gprs模块与服务器通信原理分析
gprs是通用无线分组业务（general packet radio system）的缩写，是介于第二代和第三代之间的一种技术，通常称为2.5g。gprs采用与gsm相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的tdma帧结构。因此，在gsm系统的基础上构建gprs系统时，gsm系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级。有了gprs，用户的呼叫建立时间大大缩短，几乎可以做到“永远在线”。此外， gprs是以营运商传输的数据量而不是连接时间为基准来计费，从而令每个用户的服务成本更低。
gprs的主要特点： 相对原来gsm的电路交换数据传送方式，gprs采用分组交换技术。由于使用“分组”技术，用户上网可以免受掉线的麻烦。此外，使用gprs上网的方法与 wap不同， 用wap上网就如在家中上网，先“拨号连接”，而上网后便不能同时使用该电话线，但gprs则较优越，下载资料和通话可以同时进行。
从技术上来说，声音的传送（即通话）继续使用gsm，而数据的传送则使用gprs，就把移动电话的应用提升到一个更高层次，而且不需重新组网，十分经济。 gprs的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件、在internet上浏览等。使用gprs，数据可实现分组发送和接受，这意味着用户总是在线且按流量计费，降低了服务成本。
gprs的最大优势在于数据传输速度不是wap所能比拟的。目前的gsm移动通信网的传输速度为每秒9.6k字节，gprs手机在今年初推出时已达到 56kbps的传输速度，到现在更是达到了115kbps（此速度是常用56k modem理想速率的两倍）。除了速度上的优势，gprs还有“永远在线”的特点，即用户随时与网络保持联系。举个例子，用户访问internet时，点击一个超级链接，手机就在无线信道上发送和接受数据，主页下载到本地后，没有数据传送，手机就进入一种“准休眠”状态，手机释放所用的无线频道给其它用户使用，这时网络与用户之间还保持一种逻辑上的连接，当用户再次点击，手机立即向网络请求无线频道用来传送数据，而不像普通拨号上网那样断线后还得重新拨号才能上网。
gprs通信基本工作原理 gprs是在原有的基于电路交换（csd）方式的gsm网络上引入两个新的网络节点： gprs服务支持节点（sgsn）和网关支持节点（ggsn）。sgsn和msc在同一等级水平，并跟踪单个ms的存储单元实现安全功能和接入控制，并通过帧中继连接到基站系统。ggsn支持与外部分组交换网的互通，并经由基于ip的gprs骨干网和sgsn连通。图1给出了gprs与internet连接原理框图。
gprs终端通过接口从客户系统取得数据，处理后的gprs分组数据发送到gsm基站。分组数据经sgsn封装后，sgsn通过gprs骨干网与网关支持接点ggsn进行通信。ggsn对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如internet或x.25网络。
若分组数据是发送到另一个gprs终端，则数据由gprs骨干网发送到sgsn，再经bss发送到gprs终端。
prs的协议模型 um接口是gsm的空中接口。um接口上的通信协议有5层，自下而上依次为物理层、mac（media access control）层、llg（logical link control）层、sndc层和网络层。um接口的物理层为射频接口部分，而物理链路层则负责提供空中接口的各种逻辑信道。gsm空中接口的载频带宽为 200khz，一个载频分为8个物理信道。如果8个物理信道都分配为传送gprs数据，则原始数据速率可达200kbps。考虑前向纠错码的开销，则最终的数据速率可达164kbps左右；mac为媒质访问控制层。mac的主要作用是定义和分配空中接口的gprs逻辑信道，使得这些信道能被不同的移动终端共享；llg层为逻辑链路控制层。它是一种基于高速数据链路规程hdlg的无线链路协议；sndc被称为子网依赖结合层。它的主要作用是完成传送数据的分组、打包，确定tcp／ip地址和加密方式；网络层的协议目前主要是phasel阶段提供的 tcp／ip和l25协议。tcp／ip和x.25协议对于传统的gsm网络设备（如：bss、nss等设备）是透明的。
gprs的应用范围 gprs是在现有gsm网络上开通的一种新型的分组数据传输业务，在有gprs承载业务支持的标准化网络协议的基础上，gprs可以提供系列交互式业务服务：
1、点对点面向连接的数据业务。为两个用户或者多个用户之间发送多分组的业务，该业务要求有建立连接、数据传送以及连接释放等工作程序。
2、单点对多点业务。根据某个业务请求者的要求，把单一信息传送给多个用户。该业务又可以分为点对多点多信道广播业务、点对多点群呼业务和ip多点传播业务。
3、点对点无连接型网络业务。各个数据分组彼此互相独立，用户之间的信息传输不需要端到端的呼叫建立程序，分组的传送没有逻辑连接，分组的交付没有确认保护，是由ip协议支持的业务。 gprs除了提供点对点、点对多点的数据业务外，还能支持用户终端业务、补充业务、 gsm短消息业务和各种gprs电信业务。
gprs模块通过花生壳与服务器通信 这里用的内网动态域名解析软件就是花生壳，想了解其他的内网动态域名解析软件可去百度查找。首先要去花生壳网站（http://hsk.oray.com/）注册一个自己的账号，这个账号以后就相当于自己服务器的域名了，然后下载花生壳客户端安装在要作为服务器的电脑上（安装详情可百度搜索），然后打开登录账号，网上关于花生壳的使用方法很多如http://www.gezila.com/tutorials/11124.html（随便搜的）这里不再赘述。对于建立服务器部分本人也不是很懂，但是可以用网络调试助手软件来测试一下花生壳是否能够正常，并且能查看一下gprs模块是否上传了数据，需要注意的如下：
花生壳设置部分如上图，其中应用名称可以按自己的想法随便更改，内网主机这一栏应该填写当前自己电脑的ip地址（如127.0.0.1），映射类型就选择端口映射，端口号可以自己填写（如8282），下一步就是设置网络调试助手。
如上图，协议类型选择tcp server，本地ip地址就填写当前自己电脑的ip地址（应该与花生壳填写的一致），本地端口号与上面花生壳的相同即可，点击连接，至此简易的“服务器”就算是建完了，如果收到的了数据则会在侧栏里显示出来，这个就和串口调试助手基本一样了。下面再介绍一下gprs模块部分。
gprs模块数据上传 这里的上传就是指上传到上面所说的“服务器”中，首先来看一张通信原理图，
与上面的通信原理图相似，只是多了一个域名解析服务器，通过内网动态域名解析软件（花生壳）和域名解析服务器将非公网ip的电脑映射到internet中，这样就可以在互联网中找到自己做服务器的那台电脑了。 这里的gprs模块选用的是sim900a（比较常用），可用单片机的串口与其连接，通过at命令就可以实现上网传输数据的功能了。这里用到了at命令主要有这几条：
（1）at+cgclass=“b”
（2）at+cgdcont=1，“ip”，“cmnet”
（3）at+clport=“tcp”，“2000”
（4）at+cipstart=“tcp”，“yangjin********.oicp.net”，“21785”
（5）at+cipstart=“tcp”，“42.96.164.52”，“80”
（6）at+cipsend 其中的
at+cgclass=“b”是设置移动终端的类别为b类， at+cgdcont=1，“ip”，“cmnet”是配置协议 at+clport=“tcp”，“2000”注册端口号
at+cipstart=“tcp”，“yangjin********.oicp.net”，“21785”是利用域名和端口号连接服务器上传数据
at+cipstart=“tcp”，“42.96.164.52”，“80”则是用固定ip和端口号上传数据，（4）（5）两条命令任选一个，这里用的就是（4）利用域名和端口号连接服务器上传数据，其中的域名就在花生壳上注册的账户名后面加上“.oicp.net”，其中的端口号是自动分配的，如下图所示端口号就是“21785”。
最后at+cipsend是发送指令，当发送命令后sim900a模块返回“》”就可发送数据字符串了比如“123456”接着发送“→”（十六进制为0x1a）模块就会发送“》”后面的字符串了，如果联网成功“服务器”将会接收到字符串，如下图，详细的指令请参考sim900a的at指令集。
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gprs的主要特点： 相对原来gsm的电路交换数据传送方式，gprs采用分组交换技术。由于使用“分组”技术，用户上网可以免受掉线的麻烦。此外，使用gprs上网的方法与 wap不同， 用wap上网就如在家中上网，先“拨号连接”，而上网后便不能同时使用该电话线，但gprs则较优越，下载资料和通话可以同时进行。
从技术上来说，声音的传送（即通话）继续使用gsm，而数据的传送则使用gprs，就把移动电话的应用提升到一个更高层次，而且不需重新组网，十分经济。 gprs的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件、在internet上浏览等。使用gprs，数据可实现分组发送和接受，这意味着用户总是在线且按流量计费，降低了服务成本。
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gprs终端通过接口从客户系统取得数据，处理后的gprs分组数据发送到gsm基站。分组数据经sgsn封装后，sgsn通过gprs骨干网与网关支持接点ggsn进行通信。ggsn对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如internet或x.25网络。
若分组数据是发送到另一个gprs终端，则数据由gprs骨干网发送到sgsn，再经bss发送到gprs终端。
prs的协议模型 um接口是gsm的空中接口。um接口上的通信协议有5层，自下而上依次为物理层、mac（media access control）层、llg（logical link control）层、sndc层和网络层。um接口的物理层为射频接口部分，而物理链路层则负责提供空中接口的各种逻辑信道。gsm空中接口的载频带宽为 200khz，一个载频分为8个物理信道。如果8个物理信道都分配为传送gprs数据，则原始数据速率可达200kbps。考虑前向纠错码的开销，则最终的数据速率可达164kbps左右；mac为媒质访问控制层。mac的主要作用是定义和分配空中接口的gprs逻辑信道，使得这些信道能被不同的移动终端共享；llg层为逻辑链路控制层。它是一种基于高速数据链路规程hdlg的无线链路协议；sndc被称为子网依赖结合层。它的主要作用是完成传送数据的分组、打包，确定tcp／ip地址和加密方式；网络层的协议目前主要是phasel阶段提供的 tcp／ip和l25协议。tcp／ip和x.25协议对于传统的gsm网络设备（如：bss、nss等设备）是透明的。
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（5）at+cipstart=“tcp”，“42.96.164.52”，“80”
（6）at+cipsend 其中的
at+cgclass=“b”是设置移动终端的类别为b类， at+cgdcont=1，“ip”，“cmnet”是配置协议 at+clport=“tcp”，“2000”注册端口号
at+cipstart=“tcp”，“yangjin********.oicp.net”，“21785”是利用域名和端口号连接服务器上传数据
at+cipstart=“tcp”，“42.96.164.52”，“80”则是用固定ip和端口号上传数据，（4）（5）两条命令任选一个，这里用的就是（4）利用域名和端口号连接服务器上传数据，其中的域名就在花生壳上注册的账户名后面加上“.oicp.net”，其中的端口号是自动分配的，如下图所示端口号就是“21785”。
最后at+cipsend是发送指令，当发送命令后sim900a模块返回“》”就可发送数据字符串了比如“123456”接着发送“→”（十六进制为0x1a）模块就会发送“》”后面的字符串了，如果联网成功“服务器”将会接收到字符串，如下图，详细的指令请参考sim900a的at指令集。
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