SIM900A、GPRS、GSM 基礎知識

1：什麼是GPRS GSM ？

目前，第二代移動通信技術(GSM)逐漸向第三代移動通信技術 3G)發展，而GPRS(通用分組無線業務)作為GSM向3G的過渡技術，就成為了連接配接GSM與3G的橋梁。

GSM是Global System for Mobile Communications的縮寫，意為全球移動通 信系統，是世界上主要的蜂窩系統之一。GSM是基于窄帶TDMA制式，80年代興起于歐洲，GSM通信方式的友善之處在于它提供了一個智能卡，即SIM卡，并且機卡可以分離，這樣使用者可以更換GSM通信終端而無需更換SIM卡ID。GSM通信方式還允許使用者發送和接收每條不超過160字長度的短資訊，這就促成了GSM通信網絡與監控裝置的實際應用向結合。

GPRS是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現有的GSM系統上發展出來的一種新的分組資料承載業務。它通過利用GSM網絡中未使用的TDMA信道，提供中速的資料傳遞。能提供比現有GSM網更高的數率，使用者通過GPRS可以在移動狀态下使用各種高速資料業務，包括收發 mai1，進行internet浏覽等。

GPRS使使用者能夠在端到端分組傳送模式下發送和接收資料。由于無線資源采用動态配置設定方式，一個使用者可配置設定多個時隙，一個時隙也可由多移動台共享，使用者雖然與網絡一直連接配接，但僅當資料傳送時才占用信道資源，與原有的電路型業務相比較，使用者使用GPRS業務将具有建鍊時間短、 資料傳輸速率高、費用低等特點。

GPRS與現有的GSM語音系統最根本的差別是，GSM是一種電路交換系統，而GPRS是一種分組交換系統。是以，GPRS更适用于間斷的、突發性的或頻繁的、少量的資料傳輸，也适用于偶爾的大資料量傳輸。相對于GSM的電路交換資料傳送方式，GPRS的分組交換技術具有“永遠線上”、“流量計費”、“回響快速”和“傳輸高速”等優點

需要說明的是帶GPRS的子產品都帶GSM功能。而GSM子產品隻是含有GSM功能。

2：GPRS/GSM子產品功能通俗概述?

GPRS/GSM子產品也常被稱為手機子產品，那是因為手機就是由CPU、GPRS/GSM子產品、IO裝置構成的，我們在了解GPRS子產品的時候和多和自己的手機做對比，一些問題就變得很簡單了。

類似于手機，當我們使用GPRS子產品做通信裝置時，用單片機、ARM、PLC、PC機等處理器通過序列槽通信發送AT指令控制GPRS/GSM子產品進行發短信、打電話、連結網際網路（需要知道目标固定公網IP+端口号），（同一時刻隻能用一個）把我們所需要的資訊發送到目标手機和伺服器。反過來，我們用手機和電腦也能控制帶有GPRS/GSM子產品的裝置，就像我們日常生活中利用手機可以互發短信、打電話、QQ、微信、上網一樣！拿着手機就能知道裝置的狀态，無論多遠發個短信就能控制自己的裝置。

大家都知道發短信、打電話都是需要輸入手機号碼的，是以我們控制子產品發短信、打電話也需要用AT指令輸入目标号碼。如撥打電話需要通過序列槽發送ATD*******5814，傳回ok 就可以了。

下面說說GPRS的網絡通信功能，這也GPRS子產品最令人興奮、利用最多的功能，因為：

第一，它嵌入了TCP/IP協定，我們僅通過序列槽發送目的資訊和資料資訊就可以完成TCP/IP通信，我們就可以利用它作為網關來使用，友善我們遠端登入和檢視。

第二，利用GPRS進行網絡通信，我們隻需交納流量費，幾塊錢就可以獲得幾十甚至上百兆的流量，其資料量要比同等價格的短信包要大得多。

而一般來說GPRS子產品都具備GSM功能，即短信和電話業務，硬體成本也差不多，這就是為什麼現在很多公司選擇GPRS/GSM子產品而不單單是GSM子產品的原因。

我們用PC機浏覽網頁、登入郵箱、QQ聊天等都需要通路對應的伺服器。浏覽網頁需要有連結或者輸入伺服器的網絡位址，運作QQ等聊天工具時也需要其程式内部有通路伺服器的代碼，解析到最後就是伺服器的固定的IP位址和端口号。這裡的IP位址一定是固定的公網IP或者是可通過登入路由器進行映射的固定公網IP和端口号，請大家注意，這也是調試GPRS網絡功能和建立GPRS監控中心伺服器的必備網絡條件。

GPRS子產品的IP是服務商動态配置設定的，一般不能當做伺服器來使用，兩個GPRS子產品不能脫離中心伺服器直接進行網絡通信！

公網接入方式：上網的計算機得到的IP位址是Internet上的非保留位址，公網的計算機和Internet上的其他計算機可随意互相通路

資料的接收也是類似簡單，具體的問題如檢視IP位址是否為公網、路由器IP位址映射和使用其他功能的方法等，将在我們的說明書中進行詳細講解。

可以說我們用一個單片機加一個GPRS/GSM子產品就可以做一個簡單手機，如果我們的硬體和軟體功底夠厲害，那麼山寨出來一個Iphone都不成問題！當然我們目的不是山寨出來一個普通手機，而是做一個超級手機，能實作我們要求功能的一個系統！

關于DTMF雙音多頻 相信大家對用手機撥打10086或者10010這兩個客戶服務中心電話并不陌生吧，我們在撥通以後就會語音提示“國語請按1”、“查詢服務請按2”、“。。。”之類的，如果這裡我們按下了相應按鍵就會進入下一步。。。那麼10086或者10010服務中心是怎麼知道我們按下的是哪個按鍵呢？好了，那我們來揭曉答案，他們就是利用了DTMF語音解碼功能。我們和帶有DTMF功能的裝置進行電話通話過程中，就可以通過手機/座機按動按鈕來控制裝置的運作，如：繼電器吸合、電機工作以及報警等。是以DTMF子產品通常是和GPRS/GSM子產品配合使用的。

物聯網是新一代資訊技術的重要組成部分。覆寫從傳感器、控制器到雲計算的各種應用。産品服務智能家居、交通物流、環境保護、公共安全、智能消防、工業監測、個人健康等各種領域。它是下一個推動世界高速發展的“重要生産力”！是繼通信網之後的另一個萬億級市場。而以GPRS為代表的通信技術是其極其重要的一環，掌握了GPRS通信技術，你就掌握了一個萬億市場！

3：兩個GPRS子產品之間能進行通信嗎？

如果兩個子產品知道對方的SIM卡号就可以互發短信，但卻不能直接進行網絡通信，原因是服務商配置設定給手機的IP位址是不固定的，每次登陸的網絡位址都可能不一樣，我們不知道對方的IP和端口号是無法進行網絡通信的，這也是為什麼手機不能當做伺服器來使用的原因。

我們之是以能用手機進行QQ聊天，是因為大家登陸QQ時是登上了騰訊伺服器，伺服器負責資訊中轉的。我們如果非想讓兩個GPRS子產品進行網絡通信，就可以借鑒QQ，建立一個具備固定公網IP和端口的伺服器，進行資料中轉。也是建構一個星形網絡。

在這裡還要說明的是工程上一般也不會讓兩個GPRS子產品直接進行互相網絡通信，常見的是在小範圍内用免費頻段的無線子產品構成簡單的區域網路，各節點可進行通信，有一個中心節點作為集中器外加GPRS作為網關，将免費區域網路内部資訊上傳到網站伺服器上。

4：GPRS子產品可以作為DTU來使用嗎？

DTU (Data Transfer unit)全稱資料傳輸單元，廣義講可以傳輸資料的子產品都可以叫DTU，Zigbee子產品如CC2530子產品、無順序列槽透明傳輸子產品如APC230都可以稱作DTU。

Zigbee 是一種無線連接配接技術的商業化命名，該無線連接配接技術主要解決低成本、低功耗、低複雜度、低傳輸速率、近距離的裝置聯網應用。它支援三種主要的自組織無線網絡類型，即星型結構、網狀結構(Mesh)和簇狀結構(Cluster tree)。缺點是Zigbee标準基于802.15.4協定棧而建立的，對一般人員來講協定了解起來比較複雜，上手慢。

而無順序列槽透明傳輸子產品其實就是無線的序列槽，設定完畢後隻需按序列槽通信協定進行就可以發送和接收資料了，操作簡單，建構星型網絡還可以，許多抄表系統就是用的這中子產品，但是夠建其他網絡就比較複雜了。

以上兩種無線技術在局域無線網絡中運用比較廣泛，成本也低，但是他們有一個共同的缺點那就是傳輸距離有限，不僅僅是因為距離越遠，誤碼率越，因為他們工作的民用免費頻段如433MHz或2.4GHz，國家有規定不能太大的覆寫面積，不然免費無線裝置之間就會容易導緻互相幹擾。

當需要超遠遠距離通信時，這些免費的無線技術就不能用了，這時候大家就開始關注GPRS技術了，它的傳輸距離是幾乎沒有限制的，有手機信号的地方就可以通信！而且可以直接把資料上傳到網際網路上，我們在任何地方都可以登入檢視，同時也可以通過短信、電話的形式傳輸到我們的手機上，手機是用的最多的無線裝置，幾乎人手一個。這也是為什麼GPRS能在智能遠端控制、物聯網中占有非常重要的地位。

很多客戶問能不能像用普通無線透明序列槽子產品一樣來使用GPRS子產品？通過序列槽直接發送資料（而非指令+資料），也就是以無線的形式直接将序列槽資料轉換為IP資料或将IP資料直接轉換為序列槽資料。從上文說到的GPRS發送資料的方法，我們知道單獨GPRS子產品是不可能勝任此項工作的。 但是加上一個CPU負責資料轉發和控制就可以了！

網上有類似的DTU具備如下功能

1）内部內建TCP/IP協定棧

2）提供序列槽資料雙向轉換功能

3）支援自動心跳，保持永久線上（當長時間沒有資料通信時，移動網關将斷開DTU與中心的連接配接，心跳包就是DTU與資料中心在連接配接被斷開之前發送一個小資料包，以保持連接配接不被斷開，在有此需求的地方，可采用類似方法）。

4）支援參數配置，永久儲存

5）支援使用者序列槽參數設定

等其他功能，但是價格要比一般的GPRS子產品貴100-200元，不适合量産的裝置，因為成本太高。

5：GPRS/GSM子產品的典型應用？

A 遠端資料采集、傳輸和控制

1. 電力監控 2. 油田監測 3. 遠端抄表 4. 路燈監控 5. 環境監測 6. 氣象監測 7. 水利監測 8. 熱網監測 9. 電表監測 10. 機房監控 11. 交通訓示 12. 煤炭監控 13. 地震監測14. 車輛誘導 15. 供水監控 16. 高速公路監測 17. 噪聲實時監控 18. 環保重點污染源監控 19. 供水管網實時傳輸監控 20. 電力配網自動化遙控系統 21偏遠地區裝置防盜

B 結合GPRS及基站定位技術進行定位追蹤

個人使用：個人車輛追蹤防盜、兒童或老人的防丢失。

公司使用：安保、快遞、公交、運輸等公司，對公司車輛定位監控防盜，或對巡視人員進行監視，以便其更好完成工作。

6：常用的幾種GPRS/GSM子產品和選型？

TC35/TC35I 隻支援GSM不支援GPRS（西門子）不能上網

MC35/MC35I 支援GSM支援GPRS但不内嵌TCP/IP協定（西門子

SIM300/ SIM900/GTM900 支援GSM支援GPRS且内嵌TCP/IP協定

SIM300/ SIM900 為希姆通子產品

GTM900B/ GTM900為華為子產品

TC35/TC35i隻有極少差異，我們資料中有展現。

SIM900系列是這些當中最新的GPRS子產品，是SIM300的更新，從信号品質、處理能力、綜合功能來講，SIM900都比SIM300更勝一籌。而GTM900就類似SIM300，但是GTM900系列屬于華為的，比SIM300便宜一些。

SIM900A與SIM900的差別是：1，頻率：900A是二頻，900是四頻，是以900A是900的簡化版本，一些專門的進階功能比如DTMF雙音多頻，MMS彩信協定或基站定位協定（就是不用GPS通過GSM網絡輔助實作大緻定位功能，也叫LBS）必須是專門訂貨帶MMS彩信DTMF雙音多頻或LBS自主定位功能的SIM900專用版本。

國内用SIM900A就可以了，價格比SIM900便宜四五十塊錢

TC35系列、 GTM900系列 、SIM300系列均已停産，市場上比較便宜的一般都是二手子產品，用的時間和新的差别不大，新的都比較貴了。

上述這些子產品的常用基本AT指令都是相同的，是以操作方法、調試軟體都是通用的，實作基本功能的單片機程式也是通用的。需要注意的是開發過程中直接參考與子產品對應的AT指令 和資料手冊來使用，因為有一些特殊功能的AT指令不一樣。

綜合各因素： 學習和簡單工程應用推薦選用GTM900系列

産品研發推薦使用SIM900A

7：GPRS子產品調試起來難不難嗎？

答：非常簡單，要比zigbee簡單多了！我們一般是在先電腦上用序列槽調試一下所需AT指令，AT指令不用記，用的時候參照指令手冊就行了。然後移植到裝置CPU的序列槽程式中。調試時可以用 序列槽調試助手 、遠端終端和一些朋友開發的專用軟體，三種選一個就行了，他們本質是一樣 都是通過序列槽向子產品發AT指令，子產品本身也是通過序列槽回報指令的。具體使用看個人習慣進行選擇。推薦使用序列槽調試助手。調試GPRS子產品的網絡功能時，還需要在電腦上安裝 網絡調試助手 或 內建網絡調試功能的專用軟體，這些軟體的功能就是模拟出來一個伺服器 或者 終端來讓子產品進行通路。而 子產品本身還是通過序列槽（上位機或單片機）發送AT指令進行設定和發送資訊，這些指令資訊可以用序列槽調試助手檢視，發送的具體資訊可以在網絡調試助手檢視。