und Portnummer), die lokale Portnummer (statische IP-Adressen werden im GPRS-Dienst von China Mobile Communications nicht unterstützt, alle IP-Adressen des GPRS-Kommunikationsgeräts werden dynamisch bereitgestellt), die Kommunikationsbaudrate zwischen dem Modul und dem Benutzerterminal und andere Informationen einfach einstellen.
(3) Software-Entwicklung
Der Datenempfang des MC35 und der Empfang von Benutzerterminaldaten werden durch Interrupts realisiert. Im erweiterten Speicher sind zwei FIFOs zur vorübergehenden Speicherung von Benutzerterminaldaten vorgesehen. Die vom Benutzerterminal an das Kommunikationsmodul gesendeten Daten werden nicht sofort gesendet, da Netzübertragungsprotokolle wie IP und UDP eine beträchtliche Menge an Datagramminformationen an den Anfang und das Ende der Benutzerdaten anhängen [4]. Auf der Grundlage von Überlegungen zur Kommunikationseffizienz wird die Verzögerungsmethode Factor verwendet, um zu entscheiden, ob Daten gesendet werden sollen, d. h. wenn nach dem Empfang der Daten eines Benutzerterminals die nächsten Daten nicht innerhalb einer bestimmten Zeitspanne empfangen werden, werden die Daten sofort gesendet; andernfalls werden sie nach dem Empfang einer bestimmten Datenmenge gesendet. Die Entwicklung dieser Software (einschließlich des IP/UDP-Protokollstapels [5]) wurde mit Hilfe des Softwareentwicklungskits KeiI C51 v6.22 der deutschen Firma KeiI entworfen und implementiert. Ein Teil des Programmblockdiagramms ist in Abbildung 5 dargestellt.
Die folgenden 2 Kommunikationsmodule werden einfach vorgestellt.
So funktioniert das 4G-Modul
4G-Modul ist ein allgemeiner Begriff für ein Produkt, dessen Hardware in ein bestimmtes Frequenzband geladen wird, dessen Software das standardisierte LTE-Protokoll unterstützt und dessen Software und Hardware hoch integriert und modular sind. Es zeichnet sich durch eine hohe Kommunikationsgeschwindigkeit, ein breites Netzspektrum und eine sensible Kommunikation aus. Die Hardware integriert Funkfrequenz und Basisband auf einer kleinen Leiterplatte, um drahtlose Empfangs-, Sende- und Basisbandsignalverarbeitungsfunktionen zu ermöglichen. Die Software unterstützt Sprachanwahl, Senden und Empfangen von Textnachrichten, Einwahl in ein Netzwerk und andere Funktionen. Das 4G-Modul überträgt alle Geschäftsdaten des Terminals und den normalen Betriebsstatus des Geräts über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk in Echtzeit an das Geschäftszentrum. Über die Verwaltungs- und Überwachungsplattform wird der Betriebsstatus der Endgeräte in Echtzeit überwacht, und Gerätefehler können zeitnah überprüft werden. Die Effizienz wurde in vielerlei Hinsicht erheblich verbessert, z. B. bei den Betriebskosten, der Betriebsplanung und der Pünktlichkeit der Dienstleistungen.
So funktioniert das WiFi-Modul
Das Wi-Fi-Modul wird auch als serielles Wi-Fi-Modul bezeichnet. Es gehört zur IoT-Übertragungsschicht. Seine Funktion besteht darin, den seriellen Anschluss oder die TTL-Ebene in ein eingebettetes Modul umzuwandeln, das dem Standard für drahtlose Wi-Fi-Netzwerkkommunikation entspricht. Es verfügt über ein integriertes drahtloses Netzwerkprotokoll IEEE802.11b.gn und einen TCP/IP-Protokollstapel. Herkömmliche Hardware-Geräte, die in Wi-Fi-Module eingebettet sind, können direkt über Wi-Fi eine Verbindung zum Internet herstellen. Dies ist ein wichtiger Bestandteil zur Vervollständigung der Nutzung von drahtlosen Smart Homes, M2M und anderen Internet of Things.
Das WiFi-Modul führt eine schnelle Vernetzung durch, indem es die Kanalnummern angibt. Bei der normalen drahtlosen Vernetzung werden alle aktuellen Kanäle automatisch gescannt, um das (oder Adhoc-) Netzwerk zu finden, das von dem zu verbindenden AP eingerichtet wurde. Das serielle WiFi-Modul bietet Parameter für die Einstellung des Arbeitskanals. Unter der Voraussetzung, dass der beabsichtigte Netzwerkadresskanal bekannt ist, kann der Arbeitskanal des Moduls direkt festgelegt werden, wodurch der Zweck der Beschleunigung der Netzwerkgeschwindigkeit erreicht wird.
Anwendungsperspektiven für drahtlose Kommunikationsmodule
Das eingebettete drahtlose GPRS-Kommunikationsmodul stützt sich auf das drahtlose Kommunikationsnetz der Mobilfunkbetreiber, um ein virtuelles dediziertes Datennetz zur Übertragung von Benutzerdaten zu bilden. Es verfügt über eine breite Netzabdeckung, zuverlässige Übertragung, gute Skalierbarkeit, flexible Vernetzung, schnellen Aufbau und Betrieb, niedrige Kosten und andere Vorteile. Die Errichtungskosten des Systems sind ebenfalls äußerst gering. Die Zentralstation muss nur einen Schnittstellenserver und eine Kommunikationsdatenleitung hinzufügen, und die Terminalstation muss nur ein eingebettetes drahtloses GPRS-Kommunikationsmodul hinzufügen, um ein vollständiges Datenerfassungs- und Kontrollsystem zu bilden. Das eingebettete drahtlose GPRS-Kommunikationsmodul ermöglicht außerdem eine transparente Datenübertragung und Protokollkonvertierung, was den Benutzern die Durchführung von Sekundärentwicklungen und die Anwendung auf verschiedene Systeme erleichtert.
Schlüsselwörter in diesem Artikel: DTU, Analogmodul
