基于GPRS的远程温度监控系统的设计.doc

摘要 I 摘要 远程监控系统在工业控制领域中有着十分重要的意义。在许多工业场合， 尤其是对于一些分散的、无人值守的现场，需要对数据进行定时采集，以便及 时了解现场的情况，并根据情况发送一些简单的控制命令。传统的远程监控系 统的实现方式一般都需要自己建设并维护有线或者无线的通信网络，投资和维 护费用高。随着通信技术的发展，原有的远程监控系统已经日益不能满足多方 面的要求，我们需要成本更低，通信质量更好的通信方式。 通用分组无线业务 GPRS(General Packet Radio Service)是在现有 GSM 系统 上发展出来的一种新的承载业务。GPRS 允许用户在端到端和端到中心分组转 移模式下发送和接收数据，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务， 特别适用于间断的、突发性的和频繁的数据传输。 因此，本文提出了一种基于 GPRS 技术的远程温度监控系统设计，系统主 要有数据采集终端、GPRS 模块、GPRS 网络、控制中心组成。数据采集终端 实现对温度数据的实时采集和传输，GPRS 无线数据传输模块作为终端的无线 收发模块，把从单片机发送过来的数据进行相关的处理后再转发。利用 GPRS 模块结合微处理芯片实现远程温度监控系统的设计，并给出了系统的硬件组成 框图和软件设计流程图。 关键词：远程监控，温度检测，GPRS，数据传输 Abstract II Abstract The remote monitor control system has the important significance in industry control field. In many industry cases, especially for some distributed and no watcher locale, we need to collect data at fixed time to know the locale situation in time, then according to the situation send some simple control instructions. The realization mode of the traditional remote monitor control system always is that we construct and maintain the wire or wireless communication network, like this, not only the investment financing but also the financing for maintenance is expensive. Following with the development of the communication technology, the old remote monitor control system has already dissatisfied the multi-aspect demand increasingly, we need the communication mode of which the cost is cheaper and the communication quality is better. GPRS(General Packet Radio Service) is a new technology developing form the existing GSM system. GPRS make it possible that users send and receive data in the mode of terminal to terminal and terminal to center, as offers a wireless operation group-to-group with high efficiency, low cost, especially suitable for discontinuous, paroxysmal and busy data transfer. So in this paper we present a wireless remote temperature monitor control system based on GPRS. This system is made up of three parts: data collection terminal, GPRS module, GPRS network and control centre. Data collection terminal is on the realization of the real-time temperature data collection and transmission, GPRS wireless data transmission module as a wireless transceiver terminal deals with the data sent by single chip before forwarding. Use GPRS module with micro-chips is convenient to achieve the design of the long-range temperature monitoring system and gives a block diagram of the hardware and software design flow. Key words: Remote monitor control, Temperature monitoring, GPRS, Data Transmission 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 III 目录 摘要. ABSTRACT. 目录.III 引言.1 第一章 绪论.2 1.1 课题研究背景.2 1.2 国内外研究现状.2 1.3 研究的目的和意义.3 1.4 研究的内容.4 第二章 GPRS 网络介绍及数据传输方案选择.5 2.1 GPRS 概述及应用.5 2.2 GPRS 网络结构.6 2.3 GPRS 连接原理.8 2.4 GPRS 网络工作原理.9 2.4.1 GPRS 网络传输平台.9 2.4.2 GPRS 信令平台.12 2.5 GPRS 模块分类选型.12 2.6 本章小结.13 第三章 系统硬件设计.14 3.1 硬件系统的总体结构.14 3.2 单片机.15 3.2.1 主要特性 .15 3.2.2 管脚说明 .16 3.2.3 振荡器特性 .18 3.3 GPRS 模块 MC35I.18 3.3.1 Siemens 公司的 MC35i 无线通讯模块的功能及结构 .18 3.3.2 MC35i 无线通讯模块功能.18 3.3.3 MC35i 无线通讯模块结构.19 3.3.4 MC35i 外围接口电路及基本工作原理.20 3.4 液晶显示器.23 3.5 传感器与放大器.23 3.5.1 AD590 的性能特点.24 3.5.2 高精度集成放大器.24 3.6 A/D 转换器.25 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 IV 3.6.1 ADC0809 引脚功能.26 3.6.2 ADC0809 与 8051 单片机的接口设计.27 3.7 串行通信.28 3.8 硬件电路设计.30 3.8.1 复位电路 .30 3.8.2 电源电路 .30 3.8.3 外部存储器电路 .31 3.8.4 传感放大电路 .32 3.8.5 模/数转换电路.32 3.8.6 液晶显示电路 .33 3.8.7 串行接口电路 .35 3.8.8 GPRS 数据传输模块电路.36 3.8.9 信号指示灯电路 .38 3.9 本章小结.39 第四章 系统的软件设计.40 4.1 系统程序设计概述.40 4.2 主程序设计.40 4.3 ADC0809 数据采集及处理子程序.42 4.4 串行发送接收子程序.44 4.5 本章小结.46 第五章 结论.47 参考文献.49 致谢.50 附录.51 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 1 引言 温度是工业生产中最常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温 度进行检测和监控。采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控 制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。 GPRS(General Packet Radio Service)即通用分组无线服务，它是利用“包交 换”的概念发展出的一套无线传输方式。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，借助 GPRS 无线接入技术，无论在何时、何地， 人们都可以轻松地接入互联网。 利用 GPRS 无线接入技术组成无线数据传输系统有很大的应用范围，目前 几乎所有中低速率的数据传输业都可以应用，包括工业遥控，遥测以及金融， 零售行业的 POS 机联网，自动柜员机联网，移动银行等，还有车载移动性数据 传输，移动车辆调度与监控等。我国 GPRS 技术在手机中的应用已经很广泛， 而在工业方面才刚刚起步，本文是利用 GPRS 无线接入技术设计实现远程温度 监控。 本文分为六章，第一章介绍了课题研究背景、国内外研究现状及研究内容。 第二章介绍了 GPRS 网络。对 GPRS 的网络结构、连接原理及工作原理等 进行了分析，简要地介绍了 GPRS 模块的分类选型。 第三章对各部分电路的设计进行了分析。 第四章介绍了数据采集终端的软件设计，简要地画出了软件流程图，给出 了部分代码。 最后一章是结论。简要地说明了课题研究意义，指出了课题中存在的不足 及需要改进的地方。 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 2 第一章 绪论 1.1 课题研究背景 由单片机构成的数据采集系统和 PC 机通过串行口构成的微机系统已经广 泛应用于工业控制、水文测量、气象测量和环境监测等领域，这些系统大多采 用 RS-232，RS-485 或是有线 MODEM 的通信方式，虽然经济实用，但其有线 数据传输方式在很大程度上限制了应用场合的拓展。 GPRS 远程监控系统利用现有的 GPRS 网络资源，发挥网络覆盖率高、传 输特性好等优势，为现有数据采集系统提供一种便捷的无线数据传输方式，这 必将成为工业控制及现场监测等领域的发展趋势，并可广泛应用于安防报警、 电力监控、石油、矿山等行业。 该项目确定的研发内容包括：远程控制终端的单片机设计，主站监控软件 的设计，单片机和计算机与 GPRS 模块的通信与控制，数据的存储和显示。 1.2 国内外研究现状 远程监控系统是近几年发展起来的新技术之一，正在不断地应用于电力、 石油、人防、通信等需要对现场设备运行状态进行监控的领域。远程监控系统 主要利用无线通信的方式进行现场监控，它具有覆盖范围广，使用灵活，实时 性好、可靠性高等特点，是对野外无人值守设备进行监控的理想手段。目前国 内、外常用的无线通信技术主要有以下3 种：1）采用卫星通信。 优点是覆盖 范围广，不受地域限制，频带宽（通信速率），实时性好。但受资源和高昂运 行费用的限制，使其不可能广泛应用，这种通信方式多用于高级别中心站间的 数据传输或重要野外临时作业使用。2）采用普通的无线（RF）电台。优点是 建网成本比较低，且运营成本非常低。 但频率资源、带宽、功率、天线架设、 可维护性、可靠性以及环境适应性等是其应用中最大的问题。况且，随着社会 的发展和城市化进程的加快，往往因高、大建筑物的阻挡而导致整个通信网络 瘫痪。短波电台虽然靠电离层反射传播，但容易受天气等气象因素的影响，因 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 3 此，这种通信方式已经面临淘汰。3）移动公网（GSM/GPRS/CDMA）。GSM 技术发展相对成熟，具有覆盖范围广、通信质量高、技术成熟、运营费用低等 特点，是比较好的选择。GPRS/CDMA技术目前正处在迅速发展中。 随着信息技术的迅猛发展以及人们对移动通信需求的急剧上升，GPRS技 术成为一种迎合GSM移动通信市场和全球因特网迅猛发展和日益融合而兴起的 技术，日益受到人们的关注。GPRS能把分组交换技术引入现有GSM系统，将 移动通信和数据网络合二为一，以其“极速传送” 、 “永远在线”等特点，倍受 国内外电信业的青睐。GPRS被公认为将成为通往第三代移动通讯（3G）的一 个重要里程碑，GPRS的应用逐渐成为监控领域的一个研究热点。 近年来，互联网技术和GPRS（通用无线分组业务）发展异常迅速，已经 广泛地运用在了社会生活的各个方面。如何利用GPRS现有的技术优势，开发 出更具实用价值的商业应用，是下阶段数据业务市场攻略的焦点。GPRS终端 也已不仅仅是手机，而是各种形式的仪器，这种仪器不具有通话功能，但内置 GPRS模块，可以收发信号进行数据的无线传输。国际上如美国、欧洲等发达 国家在GPRS无线数据应用方面已经非常普及，目前全世界已有近百个运营商 开通了GPRS商用系统、试商用系统或实验系统。我国自从2002年中国移动 GPRS商用化以后，国内各大小企业都加入了无线数据应用解决方案的行业中 来。 1.3 研究的目的和意义 当今世界已进入了飞速发展的信息时代，信息产业已成为国民经济的主 导产业，通信则成为信息产业中发展最为迅速，进步最快的行业。而在通信领 域中，移动通信(GPRS)网则是这个领域中发展最积极最活跃最快的分支之一。 在 GPRS 中，唯一不需建立端到端通信的业务就是短消息业务（SMS） ，在移 动设备处于点与点通信状态下，还能同时实现短消息业务。GPRS 模块在短信 息方面的应用最具优势，短消息具有随时在线（Always Online） 、不需拨号、 价格便宜、覆盖范围广等特点，特别适合于需频繁传送小流量数据的应用，如 工业遥感遥测遥控、信息反馈无人值守站机房监控和远程维护（如服务器，交 换机等） ，其他无人值守点（如仓库、办公楼等）监控、电力系统城市中压电 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 4 网实时监控和自动补偿、集团车辆调度与安排计算机增值服务等领域。本系统 中嵌入了 GPRS 模块，运用它最具优势的短信功能，将采集的数据以短信的方 式发送到基站，基站也以短信方式实现对终端的适时监控和管理。 GPRS 网络在短消息方面的应用具有不需拨号、价格低廉、传输可靠、覆 盖范围广等特点，适用于需频繁传送小流量数据和不宜铺设线路的应用场合。 利用现有的 GPRS 网络资源，发挥网络覆盖率高、传输特性好等优势，为现有 数据采集系统提供一种便捷的无线数据传输方式。 GPRS 远程监控系统是利用单片机组成的数据监控系统，通过 GPRS 网络 以短消息的形式完成远程数据的传输，即在传统的单片机数据采集系统中增加 支持短消息、数据通信等业务的 GPRS 模块，并为其分配一个独立的 SIM 卡， 结合单片机系统通过串行通信接口，实现数据的远程无线传输。监控终端可以 是 PC 机，也可以是移动电话或移动终端。 1.4 研究的内容 该项目的研发是多学科技术的综合应用，涉及的相关技术包括微电子技术、 计算机接口技术、传感器技术、GPRS 通信技术、程序设计等。 系统分为两部分：主站控制中心和远程数据检测控制终端。采集控制模块 完成对各个采集节点的数据采集与控制，GPRS 模块结合微处理芯片建立一个 基于 GPRS 的远程监测平台，实现监测终端与数据采集终端的 GPRS 远程通信。 监测终端对温度信号进行监测，每路监测信号可实现单独监测报警。这种设计 方式可以实现一个控制中心监测多个终端的实现。当需要添加控制点时，只需 在需要控制的现场安装好远程数据检测控制终端，同时在主站控制中心软件进 行相应设置，即可对新加入的控制点进行监控。 该系统的设计要点是采用单片机技术进行数据采集和处理，对装置进行自 动控制，系统软件设计，数据存储与显示，单片机与 GPRS 模块的通信与控制 等设计内容。 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 5 第二章 GPRS 网络介绍及数据传输方案选择 2.1 GPRS 概述及应用 GPRS 是通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的英文简称， 是在现有 GSM 系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为 GSM 用户提供 分组形式的数据业务。GPRS 采用与 GSM 同样的无线调制标准、同样的频带、 同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的 TDMA 帧结构。这种新的分组数 据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似，因此现有的基站子系统 （BSS）从一开始就可提供全面的 GPRS 覆盖。GPRS 允许用户在端到端分组 转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提 供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和 频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS 理论带宽可 达 171.2Kb/s，实际应用带宽大约在 1070Kb/s，在此信道上提供 TCP/IP 连接， 可以用于 Internet 连接、数据传输等应用。使用 GPRS 技术实现数据分组发送 和接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。 GPRS 作为一种新型的电信技术和电信服务，区别与传统的移动通信，具 有以下特点： 为 GSM 提供数据包传输模式的服务。 向用户提供更高的接入速率 115kbit/s 和更短的接入时间。 通过支持不同的 QoS 机制向用户提供不同种类的可选服务。 采用无线频谱资源的共享使用来提供资源的利用率。 底层基于 TCP/IP 协议，可与因特网进行无缝连接。 可提供按时间、流量、内容等更加灵活的计费方式。 GPRS 无线数据传输系统应用范围相当广泛，几乎所有中低速率的数据传 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 6 输业务都可以应用，如城市配电网络自动化、自来水、煤气管道自动化、商业 POS 机、 Internet 接入、个人信息、股票信息、金融、交通、公安等。除了支 持传统的互联网应用，GPRS 也可使无线终端支持；BZB、BZC 的电子商务和 电子支付、股票交易、银行转帐等应用。GPRS 同样可以应用于公司内部网 (INTRANET)，基于 IP 的远程 LAN 接入，使无线终端成为 LAN 的延伸。 2.2 GPRS 网络结构 GPRS 网络是在现有 GSM 网络中对 BTS、BSC、HLR 进行升级，并增加 SGSN (GPRS 服务支持节点)和 GGSN (GPRS 网关支持节点)来实现的，使得用 户能够在端到端分组方式下发送和接收数据，其网络的逻辑结构如图 2-1 所示。 Other PLMN Umm mmm mn Gsn Gdn Grn Gcn Gbn Gin Gnn Gfn Gnn D C E SMSGMSC SMSIWMSC SMSC HLR MSC/VLR SGSNGGSN BSSMTTE PDNTE SGSNGGSN EIR A R Gpn 信令接口 信令和数据传输接口 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 7 图 2-1 GPRS 网络的逻辑结构 移动终端（MS）：移动终端包括移动物理设备（例手机的裸机）和 SIM 卡两部分。移动台的类型很多，除了车载台、便携式移动台，还有人们熟悉的 手机等。SIM 卡其实是一张符合 ISO 标准的 IC 卡，由 CPU 和存储器包括 （RAM，ROM，EPROM 或 EEPROM）以及串行通信单元组成。 基站子系统（BSS）：基站子系统由基站收发信台（BTS）和基站控制器 （BSC）两部分组成。基站子系统一方面通过 BTS 利用无线接口与移动台相连， 负责信息的无线发送/接收和无线资源的管理；另一方面，通过 BSC 和网络子 系统中的移动业务交换中心（MSC）相连，现移动用户之间以及移动用户和固 定电话网络用户之间的通信连接。 移动业务控制中心（MSC）：MSC 是网络子系统的核心。MSC 是交换机， 具有号码存储、呼叫处理、路由选择、回波抵消和超负荷控制等功能。MSC 可 以从 HLR，VLR 和 AUC 获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据。 反之，MSC 也根据其获取的最新信息请求更新数据库的部分功能。 GPRS 业务支持节点(SGSN)：主要功能是对移动终端进行鉴权和移动性管 理，建立移动终端到 GGSN 的传输通道，接收从 BSS 传送来的移动终端分组 数据，通过 GPRS 骨干网传送给 GGSN 或者将分组发送到同一服务区内的移动 终端。SGSN 还可集成计费网关、边缘网关（负责实现不同 GPRS 网络之间的 互联）和防火墙的功能。 GPRS 网关支持节点（GGSN）：是连接 GPRS 网络与外部数据网络的节点。 对于外部数据网络来说，它就是一个路由器，负责存储已经激活的 GPRS 用户 的路由信息。GGSN 接收移动终端发送来的数据，转发到相应的外部网路，或 接收来自外部数据网络的数据，通过隧道技术，传送给相应的 SGSN。另外 GGSN 还可以具有地址分配、计费、防火墙功能。 SGSN 和 GGSN 间的通信，以及其它网络实体间的通信，是通过新增接口 来完成，实现 GPRS 的新功能，GPRS 网络结构中引入的新的网络接口如下： Gb 接口：PCU 与 SGSN 之间的接口。 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 8 Gn/Gp 接口：SGSV 与 GGSN 之间的接口，当 SGSN 与 GGSN 位于不同 的 PLMN 时为 Gp，否则为 Gn。 Gi 接口：GGSN 与外部数据网之间的接口。 Gd 接口：SGSN 与 SMS-GMSC/SMS-IWMSC（短消息业务的网间 MSC）之间的接口。 Gr 接口：SGSN 与 HLR 之间的接口。 Gs 接口：SGSN 与 MSC（移动交换中心）/VLR（访问位置寄存器）之 间的接口。 Gc 接口：GGSN 与 HLR 之间的接口。 Ga 接口：GGSN / SGSN 与 CGF（计费网关）之间的接口。 Gf 接口：SGSN 与 EIR（设备标识寄存器）之间的接口。 SGSN 和 GGSN 两节点可分可合，即它们的功能既可以由一个物理节点全 部实现，也可以由不同的物理节点来实现。它们都应有 IP 路由功能，并能与 IP 路由器互联。 GPRS 主要是用来提供非语音的数据业务的，GPRS 提供了移动网络到 TCP/IP 或 X.25 网络的接口，可以把 GPRS 网络看作是一个 IP 子网。 GPRS 网络中，GGSN 承担了类似于路由器的工作，使 GPRS 的特性对外 部数据网来说是不可见的。移动终端就像 GPRS 子网中的普通主机，通过 IP 地 址来识别。 2.3 GPRS 连接原理 一个能够正常使用的 GPRS 移动台，如果没有开机，网络是无法得知它的 位置的；尽管 SIM 卡和 HLR 中存放有该移动台的信息，但 VLR 中并没有和其 关的数据。当移动台开机时，向 MSC/VLR 发送位置登记报文，同时更新 SGSN 中的位置信息。 GPRS 移动台不仅仅是一个电话，它更像是一个内置了数据网络适配器的 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 9 数据终端。和普通的连在网上的 PC 一样，GPRS 移动台也有自己的标识和地址， GPRS 系统使用的地址格式和 Internet 使用的地址格式一样，都有是 IP 地址。 GPRS 移动台在接入网络之前，必须先通知网络；网络得到这个通 知之后，会为其分配一个 IP 地址。 GPRS 移动台连接到网络上的过程可以分为两个阶段： （1）连接到 GSM 这一过程也叫做 GPRS attach，GPRS 移动台开机后，向网络发送一个 attach 消息，SGSN 得到该消息后，向 HLR 请求有关用户数据并验证用户身份， 决定是否允许移动台接入网络。 （2）连接到 IP 网络 这一过程叫做 PDP 上下文激活，GPRS 移动台完成 attach 之后，网络会为 其分配一个 IP 地址，使其成为 IP 网络的一部分。一个 GPRS 用户可能有一个 静态 IP 地址：该 IP 地址固定分配给某个用户，用户每次上网都使用同一个 IP 地址；或者有一个动态 IP 地址：每次开始新的会话时，网络都随即为用户重新 分配一个 IP 地址。 2.4 GPRS 网络工作原理 2.4.1 GPRS 网络传输平台 传输平台由一个分层协议结构组成。用于用户信息传输以及与此相关的信 息传输中的过程控制（例如：流量控制、检错、纠错和错误恢复等） 。传输平 台通过底层无线接口和网络子系统（Network Switching Subsystem，简称 NSS） 平台连接，这种独立性是通过保留 Gb 接口来实现的。GPRS 传输协议平台如图 2-2 所示。 1. GPRS 隧道协议（GPRS Tunneling Protocol，简称 GTP） GPRS 骨干网中 GSN 间的用户数据和信令利用 GTP 进行隧道传输。所有 的点对点 PDP 协议数据单元（PDP Data Unit，PDU）将由 GTP 协议进行封装。 GTP 是 GPRS 骨干网中 GSN 节点之间的互联协议，它是为 Gn 接口和 Gp 接口 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 10 定义的协议。在 GSM09.60 中对 GTP 作了规范。 2. TCP 协议（Transport Control Protocol，简称 TCP） 在 GPRS 骨干网中需要一个可靠的数据链路（如 X.25）进行 GTP PDU 的 传输时，所用的传输协议是 TCP 协仪。如果不要求一个可靠的数据链路（如 IP） ，就使用 UDP 协议来承载 GTP 中的 PDU 。TCP 提供流量控制功能和防止 GTP PDU 丢失或破坏的功能。UDP 提供防护 GTP PDU 受到破坏的功能。 MSBSSSGSN UmGbGn Application IP/X2.5 SNDCP LLC RLC MAC GSM RF Network Service L1bis L2 GSM RF Relay RLC BSSGP L1L1ibisL1 UDP/TCP IPBSSGP Network Service Relay SNDCP GTP LLC UDP/TCP IP L2 GTP IP/X2.5 GGSN Gi 图 2-2 GPRS 传输协议平台 3. 网际协议（Internet Protocol，简称 IP） 这是 GPRS 骨干网络协议，用以用户数据和控制信令的选路。GPRS 骨干 网最初是建立在 IPv4 协议基础上的，随着 IPv6 的广泛使用，GPRS 会最终采 用 IPv6 协议。 4. 子网相关融合协议（Sub-network Dependent Convergence Protocol，简称 SNDCP） 这个传输功能将网络级特性映射到底层网络特性中去。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。在 SNDC 层，移动 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 11 台和 SGSN 之间传送的数据被分割为一个或多个 SNDC 数据包单元。SNDC 数 据包单元生成后被放置到 LLC 帧内。SNDCP 在 GSM04.65 中有说明。 5. 逻辑链路控制（Logical Link Control，简称 LLC） LLC 是一种基于高速数据链路规程 HDLG 的无线链路协议，能够提供高可 靠的加密逻辑链路。逻辑链路控制层负责从高层 SNDC 层的 SNDC 数据单元上 形成 LLC 地址、帧字段，从而生成完整的 LLC 帧。另外，LLC 可以实现一点 对多点的寻址和数据帧的重发控制。LLC 独立于底层无线接口协议，这是为了 在引入其他可选择的 GPRS 无线解决方案时，对网络子系统 NSS 的改动程度最 小。GSM04.64 对 LLC 进行了规范。 6. 中继转发（Relay） 在 BSS 中，这项功能中继转发 Um 和 Gb 接口间的 LLC PDU，在 SGSNN 中，这项功能是转发 Gb 和 Gn 接口间的 PDP PDU。 7. GPRS 基站系统协议（Base Station System GPRS Protocol，简称 BSSGP） 这个层用来传输在 BSS 和 SGSN 之间与选路服务质量有关的信息。BSSGP 没有纠错功能。GSM08.18 对 BSSGP 进行了规范。 8. 网络服务（Network Service，简称 NS） 这个层传输 BSSGP PDU。NS 以 BSS 和 SGSN 之间的帧中继连接为基础， 而且有多跳功能，并能横贯有帧中继交换节点的网络。GSM08.16 对 NS 进行了 规范。 9. 无线链路控制 （Radio Link Control，简称 RLC）介质访问控制（Media Access control，简称 MAC） 这个层具备两个功能：一是无线链路控制功能，它能提供一条独立于无线 解决方案的可靠链路。二是介质访问控制功能，它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台共享。MAC 除了 控制着信令传输所用无线信道外，还将 LLC 帧映射到 GSM 物理信道中去。 基于 GPRS 系统的远程温度监控系统的设计 12 GSM04.60 对 RLC/MAC 进行了规范。 10. GSM 射频（Radio Frequency，简称 RF） Um 接口的物理层为射频接口部分，而逻辑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 200kbit/s。考虑前向纠错码的开销，最终的数据速率可达 164kbit/s 左右。 2.4.2 GPRS 信令平台 GPRS 信令平台描述了信令传输的层次结构，由一些用于控制和支持传输 平台功能的协议组成。GPRS 网络中主要有 MS 与 SGSN 之间、SGSN 与 HLR 之间、SGSN 与 MSC/VLR 之间、GSN 之间的信令协议平台。在 GPRS 中还有 其他一些信令，如 SGSN 与 EIR 之间的 MAP 信令、SGSN 与 SMS 和 SC 之间 的 MAP 信令等。 GPRS 信令平台主要实现如下功能： 1. 控制 GPRS 网接入连接，如与 GPRS 网连接和断开； 2. 控制网络接入连接的建立，如分组数据协议 PDP（X.2S 或 IP）地址的 激活； 3. 为了支持用户的移动性，控制建立网络连接的路径； 4. 当用户的需求改变时，控制网络资源的分配。 2.5 GPRS 模块分类选型 GPRS DTU主要由GPRS模块、SIM卡、电源变换、