（四）網路通訊協議1
資料傳輸設計（
gprs資料傳輸設計
第三章gprs數字傳輸模組設計基礎
為了在資料採集與監控系統中使用gprs進行資料傳輸，必須設計乙個能夠進行資料傳輸的通訊模組，該模組應該能將資料可靠、透明的傳送到網路中的伺服器。本章主要討論這樣的一種gprs數字傳輸模組設計的動機和基礎知識。首先通過資料採集與監控系統的一般結構引出設計這樣乙個gprs透明傳輸模組的必要性，其次討論了模組的設計概要，並指出了設計中涉及到的主要問題，也就是ppp協議和tcp/ip協議在無作業系統的嵌入式系統中的實現問題，隨後詳細介紹了ppp協議和tcp/ip協議的規範以及在嵌入式系統中實現時的處理方法。
3.1使用gprs的資料採集系統結構
在工業上，需要使用資料採集和監控的系統可以說是舉不勝舉，而且這些系統大都具有相似的結構，一般都是具有伺服器和若干個資料終端，各資料終端通過網路將採集的資料傳送到伺服器。複雜的網路中可能包括中繼裝置和不同的匯流排結構。其中，資料終端與伺服器間的連線方式就有很多種，目前比較多的有使用專線網路、公用**網以及簡訊等方式，而本文中討論的是使用gprs進行資料傳輸的方式。
圖3-1為使用gprs進行資料傳輸的一種簡單的採集系統組網方案。
當資料採集終端通過gprs數字傳輸模組將資料傳送到gprs網路中後，gprs網路根據目標位址選擇是通過ggsn將資料傳送到網際網路上還是在gprs的內部網路上尋找目
標位址，而採集系統中的伺服器可以有兩種處理方法，一是伺服器直接接入網際網路並擁有固定ip 或網域名稱；二是從gprs 網路中的ggsn 節點上引出專線，使得伺服器只在gprs 網路內部有效，此時所有的資料終端都必須使用gprs 方式進行資料傳輸。總之，在上圖所示的系統中，gprs 傳輸模組是乙個核心模組，該模組必須支援gprs 接入和tcp/ip 協議棧。
3.2 gprs 數字傳輸模組設計概要
設計gprs 數字傳輸模組需要解決幾個問題，首先必須有可以接入gprs 網路的底層通訊裝置，其次模組必須支援tcp/ip 協議，以做到資料的透明傳輸。
1．支援gprs 的通訊模組
接入移動通訊網路的裝置必須符合相關的通訊標準，因此，必須選用符合標準的支援gprs 的移動裝置(mobile equipment ，me)。me 中一般由負責底層通訊的部分和終端介面卡組成（terminal adaptor, ta ）,ta 對外提供標準的外部介面，並使用標準at 命令集。at 命令集是計算機和數據機之間通訊的標準語言，主要用來控制數據機的撥號、應答等功能。
在me 模組中，一般也都採用at 命令作為me 與外部控制模組的通訊介面。在支援gprs 的me 中也有相應的at 指令來設定gprs 功能。這樣的模組又分為兩種，一種是單純的底層通訊模組，只支援at 命令，需要外部控制器來完成接入網際網路、封裝和處理傳送與接收的資料；另一種是增加了應用軟體，支援tcp/ip 協議棧的通訊模組。
相比來說，後一種使用起來比較方便，但是**較高，而且使用中可能存在一些問題。因此，本文中使用的是沒有tcp/ip 協議棧的me ，在數字傳輸模組中實現tcp/ip 協議。
2．實現透明傳輸
所謂透明傳輸是指對使用模組進行通訊的使用者來說，自己傳送的資料就是對方接收到的資料，使用者無需為傳送資料做額外的工作。因此，對於乙個對於乙個gprs 數字傳輸模組來說數字傳輸模組來說，，模組必須負責連線通訊的終端模組必須負責連線通訊的終端（（一般是網際網路上的伺服器一般是網際網路上的伺服器），），），然後從自己的介面接收使用者然後從自己的介面接收使用者資料資料，，並使用某個通訊協議傳送資料並使用某個通訊協議傳送資料；；在接收資料時在接收資料時，，模組將接收到的資料還原成使用者資料傳送給使用者
據傳送給使用者。因此，模組需要解決兩個主要問題： 如何控制gprs me 接入網際網路
在第二章中討論了gprs 的連線過程，對於標準的gprs 連線過程已經清楚。目前中國移動的gprs 接入採用撥號方式，其過程與傳統固定**撥號上網相似，撥號登陸網際網路的過程中需要進行一系列的身份認證和網路協商過程，在使用者和伺服器之間要建立一條點對點的資料鏈路，在這個過程中，使用的資料鏈路層協議為點對點協議（ppp ）。因此，必須在模組中實現ppp 協議才能夠使模組具有連線網際網路的能力，在下一節中將詳細討論ppp 協議的內容。
使用哪種控制協議傳輸使用者資料
登陸網際網路後的下乙個任務是如何傳送使用者資料。一般來說，通過gprs 傳輸資料時，資料分組必須以ip 包的形式傳送。而控制傳輸協議可以採用標準的tcp/udp 協議，當然也可以使用自定義協議。
但是，如果採用自定義的協議傳輸資料，那麼監控系統的伺服器上
的軟體也必須支援這種自定義協議，這樣就限制了模組的使用範圍。因此，模組中的傳輸控制協議採用tcp或udp協議。綜上所述，圖3-2是gprs資料傳輸過程的分層結構圖。
從圖中可以看出，透明傳輸模組必須支援ppp、ip和tcp/udp協議。下文將分別討論ppp 和tcp/ip協議。
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